DE3714623A1 - Plattenwaermetauscher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Plattenwärmetauscher dieser Art sind bekannt (DE-Gbm 84 20 082) Bei der bekannten Bauart wird der Heizkörper aus zwei aneinan­ dergesetzten Platten gebildet, von denen mindestens eine paral­ lel zueinander verlaufende Vertiefungen aufweist, die jeweils in einen quer dazu und am Ende der Platte verlaufenden Sammel­ kanal münden. Durch das Aufsetzen der zweiten Platte entstehen so innerhalb des Heizkörpers parallel zueinander verlaufende Strömungskanäle, die vom Heizmedium durchflossen werden. Ein gewisser Nachteil dieser Bauart ist, daß die beiden Platten über ihre gesamte Fläche dicht aneinandergesetzt werden müssen, weil sie selbst die Begrenzung für die Strömungskanäle bilden. Dies ist herstellungstechnisch aufwendig. Ein weiterer Nachteil der bekannten Bauart, aber auch anderer Bauarten besteht darin, daß die Anschlüsse an den Wärmetauschmittelkreislauf im Fahrgastinnenraum jeweils an der Einbaustelle vorgenommen werden müssen. Dies ist insbesondere dann, wenn die Flächen­ wärmetauscher hinter Türverkleidungen oder am Fahrzeugboden eingebaut werden sollen, mit einem beträchtlichen Montage­ aufwand verbunden.

Es ist auch bekannt, mattenförmige Wärmetauscher aus flexiblen Kunststoffrohren aufzubauen (DE-PS 33 13 945), die parallel zu­ einander durch quer dazu verlaufende Halterungen gesichert wer­ den. Solche Matten zum Einbau als Flächenheiz- oder Kühlelement eignen sich nicht für die Verwendung im Fahrzeugbau, weil hier noch gesonderte Stützkörper oder Platten vorgesehen sein müß­ ten, um die flexiblen Matten in eine feste Form zu bringen. Im übrigen ist es auch bei solchen Matten, deren parallele Rohre am Ende durch einen Sammelkanal verbunden sind, notwendig, den Anschluß an Vor- und Rücklauf in der Einbaulage vorzunehmen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Plattenwärmetauscher der eingangs genannten Art so auszubilden, daß seine Herstellung verhältnismäßig einfach ist und daß vor allen Dingen bei der Montage und beim Anschluß solcher Wärme­ tauscher eine wesentliche Vereinfachung erreicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei einem Plattenwärmetauscher der eingangs genannten Art die kennzeichnenden Merkmale des An­ spruches 1 vorgesehen. Durch diese Ausgestaltung werden, da die Führung des Wärmetauschmittels durch einen durchgehenden Kunst­ stoffschlauch erfolgt, Sammelanschlußkanäle überflüssig. Dies bietet auch den Vorteil, daß die Enden des für die Führung des Wärmetauschmittels verwendeten Kunststoffschlauches über den Plattenwärmetauscher hinaus weitergeführt und so lange ausge­ legt werden, daß der Anschluß an Vor- und Rücklauf nicht an der Einbaustelle des Plattenwärmetauschers, sondern an einer wesent­ lich besser zugängigen Stelle im Fahrzeug, beispielsweise im Motorraum, vorgenommen werden kann.

Zur baulichen Ausgestaltung des Plattenwärmetauschers ergeben sich verschiedene vorteilhafte Möglichkeiten, die in den Unteransprüchen gekennzeichnet sind. Allen Ausführungsformen gemeinsam ist aber das Merkmal, daß die beiden Platten nicht dicht aneinander anliegen, sondern ausschließlich zur Halterung des eingelegten Kunststoffschlauches vorgesehen sein müssen, weil das Wärmetauschmedium innerhalb des geschlossenen Schlau­ ches geführt ist. Dadurch wird die Herstellung äußerst einfach, denn es genügt, den Schlauch in die dafür vorgesehenen mäander­ förmigen Nuten oder Vertiefungen einzulegen und ihn durch ein­ faches Aufkleben oder auch durch Aufklipsen der Abdeckplatte zu sichern. Natürlich wäre es auch denkbar, von einer durchgehen­ den Abschlußplatte abzusehen und diese nur in der Form von Teilplatten oder Halteklemmen auszubilden. Für den Einsatz im Kraftfahrzeugbau wird aber ein beidseitig abgeschlossener Plat­ tenwärmetauscher bevorzugt.

