DE2360068B2 - Vorrichtung zur Wärme- oder Kältetauschung bei einer Klimaanlage - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmeoder Kältetauschung bei einer Klimaanlage, bei der Zuluftstrom und Abluftstrom zur Veränderung ihres ursprünglichen Wärme- oder Kältegehaltes durch gegenseitige Beeinflussung durch einen Wärmetauscher geführt sind und bei der Einrichtungen zur wahlweisen Befeuchtung des Zuluftstromes bzw. Abluftstroms vorgesehen sind.

Eine eingangs genannte Vorrichtung ist bekannt (US-PS 32 14 936). Der die dortige Vorrichtung bildende to Wärmetauscher besteht aus Rohrleitungen, die in einem geschlossenen Tauscherraum untergebracht sind. Ein solcher Wärmetauscher ist aber nur sehr lohnintensiv herzustellen. Zu berücksichtigen ist hierbei insbesondere, daß die einzelnen Rohrbündel geeignet geschweißt und gehalten werden müssen. Gleichzeitig muß Vorsorge für die thermischen Längenänderungen im Betrieb der Vorrichtung getroffen werden.

Aus der CH-PS 3 82 200 ist ein Wärmetauscher mit Glasplatten bekannt, jedoch fehlt dort eine Einrichtung "so zur wahlweisen Befeuchtung des Zuluftstromes bzw. Abluftstromes. Der Wärmetauscher nach der CH-PS 3 82 200 besteht aus zueinander parallelen Glasplatten, wobei starre Abstandsstreifen vorgesehen sind. Diese Abstandsstreifen bestehen also nicht aus elastischem Material. Sie sind daher nicht in dem Maße geeignet, die erwähnten thermischen Längenänderungen im Betrieb des Wärmetauschers aufzunehmen und dennoch die Dichtfunktion beizubehalten. Man hat nach dieser CH-PS bereits schon in gewissem Maße dadurch «> Abhilfe geschaffen, daß starre Abstandsstreifen an ihren Innenseiten von Profilstreifen aus einem gummiartigen Stoff hinterlegt wurden. Dadurch wird aber der freie Querschnitt der Durchgangskanäle fühlbar eingeengt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der < >5 eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß thermische Längenänderungen des Wärmetauschers äufscnommen werden, ohne die Oichtfunktion zu beeinträchtigen, wobei der Wärmetauscher dem jeweilig eingeführten Luftstrom nur einen geringen Strömungswiderstand entgegensetzen soll.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher aus zueinander parallelen Glasplatten besteht die zur Bildung der Durchflußkanäle für die Ströme Randabdichtungen aus einem elastischen Kleb- und Dichtmaterial aufweisen und die mit Hilfe elastischer Abstandselemente aus dem gleichen Material, die miteinander und mit überdeckten Bereichen der Tauscherplatten Tragsäulen bilden, im Abstand zueinander gehalten sind.

Wesentlich gemäß der Erfindung ist also, daß der Wärmetauscher aus zueinander parallelen Glasplatten besteht, die zur Bildung der Durchflußkanäle für die Ströme Randabdichtungen aus einem elastischen Kleb- und Dichtmaterial haben und die mit Hilfe elastischer Abstandselemente aus dem gleichen Material im Abstand zueinander gehalten sind. Diese Abstandselemente sind übereinander angeordnet, so daß sie zusammen mit den überdeckten Bereichen der Tauscherplatten Tragsäulen ausbilden. Solche Glasplatten haben zum einen hervorragende Wärmeübergangsziffern und sind handelsüblich, das heißt, mit relativ geringen Kosten käuflich erwerbbar. Die Tragplatten müssen somit lediglich über geeignete Abstandselemente derart parallel zueinander und in Abständen angeordnet werden, daß die erwähnten und sich kreuzenden Durchgangskanäle entstehen. Zur Vergrößerung der Tauscherfläche .ist es vorgesehen, daß einzelne Tauscherelemente nebeneinander angeordnet werden und dichtend miteinander verbunden werden. Hierdurch ist es möglich, einen Wärmetauscher mit größerer Fläche dadurch aufzubauen, daß mehrere Glasplatten kleinerer Fläche auf Stoß nebeneinander gelegt werden. Die Abdichtungen zwischen den Stoßfugen erfolgt durch das Kunststoffklebmaterial, das gleichzeitig auch die Stoßfuge der Einzelteilplatten der nächsten Tauscherplattenebene berührt und verbindet.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 2 gekennzeichnet.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisiert einen Wärmetauscher mit Befeuchtung der zugeführten Außenluft und

Fig. 2 schematisiert einen Wärmetauscher mit Befeuchtung der abgeführten Innenluft.

