EP0049318A2

EP0049318A2 - Wärmetauscherelement

Info

Publication number: EP0049318A2
Application number: EP81102925A
Authority: EP
Inventors: Günther Wegner
Original assignee: Wilhelm Reisgies KG
Current assignee: Wilhelm Reisgies KG
Priority date: 1980-10-04
Filing date: 1981-04-16
Publication date: 1982-04-14
Also published as: EP0049318A3; DE3037589A1

Abstract

Ein Wärmetauscherelement mit zwei über ihre Fläche in geringem Abstand voneinander gehaltenen strömungsmitteldichten Wänden ist als Sandwichplatte ausgebildet, deren Kern aus einer Kunststoff-Füllung besteht, die den Durchstrom eines Wärmeträgermediums zulassende Öffnungen enthält. Vorzugsweise besteht der Kern aus verhältnismäßig hartem offenzelligen Schaumstoff.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wärmetauscherelement mit zwei über ihre Fläche/geringem Abstand voneinander gehaltenen strömungsmitteldichten Wänden.
Für die Umwandlung von in Luft enthaltener Wärme in Nutzwärme sind derartige als Absorber bezeichnete Wärmetauscherelemente bekannt, die von einem Strömungsmittel durchströmt werden, das die absorbierte Wärme einer Verbraucherstelle zuführt (DE-OS 27 14 901). Diese bekannten Wärmetauscherelemente bestehen aus einer an den beiden Außenflächen beschichteten Doppelgewebebahn, deren Ober- und Untergewebe durch Bindefäden auf Abstand gehalten werden, zwischen denen das für die Wärmeabfuhr benutzte Wärmeträgermedium hindurchströmen kann. An einander gegenüberliegenden Kanten befinden sich Sammelleitungen für die Zu- und Abfuhr des Wärmeträgermediums.
Nachteilig bei diesen bekannten Wärmetauscherelementen ist, daß sie verhältnismäßig hohe Herstellungskosten verursachen, weil zunächst eine Doppelgewebebahn hergestellt werden muß, die anschließend strömungsmitteldicht zu beschichten ist, woraufhin man die Sammelkanäle für die Zu- und Abfuhr des Wärmeträgermediums anbringt und die offenen Kanten in nicht weiter erläuterter Weise verschließen muß. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß dieses bekannte Wärmetauscherelement flexibel ist und seine Wände, nämlich das Ober- und das Untergewebe,nicht wirksam gegeneinander abgestützt sind und im Falle eines Unterdrücks, der beim Absaugen des Wärmeträgermediums entstehen kann, leicht zusammengezogen werden und dadurch die Zirkulation des Wärmeträgermediums durch das Wärmetauscherelement beeinträchtigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein preiswertes und formstabiles Wärmetauscherelement zu schaffen das für die Gewinnung von Wärme aus Luft geeignet ist und sich an beliebigen Einsatzorten installieren läßt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Wärmetauscherelement gelöst, das als Sandwichplatte ausgebildet ist, deren Kern aus einer Kunststoff-Füllung besteht, die den Durchstrom eines Wärmeträgermediums zulassende Öffnungen enthält. Eine derartige Sandwichplatte läßt sich aus einfachen Bauteilen preiswert herstellen, wobei die strömungsmitteldichten Wände verhältnismäßig steife Platten oder Folien aus Kunststoff und/oder Metall sein können, so daß sie einen guten Wärmeübergang gewährleisten. Die Kunststoff-Füllung stützt die Wände ausreichend gegeneinander ab, um ein Zusammenziehen derselben auch dann zu verhindern, wenn sich im Wärmetauscherelement ein Unterdruck bilden sollte. Andererseits gewährleistet die Kunststoff-Füllung des Kernes eine gewisse Verweilzeit und eine gleichmäßige Verteilung des Wärmeträgermediums im Wärmetauscherelement, was für die gewünschte Wärmeabsorption notwendig ist. Bei der praktischen Ausführung der Erfindung kann der Kern der Sandwichplatte aus verhältnismäßig hartem offenzelligen Schaumstoff oder auch aus Kunststoff-Granulat bestehen. Im erstgenannten Falle hält die Schaumstoff-Füllung die äußeren Wände der Sandwichplatte zusammen und im gewünschten Abstand voneinander, während im letztgenannten Falle die äußeren Wände zweckmäßig über Abstandhalter gegeneinander abgestützt sind, weil das eingefüllte Kunststoff-Granulat die gewünschte Formstabilität des Wärmetauscherelementes im allgemeinen nicht gewährleisten kann.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der den Kern der Sandwichplatte bildende Kunststoff mit einem gegen das Wärmeträgermedium oder dessen Zusätze, beispielsweise Glykol, beständigen Mittel beschichtet oder imprägniert, so daß als Wärmeträgermedium auch Wasser benutzt werden kann, das für die kältere Jahreszeit mit einem Frostschutzmittel versetzt ist.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die äußeren Wände des Wärmetauscherelementes rundum strömungsmitteldicht miteinander verbunden und mit einem stutzenförmigen Einlaß und einem stutzenförmigen Auslaß für das Wärmeträgermedium versehen. Das Wärme, tauscherelement-kann dabei als ebene Platte, aber auch als Körper jeder anderen beliebigen Raumform ausgebildet sein. Entscheidend ist, daß seine Wände überall in einem gleichen und geringen Abstand voneinander liegen, um einen wirkungsvollen Wärmetausch zwischen der über die Oberflächen des Wärmetauscherelementes hinwegstreichenden Luft und dem durch das Wärmetauscherelement strömenden Wärmeträgermedium zu erzielen. Das Wärmeträgermedium kann dabei durch das Wärmetauscherelement hindurchgedrückt oder hindurchgesaugt werden. i
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Wärmetauscherelementes schematisch dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 eine aufgeschnittene schaubildliche Teilansicht eines plattenförmigen Wärmetauscherelementes nach einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 eine teilweise aufgeschnittene Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmetauscherelementes und
Fig. 3 einen Schnitt durch das Wärmetauscherelement aus Fig. 2 nach Linie III-III.

