DE3832305A1

DE3832305A1 - Plate heat exchanger, in particular for water heaters

Info

Publication number: DE3832305A1
Application number: DE3832305A
Authority: DE
Inventors: Bernd Sonje
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1987-09-24
Filing date: 1988-09-20
Publication date: 1989-04-13
Anticipated expiration: 2008-09-21
Also published as: ATA220488A; AT397575B; DE3832305C2

Abstract

A plate heat exchanger, in particular water heater, having mutually parallel flow paths, which preferably extend in the longitudinal direction of the housing and are flowed through sequentially, for the two heat exchanging media, which are guided in opposite directions both with respect to each other and with reference to the other medium in flow paths (3, 11 and 5) immediately adjacent to one another. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen plattenförmigen Wärmetauscher, insbesondere für Wasserheizer, mit zueinander parallel, vorzugs weise in der Längsrichtung seines Gehäuses verlaufenden und nacheinander durchströmten Strömungswegen für die beiden wärmetauschenden Medien.The invention relates to a plate-shaped heat exchanger, especially for water heaters, with parallel to each other, preferred wise in the longitudinal direction of its housing and flow paths flowed through in succession for the two heat exchanging media.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen solchen Wärmetauscher ziel strebig derart zu gestalten, daß er mit außergewöhnlich gerin gem Platzbedarf und in einer kompakten, gedrungenen Bauweise eine vergleichsweise hohe Leistung zu erbringen vermag.The object of the invention is to aim such a heat exchanger striving to design in such a way that he closes with extraordinary according to space requirements and in a compact, compact design is able to achieve a comparatively high performance.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem Wärmetauscher der eingangs bezeichneten Gattung die beiden Medien in einander unmittelbar benachbarten Strömungswegen sowohl zu sich selbst als auch in bezug zum anderen Medium gegenläufig geführt sind.According to the invention this object is achieved in that a heat exchanger of the type mentioned the two Media in adjacent flow paths both to themselves and in relation to the other medium are performed in opposite directions.

Diese Art der Führung ermöglicht eine Unterbringung auf engstem Raum und gleichzeitig die Ausbildung eines Maximums von Wärme tauschflächen innerhalb dieses Raumes. Ferner ergibt sich aus dieser kompakten Bauweise der Vorteil, daß die Wandungen zwischen den Strömungswegen vorteilhaft dünn bemessen werden können.This type of guidance enables accommodation in the tightest of spaces Space and at the same time the formation of a maximum of warmth exchange areas within this room. It also follows from this compact design the advantage that the walls between the flow paths are advantageously thin can.

Weitere Erfindungsmerkmale bilden Gegenstände von Unteransprüchen und sind nachstehend an Hand der Zeichnungen erläutert.Further features of the invention form subjects of subclaims and are explained below with reference to the drawings.

In diesen Zeichnungen zeigt im einzelnenThese drawings show in detail

Fig. 1 die Draufsicht nach Pfeil I der Fig. 2 auf eine erste Ausführungsform des Wärmetauschers, Fig. 1 is a plan view according to arrow I in FIG. 2 of a first embodiment of the heat exchanger,

Fig. 2 ist dessen Längsschnitt nach II-II der Fig. 4 teilweise auch eine Ansicht nach Pfeil II dieser Figur, Fig. 2 is the longitudinal section according to II-II of Fig. 4 also partially shows a view according to arrow II of figure

Fig. 3 ist eine Ansicht der Schmalseite nach Pfeil III der Fig. 1 und 2 und Fig. 3 is a view of the narrow side according to arrow III of Figs. 1 and 2 and

Fig. 4 ist ein Querschnitt nach IV-IV der Fig. 1. FIG. 4 is a cross section according to IV-IV of FIG. 1.

Fig. 5 stellt eine zweite Ausführunsform eines solchen Wärmetauschers in einer Draufsicht nach Pfeil V der Fig. 7, teilweise auch einen Horizontalschnitt (ohne Gehäusedecke) dar, Fig. 5 illustrates a second Ausführunsform such a heat exchanger in a top view according to arrow V of Fig. 7, in some cases a horizontal section (without a housing cover) represents

Fig. 6 ist ein zur Plattenebene paralleler Horizontal schnitt VI-VI der Fig. 8, Fig. 6 is section VI-VI of FIG one parallel to the plate plane horizontal. 8,

Fig. 7 ein Längsschnitt nach VII-VII der Fig. 5, Fig. 7 is a longitudinal section according to VII-VII of Fig. 5,

Fig. 8 ein Querschnitt nach VIII-VIII der Fig. 5 und Fig. 8 is a cross section according to VIII-VIII of Fig. 5 and

Fig. 9 eine Ansicht der Schmalseite nach Pfeil IX der Fig. 6. Fig. 9 is a view of the narrow side according to arrow IX of Fig. 6.