In Fi g. 1 ist der Wärmetauscher mit dem Bezugszeichen 1 versehen, der Abluftstrom ist mit 3 und der Zuluftstrom mit dem Bezugszeichen 2 versehen. Vor Eintritt in den Wärmetauscher 1 wird die im Zuluftstrom 2 geführte Außenluft bei gegebener relativer Feuchte und Temperatur durch Zuführung eines geeigneten Materials, üblicherweise Wasser, intensiv befeuchtet. Dies kann dadurch geschehen, daß man den Zuluftstrom 2 durch einen rieselnden Wasservorhang leitet, es ist aber auch möglich, über ein Verteilerrohr 4 mit Steuerventil 5 Sprühdüsen in den Zuluftstrom vor dem Wärmetauscher einzurichten, wobei unter Umständen gleichzeitig auch die dem Zuluftstrom 2 zugeordneten Tauscherplatten des Wärmetauschers 1 benetzt werden. Dies führt dann dazu, daß zusätzlich zur Temperaturerhöhung, wie sie für den Zuluftstrom 2 gegeben ist, auch noch eine Erhöhung seines Feuchtigkeitsgehaltes bewirkt wird.

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Anordnung, wobei über eine Einrichtung 6 zur Klimatisierune der Innenluft eine

entsprechende Befeuchtung vorgenommen wird. Dieses Prinzip wird vor allem für den Sommerbetrieb verwendet, bei dem die Außenluft abzukühlen ist Dies führt dann zu einer Umkehrung insofern, als liunmehr die kühlere, da klimatisierte Innenluft durch eine geeignete Einrichtung 6 befeuchtet wird, so daß sie mit einem beträchtlich höheren Feuchtigkeitsgehalt aus dem Wärmetauscher austritt

Der Wärmetauscher kann aus einem Stapel zueinander im Abstand gehaltener, aufeinander geschichteter Tauscherplatten aus Glas bestehen. Daher ist die eingeführte, gegebenenfalls sehr feuchte Außen- und Innenluft und eventuell auch das Berieseln der Tauscherplatten selbst ohne jeden Einfluß auf deren Materialbeständigkeit und Korrosionssicherheit, im Gegenteil erhöht ein möglicher Wasserfilm auf den Außenseiten der aus Glas bestehenden Tauscherplatten noch den Wärmeübergang der einzelnen Medienströme gegeneinander beträchtlich.

Die Glasplatten werden durch Abstandselemente zueinander im Abstand gehalten, die aus einer zähen, jedoch elastischen Kunststoffmasse mit hervorragenden Klebeigenschaften bestehen.

Zum Aufbau eines zur Wärmetauschung geeigneten Glasplattenstapels wird daher so vorgegangen, daß auf eine Basisplatte je nach den Festigkeitserfordernissen des Wärmetauschers an geeigneten Positionen in ih ren Ausdehnungen begrenzte Häufchen des noch nicht ausgehärteten bzw. abgebundenen Kleb- und Dichtungsmaterials in begrenzter räumlicher Ausdehnung m aufgebracht werden; als Kleb- und Dichtungsmaterial wird dabei bevorzugt ein Kunststoffkleber auf Silikonbasis verwendet. In gleicher Weise empfiehlt es sich, sofort die jeweiligen Seitenteile der Tauscherplatte mit aus dem gleichen Material bestehenden Dichtungselementen zu versehen, die im folgenden als Druckschlangen bezeichnet werden sollen und die beispielsweise so aufgebracht werden können, daß ein tubenähnliches Behältnis unter konstantem Druck mit gleichmäßiger Geschwindigkeit seinen Inhalt auf einen Randbereich aufträgt. Da das so aufgebrachte Kleb- und Dichtungsmaterial sich zunächst noch in plastischer Form befindet, gegebenenfalls auch noch eine relative Zähflüssigkeit aufweist, geht man weiter so vor, daß auf dieser Glasplatte Distanzstücke vorgegebener Dicke aufgelegt und anschließend die nächste Tauscherplatte aufgedrückt wird, bis diese bündig auf den Distanzstükken aufliegt, dabei si.id dann die aus Materialhäufchen des Kunststoffklebers bestehenden Abstandselemente und die Randabdichtungen soweit wie erforderlich flachgedrückt worden und haften nunmehr fest an beiden Glasplatten an. Der weitere Aufbau vollzieht sich dann dementsprechend, bis der gewünschte Plattenstape! erreicht ist Man läßt anschließend den Kunststoffkleber aushärten und entfernt die Distanzstücke, so daß man zu einem Stapel von Wärmetauscherplatten gelangt der in sich elastisch ist und auch auftretende Spannungen ohne Schwierigkeiten aufzunehmen im Stande ist die beispielsweise auch durch die Zuführung des Kühlwassers auftreten können.

