DE2709317A1 - PLATE HEAT EXCHANGER - Google Patents
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Description
ΘΒΟΟ NÜRNBERG 11 3 ΘΒΟΟ NUREMBERG 11 3 Z/üSOl/Z / üSOl /
"Platt enwänneaustauscher""Plate heat exchanger"
Vorliegende Erfindung betrifft einen Plattenwärmeaustau-3cher der in der Einleitung von Anspruch 1 näher bezeichneten Art.The present invention relates to a plate heat exchanger as specified in the introduction of claim 1 Art.
Derartige Wärmeaustauscher können zur Anwendung gelangen bei der Wärmewiedergewinnung in Ventilationsanlagen, da solche Austauscher einen vergleichsweise hohen Temperaturwirkungsgrad zeigen. Die Wärmewi eder ge winnung oder -überführung geht derart vonstatten, dass die wärme Abluft den Austauscher durch in die·· sem ebenen - oder etagenweise angeordnete Kanäle durchströmt, während die kältere Zuluft den Austauscher ebenso durch ebenen oder etagenweise angeordnete Kanäle durchströmt, wobei die Strömungsriohtungen einander kreuzen und die so gebildeten Strömungsebenen weohselweis· vorgesehen sind, d.h. eine Ebene oder Etage von Zuluftkanälen ist zwischen zwei Ebenen oder Etagen von Abluftkanälen angeordnet und umgekehrt. Dadurch dass die Anzahl Kanäle relativ gross und dass die Kanäle bildende bzw. begrenzende Material, gewöhnlich Aluminiumfolie, relativ dünn ist, ergibt sich eine schnelle Wärmeaufnahme und dank der grossen Kontaktfläohe auch eine relativ gute Wärmeübertragung.Such heat exchangers can be used for heat recovery in ventilation systems, as such Exchangers show a comparatively high temperature efficiency. The heat recovery or transfer goes like this ensure that the warm exhaust air passes through the exchanger into the sem planar or tiered channels flows through, while the colder supply air flows through the exchanger also through planes or channels arranged in layers, the flow directions crossing one another and the flow planes thus formed being provided alternately, i.e. a plane or The floor of supply air ducts is arranged between two levels or floors of exhaust air ducts and vice versa. This means that the number Channels are relatively large and that the material that forms or delimits the channels, usually aluminum foil, is relatively thin, This results in rapid heat absorption and, thanks to the large contact area, relatively good heat transfer.
Während die prinzipielle Wirkungsweise derartiger Plattenaustauscher gut ist, so haben sich in der Praxis bei der Ausübung dieses Frinzipes vielerlei Schwierigkeiten eingestellt. Eine von diesen ist das Diohtungsproblem. Werden die verschieden temperierten Ströme miteinander gemischt, so verfehlt der Wärme-While the principle of operation of such plate exchangers is good, many difficulties have arisen in practice when performing this frinzipes. One of these is the diet problem. They become different tempered streams mixed with one another, the heat
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austauscher einen gro3sen Teil aeineu Zweckes,, Leckage ist ein sehr ern3tea Problem und da es sich um 3ehr grosse Flächen handelt» die gegeneinander abzudichten sind, 30 hat 3ich dieses Problem als sehr schwer Iö3bar und bi3her unbemeistert ergeben«, Ein anderes Problem besteht in der Schwierigkeit, den bestmöglichen Kontaktdruck zu erzielen, ohne welchen ein grosser Teil der Wärme verloren geht, der ansonsten ausgewonnen werden könnte. Ein weiteres Problem besteht darin, dass der Färmeaustauscher trotz starken Kontaktdruckes und zufriedenstellender Dichtung in allen Bereichen im Stande sein soll, Stösse und andere Beanspruchungen elastisch aufzufangen, ohne dass wenigstens nennenswerte Schäden entstehen. Ein anderer sehr wesentlicher Gesichtspunkt ist, dass der "Wärmeaustauscher relativ einfach und billig in der Herstellung sein soll und dass die Herstellungsprozedur keine nennenswerten Risiken mitsichbringt, dass Teile beschädigt oder unzufriedenstellend zusammengefügt werden.Exchanger does a great deal of its job, leakage is a very serious problem and since it concerns 3 very large areas » which have to be sealed against each other, 30 this problem has shown me to be very difficult to solve and has not yet been mastered ", Another problem is the difficulty of finding the best one possible To achieve contact pressure without which a large part of the heat is lost that would otherwise be recovered could. Another problem is that the heat exchanger despite strong contact pressure and more satisfactory Seal in all areas should be able to, bumps and others To absorb stresses elastically without causing at least noteworthy damage. Another very essential one The point of view is that the "heat exchanger" should be relatively simple and cheap to manufacture and that the manufacturing procedure does not entail any significant risk of parts being damaged or unsatisfactorily assembled.