EP0995963A1 - Plattenförmiger Wärmeaustauscher - Google Patents

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EP0995963A1
EP0995963A1 EP98120048A EP98120048A EP0995963A1 EP 0995963 A1 EP0995963 A1 EP 0995963A1 EP 98120048 A EP98120048 A EP 98120048A EP 98120048 A EP98120048 A EP 98120048A EP 0995963 A1 EP0995963 A1 EP 0995963A1
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EP
European Patent Office
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heat exchanger
sheets
inlet
chambers
exchanger according
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Withdrawn
Application number
EP98120048A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hubert De Vries
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Original Assignee
Individual
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Publication of EP0995963A1 publication Critical patent/EP0995963A1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
    • F28F3/042—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element
    • F28F3/044—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element the deformations being pontual, e.g. dimples
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-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
    • F28D9/0031—Heat-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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/12—Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2250/00—Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
    • F28F2250/10—Particular pattern of flow of the heat exchange media
    • F28F2250/102—Particular pattern of flow of the heat exchange media with change of flow direction

Definitions

  • the invention relates to a plate-shaped heat exchanger, the one from the edge welded together Sheets exist, at least in the rest are partially spaced apart, and with at least an inlet and an outlet.
  • Such heat exchangers are for example from DE 19524277 known. They are usually liquid refrigerants flows through, while the outer surfaces with a Cooling liquid are sprinkled or the entire heat exchanger immersed in a liquid to be cooled. While the refrigerant is in a closed system circulates and flows through the inside of the heat exchanger plate, is the outside contacting the heat exchanger plate Liquid in an open system that is for many applications is not suitable. Furthermore there is a desire to heat transfer between the two Improve liquids. Heat exchangers where circulate both liquids in closed systems, are, for example, tubular heat exchangers. These are however, it requires a lot of material, is complicated and expensive Manufacturing.
  • An object of the present invention is a simple and inexpensive heat exchanger for heat exchange between two closed systems create.
  • This object is achieved in that at least three sheets to form at least two separate heat exchanger chambers at the edges are welded and that each of these heat exchanger chambers has its own inlet and outlet.
  • this heat exchanger Because to manufacture this heat exchanger essentially only three or four simple sheets welded together must be, there is a very inexpensive production a closed heat exchanger for two circuits with little material.
  • the heat transfer between the two heat exchanger chambers is very good and it only a very small volume of refrigerant is required, so that the need for refrigerant is also relatively low is. Due to the plate-shaped design of the heat exchanger very little space is required, so that many such heat exchangers in a composite very can be arranged compactly.
  • the sheets welded together at the edges are additional over a variety of welds with each other connected and otherwise have to form the heat exchanger chambers extending in opposite directions Bulges on. These welds are more advantageous Point-like manner and in particular evenly distributed over the plate shape, so that too a mechanically very stable and resistant construction is achieved.
  • the welds can too as welding lines to form flow channels be formed between the inlet and outlet, so that a defined flow in the heat exchanger is achieved by which can also optimize the heat transfer.
  • the heat exchanger consists of three sheets, of which the middle sheet is flat and the two outer Sheet metal have bulges facing outwards, whereby between the middle plate and one of the two outer plates one of the two heat exchanger chambers is formed.
  • the heat exchange is excellent and takes place over the middle sheet.
  • Heat exchanger plates is essentially just that half the volume of refrigerant needed.
  • the heat exchanger consists of four sheets, with between an inner heat exchanger chamber for the two inner plates and between each of the inner sheets and one of the two outer sheets, another outer heat exchanger chamber is formed. This can be done again an increase in heat transfer can be achieved, in particular then when the refrigerant through the inner Heat exchanger chamber flows. The heat exchange can then done on all sides, since the inner heat exchanger chamber from two external heat exchanger chambers is completely enclosed.
  • the inner and outer sheets each have bulges on the opposite in the same places extend outwards so that common welding spots for All sheets are connected to each other.