Der verwendete Kunststoffkleber ist darüberhinaus von hoher Temperaturbeständigkeit und in der Lage, Temperaturein Wirkungen bis zu 240⁰C und darüber standzuhalten, außerdem ist er von hoher Widerstandsfähigkeit gegenüber der Einwirkung abrasiver Mittel.

Ais Kleb- und Dichtmaterial wird daher bevorzugt ein Kunststoff auf einer Silikonbasis verwendet, der neben hoher Temperaturbeständigkeit eine Widerstandsfähigkeit gegen die Einwirkung abrasiver Stoffe aufweist und in einem mehr oder weniger zähflüssigen Zustand aufgetragen wird und nach einem vorgegebenen Zeitraum in der Weise aushärtet daß er eine zähe Konsistenz, verbunden mit einer extrem guten Elastizität annimmt. Dabei weist ein solcher Kunststoffkleber noch eine überragend gute Haftfähigkeit auf, so daß ein Ablösen auch von den als Tauscherplatten verwendeten Glasplatten nicht möglich ist.

Schließlich ist es noch möglich, einen solchen für eine Berieselung durch Wasser geeigneten Wärmetauscher aucl π it sehr großen Abmessungen in Längen- und Breitenrichtungen aufzubauen, ohne daß auf Tauscherplatten größerer Dicke zur Erzielung gleicher Festigkeitseigenschaften zurückgegriffen werden muß; in diesem Falle wird so vorgeganen, daß ein Glasplattenausgangsmaterial vorgegebener geringer Dicke und zweckmäßigerweise des gleichen Zuschnitts verwendet und so viele Platten im Stoß mit einem geringfügigen Abschnitt nebeneinander in eine Ebene gelegt werden, wie zum Aufbau eines Wärmetauschers mit vorgegebe ner Plattengröße erforderlich. Die Stoßfugen werden dann ebenfalls mit dem Kunststoffkleber überdeckt und die nächste Ebene von Einzelteilplatten darübergelegt und an der gleichen Stelle mit dem Kunststoffmaterial verklebt. Man gewinnt auf diese Weise zusätzlich zu der Möglichkeit, sehr große Tauscherplatten aus einzelnen Basisteilplatten aufzubauen, den Vorteil, daß die so hergestellte große Tauscherplatte und damit auch der gesamte Plattenstapel elastisch reagiert und die Bruchgefahr wesentlich herabgesetzt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Wärme- oder Kältetauschung bei einer Klimaanlage, bei der Zuluftstrom und Abluftstrom zur Veränderung ihres ursprünglichen Wärme- oder Kältegehaltes durch gegenseitige Beeinflussung durch einen Wärmetauscher geführt sind und bei der Einrichtungen zur wahlweisen Befeuchtung des Zuluftstroms bzw. Abluftstroms vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher aus zueinander parallelen Glasplatten besteht, die zur Bildung der Durchflußkanäle für die Ströme Randabdichtungen aus einem elastischen Kleb- und Dichtmaterial aufweisen und die mit Hilfe elastischer Abstandselemente aus dem gleichen Material, die miteinander und mit überdeckten Bereichen der Tauscherplatten Tragsäulen bilden, im Abstand zueinander gehalten sind.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tauscherplatten aus Einzelteilplatten relativ dünnen Glases aufgebaut sind, die im StC'ß mit geringem Abstand nebeneinander gelegt sind, wobei die Stoßfuge von dem Kunststoffklebmaterial überdeckt ist, das gleichzeitig auch die Stoßfuge der Einzelteilplatten der nächsten Tauscherplattenebene berührt und verbindet.

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