DE3034365A1

DE3034365A1 - Plattenwaermetauscher

Info

Publication number: DE3034365A1
Application number: DE19803034365
Authority: DE
Inventors: Dieter 3004 Isernhagen Dörschel
Original assignee: Continental Gummi Werke AG
Current assignee: Continental AG
Priority date: 1980-09-12
Filing date: 1980-09-12
Publication date: 1982-04-29

Description

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Continental Gummi-Werke Aktiengesellschaft, Hannover Plattenwärmetauscher

Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher, der aus einem oder mehreren Grundkörpern zusammensetzbar ist, die Hohlräume zur Aufnahme von Flüssigkeiten aufweisen.

Als ein Wärmetauscher dieser Art ist die in der DE-OS 28 09 908 beschriebene begehbare Platte aus Kunststoff oder Kunststein mit hoher Wärmeleitfähigkeit zum Erwärmen von Wasser anzusehen. Diese bekannte Platte weist unter der Oberfläche liegende, durchfließendes Wasser aufnehmende Hohlräume in Form von schlangenlinienförmig angeordneten Rohren auf. Die Rohre benachbarter Platten werden zum Zwecke der Hintereinanderschaltung mittels rohrförmiger Muffen und Stutzen miteinander verbunden.

Die bekannte Anordnung weist vor allem den Nachteil einer sehr aufwendigen Herstellung auf. Die einzelnen Teile der Platte müssen zunächst nach unterschiedlichen Verfahren und aus unterschiedlichen Materialien hergestellt werden. Dann muß das schlangenförmig gebogene Rohr in die Platte eingesetzt und die Platte mit einer transparenten oder schwarz eingefärbten Deckplatte und einer Isolierschicht auf der Unterseite versehen werden. Zusätzlich ist es erforderlich, die Zwischenräume beim schlangenförmig gebogenen Rohr und zur Deckplatte hin mit einem wärmeleitenden Material auszufüllen.

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INSPECTED

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Bei dieser Aufbauweise lassen sich größere Minderungen im Wirkungsgrad nicht vermeiden, sei es durch unterschiedliche Wärmeleitfähigkeit an den Grenzschichten der verschiedenen Aufbaumaterialien, sei es durch verbleibende Lufteinschlüsse beim Auffüllen der Zwischenräume.

Der Erfindung liegt deshalb im wesentlichen die Aufgabe zugrunde, einen Plattenwärmetauscher der eingangs genannten Art zu entwickeln, der in einem einfachen Verfahren herstellbar ist und aus einem einheitlichen Material aufgebaut ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Grundkörper aus mehreren parallel verlaufenden Röhrenelementen mit jeweils mindestens einem rohrförmigen Hohlraum und mit offenen Stirnflächen und aus einem Zuflußformteil und einem Abflußformteil zusammengesetzt ist, daß Zuflußformteil und Abflußformteil jeweils ein Rohrstück und als Rohrkrümmer dienende Räume aufweisen, die sich in Höhe der entsprechenden öffnungen an den Stirnflächen der Röhrenelemente befinden, und daß die Röhrenelemente und Formteile aus Gummi oder einem gummiähnlichen Kunststoff hergestellt sind.

Der erfindungsgemäße Wärmetauscher bietet den Vorteil einer universellen Einsetzbarkeit. Dadurch, daß der Wärmetauscher aus einem einheitlichen Material, nämlich vorzugsweise aus Gummi, gefertigt ist, kann er sowohl bei Anwendungsfällen eingesetzt werden, bei denen eine durchströmende Flüssigkeit durch die Umgebung aufgeheitzt wird (Wärmegewinnung durch Sonnenenergie) als auch in solchen Fällen, in denen die Umgebung von der durchströmenden Flüssigkeit erwärmt werden soll (z. B. Fußbodenheizung).

Weiterhin läßt sich der Wärmetauscher günstig zur Kühlung einsetzen, u. zw. wiederum in beiden Richtungen, so daß entweder die Kühlflüssigkeit oder die zu kühlende Flüssigkeit durch den Wärmetauscher geleitet wird.