  • the two outer ones, delimited by the outer sheets Heat exchanger chambers can be connected in series or in parallel and effectively form one Heat exchanger chamber.
  • the inlet and outlet the inner heat exchanger chamber on the edge Welding must be arranged, and the inlet and outlet each of the two outer heat exchanger chambers is on a bulge arranged.
  • the heat exchanger plate according to the invention is expedient designed as a component of a cooling system, part of the heat exchanger chambers with a first refrigerant circuit having a refrigerator and the other part of the heat exchanger chambers with a second one having a consumer to be cooled Coolant circuit is connected. This will through the plate-shaped heat exchanger a closed one Cooling system formed. Depending on the required heat transfer or depending on the required heat exchanger area the size of the heat exchanger can be varied, or he is in series with other similar heat exchangers or connected in parallel to create a compact unit form.
  • the heat exchanger or can advantageously several heat exchangers also in one with a liquid filled cold storage can be arranged.
  • the first embodiment illustrated plate-shaped heat exchanger 10 consists of three identical rectangular sheets 11 - 13, which are placed on top of each other and welded together at the edge.
  • the circumferential weld seam 14 along the edge of the heat exchanger 10 is, for example, by plasma welding, Laser welding or TIG welding are formed.
  • the sheets 11 - 13 over a variety of welding spots 15 connected together, evenly along the sheets 11-13 are arranged.
  • the one heat exchanger chamber 23 for the primary circuit has an upper inlet pipe section 18 and a lower drain pipe section 19.
  • Die another heat exchanger chamber 24 for the secondary circuit however, has a lower inlet pipe section 20 and one upper drain pipe section 21. This is an opposite Flow of the two liquid media through the Heat exchanger 10 guaranteed.
  • FIGS. 3 and 4 are used to form a plate-shaped Heat exchanger 25 four sheets 26 - 29 placed one on top of the other and with each other according to the first embodiment welded.
  • This will form after pressurization a middle heat exchanger chamber 30, which is delimited by the two inner sheets 27, 28, and two on either side of the middle Heat exchanger chamber 30 adjoining outer heat exchanger chambers 31, 32.
  • the inlet pipe section 33 and outlet pipe section 34 for the middle heat exchanger chamber 30 are arranged in the area of the upper weld seam 14, that is, this weld 14 is from above pierced, and the pipe sections 33, 34 are welded.
  • the weld lines 16 to form the flow channels 17 have a different from the first embodiment Arrangement and differ in that that at the lower end of the total flow channel formed another flow channel piece 38 again vertically is led upwards so that the inlet and outlet pipe sections 33 - 37 each arranged on the upper corner areas can be.
  • the arrangement of the welding lines 16 or the flow channel 17 can of course vary, so that the arrangement according to FIG. 3 also for example with a heat exchanger according to the first embodiment and the arrangement according to FIG. 1 also by a heat exchanger according to the second embodiment can be realized. 3 are for simplification the welding points 15 are not shown. In simpler ones Comments can also be made on the welding points 15 or the welding lines 16 are dispensed with.
  • the two outer Heat exchanger chambers 31, 32 also in parallel or in Be connected in series and are then ready for connection the secondary circuit of a cooling system is provided, while the middle heat exchanger chamber 30 to Connection to the primary circuit is provided so that the middle heat exchanger chamber through which refrigerant flows 30 heat transfer to all sides Secondary circuit allowed.
  • the plates 10, 25 or sheets 11-13, 26-29 are made made of stainless steel, but in principle also other materials or alloys are possible. This depends on the particular one Working temperature and the refrigerants used Coolants.
  • the inlet and outlet pipe sections 18, 19 of a heat exchanger chamber 23 are connected to one as the primary circuit trained refrigerant circuit 39 connected in a circulation pump 40 and a refrigeration machine 41 switched are.
