DE3236906A1 - Plattenwaermetauscher - Google Patents

Description

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Beschreibung:

Die Erfindung bezieht sich auf einen Plattenwärmetauscher, insbesondere einen Heizkörper mit mindestens einer Platte, die aus zwei Blechen zusammengesetzt ist, zwischen denen sich Hohlräume befinden und der Sammelkanäle aufweist, die sich längs gegenüberliegenden Plattenseiten erstrecken.

Als Heizkörper ausgebildete Plattenwärmetauscher dieser Art werden allgemein als Plattenheizkörper bezeichnet. Bekannt sind Plattenheizkörper mit einer Vielzahl von vertikalen Kanälen, die sich zwischen den Sarnmelkanälen erstrecken.Zwischen den vertikalen Kanälen befinden sich relativ breite Bereiche, in denen die beiden Bleche unmittelbar aneinander anliegen. Die vom Wasser abgegebene Wärme kann sich in diesen Bereichen nur. durch Wärmeleitung ausbreiten. Bekannt sind auch Heizkörper, die aus Blechen bestehen, die viele pyramidenförmige. Vertiefungen aufweisen, so daß sich insgesamt ein Waffelmuster ergibt. Solche Heizkörper sind in der Herstellung teurer und haben insgesamt ebenfalls einen großen Flächenanteil, in dem die Bleche unmittelbar aneinander anliegen.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Plattenwärmetauscher der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er billig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Blech (ebenes Plattenblech) im wesentlichen eben ist und daß das andere Blech (Noppenblech) durch Prägen ge-. bildete Noppen aufweist, die mit dem ebenen Plattenblech verschweißt sind.

Ein so ausgebildeter PWT läßt sich billig herstellen, da ah dem ebenen Plattenblech keine oder allenfalls geringe Verformungen durchzuführen sind und das Noppenblech eine einfache Form aufweist, die sich leicht herstellen läßt. Die im Wärmeträgermedium (im allgemeinen Wasser) enthaltene Wärme kann auf kürzestem Weg an die Plattenoberfläche gelangen, da Wärmeleitung nur über die Dicke des Bleches erfolgen muß. Der Anteil an Plattenfläche, in dem die beiden Bleche unmittelbar aneinanderliegen, ist sehr gering. Man erreicht deshalb trotz der glatten Plattenoberfläche eine hohe Heizleistung.

Besonders vorteilhaft ist die Anordnung der Noppen in Reihen gemäß Anspruch 2, wobei insbesondere ein quadratisches Anordnungsmuster der Noppen zweckmäßig ist (Anspruch 3). Durch die Anordnung in Reihen erreicht man günstige Strömungswege für das Wasser, das bei dieser Anordnung keine unnötigen Umlenkungen mitmachen muß.

Vorteilhaft sind Noppenabstände, wie sie im Anspruch 4 angegeben sind. Der Abstand von 33 1/3 mm ist deshalb besonders günstig, weil drei Noppenabstände zusammen 100 mm ergeben, was eine günstige Maßabstufung innerhalb eines Plattensortimentes ergibt.

Wie schon eingangs erwähnt, ist das Verhältnis der

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Gesamtfläche der Platte zur Summe der Flächen aller Noppen relativ groß. In Betracht kommen die im Anspruch 5
genannten Verhältnisse. Bei dem vorzugsweise gewählten
Verhältnis IG : 1 sind nur 10 % der Plattenoberfläche mit Noppen bedeckt, was in der Regel allen Anforderungen an
die Druckfestigkeit der Platte genügt.

Die Noppenform kann verschieden sein. Herstellungsmäßig
besonders vorteilhaft sind kreisrunde Noppen gemäß Anspruch 6. Geeignete Abmessungen bei dieser Kreisform sind im Anspruch 7 angegeben.

Der lichte Abstand zwischen dem ebenen Plattenblech und dem Noppenblech ist gering. Besonders zweckmäßig ist ein Abstand von ca. 3 mm. Dieser kleine Abstand ergibt eine dünne Wasserschicht zwischen den Platten, was ei~e schnelle Ableitung der im Wasser enthaltenen Wärme in die Bleche ermöglicht. Diese rasche Wärmeabgabe ist wieder vorteilhaft für die Heizleistung. Trotz der geringen Plattendicke ist die Platte ausreichend steif, da durch die Verbindung mittels Noppen eine Sandwichkonstruktion gebildet wird.