Aufgrund der hervorragenden, einstellbaren Elastizitätseigenschaften von Gummi iet der erfindungsgemäße Wärmetauscher gleichzeitig als schwingungsdämmender Fußbodenbelag verwendbar. Beim Verlegen in Räumen

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ergibt eich durch den plattenförmigen Aufbau und die Anbringung der Zu- und Abflüsse an gegenüberliegenden oder benachbarten Stirnseiten der zusätzliche Vorteil einer vollständigen Belegung auch von Räumen mit aus mehreren Rechtecken aufgebauten Grundflächen, z. B. Wohnzimmer mit integriertem Eßzimmer.

Durch die plattenförraige Ausgestaltung des Wärmetauschers und eine geeignete Verbindung der Platten, z. B. mittels Nuten und Stegen oder durch Verkleben, ist der Wärmetauscher gleichzeitig als Flachdachbelag verwendbar.

Der erfindungsgemäße Wärmetauscher läßt sich in einfacher Weise an die jeweiligen Kapazitätserfordernisse dadurch anpassen, daß die einzelnen Grundkörper entweder in Serie geschaltet werden oder zu parallel verlaufenden Kühl- bzw. Heizsträngen verlegt werden.

Ein ganz wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Wärmetauschers besteht darin, daß ein nicht unerheblicher Bestandteil der Grundkörper, nämlich die Röhrenelemente, durch einfaches Ablängen von Endlosprofilen gewonnen wird. Ebenso werden die Stege bzw. Profilschienen zur Verbindung der Grundkörper von Endlosprofilen geschnitten, so daß auch sie einer kostengünstigen Serienfertigung zugänglich sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 einen horizontalen Schnitt durch einen Grundkörper in Höhe der rohrförmigen Hohlräume,

Fig. 2 ein Röhrenelement in einer perspektivischen Ansicht,

Fig. 3 ein Formteil mit geradem Zu- bzw. Abfluß,

Fig. k einen Ausschnitt aus einem Formteil mit gekrümmtem Abfluß, Fig. 5 einen Verbindungssteg,

Fig. 6 eine alternative Verbindungsausführung,

Fig. 7 ein Verbindungselement zur Verbindung von Zufluß und Abfluß, Fig. 8 ein Verlegebeispiel.

Gemäß Fig. 1 besteht ein Grundkörper 1 des Plattenwärinetauschers aus mehreren Röhrenelementen2, einem Zuflußformteil 3 und einem Abflußformteil k. Jedes Röhreneleraent 2 weist mindestens einen rohrförmigen Hohlraum auf, im Ausführungsbeispiel sind es gemäß Fig. 2 geradlinige, parallel zueinander verlaufende Rohrabschnitte 5» die an den Stirnflächen des Röhrenelements 2 enden. Die Querschnitte der Rohrabschnitte 5 können rund, oval oder auch anders geformt sein.

Die einzelnen Röhrenelemente 2 sind verschiebesicher, jedoch lösbar miteinander verbunden, z. B. mittels an den Seitenflächen verlaufender Nuten 6 und entsprechender Verbindungsstege 7 (Fig. 5)* die in Fig. 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeichnet sind.

An den beiden Stirnflächen, die von den miteinander verbundenen Röhrenelementen 2 gebildet werden, sind jeweils ein Zuflußformteil 3 und ein Abflußformteil k angebracht, z. B. angeklebt. Jedee Formteil 3Λ enthält gemäß Fig. 3 als Hohlräume ein Rohrstück 8 und als Rohrkrümmer dienende Räume 9, die sich in Höhe der entsprechenden öffnungen an den Stirnflächen der Röhrenelemente 2 befinden. Besonders einfach wird die Herstellung der Formteile 3^jWeHn die Rohrkrümmerräume 9 nicht voll-

ständig im Inneren der Formteile 3i^ verlaufen, mit einer Ein- und Austrittsöffnung, sondern als zur Stirnseite vollständig offene Ausnehmung ausgebildet sind, und zwar mit einer Tiefe, die mindestens dem Durch-

messer der einmündenden Eohrabschnitte 5 entspricht.