Fig. 10 ist ein Schrägschnitt nach X-X der Fig. 8 durch ein Detail dieser Ausführungsform. Fig. 10 is an oblique sectional view XX of FIG. 8 through a detail of this embodiment.

Fig. 11 ist der Längsschnitt einer dritten Ausführungsform, Fig. 11 is the longitudinal section of a third embodiment,

Fig. 12 deren Querschnitt und Fig. 12 whose cross section and

Fig. 13 deren Stirnansicht. Fig. 13 the front view.

Bei dem in Fig. 1 bis 4 dargestellten plattenförmigen Wärme tauscher ist die Gehäusewandung 1 aus zwei miteinander über ihren Umfang randseitig miteinander verbundenen, schalenförmigen Hälften zusammengesetzt und durch zur Plattenebene parallele Trennwände 2 unterteilt, beidseits derer das eine der beiden wärmetauschenden Medien, z. B. aufzuheizendes Brauchwasser, in einander benachbarten, bloß durch die Trennwand 2 getrennten Strömungswegen, nämlich in den bauchig profilierten Strömungs kanälen 3, beidseits der Trennwand 2 im Gegenstrom zu sich selbst, also gegenläufig, geführt ist.In the plate-shaped heat exchanger shown in Fig. 1 to 4, the housing wall 1 is composed of two shell-shaped halves connected to one another over their circumference at the edges and divided by partition walls 2 parallel to the plate plane, on either side of which one of the two heat-exchanging media, e.g. B. hot water to be heated, in adjacent to each other, only through the partition 2 separate flow paths, namely in the bellied profiled flow channels 3 , on both sides of the partition 2 in countercurrent to itself, so in opposite directions, is performed.

Diese Strömungskanäle 3 werden von wellenförmig profilierten, an den Trennwänden 2 und Gehäusewänden 1, z. B. durch Lötstellen 15 (Fig. 4), befestigten Kanalwandungen 4, z. B. ein gewelltes Blecht, begrenzt.These flow channels 3 are of wavy profiled, on the partitions 2 and housing walls 1 , z. B. by soldering points 15 ( Fig. 4), attached channel walls 4 , z. B. a corrugated sheet, limited.

Diese Trennwände 2 samt den daran befestigten, die Strömungs kanäle 3 begrenzenden Kanalwandungen 4 sind in jeweils von dem anderen Medium, z. B. Heizwasser, durchströmten Räumen 5 angeordnet, die durch Leitwände 6 voneinander getrennt und in Längskanäle unterteilt sind, um nacheinander von diesem anderen Medium - gleichfalls im Gegenstrom - zum Teil auch im Gleichstrom beidseits durchströmt zu werden.These partitions 2 together with the attached, the flow channels 3 delimiting channel walls 4 are in each of the other medium, for. B. heating water, flow through rooms 5 , which are separated by baffles 6 and divided into longitudinal channels in order to be flowed through on both sides of this other medium - also in countercurrent - in part also in cocurrent.

Die Trennwände 2 mit den beidseits daran befestigten wellen förmig profilierten Kanalwandungen 4 und den dazwischenange ordneten Leitwänden 6 sowie die Gehäusewände 1 weisen im Bereich der Strömungskanäle 3 durchwegs ein gleichverlaufend wellenförmiges, kongruentes Profil auf.The partitions 2 with the wave-shaped profiled channel walls 4 fastened to them on both sides and the guide walls 6 arranged in between and the housing walls 1 consistently have a corrugated, congruent profile in the region of the flow channels 3 .

Die Lötstellen 16 zwischen den Trennwänden 2 und den Kanal wandungen 4, den Leitwänden 6 und den Kanalwandungen 4, zwischen den Kanalwandungen untereinander und zwischen den Gehäuse, wandungen 1 und den äußeren Kanalwandungen 4 sind aus Fig. 4 ersichtlich.The solder joints 16 between the partitions 2 and the channel walls 4 , the guide walls 6 and the channel walls 4 , between the channel walls with each other and between the housing walls 1 and the outer channel walls 4 are shown in FIG. 4.

