DE4313351A1 - Sicherheitsplattenwärmeaustauscher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsplattenwärme­ austauscher gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Durch die DE-OS 33 00 523 und die DE-OS 39 10 850 sind derartige Sicherheitswärmeaustauscher bekannt. Beim Si­ cherheitswärmeaustauscher nach der DE 33 00 523 ist der Sicherheitsraum mit einem Wärmeübertragungsmedium gefüllt und wird der Sicherheitsraum hinsichtlich Leckage über­ wacht. Beim Sicherheitswärmeaustauscher nach der DE 39 10 850 ist im Sicherheitsraum als Mittel zur metallischen Überbrückung des Abstandes und zur Herstellung von metal­ lischen Berührungspunkten zwischen den eng beabstandeten Platten ein an beiden Platten anliegendes Drahtgewebe oder eine an beiden Platten anliegende geprägte und/oder ge­ wellte Zwischenplatte vorgesehen. Der Sicherheitsraum kann offen oder geschlossen ausgebildet sein. Zur Überwachung einer Leckage ist eine Überwachungseinrichtung vorgesehen. Bei beiden Sicherheitsplattenwärmeaustauschern wird somit der Bereich der Wärmeübertragungsflächen gegen unbemerkte Leckage abgesichert, und eine Leckage wird überwacht. Als Schwachpunkt verbleibt bei beiden Sicherheitswärmeaustau­ schern der Bereich der abwechselnden Einströmöffnungen für die Wärmetauschermedien in die Fließspalte. Entsprechend der abwechselnden Einströmung muß nämlich der Strömungs­ kanal nach jeder zweiten Platte durch das jeweils andere Wärmetauschermedium geführt werden und entsprechend abge­ dichtet werden. Bei abgedichteten Plattenwärmeaustauschern ist es bekannt, eine Doppeldichtung zu verwenden, deren Zwischenraum nach außen geöffnet ist. Bei gelöteten Plat­ tenwärmeaustauschern hängt die Sicherheit von der Qualität der Lösungg ab. In beiden Fällen besteht die Gefahr, daß im Bereich der Strömungskanäle eine unbemerkte Leckage auf­ tritt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, einen Sicherheitsplattenwärmeaustauscher der ein­ gangs genannten Art so auszubilden, daß auch eine Leckage im Bereich der Einströmöffnungen in die Fließspalte bzw. im Bereich der Strömungskanäle nicht dazu führt, daß das eine Medium in den Kreislauf des anderen Mediums gelangt, und daß eine solche Leckage sicher erkannt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Ausbildung gemäß Kennzei­ chen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen und Aus­ gestaltungen der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Aufgabenlösung hat den Vorteil, daß die Zuführungen zu den Fließspalten getrennt vonein­ ander nach außen verlegt sind, so daß eine abgedichtete Führung des Strömungskanals durch das jeweils andere Wärme­ tauschermedium nicht mehr notwendig ist. Bei einer Leckage im Bereich der Einströmöffnungen bzw. im Bereich der Strömungskanäle kann das austretende Wärmeübertragungsme­ dium nicht mehr in den Kreislauf des anderen Wärmeübertra­ gungsmediums gelangen. Eine Leckage in diesem Bereich kann auf einfache Weise erkannt und überwacht werden.

Die Überwachung einer Leckage gestaltet sich besonders einfach bei einer Ausführungsform gemäß Anspruch 6.

Die Erfindung soll nachfolgend an Hand der beigefügten Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, näher erläutert werden.

Es zeigt

Fig. 1 eine Vorder- bzw. Rückansicht eines Sicher­ heitsplattenwärmeaustauschers mit einer er­ sten Ausführungsform von Wärmeübertragungs­ elementen,

Fig. 2 einen Schnitt A-A durch den Sicherheitsplat­ tenwärmeaustauscher nach Fig. 1 und

Fig. 3 und 4 schematisch zwei weitere Ausführungs­ formen von Wärmeübertragungselementen.

Gleiche Bauteile des Sicherheitsplattenwärmeaustau­ schers sind in den Figuren der Zeichnung mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Zeichnung zeigt in den Fig. 1 und 2 einen Sicher­ heitsplattenwärmeaustauscher 2, der aus mehreren, eng be­ nachbarten Wärmeübertragungselementen 4, vorzugsweise aus Metall, zusammengesetzt ist, zwischen denen Sicherheits­ spalträume 6 gebildet sind. Die Sicherheitsspalträume 6 sind vorzugsweise mit einem geeigneten Wärmeübertragungs­ mittel zur Optimierung des Wärmeüberganges versehen.