Das den Zu- oder Abfluß bildende Rohrstück 8 verläuft entweder geradlinig durch das Formteil 3Λ (Fig. 3) oder gemäß Fig. 4 rechtwinklig abgekrümmt, so daß es an einer benachbarten Seitenfläche austritt. Formkörper k der letztgenannten Art werden bei Grundkörpern 1 benötigt, bei denen Ein- und Austrittsrichtung der durchströmenden Flüssigkeit einen rechten Winkel bilden, z. B. bei Verlegung in Zimmerecken.

Mit Ausnahme der den Röhrenelementen 2 zugekehrten Stirnflächen weisen die Seitenflächen Nuten 6 zur Befestigung der Formteile 3Λ ω benachbarten Grundkörpern 1 auf. Dabei kann der Bereich der Austrittsöffnungen von Zu- und Abfluß zur Erzielung einer einfacheren wasserdichten Verbindung zu Nachbargrundkörpern 1 ebenfalls ausgenommen sein.

In Fig. 5 ist ein Verbindungssteg 7 dargestellt, der in einfachster Weise aus einem Endlosprofil herstellbar ist und zum Verbinden der Röhrenelemente 2 eines Grundkörpers 1 und der Grundkörper 1 untereinander dient.

Selbstverständlich kann die Verbindung auch durch andere Profile erfolgen. So können gemäß Fig. 6 an der Oberseite der Grundkörper umlaufende Nuten 10 vorgesehen sein, in die Profilschienen 11 formschlüssig einbringbar sind.

Der Abfluß eines Grundkörpers 1 kann an den Zufluß des nachfolgenden Grundkörpers 1 mittels gängiger Schlauch - bzw. Rohrverbinder angeschlossen werden. In Fig. 7 ist schematisch ein Verbinder dargestellt, bei dem Zu- und Abfluß im Endbereich eine Metallbuchse 12 aufweisen, auf die zur wasserdichten Verbindung ein Schlauchstück I3 aufgestülpt und gegebenenfalls aufgeklebt wird.

In Fig. 8 ist ein Verlegebeispiel für eine Fußbodenheizung dargestellt, bei dem ein Quadrat mit einem ausgeschittenen Rechteck als Grundfläche angenommen wurde. Es wurde von quadratischen Grundkörpern 1

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für den Wärmetauscher ausgegangen, ohne daß dadurch die Allgemeinheit des Erfindungsgedankens eingeschränkt werden soll. Besonders günstig ist es, quadratische Grundkörper 1 mit der Seitenlänge 1 m zu wählen, weil sich dann bei einer ausgemessenen Fläche die benötigte Menge auf einfachste Weise ergibt.

In dem Verlegebeispiel gemäß Fig. 8 werden zunächst in der oberen Reihe sieben Grundkörper 1 hintereinandergeschaltet, bei denen die Formteile 3Λ für Zu- und Abfluß geradlinige Rohrstücke 8 aufweisen. Der achte Grundkörper 1 und der benachbarte der folgenden Reihe sind dagegen mit einem rechtwinklig gebogenen Abflußrohrstück 8 ausgestattet, um insgesamt eine Richtungsumkehr des durchstömenden Mediums an der Austrittstelle zu bewirken. Entsprechend wird die weitere Fläche ver-

■ legt.

Zur Erzielung einer größeren wirksamen Oberfläche kann es günstig sein, die Grundkörper 1 oder zumindest die Röhrenelemente 2 auf der Oberseite mit einer Profilierung zu versehen.

Zur weiteren Erhöhung des Wirkungsgrades wird vorgeschlagen, zumindest die Oberfläche der Grundkörper 1 aus schwarzem Gummi herzustellen, so daß die Absorption des Sonnenlichts erhöht wird.