  • the other two inlet and outlet pipe sections 20, 21 of the other heat exchanger chamber 24 to a coolant circuit designed as a secondary circuit 42 connected, also in the circulation pump 43 and a consumer 44 to be cooled are.
  • the heat exchanger 10 is in a liquid-filled Cold storage 45 arranged, for example can be designed as a water-filled container.
  • Heat exchanger 10 In the cold store 45 there are three further corresponding lines Heat exchanger 10 shown. This is supposed to be made clear that several heat exchangers are required 10 can be connected in series or in parallel can, on the one hand, to increase the heat transfer, and to on the other hand, in the present case, the refrigeration in Increase cold storage 45.
  • a refrigerant circulates in the refrigerant circuit 39, for example R 717 (NH 3 ), R 407, R 22, R 290 (propane).
  • a coolant for example glycol, salt water, water or water with other chemical additives, circulates in the coolant circuit 42, that is to say in the secondary circuit.
  • the heat transfer from the primary circuit to the secondary circuit takes place via the heat exchanger (s) 10.
  • the cold store 45 has thermal insulation 46. If the cooling capacity of the primary refrigerant circuit 39 is higher than the demand of the consumer 44, cold is stored in the cold store 45, that is to say the liquid contained therein cools down, in the case of water until ice forms. If the consumer 44 needs more cooling, this stored cold can then be used.
  • chiller 41 it is also possible, for example, to operate the chiller 41 only at low-cost night-time electricity and thereby form ice in the cold store 45, and to use this stored cold during the day for the consumer 44, the chiller 41 being switched off, partly switched off or operating at a lower power can be.

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Abstract

Es wird ein plattenförmiger Wärmeaustauscher (25) vorgeschlagen, der aus wenigstens drei randseitig dichtend miteinander verschweißten Blechen (26 - 29) besteht, die im übrigen wenigstens teilweise voneinander beabstandet sind unter Bildung von wenigstens zwei separaten Wärmeaustauscherkammern (30 - 32). Jede dieser Wärmeaustauscherkammern (30 - 32) besitzt einen eigenen Zulauf (34, 35, 37) und Ablauf. Hierdurch kann in einfacher und kostengünstiger Weise aus drei oder vier Blechen ein Wärmeaustauscher für zwei geschlossene Kreisläufe geschaffen werden, der einen sehr guten Wärmeübergang aufweist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen plattenförmigen Wärmeaustauscher, der aus randseitig dichtend miteinander verschweißten Blechen besteht, die im übrigen wenigstens teilweise voneinander beabstandet sind, und mit wenigstens einem Zulauf und einem Ablauf.
Derartige Wärmeaustauscher sind beispielsweise aus der DE 19524277 bekannt. Sie sind gewöhnlich von flüssigem Kältemittel durchströmt, während die Außenflächen mit einer Kühlflüssigkeit berieselt werden oder der gesamte Wärmeaustauscher in eine zu kühlende Flüssigkeit eintaucht. Während das Kältemittel in einem geschlossenen System zirkuliert und die Wärmetauscherplatte innen durchströmt, befindet sich die außen die Wärmetauscherplatte kontaktierende Flüssigkeit in einem offenen System, das für viele Anwendungen nicht geeignet ist. Darüber hinaus besteht der Wunsch, den Wärmeübergang zwischen den beiden Flüssigkeiten zu verbessern. Wärmeaustauscher, bei denen beide Flüssigkeiten in geschlossenen Systemem zirkulieren, sind beispielsweise Röhrenwärmeaustauscher. Diese sind jedoch materialaufwendig, kompliziert und teuer in der Herstellung.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen einfachen und kostengünstigen Wärmeaustauscher für den Wärmeaustausch zwischen zwei geschlossenen Systemen zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens drei Bleche unter Bildung von wenigstens zwei separaten Wärmeaustauscherkammern randseitig miteinander verschweißt sind und daß jede dieser Wärmeaustauscherkammern einen eigenen Zulauf und Ablauf besitzt.