Der Auslaß 7 des aufzuheizenden Brauchwassers und der Einlaß 9 des Heizwassers sind in einem Eckbereich derselben Schmal seite des Gehäuses 1 vorgesehen. Der Einlaß 8 des Brauchwassers und der Auslaß 10 des Heizwassers befinden sich im Bereich der diagonal gegenüberliegenden Ecke des Gehäuses 1.The outlet 7 of the hot water to be heated and the inlet 9 of the heating water are provided in a corner region of the same narrow side of the housing 1 . The inlet 8 of the domestic water and the outlet 10 of the heating water are located in the area of the diagonally opposite corner of the housing 1 .

Das aufzuheizende Brauchwasser tritt bei dem Einlaß 8 in den Wärmetauscher ein, durchströmt nacheinander die Strömungs kanäle 3, die innerhalb des Gehäuses 1 schicht- und scharen weise mittels der Trennwände 2 gehalten und verlötet sind und über Umlenkbereiche 14 miteinander in Verbindung stehen, gegenläufig und verläßt schließlich durch den Auslaß 7 den Wärmetauscher.The hot water to be heated enters the heat exchanger at the inlet 8 , flows through the flow channels 3 one after the other, which are held and soldered within the housing 1 in layers and groups by means of the partition walls 2 and are connected to one another via deflection regions 14 , in opposite directions and leaves finally through the outlet 7 the heat exchanger.

Das Heizwasser tritt bei dem Einlaß 9 ein, durchströmt nach einander die von den Leitwänden 6 unterteilten Räume 5, in denen die Strömungskanäle 3 verlaufen, gleichfalls gegenläufig, wobei es zwischen den Schichten der Strömungskanäle 3, den Außenseiten der Strömungskanalwandungen 4, den Leitwänden 6 und den Gehäusewandungen 1 geführt und an den Schmalseiten zum Gegenstrom umgelenkt wird.The heating water enters the inlet 9 , flows successively through the compartments 5 divided by the guide walls 6 , in which the flow channels 3 run, likewise in opposite directions, it being between the layers of the flow channels 3 , the outer sides of the flow channel walls 4 , the guide walls 6 and guided the housing walls 1 and is deflected to the counterflow on the narrow sides.

Dadurch ergibt es sich, daß die beiden Medien innerhalb des Gehäuses 1 in einander unmittelbar benachbarten Strömungswegen 3 bzw. 5 sowohl zu sich selbst als auch in bezug zum jeweils anderen Medium gegenläufig, zum Teil auch gleichläufig, geführt sind. As a result, the two media within the housing 1 are guided in opposite flow paths 3 and 5, both in relation to themselves and in relation to the other medium, in some cases also in opposite directions.

Bei den beiden Ausführungsformen nach den Fig. 5 bis 10 und 11 bis 13 werden die Strömungswege des einen Mediums, vorzugsweise des Brauchwassers, von einem System eines schlingenförmig verlaufenden Rohres 11 gebildet; die Schlingen dieses Rohres 11 sind in den vom anderen Medium, also vor zugsweie vom Heizwasser, durchströmten, durch Leitwände 6 voneinander getrennten bzw. unterteilten Räumen 5 angeordnet.In the two embodiments according to FIGS. 5 to 10 and 11 to 13, the flow paths of the one medium, preferably the process water, are formed by a system of a loop-shaped pipe 11 ; the loops of this pipe 11 are arranged in the spaces 5 through which the other medium flows, that is to say before the heating water flows through them, separated or divided by guide walls 6 .

Beide Medien werden in den Umlenkbereichen 14 der Schmal seiten des Gehäuses 1 im Gegenstrom zu sich selbst und zum jeweils anderen Medium durch dieses System geführt.Both media are guided in the deflection areas 14 of the narrow sides of the housing 1 in countercurrent to themselves and to the other medium through this system.

Die Strömungswege sind in Fig. 7 gestrichelt - für das Rohr 11 - bzw. strichpunktiert - für die Räume 5 - veranschaulicht.The flow paths are shown in dashed lines in FIG. 7 - for the pipe 11 - or dash-dotted lines - for the rooms 5 .

Bei diesen beiden Ausführungsformen können die beiden Hälften des Gehäuses 1 durch im zentralen Bereich angeordnete, die Gehäusewandungen durchsetzende Schraubbolzen 12 miteinander verbunden sein.In these two embodiments, the two halves of the housing 1 can be connected to one another by means of screw bolts 12 arranged in the central area and penetrating the housing walls.

Zwecks Volumenreduzierung des Heizwassers innerhalb des Gehäuses 1 vorgesehene Leerräume sind mit Isoliermaterial 13 gemäß der Ausführungsform nach Fig. 5 bis 10 gefüllt. Wie die Fig. 11 und 12 zeigen, kann solches Isoliermaterial 19 bzw. 20 auch derart profiliert sein, daß es die vom System des Rohres 11 freibelassenen Hohlräume füllt und diesem System als Halterung dient.For the purpose of reducing the volume of the heating water inside the housing 1 , empty spaces are filled with insulating material 13 according to the embodiment according to FIGS. 5 to 10. As shown in FIGS. 11 and 12, such insulating material 19 or 20 can also be profiled in such a way that it fills the cavities left free by the system of the tube 11 and serves as a holder for this system.