Um einen möglichst hohen Durchsatz an Wasser bei geringen Strömungswiderständen zu erhalten, ist es vorteilhaft, die Sammelkanäle im Verhältnis zu den zwischen den Sammelkanälen bestehenden Strömungsguerschnitten groß auszubilden
(Anspruch 9). Geeignete relative Bemessungen sind im An-

spruch 10 angegeben.

Zur weiteren Verbilligung des PWTs trägt es bei, wenn das Noppenblech dünner ausgebildet wird als das ebene Plattenblech (Anspruch 11). Geeignete Abmessungen für übliche Plattengrößen sind im Anspruch 12 genannt.

Die Abkröpfung der Ränder des ebenen Plattenbleches gemäß Anspruch 13 hat den Vorteil, daß der Abschluß der

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Sammelkanäle an ihren Enden günstig gestaltet werden kann, d.h. der übergang vom vollen Kanalquerschnitt auf das verschlossene Kanalende muß an der Noppenplatte einen geringeren Höhenunterschied überwinden, als dies ohne Verkröpfung des ebenen Plattenbleches der Fall wäre.

Der PWT wird vorteilhafterweise mit einem Konvektorblech ausgerüstet, insbesondere dann, wenn er als Heizkörper ausgebildet ist. Hierauf beziehen sich die Ansprüche 14 bis Die Anordnung des Konvektorbleches im Bereich zwischen zwei Noppenreihen gemäß Anspruch 15 hat den Vorteil eines besonders guten Wärmeüberganges. Eine Verbindung des Konvektorbleches im Bereich der Noppenreihen gemäß den Ansprüchen und 17 hat herstellungsmäßig Vorteile, wenn das Herstellungsverfahren gemäß den Ansprüchen 29 und 30 angewendet wird, d.h. wenn die Verschweißung von Noppenblech und ebenem Plattenblech und die Verbindung des Konvektorbleches mit dem Noppenblech in einem Arbeitsgang erfolgen. Das Konvektorblech kann wesentlich dünner ausgebildet werden als das Plattenblech und das Noppenblech. Geeignet sind Dicken von 0,4 bis 0,5 mm (Anspruch 18).

Bei der im Anspruch 20 angegebenen Ausführungsform der Erfindung hat das Noppenblech vertikal verlaufende Sicken, die zwischen vertikalen Noppenreihen angeordnet sind. Es handelt sich also hierbei um eine Kombination der klassisehen Bauform mit dem grundlegenden Erfindungsgedanken. Auch bei dieser Ausführungsform sind Querströmungen über die gesamte Plattenhöhe möglich, da auch hier das Noppenblech und das ebene Blech auch im Bereich zwischen den Sicken einen Abstand voneinander haben. Ein Plattenwärmetauscher nach Anspruch 20 kann sowohl mit als auch ohne Konvektorblech benutzt werden. Besondere Vorteile ergeben sich bei einer Benutzung zusammen mit einem Konvektorblech.

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Die Sicken haben vorzugsweise ebene Endflächen (Anspruch 21), wobei diese ebenen Endflächen der Sicken vorzugsweise stufenlos in ebene Endflächen der Sammelkanäle übergehen (Anspruch 22). Solche Endflächen sind besonders vorteilhaft für die Kombination mit einem Konvektorblech, wie es im Anspruch 23 angegeben ist. Durch die flächige Anlage nämlich wird ein guter Wärmeübergang auf das Konvektorblech gewährleistet. Durch die Sicken werden bei relativ geringem Blecheinsatz für das Konvektorblech Strömungskanäle, von großem Querschnitt erzielt, wobei ein wesentlicher Anteil der Wand der Strömungskanäle durch das Noppenblech gebildet ist. An dieser großen Fläche kann die vorbeistreichende Luft viel Wärme aufnehmen. Wenn gemäß Anspruch 22 die Endflächen der vertikalen Kanäle stufenlos in die Endflächen der Sammelkanäle übergehen, kann sich das Konvektorblech gemäß Anspruch 26 auch in den Bereich der Sammelkanäle erstrecken und dort flächig anliegen. Man kann damit das Konvektorblech bei einfacher Gestalt desselben über die gesamte Höhe der Platte verlaufen lassen.

Es ist sowohl möglich, daß sich eine Mäanderschleife von Sicke zu Sicke erstreckt (Anspruch 24), als auch eine Anordnung derart, daß zwischen zwei Sicken eine zusätzliche Mäanderschleife angeordnet ist, die längs einer Noppenreihe am Noppenblech anliegt und dann vorzugsweise in die Hohlseite der Noppen hineinragt und am Noppengrund mit dem Noppenblech verschweißt ist, wie dies bereits in den Ansprüchen 16 und 17 angegeben ist.