Da zur Herstellung dieses Wärmeaustauschers im wesentlichen nur drei oder vier einfache Bleche miteinander verschweißt werden müssen, ergibt sich eine sehr kostengünstige Herstellung eines geschlossenen Wärmeaustauschers für zwei Kreisläufe bei geringem Materialaufwand. Der Wärmeübergang zwischen den beiden Wärmeaustauscherkammern ist sehr gut, und es ist nur ein sehr geringes Kältemittelvolumen erforderlich, so daß der Bedarf an Kältemittel ebenfalls relativ gering ist. Durch die plattenförmige Gestaltung des Wärmeaustauschers ist ein sehr geringer Platzbedarf erforderlich, so daß viele solcher Wärmeaustauscher in einem Verbund sehr kompakt angeordnet werden können.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Wärmeaustauschers möglich.
Die randseitig miteinander verschweißten Bleche sind zusätzlich über eine Vielzahl von Schweißstellen miteinander verbunden und weisen im übrigen zur Bildung der Wärmeaustauscherkammern gegensinnig sich nach außen erstreckende Ausbauchungen auf. Diese Schweißstellen sind in vorteilhafter Weise punktartig ausgebildet und insbesondere gleichmäßig über die Plattengestalt verteilt, so daß auch eine mechanisch sehr stabile und widerstandsfähige Konstruktion erreicht wird. Die Schweißstellen können auch als Schweißlinien zur Bildung von Strömungskanälen zwischen Zulauf und Ablauf ausgebildet sein, so daß eine definierte Strömung im Wärmeaustauscher erreicht wird, durch die zusätzlich der Wärmeübergang optimiert werden kann.
In einer ersten vorteilhaften konstruktiven Ausgestaltung besteht der Wärmeaustauscher aus drei Blechen, von denen das mittlere Blech eben ausgebildet ist und die beiden äußeren Bleche nach außen weisende Ausbauchungen aufweisen, wobei jeweils zwischen dem mittleren Blech und einem der beiden äußeren Bleche eine der beiden Wärmeaustauscherkammern gebildet wird. Der Wärmeaustausch ist hervorragend und erfolgt über das mittlere Blech. Im Gegensatz zu herkömmlichen Wärmetauscherplatten wird im wesentlichen nur das halbe Volumen von Kältemittel benötigt.
In einer zweiten vorteilhaften konstruktiven Ausgestaltung besteht der Wärmeaustauscher aus vier Blechen, wobei zwischen den beiden inneren Blechen eine innere Wärmeaustauscherkammer und jeweils zwischen einem der inneren Bleche und einem der beiden äußeren Bleche eine weitere äußere Wärmeaustauscherkammer gebildet wird. Dadurch kann nochmals eine Steigerung des Wärmeübergangs erreicht werden, insbesondere dann, wenn das Kältemittel durch die innere Wärmeaustauscherkammer strömt. Der Wärmeaustausch kann dann nach allen Seiten erfolgen, da die innere Wärmeaustauscherkammer von zwei äußeren Wärmeaustauscherkammern vollständig umschlossen ist.
Die inneren und äußeren Bleche weisen jeweils Ausbauchungen auf, die sich an denselben Stellen gegensinnig nach außen erstrecken, so daß gemeinsame Schweißpunkte zur Verbindung aller Bleche miteinander vorliegen.
Die beiden äußeren, durch die äußeren Bleche begrenzten Wärmeaustauscherkammern können in Reihe oder parallelgeschaltet werden und bilden dadurch effektiv eine einzige Wärmeaustauscherkammer.
In vorteilhafter Ausgestaltung kann der Zulauf und Ablauf der inneren Wärmeaustauscherkammer an der randseitigen Verschweißung angeordnet sein, und der Zulauf und Ablauf jeweils der beiden äußeren Wärmeaustauscherkammern ist an einer Ausbauchung angeordnet.
