EP0803694A2 - Wärmetauscher in Plattenbauweise - Google Patents

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EP0803694A2
EP0803694A2 EP97103065A EP97103065A EP0803694A2 EP 0803694 A2 EP0803694 A2 EP 0803694A2 EP 97103065 A EP97103065 A EP 97103065A EP 97103065 A EP97103065 A EP 97103065A EP 0803694 A2 EP0803694 A2 EP 0803694A2
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EP
European Patent Office
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heat exchanger
guides
air
plate
deflection
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EP97103065A
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EP0803694A3 (de
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Günter Klasen
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SKS Stakusit Bautechnik GmbH
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SKS-STAKUSIT-KUNSTSTOFF GmbH and Co KG
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0037Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the conduits for the other heat-exchange medium also being formed by paired plates touching each other
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2250/00Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
    • F28F2250/10Particular pattern of flow of the heat exchange media
    • F28F2250/108Particular pattern of flow of the heat exchange media with combined cross flow and parallel flow

Definitions

  • the invention relates to a plate-type heat exchanger, in particular a countercurrent heat exchanger, for heat recovery in ventilation and air conditioning systems, with counter-air ducts alternately formed between heat exchanger plates.
  • Such heat exchangers are preferably used in devices for ventilating rooms, in particular in roller shutter units with a roller shutter box and a ventilation device accommodated therein.
  • the efficiency in terms of heat recovery is often unsatisfactory. This is essentially due to the fact that the average air flow, unlike the peripheral flows surrounding it, does not come into contact with the heat exchanger plates and consequently no heat exchange takes place. - The invention seeks to remedy this.
  • the invention has for its object to provide a plate-type heat exchanger, in particular countercurrent heat exchanger, of the embodiment described in the introduction, which is characterized by optimal efficiency.
  • the invention in the case of a generic heat exchanger in that the counter-air guides are designed as deflection guides for the formation of jams and vortices.
  • the invention is based on the knowledge that by a sufficient deflection of the air flow between the heat exchanger plates on the one hand, dynamic pressure can be generated, on the other hand vortex formation can be achieved, which results in an improved heat transfer to the heat exchanger plates. Because now not only the peripheral flows surrounding the average air flow come into contact with the heat exchanger plates, but also because of the eddy formation also the average air flow. In fact, in the temperature range from - 20 ° C to + 70 ° C with respect to the heat transfer, an efficiency can be achieved that is 70% and more. That is an optimal result.
  • the deflection guides have deflection surfaces arranged transversely or at predetermined angles of incidence with respect to the air flow direction.
  • the deflection surfaces for stiffening, but for increased eddy formation and consequently improvement of the heat exchange can have projections, beads or the like. Elevations.
  • the heat exchanger plates expediently have plate edges that are folded at a distance and have contact surfaces for the heat exchanger plate that lies on top, forming a deflection guide.
  • the heat exchanger plates are made of aluminum or another metal with good heat transfer and can be easily connected to a countercurrent plate heat exchanger.
  • the deflection guides can be designed as L-shaped, Z-shaped or meandering guides.
  • the one L-leg in each case forms the deflection surface which generates the dynamic pressure and eddies.
  • a plate-type heat exchanger 1 is shown, which is a countercurrent heat exchanger for heat recovery in ventilation and air conditioning systems.
  • This heat exchanger 1 is preferably used for ventilating rooms and for installation in a roller shutter box 2.
  • counter air ducts 4 for outside air / supply air and room air / exhaust air are alternately formed.
  • the air flow is indicated by arrows.
  • the counter air ducts are designed as deflection guides 4 for the formation of jams and vortices, so that a straight, undisturbed air flow is prevented.
  • the deflection guides 4 are designed as L-shaped guides, one of which Shorter L-legs form a deflection surface 5 arranged transversely to the air flow direction. Except for the areas of air inlet 6 and air outlet 7, the heat exchanger plates 3 have plate edges 8 bent at a distance with support surfaces 9 for the next heat exchanger plate resting on each other to form a deflection guide 4, and are made of aluminum.