Die beschriebene Platte ist besonders gut für die Herstellung von Heizkörpern geeignet, die aus zwei Platten bestehen. In diesem Fall werden die ebenen Plattenbleche nach außen gewendet. Zweckmäßig ist die Anordnung einer Verkleidung, die obere Schlitze aufweist, durch die erwärmte Luft austreten kann. Für die Anordnung eines Verkleidungsbleches ist wiederum die Verkröpfung gemäß Anspruch 13 vorteilhaft.

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Schutz wird auch beansprucht für einen Wärmetauscher gemäß den Ansprüchen 27 und 28. Für einen solchen Wärmetauscher eignet sich die Platte besonders gut, da die ebenen Flächen an beiden Plattenseiten einen großen Kontakt mit angrenzenden festen Körpern ermöglicht.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung einen Heizkörper mit zwei Platten und mit Konvektorblechen,

Fig. 2 in perspektivischer Darstellung eine aus einem . Heizkörper mit zwei Platten ausgeschnittene obere Ecke,

Fig. 3 eine Ansicht einer Heizkörperplatte mit Blickrichtung auf eine Noppenplatte,

Fig. 4 einen Horizontalschnitt durch einen Heizkörper mit Konvektorblech, wobei das Konvektorblech im Bereich zwischen Noppen anliegt,

Fig. 5 einen Horizonalschnitt durch einen Heizkörper mit Konvektorblech, wobei das Konvektorbleich

im Bereich von Noppen an der Heizplatte anliegt,

Fig. 6 einen Querschnitt durch ein Noppenblech im

Bereich einer Noppe und ein ebenes Plattenblech im Zustand vor der Verschweißung dieser

beiden Bleche,

Fig. 7 einen der Fig. 6 entsprechenden Querschnitt im Zustand während des bzw. nach dem Verschweißen der Bleche,

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Fig. 8 in schematischer Darstellung einen Wärmetauscher,

Fig. 9 einen vertikalen Teilschnitt durch den Wärmetauscher nach Fig. 8 entsprechend der Linie XI-XI in Fig. 8,'

Fig.10 eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht

eines Plattenwärmetauschers mit vertikalen Sicken,

Fig.11 einen Querschnitt durch die Platte nach Fig.10.gemäß der Linie XI-XI in Fig.10

in einem gegenüber Fig.10 vergrößerten Maßstab, wobei zusätzlich ein Konvektorblech angeordnet ist,

Fig.12 einen Schnitt nach Linie XII-XlI in Fig.10 im Maßstab der Fig.ll, wobei

ebenfalls ein Konvektorblech angeordnet ist und

Fig.13. einen der Fig.12 entsprechenden Schnitt bei einer anderen Ausführungsform des Konvektorbleches.

Der Heizkörper nach Fig.l hat zwei Heizplatten P, die an ihren Innenseiten mit Konvektorblechen K ausgerüstet sind,

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Ein kompletter Heizkörper oder Plattenwärmetauscher kann jedoch auch aus einer einzigen Platte P bestehen, die auch ohne Konvektorblech brauchbar ist. Zunächst soll die Beschaffenheit der Einzelplatten P anhand der Fig. 2 bis 7 beschrieben werden.

Jede Heizplatte besteht aus einem ebenen Plattenblech 1 und einem Noppenblech 2. Das ebene Plattenblech 1 kann etwas dicker ausgebildet sein als das Noppenblech 2. In Betracht kommende Abmessungen sind Blechdicken von 1,5 und 1,0 mm„ Das ebene Plattenblech 1 hat eine Verkröpfung 3, die sich über den gesamten Umfang des ebenen Plattenbleches erstreckt, so daß ein .Randflansch .4, der parallel zu der großen ebenen Fläche 5 ist, gegenüber dieser zur Noppenplatte 2 versetzt ist.

Das Noppenblech 2 ist mit einer Vielzahl von Noppen 6 versehen. Zunächst soll die Form einer Noppe anhand von Fig.7 betrachtet werden. Die Noppen haben eine kreisrunde Form und insgesamt eine napfförmige Gestalt. Der Noppendurchmesser d am Noppengrund kann z.B. 12 mm betragen. Die ebene N ·

Grundfläche 6a der Noppen geht in eine-kegelförmige Fläche 6b über, die an eine ebene Fläche .2 der Noppenplatte anschließt. Die Anordnung der Noppen ist am besten aus Fig. zu erkennen. Die Noppen 6 sind in parallelen Reihen 7 angeordnet. Insgesamt ist ein quadratisches Muster eingehalten, d.h. der Teilungsabstand t in vertikaler Richtung stimmt mit dem Teilungsabstand t in horizontaler Richtung überein, so daß auch horizontale Noppenreihen 8 vorhanden sind. Die Summe der Grundflächen 6a aller Noppen beträgt z.B. ca. 10 % der gesamten Plattenfläche.