Jedes Wärmeübertragungselement 4 besteht aus zwei be­ abstandeten Platten 8 und 10 von etwa T-förmigem Zu­ schnitt, dessen Ecken, wie dargestellt, abgerundet sein können, mit je einer T-Balken-Fläche 12 und einer breiten Stegfläche 14. Die Platten 8 und 10 sind deckungsgleich verbunden, so daß T-förmige Wärmeübertragungselemente 4 entstehen.

Zwischen den Platten 8 und 10 sind Fließspalte 16 ge­ bildet.

In den seitlichen Schenkeln 18 und 20 der T-Balken- Flächen 12 sind Einströmöffnungen 22 und Ausströmöffnungen 24 für ein die Fließspalte durchströmendes Wärmetauscher­ medium ausgebildet, so daß jede Platte nur zwei Öffnungen, eine Einström- und eine Ausströmöffnung, und damit jedes Wärmeübertragungselement 4 nur zwei Durchgangsöffnungen aufweist.

Mehrere T-förmige Wärmeübertragungselemente 4 werden nun so zu einem Paket beabstandet zusammengefügt, daß die T-Balken der aufeinanderfolgenden Wärmeübertragungselemente 4 abwechselnd links und rechts (vgl. Fig. 1) im Paket angeordnet sind. Die hintereinander angeordneten Öffnungen 22 und 24 der Wärmeübertragungselemente 4 sind miteinander verbunden, wie dies aus der Fig. 2 entnehmbar ist. Durch diese Ausbildung entstehen praktisch zwei Gruppen 26′ und 28′ von strömungsmäßig miteinander verbundenen Wärmeüber­ tragungselementen 26 und 28 mit jeweils mehreren beabstan­ deten Wärmeübertragungselementen, deren Fließspalte 16 ein- und ausströmseitig über Strömungskanäle 30, 30′ mit­ einander verbunden sind und die kammartig und mit Abstand zueinander ineinandergreifen, derart, daß zwischen den Wärmeübertragungsplatten 26′ und 28′ die erwähnten Sicher­ heitsspalträume 6 gebildet sind, die offen oder geschlos­ sen ausgebildet sein können.

Die Gruppe 26 wird von einem ersten Wärmeübertragungs­ medium I und die Gruppe 28 von einem zweiten Wärmeübertra­ gungsmedium II durchflossen.

Durch die beschriebene Ausbildung wird erreicht, daß die Strömungskanäle nicht mehr nach jeder zweiten Wärme­ übertragungsplatte abgedichtet durch das jeweils andere Wärmeübertragungsmedium hindurchgeführt werden müssen.

Leckagen im Bereich der Strömungskanäle 30, 30′ können so unmittelbar erkannt und kontrolliert werden und führen nicht mehr dazu, daß das eine Wärmeübertragungsmedium in den Kreislauf des anderen Wärmeübertragungsmediums ge­ langt.

Die Platten der Wärmeübertragungselemente des Sicher­ heitsplattenwärmeaustauschers 2 können auch andere Formen als T-Formen aufweisen, wie dies in den Fig. 3 und 4 sche­ matisch dargestellt ist.

Die Fig. 3 zeigt Wärmeübertragungselemente 40 in U- Form, bei denen die beiden Durchgangsöffnungen 42 und 44 in den U-Schenkeln 46 und 48 ausgebildet sind. Mehrere U- förmige Wärmeübertragungselemente 40 werden so zu einem Paket mit Abstand zueinander zusammengefügt, daß die U- Schenkel 46 und 48 der aufeinanderfolgenden Wärmeübertra­ gungselemente 40 abwechselnd links und rechts angeordnet sind - ganz analog wie bei den T-förmigen Wärmeübertra­ gungselementen 4 nach den Fig. 1 und 2.

Die Fig. 4 zeigt Wärmeübertragungselemente 50 in Z- Form, bei denen die beiden Durchgangsöffnungen 52 und 54 in den freien Z-Schenkeln 56 und 58 ausgebildet sind. Meh­ rere Z-förmige Wärmeübertragungselemente 50 werden so zu einem Paket mit Abstand zueinander zusammengefügt, daß die Schenkel 56 und 58 der aufeinanderfolgenden Wärmeübertra­ gungselemente 50 abwechselnd links und rechts bzw. rechts und links angeordnet sind - ganz analog wie bei den Wärme­ übertragungselementen 40 und 4 nach den Fig. 3, 1 und 2.