Bei einer Weiterbildung des Plattenwärmetauschers sind mehrere, voneinander unabhängige Vertiefungen in der Kunststoffplatte vorgesehen. Diese geben verschiedene, sich teilweise kreuzende Wege für die Einlage des Kunststoffschlauches vor. Diese Maß­ nahme ermöglicht es, den Kunststoffschlauch entsprechend den jeweiligen Erfordernissen entlang einem der Wege in die Ver­ tiefungen einzulegen. Der Plattenwärmetauscher mit den An­ schlüssen für Vor- und Rücklauf kann dadurch an die jeweiligen Einbaugegebenheiten, Einsatzzwecke und Bedürfnisse in einfacher Weise angepaßt werden.

In weiterer Ausgestaltung des Plattenwärmetauschers sind mehre­ re Kunststoffplatten bündig aneinandersetzbar, wobei die Ver­ tiefungen benachbarter Kunststoffplatten zur Ausbildung von Übergängen zueinander auszugerichtet und aneinander angepaßt sind. Die Kunststoffplatten können dadurch wie bei einem Bau­ kastensystem zusammengefügt werden. Sie sind dadurch nahezu be­ liebig einsetzbar und erweiterbar.

Erfindungsgemäße Plattenwärmetauscher sind in der Zeichnung an­ hand von Ausführungsbeispielen dargestellt und in der nachfol­ genden Beschreibung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf einen Plattenwärme­ tauscher nach der Erfindung, bei dem teilweise eine dem Betrachter zugewandte Abdeckplatte abgebrochen ist,

Fig. 2 den Schnitt durch den Plattenwärmetauscher der Fig. 1 längs der Linie II-II,

Fig. 3 einen Schnitt ähnlich Fig. 2, jedoch bei einer anderen Ausführungsform,

Fig. 4 einen Schnitt ähnlich Fig. 2, jedoch bei einer Aus­ führungsform, bei der Abdeckplatte und Kunststoff­ platte auf großen Flächen aneinanderliegen,

Fig. 5 einen Schnitt ähnlich Fig. 2, jedoch in einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 6 einen Schnitt ähnlich Fig. 2, jedoch bei einer Aus­ führungsform, bei der sowohl Kunststoffplatte als auch Abdeckplatte jeweils aus Platten gleichmäßiger Dicke bestehen und mit herausgedrückten Ausnehmungen ver­ sehen sind,

Fig. 7 eine schematische Draufsicht auf die Kunststoffplatte einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Plattenwärmetauschers und

Fig. 8 drei aneinandergesetzte Kunststoffplatten nach der Fig. 7 mit einem eingelegten Kunststoffschlauch.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Plattenwärmetauscher gezeigt, der aus einer Kunststoffplatte (1) mit rechteckigen Grundabmessun­ gen besteht, aus der nach oben Stege (6) vorstehen, die schlan­ genförmig über die Grundfläche der Platte (1) verlaufen und die zwischen sich Nuten (2) bilden, die beim Ausführungsbeispiel einen Boden (2 a) mit Halbkreisquerschnitt aufweisen. Die nach oben durch in einer Ebene liegende Ränder (2 b) begrenzten Nuten dienen dazu, einen entsprechend mäanderförmig gelegten Kunst­ stoffschlauch (5) aufzunehmen, dessen freie Enden (5 a und 5 b) frei aus dem Plattenwärmetauscher herausragen. Diese Enden wer­ den lang genug ausgebildet, um vom Einbauort des Plattenwärme­ tauschers weggeführt zu werden und beispielsweise an einer gut zugänglichen Stelle an einen Vor- und einen Rücklauf für ein Wärmetauschmittel angeschlossen zu werden.

Die Wandungen der Stege (6) sind gegeneinander durch parallel zu den langen Seitenkanten (11) verlaufende Versteifungsstege (12) verbunden, die zwischen sich und den Seitenwänden der Ste­ ge (6) bei diesem Ausführungsbeispiel Hohlräume bilden. Die Oberkanten der Stege (12) fluchten mit den Rändern (2 b) der Nu­ ten (2).