Die Platte P ist insgesamt rechteckig. Längs der horizontalen langen Rechteckseiten erstrecken sich Sammelkanäle 9 und Diese Sammelkanäle haben gleiche Querschnitte. Die Querschnittsform ist aus Fig. 2 zu erkennen. Die Querschnittsform ist im wesentlichen rechteckig und die Querschnittsfläche ist ein

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Mehrfaches, z.B. das 8fache des Querschnittes Q , der sich zwischen zwei horizontal benachbarten Noppen 6 befindet. Vorteilhaft ist ein Kanalquerschnitt, der gleich dem 8fachen von Q ist.

Im Bereich außerhalb der Noppen 6 ist der Abstand a zwischen dem ebenen Plattenblech 1 und dem Noppenbleeh 2 vorzugsweise ca. 3 mm. Der Strömungskanal ist also relativ flach, jedoch ist annähernd die gesamte Plattenfläche, z.B. ca. 90 % der Plattenfläche, als Kanal anzusehen, so daß insgesamt trotz des kleinen Abstandes a ein großer Strömungsquerschnitt er-. reicht wird.

Die Sammelkanäle 9 und 10 sind an ihren Enden geschlossen. Zu diesem Zweck geht die Kanalwand 11 in einen schrägen Teil 11a über, der bis zum Randflansch 4 des ebenen Plattenbleches 1 reicht. Dank der Verkröpfung 3 ist der vom schrägen Kanalteil 11a zu überwindende Niveauunterschied verringert; dieser Unterschied wäre größer, wenn die Verkröpfung 3 nicht vorhanden wäre.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist die Platte P mit einem Konvektorblech K^ ausgerüstet, das einen mäanderförmigen horizontalen Querschnitt hat. Das Konvektorblech K liegt mit ebenen Bereichen 12 an der Noppenplatte 2 an, und zwar im Bereich zwischen zwei vertikalen Reihen 7 aus Noppen 6. Die ebenen Bereiche 12 sind mittels Verschweißungsstellen 13 (Punktschweißstellen) mit der Noppenplatte 2 verbunden, und zwar in den ebenen Bereichen der Noppenplatte 2. Dadurch wird ein guter Kontakt des Konvektorbleches mit der Noppenplatte erzielt und dadurch ein guter Wärmeübergang.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist ein Noppenbleeh K„ verwendet. Dieses Noppenbleeh hat ebenfalls einen mäanderförmigen horizontalen Querschnitt. Es liegt jedoch im Gegensatz zu Fig. 4 im Bereich von vertikalen Noppenreihen 7 am

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Noppenblech 2 an. Zu diesem Zweck sind am Konvektorblech K₂ noppenartige Ausprägungen angebracht, die in die Noppen 6 hineinragen und am Noppengrund 6a mit dem Noppenblech 2 verschweißt sind. Bei der Herstellung ,einer Platte P nach Fig. 5 kann das nachfolgend anhand der Fig. 6 und 7 erläuterte Verfahren angewendet werden.

Die Noppenplatte 2 wird mit einer Prägung versehen, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist. Bei dieser Prägung befindet sich am Noppengrund 6 ein erster Buckel 14, der in Richtung des ebenen Plattenbleches 1 ragt. Ferner befinden sich am Noppengrund 6 zwei weitere zweite Buckel 15a und 15b, die in Richtung des Konvektorbleches K₂ ragen. Wenn die Bleche 1, 2, K_ in der Anordnung gemäß Fig. 6 zusammengelegt sind, wird eine Schweißelektrode in den Zwischenraum 16 am Konvektorblech eingeführt. Bei Zuführung eines Schweißstromes und Ausübung einer starken Preßkraft wird der Buckel 14 mit dem Blech 1 verschweißt, während die Buckel 15a und 15b mit dem Konvektorblech K_ verschweißt werden. Gleichzeitig erhält der Noppengrund 6a eine ebene Form. Es bestehen dann Verschweißungsstellen 17 und 18a, 18b. Die Verbindung des Konvektorbleches K₂ mit dem Noppenblech 2 und die Verbindung des Noppenbleches mit dem ebenen Plattenblech erfolgen also in einem einzigen Arbeitsgang.