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit, vorstehend genannten Uebelständen entgegenzuwirken und sie weitgehend zu beseitigen« Auch obliegt es der Erfindung, den Stand der Technik auf diesem Gebiet im allgemeinen zu verbessern und weiterzuentwiekeln.One object of the present invention is thus to counteract the above-mentioned inconveniences and to remedy them to a large extent to eliminate «It is also up to the invention to improve the state of the art in this field in general and to develop further.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäsa dadurch gelöst, dass ein Plattenwärmeaustauscher der eingangs genannten Art im wesentlichen wie im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegeben beschaffen ist»According to the invention, these objects are achieved by that a plate heat exchanger of the type mentioned essentially as specified in the characterizing part of claim 1 is made »
Weitere Kennzeichen und Vorteile der Erfindung gehen aus folgender Beschreibung unter Hinweis auf beigefügte Zeichnungen hervor. Auf diesen zeigen: Further characteristics and advantages of the invention emerge from the following description with reference to the accompanying drawings. Show on these:
Fig. 1 in teilweise schematisierter Ausführung einen er* findungsgemässen Plattenwärmeaustausoher in einer Seitenansicht, Fig. 1 in a partially schematic embodiment of a plate heat exchanger according to the invention in a side view,
Fig. 2 den Plattenwärmeaustausoher gemäss Fig. 1 in Draufsicht oder Unteraneioht,FIG. 2 shows the plate heat exchanger according to FIG. 1 in Top or bottom view,
ter Darstellung, Fig. 4 den oberen linken Bereich in Fi ge 1 in vergrösser-ter view, FIG. 4 shows the upper left area in Fi g e 1 in enlargen
ter Darstellung,ter representation,
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Fig. 5 eine Sprengdarstellung von Elementen, die in einen erfindungsgemässen V/ärmeaustauscher übereinander anzu -ordnen sind,5 shows an exploded view of elements which are to be arranged one above the other in a heat exchanger according to the invention,
Pig. 6 zwei Elemente geinäss Fig. 1, 4 oder 5» die übereinander anzuordnen sind undPig. 6 two elements according to Fig. 1, 4 or 5 »one above the other are to be arranged and
Fig. 7 einen zu einem Plattenwärmeaustauscher gemäss der Erfindung gehörenden Eckpfeiler in einer perspektivischen Ansicht.7 shows a plate heat exchanger according to the invention belonging corner pillars in a perspective view.
Als Material in der Wärmeaustauscherstruktur gemäss vorliegender Erfindung wird Metall vorgezogen, insbesondere Aluminium oder eine Aluminiumlegierung, aber können auch Papier, Pappe oder Kunststoff oder auch verschiedene Werkstoffe gemischt zur Anwendung gelangen.Metal is preferred as the material in the heat exchanger structure according to the present invention, in particular aluminum or an aluminum alloy, but paper, cardboard or plastic can also be used different materials can also be used mixed.
Auf an und für sich bekannte Weise sind in einem erfindungsgemäBsen Wärmeaustauscher ebene Folien 1 und korrugierte oder gewellte Folien 2 wechselweise angeordnet. Diese Folien 1 und 2 sind übereinander geschichtet, um eine blockförmige Einheit zu bilden, wobei die korrugierten Folien 2 einander mit ihren Wellenlinien in einem Winkel von 90 wechselweise kreuaen. Auf diese Weise kann man durch einen Wärmeaustauscher in Richtung .A beispielsweise Abluft und in Richtung B Zuluft führen.In a manner known per se are in an inventive Heat exchanger flat foils 1 and corrugated or corrugated foils 2 arranged alternately. These foils 1 and 2 are on top of each other layered to form a block-shaped unit with the corrugated sheets 2 at an angle to each other with their wavy lines of 90 alternately crawl. That way you can go through a Guide the heat exchanger in direction .A, for example, exhaust air and in direction B, supply air.
Bas Korrugierungsmuster der Folien 2 ist im Querschnitt vorzugsweise Zickzack;-förmig, kann jedoch auch weich wellenför ,mig oder auf eine andere geeignete Weise ausgeführt sein.The corrugation pattern of the foils 2 is preferred in cross section Zigzag; -shaped, but can also be soft wavy, mig or on a other suitable manner.
