DE8127440U1

DE8127440U1 - PLATE HEAT EXCHANGER

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Publication number: DE8127440U1
Application number: DE19818127440
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-09-18
Filing date: 1981-09-18
Publication date: 1982-03-04

Description

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description

Die Neuerung; betrifft einen Platten-Wärmetauscher der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.The innovation; relates to a plate heat exchanger im Preamble of claim 1 specified genus.

Herkömmliche Plattenwärmetauscher bestehen aus mehreren parallel zueinander verlaufenden Platten, die durch einen Rahmen, beispielsweise eine Stahlblech-Ummantelung, in genau definierten Lagen gehalten werden. Die Wärmetauschermedien, beispielweise Zuluft und Abluft, werden im Kreuzbzw. Gegenstrom durch die Zwischenräume zwischen den Platten geführt.Conventional plate heat exchangers consist of several plates running parallel to one another, which are connected by a Frame, for example a sheet steel casing, can be held in precisely defined positions. The heat exchange media, for example supply air and exhaust air, are crossed or Countercurrent through the spaces between the plates guided.

Die Platten bestehen üblicherweise aus Aluminium, das gegebenenfalls mit einem Korrosionsschutz versehen ist, aus Glas oder aus Kunststoff. Insbesondere bei korrosiven Medien bietet sich die Verwendung von Glas an.The plates are usually made of aluminum, which optionally is provided with corrosion protection, made of glass or plastic. Especially with corrosive media the use of glass is recommended.

Bei Verwendung von Glasplatten tritt jedoch das folgende Problem auf: Um auch bei größeren Flächen ausreichende Stabilität zu haben, müssen die Glasplatten eine bestimmte Mindestdicke in der Größe von 3 bis 6 mm haben; wenn die Zwischenräume zwischen den einzelnen Glasplatten ebenfalls in der Größenordnung von etwa 5 mm liegen, 'benötigt eine einzige Strömungseinheit aus dem Zwischenraum zwischen den beiden Platten und den anteiligen Dicken der beiden Platten einen Raum von etwa 1 cm, so daß ein solcher Platten-Wärmetauscher nicht kompakt ausgelegt werden kann.When using glass plates, however, the following problem arises: To be sufficient even with larger areas To have stability, the glass plates must have a certain minimum thickness in the size of 3 to 6 mm; if the gaps between the individual glass plates are also of the order of about 5 mm, 'required a single flow unit from the space between the two plates and the proportional thicknesses of the two Plates have a space of about 1 cm, so that such a plate heat exchanger cannot be made compact.

Dabei muß insbesondere berücksichtigt werden, daß zur Er= zielung eines ausreichenden Durchsatzes eine große Durchströmfläche und entsprechend viele Glasplatten benötigt werden.In particular, it must be taken into account that a large flow area is required to achieve a sufficient throughput and a corresponding number of glass plates are required.

Der-Neuerung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Platten-Wärmetauscher der angegebenen Gattung zu schaffen, bei dem die oben erwähnten Nachteile nicht auftreten.The innovation is therefore based on the task of creating a To create plate heat exchangers of the type indicated, in which the above-mentioned disadvantages do not occur.

Insbesondere soll ein Plattenwärmetauscher geschaffen werden, der bei sehr kompakten Volumen eine ausreichende Durchströmfläche bietet.In particular, a plate heat exchanger is to be created which has a sufficient flow area with a very compact volume offers.

Dies wird neuerungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale erreicht.This is achieved according to the innovation by the features specified in the characterizing part of claim 1.

Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen zusammengestellt.Appropriate embodiments are set out in the subclaims compiled.

Die mit der Neuerung erzielten Vorteile beruhen insbesondere auf der Verwendung von Hohlkammerplatten, also zweiwandigen Flachhohlkörpern, deren Wände durch Stege miteinander verbunden sind. Diese Hohlraumplatten lassen sich mit unterschiedlichen Wandungsdicken und Steghöhen herstellen, so daß sie unter Berücksichtigung des jeweiligen Anwendungszwecks ausgewählt werden können. The advantages achieved with the innovation are based in particular on the use of twin-walled sheets Flat hollow bodies, the walls of which are connected to one another by webs. These cavity panels can be used with produce different wall thicknesses and web heights so that they can be selected taking into account the respective application.