Die erfindungsgemäße Wärmeaustauscherplatte ist zweckmäßigerweise als Komponente eines Kühlsystems ausgebildet, wobei ein Teil der Wärmeaustauscherkammern mit einem ersten, eine Kältemaschine aufweisenden Kältemittelkreislauf und der andere Teil der Wärmeaustauscherkammern mit einem zweiten, einen zu kühlenden Verbraucher aufweisenden Kühlmittelkreislauf verbunden ist. Hierdurch wird durch den plattenförmigen Wärmeaustauscher ein geschlossenes Kühlsystem gebildet. Je nach erforderlichem Wärmeübergang bzw. je nach erforderlicher Wärmeaustauscherfläche kann die Größe des Wärmeaustauschers variiert werden, oder er wird mit weiteren gleichartigen Wärmeaustauschern in Reihe oder parallelgeschaltet, um dann eine kompakte Einheit zu bilden.
In vorteilhafter Weise kann der Wärmeaustauscher oder mehrere Wärmeaustauscher auch in einem mit einer Flüssigkeit gefüllten Kältespeicher angeordnet sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
eine perspektivische Ansicht eines plattenförmigen Wärmeaustauschers mit zwei Wärmeaustauscherkammern als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2
denselben Wärmeaustauscher in einer Vertikalschnittdarstellung,
Fig. 3
eine Seitenansicht eines weiteren Wärmeaustauschers mit drei Wärmeaustauscherkammern,
Fig. 4
den in Fig. 3 dargestellten Wärmeaustauscher in einer Vertikalschnittdarstellung (Teildarstellung) und
Fig. 5
mehrere in einem Kältespeicher angeordnete plattenförmige Wärmeaustauscher gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, die an zwei geschlossene Kühlkreisläufe angeschlossen sind.
Der in den Fig. 1 und 2 als erstes Ausführungsbeispiel dargestelle plattenförmige Wärmeaustauscher 10 besteht aus drei gleichen rechteckigen Blechen 11 - 13, die aufeinandergelegt und randseitig miteinander verschweißt werden. Die umlaufende Schweißnaht 14 entlang dem Rand des Wärmeaustauschers 10 wird beispielsweise durch Plasmaschweißen, Laserschweißen oder WIG-Schweißen gebildet. Weiterhin werden die Bleche 11 - 13 über eine Vielzahl von Schweißpunkten 15 miteinander verbunden, die gleichmäßig entlang der Bleche 11 - 13 angeordnet sind. Schließlich werden die Bleche 11 - 13 noch mit linearen Schweißlinien 16 miteinander verbunden, die jeweils abwechselnd von den beiden vertikalen Rändern ausgehen und horizontal verlaufen. Sie erstrecken sich jedoch nicht ganz bis zum gegenüberliegenden vertikalen Rand, so daß hin- und hergehende Strömungskanäle 17 gebildet werden, die eine definierte Strömung des Kühl - oder Kältemittels vom Zulauf bis zum Ablauf gewährleisten.
Am Anfang und am Ende des durch die Schweißlinien 16 gebildeten Strömungskanals werden jeweils seitlich außen Zulauf- und Ablaufrohrstücke 18 - 21 angeschweißt. Bei einer Druckbeaufschlagung dieser Zulauf- und Ablaufrohrstücke 18 - 21 mit entsprechend hohem Druck bauchen sich die beiden äußeren Bleche 11 und 13 an denjenigen Stellen entgegengesetzt nach außen auf, die nicht durch Schweißpunkte 15 oder Schweißlinien 16 miteinander verbunden sind. Dadurch entsteht die in der Querschnittsdarstellung gemäß Fig. 2 erkennbare bauchartige Struktur. Das mittlere Blech 12 behält dabei seine ebene Gestalt. In Fig. 1 ist der eine vertikale Randbereich auf seiten der Zulauf- und Ablaufrohrstücke 18 - 21 aufgeschnitten dargestellt, um auch dort diese bauchartige Struktur zu zeigen. Tatsächlich sind die Bleche 11 - 13 auch an diesem vertikalen Rand mit einer Schweißlinie verbunden.