Erfindungsgemäss sind zwei entgegengesetzte Kanten der ebener Folien 1 alt Stützelementen 3 versehen, die als Stützbalken bezeichnet werden können· Diese Balken haben die gleiche Laufrichtung wie die Korrugierungslinien der Folie 2, die zwischen den Balken 3 einer Folie 1 liegt. Die Balken 3 liegen somit seitlich der Folie 1 und sind dazu vorgesehen, zwischen sich eine korrugierte Folie 2 einzuschliessen (siehe insbesondere Fig. 5).According to the invention, two opposite edges are the flatter one Foils 1 old support elements 3, which can be referred to as support beams · These beams have the same direction as the Corrugation lines of the film 2, which between the bars 3 of a Slide 1 lies. The bars 3 are thus to the side of the film 1 and are provided to enclose a corrugated film 2 between them (see in particular Fig. 5).
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsfomi der Erfindung ist die HShe der Balken 3 über der Foliel ,etwas geringer als die Profilhöhe der Folien 2. Der Unterschied kann beispielsweise gleich der Dicke der Folien 1 sein, die in einem praktischen Ausführungebeispiel 0,06 mm diok sein können, während die Höhe der Balken und die Profil-According to a preferred embodiment of the invention is HShe the bar 3 above the foil, slightly less than the profile height of foils 2. The difference can be equal to the thickness, for example of the foils 1, which can be 0.06 mm thick in a practical embodiment, while the height of the beams and the profile
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höhe der Folien 2 4 mm betragen können. Auf diese Weise werden die Folien 2 etwas zusammengepresst, wodurch ein ausgezeichneter Kontaktdruck erhalten wird,height of the foils can be 2-4 mm. In this way, the Foils 2 pressed together a little, whereby an excellent contact pressure is obtained,
Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gemäss der Erfindung sind die Balken 3 mit den Folien 1 integriert. Diee kann dadurch geschehen, dass die betreffenden Kanten der Folien 1 in Balken oder Stützelemente 3 umgebildet sind. Diese sind dabei vorzugsweise zusammengerollt, beispielsweise in Form einer Volldrehung mit wenigstens angenähert kreisförmigem Profil. Man kann jedoch zwecks Erhöhung der Stärke und Wiederstandskraft der Balken die betreffenden Kanten der Folien 1 über eine Volldrehung hinaus rollen, beispielsweise etwa 1J Drehungen.According to a further preferred embodiment according to the In accordance with the invention, the bars 3 are integrated with the foils 1. Thee can done in that the relevant edges of the foils 1 are converted into bars or support elements 3. These are preferably rolled up, for example in the form of a full turn with at least approximately circular profile. However, in order to increase the strength and resistance of the beams, the relevant Roll the edges of the foils 1 beyond a full turn, for example about 1J turns.
Gemäss einem anderen Kennzeichen der Erfindung sind die korrugierten Folien 2 in Querschnittsrichtung gesehen schmaler als der Innenabstand eines Balkenpaares 3· Auf diese Weise können sich die korrugierten Folien 2 frei bewegen und bei Druckausübung beim Zusammensetzen des Wärmeaustauschers etwas in ihrer Ebene expandieren.According to another characteristic of the invention, the corrugated foils 2 are narrower than that seen in the cross-sectional direction Inner spacing of a pair of bars 3 · In this way, the corrugated foils 2 can move freely and expand somewhat in their plane when pressure is exerted when the heat exchanger is assembled.
Natürlich lassen sich die Stützelemente 3 auch auf andere Weise bilden. Sie können beispielsweise als lose Elemente auf den Folien 1 angebracht und z.B. durch Kleben befestigt werden. Auch läset sich ein anderes Profil als ein kreisrundes vorsehen, beispielsweise ein ovales oder vierkantiges. Auch ist es möglich, mehrere Stützelemente nebeneinander anzuordnen, beispielsweise zwei, wovon das eine mit der Folie 1 integriert ist, während das andere lose aufgelegt sein kann. Auf diese Weise lässt sich eine noch bessere Stärke falls erwünscht erhalten.Of course, the support elements 3 can also be used in other ways form. They can, for example, be attached to the foils 1 as loose elements and fastened, for example, by gluing. Also can be Provide a different profile than a circular one, for example an oval or square one. It is also possible to have several support elements to be arranged side by side, for example two, of which one is integrated with the film 1, while the other can be placed loosely. In this way, even better strength can be obtained if desired.
Es kann vorteilhaft sein, einen aus Folien 1 und 2 gebildeten Block zwischen Deckeln 4 anzuordnen, die von Eckleisten 5 zusammengehalten sind. Die Deckel 4 können jeweils aus ebenem Blech bestehen, dessen Kanten 6 in einem Winkel von 90 in gleicher Richtung umgebogen sind, wie dies insbesondere aus Fig. 4 hervorgeht. Beim Zusammen setzen zeigen die Kanten 6 beider Deckel in entgegengesetzter Riohtungen.It can be advantageous to arrange a block formed from foils 1 and 2 between covers 4 which are held together by corner strips 5. The cover 4 can each consist of flat sheet metal, the edges 6 of which are bent over at an angle of 90 in the same direction, as can be seen in particular from FIG. When together Set show the edges 6 of both covers in opposite directions.