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Abstract

Es handelt sich um einen Wärmetauscher (1) in Plattenbauweise für die Wärmerückgewinnung bei raumlufttechnischen Anlagen. Die insbesondere als Gegenstromwärmeaustauscher ausgebildete Ausführungsform weist zwischen Wärmetauscherplatten (3) wechselweise gebildete Gegenluftführungen auf. Die Gegenluftführungen sind zur Stau- und Wirbelbildung als Umlenkführungen (4) ausgebildet. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher in Plattenbauweise, insbesondere Gegenstromwärmeaustauscher, für die Wärmerückgewinnung bei raumlufttechnischen Anlagen, mit zwischen Wärmetauscherplatten wechselweise gebildeten Gegenluftführungen.
  • Derartige Wärmeaustauscher werden bevorzugt in Vorrichtungen zum Be- und Entlüften von Räumen eingesetzt, insbesondere in Rolladenaggregaten mit einem Rolladenkasten und einem darin untergebrachten Lüftungsgerät. Bei den bekannten Wärmeaustauschern ist der Wirkungsgrad in bezug auf die Wärmerückgewinnung häufig unbefriedigend. Das ist im wesentlichen darauf zurückzuführen, daß der mittlere Luftstrom anders als die ihn umgebenden Randströmungen nicht mit den Wärmetauscherplatten in Berührung kommt und folglich insoweit ein Wärmeaustausch unterbleibt. - Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeaustauscher in Plattenbauweise, insbesondere Gegenstromwärmeaustauscher, der eingangs beschriebenen Ausführungsform zu schaffen, der sich durch einen optimalen Wirkungsgrad auszeichnet.
  • Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Wärmeaustauscher dadurch, daß die Gegenluftführungen zur Stau- und Wirbelbildung als Umlenkführungen ausgebildet sind. - Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß durch eine hinreichende Umlenkung des Luftstromes zwischen den Wärmetauscherplatten einerseits Staudruck erzeugt werden kann, sich andererseits Wirbelbildung erreichen läßt, aus der ein verbesserter Wärmeübergang an den Wärmetauscherplatten resultiert. Denn nunmehr kommen nicht nur die den mittleren Luftstrom umgebenden Randströmungen mit den Wärmetauscherplatten in Berührung, sondern eben wegen der Wirbelbildung auch der mittlere Luftstrom. Tatsächlich läßt sich im Temperaturbereich von - 20 °C bis + 70 °C in bezug auf den Wärmeübergang ein Wirkungsgrad erreichen, der 70 % und mehr beträgt. Das ist ein optimales Ergebnis.
  • Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt. So sieht die Erfindung vor, daß die Umlenkführungen quer oder in vorgegebenen Anstellwinkeln zur Luftstromrichtung angeordnete Umlenkflächen aufweisen. Dabei können die Umlenkflächen zur Versteifung, aber zur erhöhten Wirbelbildung und folglich Verbesserung des Wärmeaustausches Ausformungen, Sicken o. dgl. Erhebungen aufweisen. Die Wärmetauscherplatten weisen bis auf die Bereiche von Lufteintritt und Luftaustritt zweckmäßigerweise auf Distanzhöhe abgekantete Plattenränder mit Auflageflächen für die unter Bildung einer Umlenkführung jeweils aufliegende Wärmetauscherplatte auf. Die Wärmetauscherplatten bestehen aus Aluminium oder einem anderen Metall mit gutem Wärmeübergang und lassen sich unschwer zu einem Gegenstrom-Plattenwärmeaustauscher miteinander verbinden. Dabei können die Umlenkführungen als L-förmige, Z-förmige oder mäanderförmige Führungen ausgebildet sein.
  • Bei der L-förmigen Ausführungsform bildet der jeweils eine L-Schenkel die Staudruck und Wirbel erzeugende Umlenkfläche.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1
    in perspektivischer Darstellung einen erfindungsgemäßen Wärmeaustauscher mit L-förmiger Gegenluftführung und
    Fig. 2
    in schematischer Darstellung einen Rolladenkasten mit einem darin eingebauten Wärmeaustauscher.
  • In den Fig. ist ein Wärmeaustauscher 1 in Plattenbauweise dargestellt, bei dem es sich um einen Gegenstromwärmeaustauscher für die Wärmerückgewinnung bei raumlufttechnischen Anlagen handelt. Dieser Wärmeaustauscher 1 dient bevorzugt zum Be- und Entlüften von Räumen und zum Einbau in einen Rolladenkasten 2. Zwischen den Wärmetauscherplatten 3 sind wechselweise Gegenluftführungen 4 für Außenluft/Zuluft und Raumluft/Abluft gebildet. Die Luftführung ist durch Pfeile angedeutet. Die Gegenluftführungen sind zur Stau- und Wirbelbildung als Umlenkführungen 4 ausgebildet, so daß eine geradlinige ungestörte Luftdurchströmung verhindert wird. Vielmehr sind nach dem Ausführungsbeispiel die Umlenkführungen 4 als L-förmige Führungen ausgebildet, wobei der eine kürzere L-Schenkel eine quer zur Luftstromrichtung angeordnete Umlenkfläche 5 bildet. Die Wärmetauscherplatten 3 weisen bis auf die Bereiche von Lufteintritt 6 und Luftaustritt 7 auf Distanzhöhe abgekantete Plattenränder 8 mit Auflageflächen 9 für die unter Bildung einer Umlenkführung 4 jeweils aufliegende nächste Wärmetauscherplatte auf und bestehen aus Aluminium.

Claims (5)

  1. Wärmeaustauscher in Plattenbauweise, insbesondere Gegenstromwärmeaustauscher, für die Wärmerückgewinnung bei raumlufttechnischen Anlagen, mit zwischen Wärmetauscherplatten wechselweise gebildeten Gegenluftführungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenluftführungen zur Stau- und Wirbelbildung als Umlenkführungen (4) ausgebildet sind.
  2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkführungen (4) quer oder in vorgegebenen Anstellwinkeln zur Luftstromrichtung angeordnete Umlenkflächen (5) aufweisen.
  3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkflächen (5) Ausformungen, Sicken o. dgl. Erhebungen aufweisen.
  4. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkführungen (4) als L-förmige, Z-förmige oder mäanderförmige Führungen ausgebildet sind.
  5. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscherplatten (3) bis auf die Bereiche von Lufteintritt (6) und Luftaustritt (7) auf Distanzhöhe abgekantete Plattenränder (8) mit Auflageflächen (9) für die unter Bildung einer Umlenkführung (4) jeweils aufliegende Wärmetauscherplatte aufweisen.
EP97103065A 1996-04-26 1997-02-26 Verwendung eines Gegenstromwärmetauschers Expired - Lifetime EP0803694B1 (de)

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