Alternativ zur beschriebenen Herstellungsmethode können selbstverständlich die beiden äußeren Bleche 11 und 13 entsprechend vorgeformt an das mittlere Blech 12 angelegt und miteinander in der beschriebenen Weise verschweißt werden.
Durch die Ausbauchungen 22 der äußeren Bleche 11 und 13 entstehen zwei Wärmeaustauscherkammern 23, 24 zu beiden Seiten des mittleren Blechs 12. Die eine Wärmeaustauscherkammer 23 für den Primärkreislauf besitzt ein oberes Zulaufrohrstück 18 und ein unteres Ablaufrohrstück 19. Die andere Wärmeaustauscherkammer 24 für den Sekundärkreislauf besitzt hingegen ein unteres Zulaufrohrstück 20 und ein oberes Ablaufrohrstück 21. Hierdurch wird eine gegensinnige Strömung der beiden flüssigen Medien durch den Wärmeaustauscher 10 gewährleistet.
Bei dem in den Fig. 3 und 4 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel werden zur Bildung eines plattenförmigen Wärmeaustauschers 25 vier Bleche 26 - 29 aufeinandergelegt und entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel miteinander verschweißt. Dadurch bilden sich nach der Druckbeaufschlagung eine mittlere Wärmeaustauscherkammer 30, die durch die beiden inneren Bleche 27, 28 begrenzt ist, und zwei jeweils an den beiden Seiten der mittleren Wärmeaustauscherkammer 30 anschließende äußere Wärmeaustauscherkammern 31, 32. Das Zulaufrohrstück 33 und Ablaufrohrstück 34 für die mittlere Wärmeaustauscherkammer 30 werden jeweils im Bereich der oberen Schweißnaht 14 angeordnet, das heißt, diese Schweißnaht 14 wird von oben her durchbohrt, und die Rohrstücke 33, 34 werden eingeschweißt. Das Zulaufrohrstück 35 und das Ablaufrohrstück 36 für die eine äußere Wärmeaustauscherkammer 32 werden seitlich an einer Ausbauchung 22 der obersten Reihe von Ausbauchungen im Bereich des Zulaufrohrstücks 33 und Ablaufrohrstücks 34 der mittleren Wärmeaustauscherkammer 30 angeschweißt. Entsprechendes gilt auf der gegenüberliegenden Seite für die andere äußere Wärmeaustauscherkammer 31, wobei in Fig. 4 nur das Zulaufrohrstück 37 (es könnte auch das Ablaufrohrstück sein) erkennbar ist.
Die Schweißlinien 16 zur Bildung der Strömungskanäle 17 weisen eine gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel abweichende Anordnung auf und unterscheiden sich dadurch, daß am unteren Ende des insgesamt gebildeten Strömungskanals noch ein Strömungskanalstück 38 wieder vertikal nach oben geführt ist, damit die Zulauf- und Ablaufrohrstücke 33 - 37 jeweils an den oberen Eckbereichen angeordnet werden können. Die Anordnung der Schweißlinien 16 bzw. des Strömungskanals 17 kann selbstverständlich variieren, so daß die Anordnung gemäß Fig. 3 auch beispielsweise mit einem Wärmeaustauscher gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und die Anordnung gemäß Fig. 1 auch durch einen Wärmeaustauscher gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel realisiert werden kann. In Fig. 3 sind zur Vereinfachung die Schweißpunkte 15 nicht dargestellt. In einfacheren Ausführungen kann auch auf die Schweißpunkte 15 oder die Schweißlinien 16 verzichtet werden.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel können die beiden äußeren Wärmeaustauscherkammern 31, 32 auch parallel- oder in Reihe geschaltet werden und sind dann für den Anschluß an den Sekundärkreislauf eines Kühlsystems vorgesehen, während die mittlere Wärmeaustauscherkammer 30 zum Anschluß an den Primärkreislauf vorgesehen ist, so daß die von Kältemittel durchströmte mittlere Wärmeaustauscherkammer 30 nach allen Seiten hin einen Wärmeübergang zum Sekundärkreislauf gestattet.