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird die so ausgebildete und mit dem Kunststoffschlauch (5) versehene Kunststoffplatte (1) durch eine Abschlußplatte (4) zum Flächenheizkörper vervoll­ ständigt, die flach auf die Oberkanten der Stege (6 und 12) aufgelegt und beim Ausführungsbeispiel an ihren Außenrändern durch Rastvorsprünge (8) gehalten wird, die beim Aufdrücken der Abschlußplatte (4) elastisch nach außen ausweichen und dann zu­ rückspringen und die Abschlußplatte (4) formschlüssig halten. Zur Herstellung des neuen Flächenwärmetauschers ist es daher lediglich notwendig, den Kunststoffschlauch (5) in die Nuten (2) zu legen und anschließend die Abschlußplatte (4) aufzudrük­ ken. Dies kann in einfacher Weise auch erst bei der Montage ge­ schehen, wobei es möglich ist, die Kunststoffplatte (1) an der zu erwärmenden Stelle im Kraftfahrzeug, beispielsweise in der Seitentür, von vorneherein fest mit einzubauen. Es genügt dann, den Schlauch einzudrücken und ihn durch die Abschlußplatte (4) zu sichern. Die beiden freien Enden (5 a und 5 b) des Kunststoff­ schlauches werden dann durch entsprechend vorgesehene Leitkanä­ le oder Ausnehmungen zum Motorraum verlegt und dort an Vor- und Rücklauf für den Heizkreislauf angeschlossen.

Die bauliche Ausgestaltung des neuen Plattenwärmetauschers kann auch anders aussehen. So zeigt Fig. 3 eine Ausführungsform, bei der zum einen ein Kunststoffschlauch (5) mit geringerem Durch­ messer verlegt ist, zum anderen ist hier die Abschlußplatte (4) nicht durch Rastvorsprünge (8) gesichert, sondern auf die Ober­ kanten der Stege (6 und 12) aufgeklebt.

Fig. 4 zeigt eine Variante, bei der die Kunststoffplatte (1, 2′) die zwischen den Stegen (12) und den Nuten (2) für die Kunst­ stoffschläuche (5) entstehenden Ausnehmungen nicht auf der der Abschlußplatte (4) zugewandten Seite aufweist, sondern diese Ausnehmungen auf der Rückseite besitzt. Die Stege (6′) stehen hier daher von einer Grundfläche (13) der Kunststoffplatte (1, 2′) nach hinten ab, während die Abschlußplatte (4) nahezu flächenbündig mit der Fläche (13) der Kunststoffplatte (1, 2′) verbunden, beispielsweise verklebt sein kann.

Fig. 5 zeigt eine Abwandlung insofern, als bei der Kunststoff­ platte (1′′′) die Tiefe der Nuten (2) wesentlich kleiner ist und im Prinzip ausschließlich dem Bodenbereich (2 a) der Ausfüh­ rungsform der Fig. 2 entspricht. Entsprechend niedriger sind auch die Querstege (12′) ausgebildet und es wird, um die Kunst­ stoffschläuche (5) sicher aufnehmen zu können, die Abschluß­ platte (4′) mit entsprechenden Gegenausnehmungen mit Halbkreis­ querschnitt versehen.

Fig. 6 schließlich zeigt die Möglichkeit, nicht nur die Ab­ schlußplatte (4′) mit Ausnehmungen entsprechend dem Verlauf des Kunststoffschlauches (5) zu versehen, sondern auch die Kunst­ stoffplatte (1′), die hier, ebenso wie die Abschlußplatte (4′) aus einem Plattenmaterial gleichmäßiger Dicke besteht, aus der die Ausnehmungen in der Form einer mäanderförmig verlaufenden Rinne jeweils mit einem halbkreisförmigen Querschnitt herausge­ drückt sind. Die halbkreisförmigen Querschnitte sind an den Durchmesser des Kunststoffschlauches angepaßt.

In der Fig. 7 ist die Kunststoffplatte (1) mit einer Vielzahl von Nuten (2) versehen. Die Nuten (2) verlaufen teilweise ge­ radlinig und gekrümmt, sind teilweise parallel zueinander ange­ ordnet oder kreuzen einander. Mehrere der Nuten (2) enden an der Längsseite und der Querseite der Kunststoffplatte (1). Die Nuten (2) geben verschiedene Wege vor, entlang denen der Kunst­ stoffschlauch (5) eingelegt werden kann. So ist es möglich, den Kunststoffschlauch (5) in nur einer Windung in die Nuten (2) der Kunststoffplatte (1) einzulegen, es ist jedoch auch mög­ lich, daß der Kunststoffschlauch (5) einen längeren Weg, bei­ spielsweise entlang zweier Windungen in den Vertiefungen (2) der Kunststoffplatte (1) zurücklegt.