Die üblichen Hohlkörperplatten haben eine Dicke von etwa 6 mm, d.h. ihre Dicke liegt in der gleichen Größenordnung wie die Dicke von Vollglasplatten; dabei muß jedoch berücksichtigt werden, daß bei dieser Dicke der Hohlkammerplatten bereits das offene Volumen mit eingeschlossen ist, d.h., diese Dicke beinhaltet bereits einen Durchströmungsquerschnitt. Daraus läßt sich sofort erkennen, daß beim Einsatz solcher Hohlkammerplatten zur Erzielung der gleichen Durchströmfläche weniger Platz benötigt wird, als beispielsweise bei Verwendung von Glasplatten.The usual hollow core panels have a thickness of about 6 mm, i.e. their thickness is in the same order of magnitude as the thickness of full glass panels; However, it must be taken into account that with this thickness of the twin-wall sheets the open volume is already included, i.e. this thickness already includes a flow cross-section. From this it can be seen immediately that when using such twin-wall sheets to achieve the same Flow area requires less space than, for example, when using glass plates.

Ein weiterer Vorteil dieser Hohlkammerplatten liegt darin, daß sie aus sehr korrosionsfesten Materialien hergestellt werden können, beispielsweise Polykarbonat oder einem Copolymerisat von Polypropylen und Polyethylen_f Polyvinylchlorid-Hart Aluminium-Druck-Guß oder auch aus Glas.Another advantage of these twin-wall sheets is that they can be made of very corrosion-resistant materials, for example polycarbonate or a copolymer of polypropylene and polyethylene _f polyvinyl chloride hard aluminum die-cast or glass.

Ein solcher Plattenwärmetauscher kann sowohl als Kreuz-Such a plate heat exchanger can be used both as a cross

strom- als auch als Gegenstrom-Wärmetauscher ausgelegt werden. Dabei wird jedoch die Ausführungsform als Kreuzstromwärmetauscher bevorzugt, da bei Gegenstrombetrieb Schwierigkeiten mit der Zu- und Abführung der Wärmetauschermedien auftreten könnten.flow heat exchangers as well as counter flow heat exchangers. In this case, however, the embodiment as a cross-flow heat exchanger is used preferred because in countercurrent operation there are difficulties with the supply and discharge of the heat exchanger media could occur.

Bei einer ersten Ausführungsform eines solchen Plattenwärmetauschers werden die Hohlkammerplatten Fläche an Fläche angeordnet, wobei die jeweils benachbarten Hohlkammerplatten um 90° zueinander verdreht sind; d.h. also, daß die Durchströmöffnungen einer ersten Reihe von Hohlkammerpiatten in einer ersten Richtung liegen, während die Durchströmöffnungen der zweiten Reihe um 90° zu dieser ersten Richtung versetzt sind; dieser Platten-Wärmetauscher arbeitet also im Kreuzstrombetrieb.In a first embodiment of such a plate heat exchanger the twin-wall sheets are arranged face to face, with the respective neighboring twin-wall sheets are rotated by 90 ° to each other; i.e. that the through-flow openings of a first row of hollow-chamber plates lie in a first direction, while the throughflow openings of the second row are at 90 ° to this first direction are offset; this plate heat exchanger works in cross flow mode.

<p Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, daß keine<p The advantage of this embodiment is that none

zusätzlichen Dichtungen benötigt werden, sondern nur die Hohlkammerplatten fest miteinander verbunden werden, beispielsweise durch eine Klebeverbindung, aber auch durch einen äußeren Rahmen. Nachteilig ist bei dieser Ausführungsform, daß relativ viele Hohlkammerplatten benötigtadditional seals are required, but only the twin-wall sheets are firmly connected to one another, for example by an adhesive connection, but also by an outer frame. The disadvantage of this embodiment is that a relatively large number of twin-wall sheets are required

werden.will.