Die Platten 10, 25 bzw. Bleche 11 - 13, 26 - 29 bestehen aus Edelstahl, wobei prinzipiell auch andere Materialien oder Legierungen möglich sind. Dies hängt von der jeweiligen Arbeitstemperatur und den verwendeten Kältemitteln und Kühlmitteln ab.
In Fig. 5 ist ein Kühlsystem unter Verwendung des Wärmeaustauschers 10 dargestellt, wobei hier selbstverständlich auch der Wärmeaustauscher 25 Verwendung finden könnte.
Die Zulauf- und Ablaufrohrstücke 18, 19 der einen Wärmeaustauscherkammer 23 sind an einen als Primärkreislauf ausgebildeten Kältemittelkreislauf 39 angeschlossen, in den eine Umwälzpumpe 40 und eine Kältemaschine 41 geschaltet sind. Die beiden anderen Zulauf- und Ablaufrohrstücke 20, 21 der anderen Wärmeaustauscherkammer 24 sind an einen als Sekundärkreislauf ausgebildeten Kühlmittelkreislauf 42 angeschlossen, in den ebenfalls eine Umwälzpumpe 43 und ein zu kühlender Verbraucher 44 geschaltet sind. Der Wärmeaustauscher 10 ist in einem flüssigkeitsgefüllten Kältespeicher 45 angeordnet, der beispielsweise als wassergefüllter Behälter ausgebildet sein kann.
Im Kältespeicher 45 sind strichpunktiert drei weitere entsprechende Wärmeaustauscher 10 dargestellt. Hierdurch soll verdeutlicht werden, daß bei Bedarf mehrere Wärmeaustauscher 10 in Reihe oder parallelgeschaltet werden können, um einerseits den Wärmeübergang zu erhöhen, und um andererseits im vorliegenden Fall die Kälteerzeugung im Kältespeicher 45 zu erhöhen.
Im Kältemittelkreislauf 39 zirkuliert ein Kältemittel, beispielsweise R 717 (NH3), R 407, R 22, R 290 (Propan). Im Kühlmittelkreislauf 42, also im Sekundärkreislauf, zirkuliert ein Kühlmittel, beispielsweise Glykol, Salzwasser, Wasser oder Wasser mit anderen chemischen Zusätzen. Der Wärmeübergang vom Primärkreislauf zum Sekundärkreislauf erfolgt über den oder die Wärmeaustauscher 10. Der Kältespeicher 45 weist eine Wärmeisolierung 46 auf. Ist die Kälteleistung des primären Kältemittelkreislaufs 39 höher als der Bedarf des Verbrauchers 44, so wird Kälte im Kältespeicher 45 gespeichert, das heißt, die darin enthaltene Flüssigkeit kühlt ab, im Falle von Wasser bis zur Eisbildung. Bei erhöhtem Kühlbedarf des Verbrauchers 44 kann diese gespeicherte Kälte dann ausgenutzt werden. Dabei ist es beispielsweise auch möglich, die Kältemaschine 41 nur bei kostengünstigem Nachtstrom zu betreiben und dabei Eis im Kältespeicher 45 zu bilden, und tagsüber diese gespeicherte Kälte für den Verbraucher 44 zu nutzen, wobei die Kältemaschine 41 abgeschaltet, teilweise abgeschaltet oder bei geringerer Leistung betrieben werden kann.