Die durch die wellenförmig profilierten Bereiche der Gehäuse wandungen 1 gebildeten Mulden sind bei der Ausführungsform nach Fig. 1 mit 15 bezeichnet. Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 5 bis 10 bzw. 11 bis 13 sind die Gehäusewandungen 1 glatt bzw. nur im Bereich der Schraubbolzen 12 beidseitig der Mittel ebene mit Einzügen versehen.The troughs formed by the wave-shaped areas of the housing walls 1 are designated 15 in the embodiment of FIG. 1. In the embodiments according to FIGS. 5 to 10 and 11 to 13, the housing walls 1 are smooth or only indented on both sides of the central plane in the area of the screw bolts 12 .

Claims

1. Plate-shaped heat exchanger, in particular water heater, with flow paths for the two heat-exchanging media running parallel to one another, preferably in the longitudinal direction of the housing and successively flowed through, characterized in that both media are directly adjacent flow paths ( 3, 11 and 5 ) are counter to both themselves and in relation to the other medium.

2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that its housing ( 1 ) by partitions parallel to the plate plane ( 2 ) is divided, on both sides of which a medium, for. B. hot water to be heated, in mutually adjacent, running along the partition flow channels ( 3 ) in countercurrent to itself ( Fig. 1 to 4).

3. Heat exchanger according to claim 2, characterized in that the partitions ( 2 ) together with the walls ( 4 ) attached to them of the flow channels ( 3 ) are arranged entirely in spaces ( 5 ) through which the other medium flows, separated by guide walls ( 6 ) ( Fig. 2, 4).

4. Heat exchanger according to claim 3, characterized in that the flow of the other medium, by partition walls ( 2 ), guide walls ( 6 ) and / or housing walls ( 1 ) limited spaces ( 5 ) one after the other from this other medium in opposite directions, sometimes also in parallel are flowed through ( Fig. 1 to 4).

5. Heat exchanger according to claim 3 or 4, characterized in that the walls ( 4 ) attached to the partition walls ( 2 ) of the flow channels ( 3 ) and the guide walls ( 6 ) arranged therebetween have a uniformly undulating profile ( FIGS. 1 to 4 ).

6. Heat exchanger according to claim 5, characterized in that the housing walls ( 1 ) in the region of the flow channels have an identical wave-shaped profile ( Fig. 1 to 4).

7. Heat exchanger according to claim 6, characterized in that the partition walls ( 2 ) with the flow channel walls ( 4 ), the flow channel walls ( 4 ) with each other and the outer flow channel walls ( 4 ) with the housing walls ( 1 ) and the guide walls ( 6 ) with the are Strömungskanalwandungen (4) connected to each other by solder joints (16) (Fig. 4).

8. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the flow channels of a medium are formed by a system of a loop-shaped pipe ( 11 ), the loops of which are arranged in layers in the other flow medium through flow, through guide walls ( 6 ) delimited spaces ( 5 ) are ( Figs. 5 to 10).

9. Heat exchanger according to claim 8, characterized in that the other medium is guided in the spaces ( 5 ) delimited by the guide walls ( 6 ) between the pipe loops ( 11 ) guided in planes parallel to the plate plane.

10. Heat exchanger according to one of claims 1 to 9, characterized by on the narrow sides of the housing ( 1 ) provided deflections ( 14 ) for diverting the media to countercurrents ( Fig. 2, 6 to 8 and 10).

11. Heat exchanger according to one of claims 1 to 10, characterized in that the inlets ( 8, 9 ) of both media and the outlets ( 7, 10 ) of both media are arranged in the regions of the diagonally opposite corners of the housing ( 1 ) ( Fig . 1 and 5).

12. Heat exchanger according to claim 11, characterized in that the inlets ( 8, 9 ) and the outlets ( 7, 10 ) of the same medium are each arranged in different halves of the housing ( 1 ) composed of shell-shaped halves ( Fig. 2 and 7th ).

13. Heat exchanger according to one of claims 8 to 12, characterized in that the inside of the housing ( 1 ) from the system of the tube ( 11 ) free spaces with an optionally profiled insulating material ( 13 or 19, 20 ) are partially filled, the Bracket of this system is used ( Fig. 7, 8 and 11, 12).