Die Dicken der Bleche 1 und 2 sind vorteilhafterwexse verschieden. Die Dicke S₁ des ebenen Plattenbleches 1 beträgt vorteilhafterweise 1,5 mm und die Dicke s₂ des Noppenbleches vorteilhafterweise 1,0 mm, wenn, wie üblich, Stahlblech verwendet wird.

Ein Heizkörper mit zwei Platten P wird vorteilhafterwexse mit einer insgesamt mit V bezeichneten Verkleidung ausgerüstet, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Die Verkleidung V hat eine obere Fläche 19, die von Schlitzen 11 durchbrochen

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ist, über die im Zwischenraum 20 zwischen den Platten P erwärmte Luft nach oben austreten kann. Die Verkleidung hat vertikale Ränder 21 und 22, die die Flansche 4. übergreifen. Durch die Verkröpfung 3 wird vermieden, daß die Randkanten der Verkleidung V überstehen.

Die Verbindung der Bleche 1 und 2 in ihrem Randbereich erfolgt durch Verschweißung des Randflansches 4 des ebenen Plattenbleches mit dem Randbereich des Noppenbleches 2, das bei der dargestellten Ausführungsform eine Randverkröpfung nicht aufweist , wie man besonders deutlich aus den Fig. 4 und 5 ersehen kann.

Um eine Parallelströmung durch die beiden Platten P zu erreichen, sind die beiden Platten durch je zwei Rohre (nur einmal gezeichnet) 23 und 24 miteinander verbunden, die sich an den Ecken des Heizkörpers befinden. Das untere Verbindungsrohr 23 ist an untere Sammelkanäle 9 angeschlossen und das obere Verbindungsrohr 24 an obere Sammelkanäle 10.

Die Platten P werden etwa nach einem Strömungsmuster durchflossen, wie es in Fig. 3 durch strichpunktierte Linien angedeutet ist. Das Wasser strömt oben zu (symbolisiert durch den Pfeil 25) und wird über den oberen Sammelkanal 10 über-die . gesamte Plattenlänge verteilt. Es sinkt dann unter Wärmeabgabe und damit verbundener Abkühlung des Wassers nach unten in den Sammelkanal 9 und strömt aus diesem entsprechend dem Pfeil.26 ab. Durch die reihenförmige Anordnung der Noppen werden günstic Strömungswege erzielt. Im Vergleich mit einem Heizkörper, der vertikale Kanäle aufweist, wird auch der Vorteil gewonnen, daß das Wasser mit horizontaler Komponente strömen kann.

In Fig. 8 ist die Anwendung von Platten P in einem insgesamt mit W bezeichneten Wärmetauscher dargestellt. Der gezeichnete Wärmetauscher enthält drei Platten P, an denen Körper 27, 28, 29 und 30 anliegen. Es sei angenommen, daß diese Körper entsprechend der gezeichneten Verbindung von einem Wärmeträger-

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medium durchflossen werden. Dieses Wärmeträgermedium tritt entsprechend dem Pfeil 31 in den obersten Körper 27 ein, strömt von dort über die Verbindung 32 in den Körper 28, vom Körper 28 über die Verbindung 33 in den Körper 29, vom Körper 29 über die Verbindung 34 zum Körper 30 und strömt aus diesem entsprechend dem Pfeil 35 ab. Angenommen sei, daß sich das Wärmeträgermedium auf dem Wege von 31 nach 35 abkühlen soll. Die Wärme soll übertragen werden auf ein zweites Wärmeträgermedium, das durch die Platten P fließt.

Dieses Medium tritt gemäß dem Pfeil 36 in die unterste Platte P ein, gelangt von dort über die Verbindung 37 in die mittlere Platte P, von dieser über die Verbindung 38 in. die oberste Platte P und strömt aus dieser entsprechend dem Pfeil .39 ab. Das aufzuheizende Wärmeträgermedium kommt also zuerst mit solchen Körpern in Berührung, die schon abgekühltes erstes Wärmeträgermedium enthalten. Diese Strömungsführung ist bei Wärmetauschern allgemein üblich.