Claims (10)

  1. Plattenförmiger Wärmeaustauscher, der aus randseitig dichtend miteinander verschweißten Blechen besteht, die im übrigen wenigstens teilweise voneinander beabstandet sind, und mit wenigstens einem Zulauf und einem Ablauf, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei Bleche (11 - 13; 26 - 29) unter Bildung von wenigstens zwei separaten Wärmeaustauscherkammern (23, 24; 30 - 32) randseitig miteinander verschweißt sind und daß jede dieser Wärmeaustauscherkammern (23, 24; 30 - 32) einen eigenen Zulauf (18, 20; 33, 35, 37) und Ablauf (19, 21; 34, 36) besitzt.
  2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die randseitig miteinander verschweißten Bleche (11 - 13; 26 - 29) zusätzlich über eine Vielzahl von Schweißstellen miteinander verbunden sind und im übrigen zur Bildung der Wärmeaustauscherkammern (23, 24; 30- 32) gegensinnig sich nach außen erstreckende Ausbauchungen (22) aufweisen, wobei die Schweißstellen (15) vorzugsweise punktartig ausgebildet und insbesondere gleichmäßig über die Plattengestalt verteilt sind.
  3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißstellen (16) als Schweißlinien ausgebildet sind zur Bildung von Strömungskanälen (17, 38) zwischen Zulauf und Ablauf, wobei die Strömungskanäle (17) vorzugsweise hin- und hergehende Abschnitte aufweisen.
  4. Wärmeaustauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er aus drei Blechen (11 - 13) besteht, von denen das mittlere Blech (12) eben ausgebildet ist und die beiden äußeren Bleche (11, 13) nach außen weisende Ausbauchungen (22) aufweisen, wobei jeweils zwischen dem mittleren Blech (12) und einem der beiden äußeren Bleche (11, 13) eine der beiden Wärmeaustauschkammern (23, 24) gebildet wird.
  5. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er aus vier Blechen (26 - 29) besteht, daß zwischen den beiden inneren Blechen (27, 28) eine innere Wärmeaustauscherkammer (30) und jeweils zwischen einem der inneren Bleche (27, 28) und einem der beiden äußeren Bleche (26, 29) eine weitere äußere Wärmeaustauscherkammer (31, 32) gebildet Wird, wobei die inneren (27, 28) und äußeren Bleche (26, 29) vorzugsweise jeweils Ausbauchungen (22) aufweisen, die sich an denselben Stellen gegensinnig nach außen erstrecken.
  6. Wärmeaustauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren, durch die äußeren Bleche (26, 29) nach außen begrenzten Wärmeaustauscherkammern (31, 32) in Reihe oder parellel zueinander geschaltet sind.
  7. Wärmeaustauscher nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauf (33) und Ablauf (34) der inneren Wärmeaustauscherkammer (30) an der randseitigen Schweißnaht (14) und der Zulauf (35, 37) und Ablauf (36) jeweils der beiden äußeren Wärmeaustauscherkammern (31, 32) an einer Ausbauchung (22) angeordnet sind.
  8. Wärmeaustauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er als Komponente eines Kühlsystems ausgebildet ist, wobei ein Teil der Wärmeaustauscherkammern (23) mit einem ersten, eine Kältemaschine (41) aufweisenden Kältemittelkreislauf (39) und der andere Teil der Wärmeaustauscherkammern (24) mit einem zweiten, einen zu kühlenden Verbraucher (44) aufweisenden Kühlmittelkreislauf (42) verbunden ist, und daß er als einzelner Wärmeaustauscher eingesetzt oder mit weiteren gleichartigen Wärmeaustauschern (10) in Reihe oder parallelgeschaltet ist.
  9. Wärmeaustauscher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß er in einem mit einer Flüssigkeit gefüllten Kältespeicher (45) angeordnet ist.
  10. Wärmeaustauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß er aus Edelstahl besteht und/oder der Zulauf und Ablauf jeweils als Zulaufrohrstück und Ablaufrohrstück ausgebildet sind.
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