Deshalb werden gemäß einer bevorzugten Ausführungsform diö einzelnen Hohlkammerplatten im Abstand voneinander angeordnet, und zwar in der Weise, daß die Durchflußöffnungen dieser Hohlkammerplatten in der gleichen Richtung verlaufen;Therefore, according to a preferred embodiment, diö individual hollow-chamber sheets arranged at a distance from one another, in such a way that the flow openings of this Twin-wall sheets run in the same direction;

an den Stirnflächen werden die Zwischenräume zwischen den einzelnen Hohlkammerplatten durch Dichtungen verschlossen, wodurch ebenfalls der Kreuzstrombetrieb möglich ist. Im Vergleich mit der oben beschriebenen Ausführungsform läßt sich die benötigte Menge an Hohlkanunerplatten bei gleichem Volumen und damit gleicher Tauscherfläche halbieren.the gaps between the individual twin-wall sheets are closed by seals on the end faces, whereby cross-flow operation is also possible. In comparison with the embodiment described above, leaves halve the required amount of hollow duct plates with the same volume and thus the same exchanger surface.

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Zusammenfassend kann also festgestellt werden, daß bei diesem Plattenwärmetauscher, ausgehend vom gleichen Volumen, eine größere Tauscherfläche zur Verfügung steht, als bei herkömmlichen Platten-Wärmetauschern, also sich ein besserer Wirkungsgrad ergibt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Hohlkammerplatten selbsttragend sind, also keine zusätzliche Stabilisierung benötigen und deshalb bei einer Dicke, die in etwa der Dicke einer herkömmlichen Glasplatte entspricht, bereits eine ausreichende Durchströmfläche zur Verfügung stellen.In summary, it can be stated that with this Plate heat exchanger, based on the same volume, has a larger exchanger surface available than with conventional plate heat exchangers, so there is a better efficiency. This is due to, that the twin-wall sheets are self-supporting, so do not require additional stabilization and therefore with a Thickness, which corresponds roughly to the thickness of a conventional glass plate, already provides a sufficient flow area for Provide.

Die Neuerung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen 15The innovation is described below using exemplary embodiments with reference to the attached, schematic Drawings explained in more detail. It show 15

Fig„ 1 eine perspektivische Ansicht einer Hohlkammerplatte, 1 shows a perspective view of a twin-wall sheet,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Plattenwärmetauschers aus Hohlkammerplatten, die jeweils in Winkeln von 90° zueinander angeordnet sind, undFig. 2 is a perspective view of a plate heat exchanger made of twin-wall sheets, each of which are arranged at angles of 90 ° to one another, and

Fig. 3 eine Ansicht eines Platten-Wärmetauschers aus Hohlkammerplatten, die in gleicher Richtung angeordnet sind.Fig. 3 is a view of a plate heat exchanger made of twin-wall sheets, which are arranged in the same direction are.

Wie man in Fig. 1 erkennen kann, handelt es sich bei einer Hohlkammerplatte, die durch das Bezügszeichen 10 angedeutet ist, um einen zweiwandigen Flachhohlkörper mit einer unteren Wand 12 und einer oberen Wand 14, die durch Stege 16 miteinander verbunden sind. Solche Hohlkammerplatten, die aus Polykarbonat oder einem Copolymerisat von Polypropylen und Polyethylen bestehen, können durch Extrusion hergestellt werden, wobei die wesentlichen Konstruktionsparameter, nämlich die Gesamtdicke der Hohlkammerplatte, dieAs can be seen in FIG. 1, a hollow-chamber sheet, which is indicated by the reference symbol 10, is a two-walled flat hollow body with a lower wall 12 and an upper wall 14, which are connected to one another by webs 16. Such twin-wall sheets , which consist of polycarbonate or a copolymer of polypropylene and polyethylene, can be produced by extrusion, with the essential construction parameters, namely the total thickness of the twin-wall sheet, the

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Dicke der Wände, die Dicke der Stege, die Abstände zwischen zwei benachbarten Stegen und die Gurtdicke, also der Abstand zwischen der unteren Wand 12 und der oberen Wand 14, in Abhängigkeit von den gestellten Anforderungen variiert werden können.Thickness of the walls, the thickness of the webs, the distances between two adjacent webs and the belt thickness, i.e. the distance between the lower wall 12 and the upper wall 14, can be varied depending on the requirements can.

Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform eines allgemein durch das Bezugszeichen 20 angedeuteten Plattenwärmetauschers aus solchen Hohlkammerplatten 10, die jeweils Fläche an Fläche aneinander befestigt, beispielsweise miteinander verklebt, sind.-Dabei sind die jeweils benachbarten Hohlkammerplatten 10 um einen Winkel von 90° zueinander versetzt, so daß, beginnend mit dem linken Wärmetauscher 10_fder erste Wärmetauscher in horizontaler Richtung, der zweite Wärmetauscher in vertikaler Richtung, der dritte Wärmetauscher wieder in horizontaler Richtung usw. von den Wärmetauschermedien durchflossen werden können. Damit wird ein Kreuzstrombetrieb möglich, indem beispielsweise beim Einsatz in einer Klimaanlage die Abluft in horizontaler Richtung und die Zuluft in vertikaler Richtung durch einen solchen Platten-Wärmetauscher 20 geführt wird.Fig. 2 shows a first embodiment of a plate heat exchanger, indicated generally by the reference numeral 20, made of such hollow-chamber sheets 10, each of which is fastened to one another face to face, for example glued to one another So that, starting with the left heat exchanger 10 _f, the first heat exchanger in the horizontal direction, the second heat exchanger in the vertical direction, the third heat exchanger in the horizontal direction etc. can be traversed by the heat exchanger media. Cross-flow operation is thus possible in that, for example, when used in an air conditioning system, the exhaust air is passed through such a plate heat exchanger 20 in the horizontal direction and the supply air in the vertical direction.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform eines Platten-Wärmetauschers 30, bei der im Vergleich mit der Ausführungsform nach Fig.Fig. 3 shows an embodiment of a plate heat exchanger 30, in which in comparison with the embodiment according to Fig.

nur die Hälfte der Hohlkammerplatten 10 benötigt werden.only half of the twin wall sheets 10 are required.

Bei dieser Ausführungsform des Plattenwärmetauschers 30 werden die Hohlkammerplatten 10 jeweils im Abstand voneinander und parallel zueinander so angeordnet, daß sie alle in der gleichen Richtung von dem Wärmetauschermedium durchflossen werden können, bei der Darstellung gemäß Fig. 3 beispielsweise in horizontaler Richtung. An den Stirnflächen des dadurch entstehenden Gebildes werden die Zwischenräume zwischen den beiden benachbarten Hohlkammerplatten 10 durch Dichtungen 32 verschlossen, so daß getrennt von den Hohlräumen der Hohlkammerplatten weitere Hohlräume entstehen, die in horizontaler Richtung durchströmt werden können.In this embodiment of the plate heat exchanger 30, the hollow-chamber plates 10 are each spaced from one another and arranged parallel to one another in such a way that the heat exchanger medium flows through them all in the same direction can be, for example in the horizontal direction in the illustration according to FIG. 3. At the end faces of the the resulting structure, the spaces between the two adjacent twin wall sheets 10 are through Seals 32 closed so that separate from the cavities of the twin wall sheets arise further cavities, the can be flowed through in the horizontal direction.

Die Durchströmrichtungen sind in den Figuren 2 und 3 durch Pfeile angedeutet,.The flow directions are indicated in Figures 2 and 3 by arrows.