Die Platte P ist für einen Wärmetauscher, der Körper 27 bis 30 mit fester Oberfläche hat, deshalb besonders günstig, weil die festen Oberflächen 40 und 41 (siehe Fig. 9) einen großflächigen Kontakt mit den Platten P haben dank der großen ebenen Bereiche, die die Platten P aufweisen. Ebene Flächen lassen sich leicht herstellen und in engen Kontakt bringen. Ein solcher großflächiger Kontakt läßt sich nicht ohne weiteres mit profilierten Flächen erzielen.

Die Dicke b der Platten P ist im Verhältnis zu dem zur Verfügung stehenden Strömungsguerschnitt gering, da sich der Strömungskanal annähernd über die gesamte Plattenfläche erstreckt. Man erhält dadurch eine geringe Bauhöhe des Wärmetauschers.

Bei der Anwendung für einen Wärmetauscher ist es ohne große Bedeutung, daß eines der Bleche eben ist. Man kann deshalb auch beide Bleche als Noppenbleche ausbilden, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist. Im Zusammenhang mit einem Wärmetauscher wird deshall auch

Schutz beansprucht für eine Ausbildung der Platten P, die abweichend von den Fig. 1 bis 7 ein ebenes Blech nicht aufweisen.

Die Heizplatte P, nach Fig.IO ist ebenfalls aus einem ebenen Plattenblech 1 und.einem Noppenblech 2¹ zusammengesetzt. Das Noppenblech 2' hat vertikal verlaufende Sicken 4 2 von trapezförmigem Querschnitt. Die Seitenwände der Sicken 42 sind mit 42a und 42b bezeichnet. Die Endwand 4 2c jeder Sicke 42 ist eben ausgebildet und parallel zu den Bereichen 43 des Noppenbleches 2, die zwischen den Sicken 4 2 liegen.

Von den Bereichen 4 3 ragen Noppen 6 ab, die gleich ausgebildet sind wie die Noppen der bereits beschriebenen Ausführungsform.Die Noppen 6 sind in gleicher Art und Weise mit dem ebenen Plattenblech 1 verschweißt, wie dies bereits beschrieben wurde. Wesentlich ist, daß auch bei der Ausführungsform nach Fig. 10 die Bereiche .43 vom ebenen Plattenblech einen Abstand a haben, so daß die Querdurchströmung der Platte möglich ist. Im Gegensatz zu bekannten Plattenkonstruktionen mit vertikal verlaufenden Kanälen bestehen also auch außerhalb der Sammelkanäle 9, 10 Querverbindungen zwischen den vertikalen Kanälen 44.

Die Endflächen 42c der vertikalen Sicken 42 liegen in der gleichen Ebene wie vertikale Endflächen 9c und lOc der Sammelkanäle 9 und 10. Dies ist z.B. vorteilhaft für den Aufbau eines Wärmetauschers gemäß den Fig.8 und 9 und auch für die Anbringung eines Konvektorbleches.

Die Fig.11 und 12 zeigen die Kombination der Platte P₁ mit einem Konvektorblech K-. Das Konvektorblech K₃ ist mäanderförmig gebogen und hat relativ breite Mäanderschleifen 45 und relativ schmale Mäan^ersc-hleifen 46.

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Die breiten Mäanderschleifen 4 5 überbrücken die Bereiche 43, die zwischen benachbarten Sicken 42 liegen. Die schmäleren Mäanderschleifen 46 dienen zur Befestigung des Konvektorbleches an der Platte. Zu diesem Zweck haben die Mäanderschleifen 46 ebene Teile 46a, die an den ebenen Endwänden 4 2c der Sicken 42 anliegen.Sie sind durch Punktschweißung mit dem Noppenblech 2' verbunden. Schweißpunkte 47 sind angedeutet.

Da die Endflächen 42c ohne Stufe in die Endflächen 9c und 10c übergehen, kann das Konvektorblech K_ auch über die Länge der Sicken 42 hinaus verlängert werden, z.B. bis an die horizontalen Längsränder 48 und 49 der Platte P₁.

Die Kanäle 50 sind zu einem großen Teil durch das Noppenblech 2* begrenzt, so daß eine große Wärmeaustauschfläche direkt zur Platte P. hin besteht.

Bei der Ausführungsform nach Fig.13 ist ein Konvektorblech K verwendet. Dieses unterscheidet sich vom Konvektorblech K₃ durch eine wesentlich engere Teilung der Mäanderschleifen.