Das in Fig. 1 dargestellte plattenförmige Wärmetauscherelement 1 besteht im wesentlichen aus zwei in geringem Abstand übereinander liegenden ebenen Wänden 2 und 3, die über einen Kern 4 aus offenzelligem Schaumstoff fest miteinander verbunden sind. Beispielsweise sind die Wände 2 und 3 auf den Kern 4 aufgeklebt. Die Wände 2 und 3 können aus Kunststoff, Metall oder einer Kunststoff-Metall-Kombination bestehen und eine für die Wärmeaufnahme geeignete Farbe oder Beschichtung aufweisen.
Da Fig. 1 nur einen Ausschnitt aus dem Wärmetauscherelement 1 zeigt, sind die umlaufenden Kanten desselben, an denen die Wände 2 und 3 strömungsmitteldicht untereinander verbunden sind, ebensowenig zu erkennen wie der Einlaß und der Auslaß für das durch die Öffnungen des Kernes 4 dieser Sandwichplatte hindurchströmende Wärmeträgermedium. Insofern sind jedoch Einzelheiten aus der in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsform zu entnehmen.
Das in Fig. 2 und 3 dargestellte Wärmetauscherelement 5 hat zwei parallele großflächige Wände 6 und 7, die über stempelartige Abstandhalter 8 und einen umlaufenden Rand 9 gegeneinander abgestützt und damit zusammengehalten sind. Der umlaufende Rand 9 bildet einen strömungsmitteldichten Abschluß zwischen den äußeren Kanten der Wände 6 und 7.
Im Inneren dieses Wärmetauscherelementes 5 befindet sich eine Füllung 10 aus Kunststoff-Granulat. Alternativ könnte diese Füllung aber auch aus offenzelligem Schaumstoff, wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1, bestehen.
Der umlaufende Rand 9 ist mit zwei Stutzen 11 und 12 versehen, die als Einlaß bzw. Auslaß für ein durch das Wärmetauscherelement 5 hindurchgeleitetes Wärmeträgermedium, beispielsweise Wasser, dienen. Die Stutzen 11 und 12 könnten sich aber auch in einer der Wände 6 und 7 befinden, wobei in diesem Falle beide Stutzen vorzugsweise jeweils an einer der beiden Wände angebracht sind, was die Montage vereinfacht.
Es ist erkennbar, daß die beiden beschriebenen Ausführungsformen-eines Wärmetauscherelementes 1 bzw. 5 in einfacher Weise hergestellt werden können und ausreichend formstabil sind, um ihre äußere Form auch dann beizubehalten, wenn sich im Wärmetauscherelement ein Unterdruck entwickeln sollte. Der Durchstrom des -Wärmeträgermediums ist daher stets gewährleistet und wird lediglich von den Öffnungen im Kern 4 bzw. 10 und dem angelegten Förder- oder Saugdruck bestimmt. Die aus Kunststoff bestehenden Teile der Wärmetauscherelemente können mit einer Schutzschicht gegen aggressive Bestandteile des Wärmetauschermediums versehen werden, so daß sie vom Wärmetauschermedium nicht angegriffen werden, selbst wenn dasselbe Frostschutzmittel wie Glykol enthält.

Claims

1. Wärmetauscherelement, mit zwei über ihre Fläche in geringem Abstand voneinander gehaltenen strömungsmitteldichten Wänden, dadurch gekennzeichnet, daß es als Sandwichplatte ausgebildet ist, deren Kern (4; 10) aus einer Kunststoff-Füllung besteht, die den Durchstrom eines Wärmeträgermediums zulassende Öffnungen enthält.

2. Wärmetauscherelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (4) der Sandwichplatte aus verhältnismäßig hartem offenzelligen Schaumstoff besteht.

3. Wärmetauscherelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Wände (6,7) über Abstandhalter (8) gegeneinander abgestützt sind und der Kern der Sandwichplatte aus Kunststoff-Granulat (10) besteht.

4. Wärmetauscherelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff mit einem gegen das Wärmeträgermedium oder dessen Zusätze, beispielsweise Glykol, beständigen Mittel beschichtet oder imprägniert ist.

5. Wärmetauscherelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Wände (2, 3; 6, 7) rundum strömungsmitteldicht miteinander verbunden sind und einen stutzenförmigen Einlaß und einen stutzenförmigen Auslaß (11 und 12) für das Wärmeträgermedium aufweisen.

6. Wärmetauscherelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Wände (2, 3; 6, 7) steife Platten oder Folien aus Kunststoff und/oder Metall sind.