Die beiden Gruppen von Wärmeübertragungselementen des Sicherheitsplattenwärmeaustauschers brauchen nicht aus Wärmeübertragungselementen gleicher Form zu bestehen. Eine Kombination verschiedener Formen ist möglich. So kann bei­ spielsweise eine Gruppe aus T-förmigen Wärmeübertragungs­ elementen 4 mit einer Gruppe aus U-förmigen Wärmeübertra­ gungselementen 40 oder mit einer Gruppe aus Z-förmigen Wärmeübertragungselementen 50 kombiniert werden.

Der Sicherheitsplattenwärmeaustauscher 2 kann in Me­ tall oder Kunststoff eingekapselt sein und im umkapselten Raum mit einem eine Leckage meldenden Sensor, beispiels­ weise einem Feuchtigkeitsfühler, einem Niveausensor oder dgl. (nicht dargestellt) ausgestattet sein. Im Falle eines Leckes spricht der Sensor an und löst ein Alarmsignal aus.

Claims (6)

1. Sicherheitsplattenwärmeaustauscher mit mehreren zu einem Paket zusammengefügten Wärmeübertragungselementen, zwischen denen mit einem Wärmeübertragungsmittel ausge­ staltete Sicherheitsspalträume gebildet sind und die je­ weils aus zwei beabstandeten Platten bestehen, zwischen denen Fließspalte gebildet sind, die abwechselnd von einem ersten und einem zweiten Wärmeübertragungsmedium über in den Platten ausgebildeten Einström- und Ausströmöffnungen durchströmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Platten (8) und (10) jeweils zwei vom Plattenrand absehende Vorsprünge (18) und (20) aufweisen und deckungs­ gleich miteinander verbunden sind zur Bildung der Wärmeübertragungselemente (4, 40, 50),
• - jede Platte (8) und (10) nur zwei Öffnungen (22) und (24) und damit jedes Wärmeübertragungselement (4, 40, 50) nur zwei Durchgangsöffnungen aufweist, die in den abstehenden Vorsprüngen (18) und (20) ausgebildet sind, und
• - die Wärmeübertragungselemente (4, 40, 50) im Paket aufeinanderfolgend abwechselnd relativ zueinander so gedreht angeordnet sind, daß die Vorsprünge (18) und (20) der jeweils übernächsten Wärmeübertragungselemente (4, 40, 50) miteinander ausgerichtet sind und die Durchgangsöffnungen (22) und (24) in den hintereinan­ der angeordneten ausgerichteten Vorsprüngen miteinan­ der verbunden sind, derart, daß zwei kammartig inein­ andergreifende Gruppen miteinander verbundener Wärme­ übertragungselemente gebildet sind.

2. Sicherheitsplattenwärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (8) und (10) eines Wärmeübertragungselementes (4, 40, 50) aus etwa T-förmigen oder U-förmigen oder Z-förmigen Plattenzuschnitten be­ stehen, so daß etwa T-förmige oder U-förmige oder Z-förmige Wärmeübertragungselemente (4, 40, 50) gebildet werden.

3. Sicherheitsplattenwärmeaustauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (22) und (24) in den seitlichen Schenkeln (18) und (20) der T-Balken-Fläche (12) der Wärmeübertragungselemente (4), die Öffnungen (42) und (44) in den U-Schenkeln (46) und (48) der Wärmeüber­ tragungselemente (40) und die Öffnungen (52) und (54) in den Z-Schenkeln (56) und (58) der Wärmeübertragungselemente (50) ausgebildet sind.

4. Sicherheitsplattenwärmeaustauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die T-förmigen oder U-förmigen oder Z-förmigen Wärmeübertragungselemente (4, 40, 50) im Paket aufeinanderfolgend abwechselnd um 180° gedreht rela­ tiv zueinander angeordnet sind.

5. Sicherheitsplattenwärmeaustauscher nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die T- förmigen Wärmeübertragungselemente (4) und/oder die U-för­ migen Wärmeübertragungselemente (40) und/oder die Z-förmi­ gen Wärmeübertragungselemente (50) gruppenweise kombiniert im Paket angeordnet sind.

6. Sicherheitsplattenwärmeaustauscher nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Paket aus Wärmeübertragungselementen (4, 40, 50) in einer Umkapselung aus Metall oder Kunststoff angeordnet ist, deren Innenraum mit einem eine Leckage meldenden Sensor in Verbindung steht.