Das Konvektorblech K_ hat drei Mäanderschleifen 51, 52 und 53 von verschiedener Gestalt. Die Mäanderschleife 51 hat einen· ebenen Abschnitt 51a, der an der ebenen Endfläche 42c der Sicke 42 anliegt. Die Mäanderschleife 53 ist wesentlich länger ausgebildet als die Mäanderschleife 51 und reicht bis zu dem Bereich 43, der zwischen den Sicken 42 liegt. Die Schleife 53 ist mit ihrer Wand 53c auch in die Noppen 6. hineingedrückt, wie dies bereits anhand der Fig.5 beschrieben wurde.

Durch die engere Unterteilung des Konvektorbleches K. im Verhältnis zum Konvektorblech K₃ werden größere Wärmeaus-' tauschflächen erreicht. Die Kanäle 54, 55, 56 und 57, die

von Luft durchströmt werden, haben einen wesentlich kleineren Querschnitt, wodurch eine Erwärmung bis zum Kern der Luftströmung hin erreicht wird.

Die Erfindung wurde im wesentlichen anhand von Plattenwärmetauschern beschrieben, die vor allem für Heizzwecke, nämlich als Heizkörper geeignet sind. Die Erfindung ist jedoch überall dort anwendbar, wo Wärme auszutauschen ist.

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Claims (14)

1. Patentanwälte · ;···..' : ;■ ;

   ^;..·*..** .Γ.'..* *..*.:.. 6300 Lahn-Giessen 1_f 5.10.1982

   _..._..._,. . Bismarckstresse 43

   Dipl.-Ing. Richard Schlee Telefon: (O641) 7ioi9

   Dipl.-Ing. Arne Mis sling

   S/V 14.597

   SCHÄFEP WERKE GMBH,
   5908 Neunkirchen, Kreis Siegen

   Plattenwärmetauscher Ansprüche:

   fl.JPlattenwärmetauscher, insbesondere Heizkörper mit mindestens einer Platte, die aus zwei Blechen zusammengesetzt ist, zwischen denen sich Hohlräume befinden und der Sammelkanäle "aufweist, die sich längs gegenüberliegenden Plattenseiten er-.5 strecken, dadurch gekennzeichnet, daß ein Blech (1) (ebenes Plattenblech) im wesentlichen eben, ist und daß das andere Blech (2, 21) (Noppenblech) durch Prägen gebildete Noppen (6) aufweist, die mit dem ebenen Plattenblech (1) verschweißt sind.
2. 2. PWT nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die

   Noppen (6) in Reihen (7) angeordnet sind, die winklig, vorzugsweise rechtwinklig, zu den Sammelkanälen (9, 10) verlaufen.
3. 3. PWT nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Noppen (6) nach einem quadratischen Muster angeordnet sind.
4. 4. PWT nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Noppen-Teilungsabstände (t) im Bereich

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   von 20 mm bis 50 mm liegen, vorzugsweise 33 1/3 mm betragen.
5. 5. PWT nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Gesamtfläche der Platte (P; P.) zur Summe der Flächen aller Noppen (6) im Bereich von 5 : 1 bis 20 : 1 liegt,, vorzugsweise ca. 10 : 1 beträgt.
6. 6. PWT nach einem.der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Noppen (6) eine kreisrunde Form haben.
7. 7. PWT nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Nbppendurchmesser (d_N), gemessen am Noppengrund (6a), im Bereich von 8 mm bis 15 mm liegt, vorzugsweise ca. 12 mm beträgt.
8. 8. PWT nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Abstand (a) zwischen dem ebenen Plattenblech (1) und dem Noppenblech im Bereich von 1 mm bis 5 mm liegt, vorzugsweise ca. 3 mm beträgt.
9. 9. PWT nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Kanalguerschnitt der Sammelkanäle (9, 10) ein Vielfaches des lichten Plattenquerschnitts (Q ) ist, der für eine Strömungsrichtung rechtwinklig zu den Sammelkanälen (9, 10) zwischen zwei benachbarten Noppen (6) besteht.
10. 10. PWT nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem Kanalguerschnitt und dem Plattenquerschnitt (Q ) im Bereich von 6 : 1 bis 10 : 1 liegt, vorzugsweise ca. 8 : 1 beträgt.

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    BAD ORSGiNAL

    ■ · 3·
11. 11. PWT nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das ebene Plattenblech (1) dicker ist als das Noppenblech (2, 21).
12. 12. PWT nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das · ebene Plattenblech (1) eine Dicke (s,) von ca. 1,5 mm und das Noppenblech (2, 21) eine Dicke (s₂) von ca. 1,0 mm aufweist.
13. 13. PWT nach.einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand des ebenen Plattenbleches (1) abgekröpft ist, vorzugsweise um ein Maß, das gleich dem Plattenabstand (a) ist.