Wenn in einzelnen Anwendungsfällen, z. B. bei der Kühlungoder Erwärmung von Flüssigkeiten oder Gasen in Großbehältern., Becken, Hallen usw. die zur Verfugung stehende Grundfläche nicht ausreicht, kann das Plattenwärmetauschersystem auch in mehreren Ebenen verlegt werden, wobei die oberen Ebenen auf Rahmengestellen liegen können und die einzelnen Ebenen durch senkrecht verlegte Grundkörper 1, die z. B. an einer Behälterwand angebracht werden, verbunden sein können.

Es sollte noch erwähnt werden, daß es vor allem aus optischen Gründen angebracht sein kann, am Außenumfang des Plattenwärmetau6chers Abschluiistücke vorzusehen, die an den Nuten 6 oder 10 befestigbar sind, um auch am Außenumfang gerade Flächen zu erhalten.

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Claims

Patentansprüche

11.1 Plattenwärmetauscher, der aus einem oder mehreren Grundkörpern zu- ^-' sammensetzbar ist, die Hohlräume zur Aufnahme von Flüssigkeiten aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Grundkörper (1) aus meh feren parallel verlaufenden Röhrenelementen (2) mit jeweils mindestens einem rohrförmigen Hohlraum und mit offenen Stirnflächen und aus einem Zuflußformteil (3) und einem Abflußformteil (¹O zusammengesetzt ist, daß Zuflußformteil (3) und Abflußformteil (^;t) jeweils ein Rohrstück (8) und als Rohrkrümmer dienende Räume (9) aufweisen, die sich in Höhe der entsprechenden öffnungen an den Stirnflächen der Röhrenelemente (2) befinden, und daß die Röhrenelemente (2) und Formteile (3»*0 aus Gummi oder einem gummiähnlichen Kunststoff hergestellt sind.

2. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel zum gegenseitigen Verankern der Röhrenelemente (2) und/oder der Grundkörper (1).

3. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Verankerungsmittel an den Seitenflächen der Röhrenelemente (2) und/oder der Formteile (3,*0 angebrachte Nuten (6) und entsprechende Stege (7) bzw. Profilschienen (11) dienen.

k. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen für Zufluß und Abfluß in bekannter Weise auf gegenüberliegenden Stirnflächen der Grundkörper (1) oder aber zur Richtungsänderung des ein- und austretenden Mediums auf benachbarten Stirnflächen derart angeordnet sind, daß sie mit denen benachbarten Grundkörper (1) zur Deckung kommen.

5» Plattenwärmetauscher nach den Ansprüchen 1 und k, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmigen übergänge benachbarter Grundkörper (1) mittels einschiebbarer Schlauchstücke (13) oder mittels einbringbarer Metallbuchsen (12) und aufschiebbarer Schlauchstücke (13)

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sicherbar sind.

6. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhrenelemente (2) aus Endlosprofilen hergestellt sind.

7. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Röhrenelement (2) drei parallel zueinander verlaufende geradlinige Rohrabschnitte (5) aufweist.

8. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrabschnitte (5) im Querschnitt eine runde oder ovale Form aufweisen.

9· Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Oberfläche der Grundkörper (1) schwarz ist.

10. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Grundkörper (1) profiliert ist.

Λ ^Λ . Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Verlegung der Grundkörper (1) in mehreren parallel verlaufenden Röhrensträngen mit separaten Zu- und Abflußöffnungen.

12. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Verlegung der Grundkörper (1) in mehreren Ebenen.

13· Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Ver-Wendung der Grundkörper (1) als Dachabdeckung.

^f. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Verwendung der Grundkörper (1) als Fußbodenbelag.

15· Verfahren zum Kühlen von Flüssigkeiten oder Gasen unter Verwendung eines Plattenwärmetauschers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeit zur Kühlung des umgebenden Mediums durch den Wärmetauscher geschickt wird.

16. Verfahren zum Kühlen von Flüssigkeiten unter Verwendung eines Plattenwärmetauschers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu kühlende Flüssigkeit durch den Wärmetauscher gepumpt wird.

17· Plattenwärmetauscher nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Abschlußstücke, die am Außenumfang verlegter Grundkörper (1) mit den Verankerungsmitteln verbindbar sind.

Hannover, den 3· November I98O
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