Die Eckleisten 5 sind vorzugsweise Winkelprofile, welche einen rechten Winkel miteinander einschliessen, wobei jedoch das Ende 7 des einen Schenkels in axialer Richtung etwas verlängert ist, um einen Lappen zu bilden, der beim Zusammensetzen des Austauschers nach innenThe corner strips 5 are preferably angle profiles, which one Include right angles with each other, but the end 7 of the one leg is somewhat elongated in the axial direction in order to form a flap which, when the exchanger is assembled, goes inwards
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abjebo.^er» wird über die Xante Ci des betreffenden Deckels 4» vie dies nun Pi^. 4 hervorgeht. Auf diese V'eise wird eine einfache und wirksameabjebo. ^ er »becomes over the Xante Ci of the relevant cover 4» vie this now Pi ^. 4 emerges. In this way a simple and effective one becomes
Verbindung sämtlicher Elemente des '.'/."rmepustauschers erhalten.Connection of all elements of the '.' /. "Rmepusauschers obtained.
Tm Bereiche der !"ckleisten 5 kann ,jeder Deckel 4 mit '''Iinbuchtun^en ° versehen sein, welche der Dicke der T'ickleisten ? entsOrechende Verrenkungen sind, wodiirch ein ausaen ebener Wärmeaustauscher erhalten \r*rd.Tm areas of "ckleisten 5 can each cover 4 '''be Iinbuchtun ^ s ° provided that? EntsOrechende contortions are the thickness of the T'ickleisten receive wodiirch a ausaen flat heat exchanger \ rd r *.
1;Tör dem Anbringen der Fckleisten 5 werden diese vorzugsweise auf der Innenseite mit einem Dichtungsmittel versehen, z.B. schwellendem i:inkomt>onentenpolyuretan-.üichtun;jsraittel, welches unter dem Peuchti?- keitseinfluss der Luft echwellt und die gesamte Konstruktion des Wärmeaustauschers weiter versteift und stabilisiert. Natürlich wird auf diese 'JeisG eine voll zufriedenstellende Dichtunj in den .'ickbercichen erhalten. 1; Before attaching the corner strips 5, these are preferably provided on the inside with a sealant, e.g. swelling i : incomt>onentenpolyuretan-üichtun; jsraittel, which swells under the influence of moisture from the air and the entire construction of the heat exchanger continues stiffened and stabilized. Of course, a fully satisfactory seal in the areas will be obtained on this basis.
"Bei einer solchen erfindun^sjemäsnen PlattenwärmeaußtauGcherkonstruktion ist es nicht erforderlich, die einzelnen JToIien miteinander zu verkleben, um einen siiten Kontakt und eine ^ute Li chtunjswirlcun^ zu erhalten. Falls jedoch erwünecht, kann iaan selbstverständlich die elemente "lit einem Klebemittel versehen, welches vorzugsweise vor dem Zursamainnftetzer» angebracht wird, beisnielsweise indem die Elemente mit Klebemittel in Oprühform versehen werden."With such an inventive plate heat exchanger construction it is not necessary to relate the individual JToIien to one another glue in order to get a side contact and a good light. However, if required, iaan can of course use the elements "Provided with an adhesive, which should preferably be applied in front of the Zursama inserter" is attached, for example, by the elements with adhesive be provided in Oprühform.
Bank den Stützelementen oder Balken 3 wird eine ausgezeichnete Bichtun» zwischen den verschiedenen Schichten erhalten, insbesondere auch in den Sckbereichen. Die Balken sind im Stande, Stösse, Drücke und andere Bfianapruchungen elastisch aufzufangen, ohne dass Schaden im allgemeinen entstehen.Bench the support elements or beams 3 will be an excellent one Bichtun »received between the different layers, especially also in the back areas. The beams are capable of bumps, pressures and others Bfianapruchungen elastically to absorb without damage in general develop.
Vorstehend beschriebene und in den Zeichrmngen gezeigte Ausführun^sformen sind nur als nicht begrenzende Beispiele anzusehen, die sich im Rahmen des Erfindungsgedankens bzw. folgender Ans-prüche beliebig abändern und ergänzen lassen.Embodiments described above and shown in the drawings are only to be regarded as non-limiting examples, which can be used in any way within the scope of the inventive concept or the following claims change and add to.
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