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Auch diese Ausführungsform arbeitet also im Kreuzstrombetrieb, wobei z. B. die Abluft in horizontaler Richtung und die Zuluft in vertikaler Richtung durch den Plattenwärmetauscher 30 geführt wird.
5This embodiment also works in cross-flow mode, with z. B. the exhaust air is passed through the plate heat exchanger 30 in the horizontal direction and the supply air in the vertical direction.
5

Werden die Abstände zwischen zwei benachbarten Hohlkammerplatten 10 bei der Ausführungsform nach Fig. 3 gleich der Dicke einer Hohlkammerplatte 10 gemacht, so läßt sich erkennen, daß bei praktisch gleichem Durchströmvolumen im Vergleich mit der Ausführungsform nach Fig. 2 nur die Hälfte der Hohlkammerplatten benötigt wird.If the distances between two adjacent twin-wall sheets 10 in the embodiment according to FIG. 3 are equal to the Thickness of a twin-wall sheet 10 made, it can be seen that with practically the same flow volume in comparison with the embodiment of FIG. 2, only half of the twin-wall sheets are required.

Die Hohlkammerplatten können neben den bereits erwähnten Materialien, nämlich Polykarbonat oder ein Copolymerisat von Propylen und Polyethylen, auch aus Polivinylchlord-Hart-, Aluminium-Druck-Guß oder Glas hergestellt werden.The twin-wall sheets can, in addition to the materials already mentioned, namely polycarbonate or a copolymer of Propylene and polyethylene, also made of polivinylchloride hard, Aluminum pressure casting or glass can be produced.

Obwohl die Dichtungen 32 sowohl aus elastischem als auch aus unelastischem Material bestehen können, wird zweckmäßigerweise ein elastisches Material verwendet, wie beispielsweise elastischer Kunststoff, Gummi oder ein Silikon-Kautschuk.Although the seals 32 can consist of both elastic and inelastic material, it is expedient an elastic material is used, such as elastic plastic, rubber or a silicone rubber.

Die in den Fig. 2 und 3 dargestellten, aus den einzelnen Hohlkammerplatten 10 bestehenden Wärmetauscher-Module werden in der auf diesem Gebiet üblichen Technik in einem kastenförmigen Rahmen angeordnet, der die einzelnen Hohlkammerplatten bzw. bei der Ausführ,ungsform nach Fig. 2 die Hohlkammerplatten 10 und die Dichtungen 32 zusammenhält. An diesem Rahmen befinden sich dann auch die Anschlüsse für die Gasströme.The heat exchanger modules shown in FIGS. 2 and 3, consisting of the individual hollow-chamber plates 10, are In the technology customary in this field, arranged in a box-shaped frame that holds the individual twin-wall sheets or in the embodiment according to FIG. 2, the twin-wall sheets 10 and the seals 32 hold together. On this frame the connections for the gas flows are then also located.

Claims

Protection claims

1. Plate heat exchangers with several, parallel to each other running plates that form cross-flow or counter-flow paths for the heat exchanger media, marked net by several hollow-chamber sheets (10) arranged parallel to one another.

2. Plate heat exchanger according to claim 1, characterized in that that the twin-wall sheets (10) are assembled face to face with one another.

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•ι «βββ*βββ#β• ι «βββ * βββ # β

3. Plate heat exchanger according to claim 2, characterized in that in each case two adjacent hollow chamber plates (10) are rotated by 90 ° to each other.

4. Plate heat exchanger according to claim 1, characterized in, that the hollow sheets (10) are arranged at a distance from one another, and that the spaces between the adjacent twin-wall sheets (10) are closed by seals (32) on two opposite end faces are.

5. Plate heat exchanger according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the twin-wall sheets (10) are made of polycarbonate, a copolymer of Polypropylene and polyethylene, hard polyvinyl chloride, die-cast aluminum or made of glass.

6. Plate heat exchanger according to claim 5, characterized in that that the seals (32) are made of an elastic material.

^7. Plate heat exchanger according to claim 5, characterized in that the seals (32) consist of elastic plastic, rubber or silicone rubber.