An den Längsseiten und gegebenenfalls auch an den Querseiten der Kunststoffplatte (1) sind Verbindungsmittel angebracht. Bei diesen kann es sich um Ansätze und Ausnehmungen handeln, die beispielsweise in der Form einer Nut-Feder-Verbindung oder ei­ ner sogenannten Schwalbenschwanz-Verbindung angeordnet sind.

In der Fig. 8 sind drei Kunststoffplatten (1) bündig aneinan­ dergesetzt. Durch die Verbindungsmittel sind die Kunststoff­ platten (1) fest miteinander verbunden. Die Nuten (2) benach­ barter Kunststoffplatten (1) sind zumindest teilweise derart zueinander ausgerichtet und aneinander angepaßt, daß ein Über­ gang von der einen zur anderen Kunststoffplatte (1) entsteht.

In der Fig. 8 ist der Kunststoffschlauch (5) mäanderförmig in die drei Kunststoffplatten (1) eingelegt. Die Enden (5 a, 5 b) des Kunststoffschlauches (5) sind in der Fig. 8 im rechten obe­ ren Eck des gesamten Plattenwärmetausches angeordnet.

Zur Abdeckung der Kunststoffplatten (1) mit dem eingelegten Kunststoffschlauch (5) sind Abschlußplatten (4) vorgesehen. Diese sind beispielsweise durch Klipsverbindungen oder Schraub­ verbindungen mit den Kunststoffplatten (1) verbunden. Es ist möglich, den drei Kunststoffplatten (1) nur eine einzige Ab­ schlußplatte (4) zuzuordnen. In diesem Fall kann die Abschluß­ platte (4) zusätzlich als Verbindungsmittel für die Kunststoff­ platten (1) dienen.

Claims (13)

1. Plattenwärmetauscher, insbesondere für den Einbau in den Fahrgastraum von Kraftfahrzeugen, bestehend aus mindestens ei­ ner Kunststoffplatte, die mit rinnenförmigen Vertiefungen ver­ sehen ist, welche zur Bildung von geschlossenen Kanälen von ei­ ner zweiten Platte abgeschlossen werden, dadurch gekennzeich­ net, daß die rinnenförmigen Vertiefungen (2) mäanderförmig ver­ laufen, und daß in die Vertiefungen ein Kunststoffschlauch (5) eingelegt ist, dessen Durchmesser an den Querschnitt der Ver­ tiefungen (2) angepaßt ist.

2. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vertiefungen als Nuten (2) mit einem Boden (2 a) halbkreisförmigen Querschnittes und der Kunststoffschlauch (5) als Schlauch mit kreisförmigen Querschnitt ausgebildet sind.

3. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Tiefe der Nuten (2) dem Durchmesser (d) des Kunststoffschlauches (5) angepaßt ist und die Abschlußplatte (4) bündig auf den Außenrand (2 b) der Nuten (2) aufgesetzt ist.

4. Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (2) in Stegen (6) einer im übrigen dünneren Platte (1) gebildet sind.

5. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Nuten (2′) halbkreisförmigen Querschnitt be­ sitzen und daß auch die Abschlußplatte (4′) mit korrespondie­ renden Nuten (7) halbkreisförmigen Querschnittes versehen sind.

6. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Nuten (2′, 7) durch Verformen einer Platte (1′) gleichmäßiger Dicke gebildet sind.

7. Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußplatte (4′) aufgeklebt ist.

8. Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußplatte (4) durch Rast­ vorsprünge (8) am Rand der Kunststoffplatte (1) gehalten ist.

9. Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, voneinander unabhängige Vertiefungen (2) in der Kunststoffplatte (1) vorgesehen sind, die verschiedene, sich teilweise kreuzende Wege für die Einlage des Kunststoffschlauches (5) vorgeben, und daß der Kunststoff­ schlauch (5) entlang einem der Wege in die Vertiefungen (2) eingelegt ist.

10. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere Kunststoffplatten (1) bündig aneinander setzbar sind, wobei die Vertiefungen (2) benachbarter Kunst­ stoffplatten (1) zur Ausbildung von Übergängen zueinander aus­ gerichtet und aneinander angepaßt sind.

11. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Mittel zur formschlüssigen Verbindung benachbar­ ter Kunststoffplatten (1) vorgesehen sind.

12. Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußplatte (4) mehreren Kunststoffplatten (1) zugeordnet ist.

13. Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (5 a, 5 b) des Kunststoff­ schlauches (5) lang genug gewählt sind, um einen Anschluß an den Vor- und Rücklauf für das Wärmetauschmedium räumlich ent­ fernt vom Wärmetauscher zu ermöglichen.