    ■
14. 14. PWT nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Noppenblech (2, 21) ein Konvektorblech (K, K ; K ; K ; K₄) angeschweißt ist.

    15. PWT nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Konvektorblech (K.; K) jeweils im Bereich zwischen zwei Noppenreihen (7) am Noppenblech (2, 21) anliegt (F ig. 4; Fig. 11, 12).·

    16. PWT nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Konvektorblech (K₂; K.) jeweils längs einer Noppenreihe (7) am Noppenblech (2, 21) anliegt (Fig.5; Fig.13).

    17. PWT nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, das das Konvektorblech (K₂; K.) in die Hohlseite der Noppen (6) hineinragt und am Noppengrund (6a) mit dem Noppenblech (2,

    21) verschweißt ist.

    18. PWT nach einem der Ansprüche 14 bis 17,.dadurch gekennzeichnet, daß das Konvektorblech (K, K.; K₂; K₃; K₄) eine Dicke von 0,4 mm bis 0,6 mm hat.

    19. PWT nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er aus zwei Platten (P) besteht, die parallel angeordnet sind, wobei die Noppenbleche (2) der . beiden Platten (P) einander zugewendet sind, wobei vorzugsweise eine Verkleidung (V) vorgesehen ist, die den Zwischenraum zwischen den Platten (P) längs der Plattenoberkanten und längs den Plattenseitenkanten überbrückt, wobei die Verkleidung vorzugsweise Seitenflächen (21, 22) aufweist, die höchstens bis zur Abkröpfung (3) der ebenen Plattenbleche (1) reichen.

    20. PWT nach einem der Ansprüche 2 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Noppenblech (2¹) vertikal verlaufende Sicken (42) aufweist, die zwischen vertikalen Noppenreihen angeordnet sind (Fig. 10 bis 13).

    21. PWT nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicken (42) ebene Endflächen (42c) aufweisen.

    22. PWT nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die ebenen Endflächen (42c) der Sicken (42) stufenlos in ebene Endflächen (9c, 10c) der Sammelkanäle (9, 10) übergehen.

    23. PWT nach einem der Ansprüche 21 und 22, dadurch gekennzeichnet, daß an den Endflächen (42c) der Sicken (42) Schleifen (46) eines mäanderförmig gebogenen Konvektorbleches (K₃; K.) flächig anliegen.

    24. PWT nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen zwei benachbarten Sicken (42) eine Mäanderschleife (45) erstreckt.

    25. PWT nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwischen zwei Sicken (4 2) eine zusätzliche Mäanderschleife (53) angeordnet ist, die längs einer Noppenreihe

    BAD ORIGINAL

    .5.

    am Noppenblech (2¹) anliegt und vorzugsweise in die Hohlseite der Noppen·(6) hineinragt und am Noppengrund mit dem Noppenblech (2¹) verschweißt ist.

    26. PWT nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Konvektorblech (K^.) auch an den Sammelkanälen (9, 10) flächig anliegt.

    27. PWT, gekennzeichnet durch mindestens eine Platte nach den Ansprüchen 1 bis 13 und 20 bis 22 und an beiden Seiten der Platte (P) ohne Zwischenraum anliegende feste Körper (27 bis 30), die Wärme abgeben oder Wärme aufnehmen können und die im wesentlichen die gesamten ebenen Außenflächen auf beiden Seiten der Platte (P) berühren.

    28. PWT nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß beide Bleche der Platte (P) als Noppenbleche ausgebildet sind, wobei die Noppen beider Bleche miteinander verschweißt sind.

    29. Verfahren zur Herstellung eines Plattenwärmetauschers nach einem der Ansprüche 17 und 18 und 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschweißung (18a, 18b) zwischen Konvektorblech (K₂; K₄) und Noppenblech (2, 21) in einem

    Arbeitsgang mit der Verschweißung (17) des Noppenbleches (2, 21) mit dem ebenen Plattenblech (1) durchgeführt wird.

    30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß an die Noppen (6) des Noppenbleches Buckel angeformt werden, nämlich mindestens ein erster Buckel (14) für die Verschweißung mit dem ebenen Plattenblech (1) und mindestens ein zweiter Buckel (15a, 15b) für die Verschweißung mit dem Konvektorblech (K₂) und daß alle Buckel (14, 15a, 15b) gleichzeitig durch Anpressen einer Elektrode an das Konvektorblech (K₂) flachgedrückt und verschweißt werden.