EP1106729A2 - Cross flow heat exchanger for laundry drier with condenser - Google Patents
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- EP1106729A2 EP1106729A2 EP00119972A EP00119972A EP1106729A2 EP 1106729 A2 EP1106729 A2 EP 1106729A2 EP 00119972 A EP00119972 A EP 00119972A EP 00119972 A EP00119972 A EP 00119972A EP 1106729 A2 EP1106729 A2 EP 1106729A2
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- 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
Definitions
- the invention relates to cross-flow heat exchangers for Condensation clothes dryer in one embodiment, such as they explained in the preamble of claims 1 and 2 and from DE 198 38 525 A1 are known.
- Such a cross-flow heat exchanger stands out according to the invention by the characterizing features of Claims 1 and 2 respectively.
- the webs on one or both sides of the Heat exchanger plates can be provided, depending on whether this to be oriented in a horizontal or vertical position.
- the efficiency of the heat exchanger according to claim 1 improve significantly by the fact that Moist air duct is formed as a flat tube, whereby one whose pocket-like webs with a horizontal arrangement of Heat exchanger plates expedient only to the upper one Form pipe flat side.
- the lower plate side of a heat exchanger plate on the of the heat exchanger plate underneath upwards protruding webs, so that despite the absence of the Bottom of the plate protruding downwards between Heat exchanger plates cooling air channels available and thus the Prerequisites for intensive heat dissipation created are.
- the length of the extending across the moist air duct Ridges can be roughly the width of a flat tube trained moist air duct correspond. Is preferred however, a web length that is only a fraction of the Corresponds to the width of the flat tube, the webs in Longitudinal direction of the flat tube expediently on gap are provided offset to each other.
- this heat exchanger construction it may be advantageous to use the webs at least over one Area of the flat tube wall part to the flow direction of the Cooling air directed obliquely, if necessary still densified in some areas or over the entire area flat tube wall part to each other in a symmetrical Provide inclined arrangement.
- heat exchanger plates or the forming films of heat exchangers according to claims 1 and 2 are different materials, such as plastic or aluminum, as well as various manufacturing processes. If plastic film is used for plate production, see above is this e.g. thermally so that two for example, independent of each other, one each Halves forming plate part arise, which are in each other To bring cover and then to opposite Long sides to be welded tightly, glued or to be pressurized.
- the two plate parts provide plastic films from one piece and by folding the plastic film the two plate parts to coincide with each other and then only along two overlapping longitudinal edge parts with each other by welding, gluing or pressure joining connect.
- a preferred manufacturing method consist of heat exchanger plates in a blow mold molded from an extruded plastic tube.
- plastic plate parts especially acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers (ABS) or Polypropylene, where desired to achieve Cooling capacities or the necessary Thermal conductivity and stability a film thickness between 0.15 mm and 0.50 mm, preferably 0.30 mm, as advantageous has proven.
- ABS acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers
- Polypropylene where desired to achieve Cooling capacities or the necessary Thermal conductivity and stability a film thickness between 0.15 mm and 0.50 mm, preferably 0.30 mm, as advantageous has proven.
- the plate package 10 shown in Fig. 1 for a Cross-flow heat exchanger for condensation tumble dryers is, for example, eight individual ones, as a whole designated 12, for example horizontally one above the other stacked heat exchanger plates formed.
- Each heat exchanger plate 12 each have, for example three moist air channels 14 running parallel to one another on that define flat tubes.
- Each heat exchanger plate 12 consists of a lower plate part 16 (Fig. 4) and a upper plate part 18 (Fig. 3), which from a corresponding deformed film are formed.
- thermoplastic plastic e.g. a film thermoplastic plastic. It might as well be one Foil made of suitable metal, for example aluminum, for Come into play.
- the two plate parts 16 and 18, as shown in FIG. 7, can also be formed by a plastic film preformed in one piece as a blister, the halves of which then brought to congruence by folding and therefore only have to be welded along two overlapping longitudinal edge parts 30 and 31, for example.
- the two duct wall parts 24 and 26 of the flat tubes Forming moist air channels 14 are transverse to Flow direction of the moist air is corrugated, wherein both wavy lines preferably parallel to each other run. This measure creates one accordingly Enlarged surface of the cooling capacity which increases the cooling capacity Channel wall parts 24 and 26.
- the cooling fins 32 are, as shown in FIG. 6, through Thermoforming pocket-like, open to the moist air duct 14, molded so that the slat longitudinal wall parts 34 and 36 are at a mutual distance from each other, whereby these are preferably still slightly curved outwards are trained to the flow behavior in the To optimally design cooling channels 42.
- cooling fins 32 By deep drawing the cooling fins 32, these are also rounded end edges 38 and 40 (Fig. 2) provided what has a favorable effect on the flow through cooling air.
- the web-like cooling fins 32 in Comparison to those from a plastic film shaped, have a reduced height to prevent tearing to avoid the metal foil.
- the cooling air is in through the heat exchanger plate pack 10 in the cooling air ducts 42 (FIG. 6) passed through.
- the cooling air flows around the cooling fins 32 and brushes the undulating outer surface of the lower and upper plate part 16 and 18, the configuration the same is designed so that with a minimal height of the Heat exchanger plate package 10 an optimal Dehumidification performance, e.g. 0% residual moisture, is achieved (1: 1 exchanger).
- Cooling fins 33 can, as shown in Fig. 9, e.g. symmetrical to the transverse center of the cooling air duct 42 under one Angle be inclined, if necessary with increasing lateral distance from the center of the channel enlarged.
- Bars 32 or bar groups can be one on the cooling air side significant increase in cooling performance through the optimal Achieve exposure to the cooling surface. It can be so in the case of design-related, unfavorable installation conditions of the heat exchanger in the housing Condensation washer dryer by appropriate choice of for air routing and for swirling the cooling air leading pitch angle and by the number of webs 32 to be inclined compared to parallel directed webs 32 up to 20% more cooling capacity to reach.
- the heat exchanger plate pack 10 is, analogously to Construction of DE 198 38 525 A1 cited above, at its both ends in one made of plastic existing holding frame sealed what is using an adhesive, preferably cast resin, can be accomplished.
- the heat exchanger plate package 10 on both sides against a punched or punched Soft rubber sheets are pressed in the relevant Holding frame is inserted.
- Heat exchanger plate pack and holding frame Another advantageous way of connecting Heat exchanger plate pack and holding frame can be in it exist, the heat exchanger plates with each end to weld a holding frame.
- FIG. 10 illustrates heat exchanger plate in its Cross-sectional design essentially corresponds to that 3 to 5, but with the Difference that they are rather than by each other plastic films connected in a vapor-tight manner Plastic existing molded body 44 is formed from one piece is made by blowing.
- This manufacturing method largely enables one scrap-free manufacturing process.
- 11 to 14 illustrate a plate pack 50 for a cross-flow heat exchanger according to claim 2. Accordingly the cooling air through its heat exchanger plates 52nd passed while the humid air Moist air channels 54 flows between the Heat exchanger plates 52 are present.
- the end of the heat exchanger plates 52 is in a holding frame 56 indicated by dash-dotted lines or 58 sealed, which they with their Push through cooling air duct 60.
- Cooling air is preferably corrugated parallel to one another trained, whereby a correspondingly enlarged Cooling surface is achieved.
- the wave profile is preferably chosen such that the bottom 66 of the wave valleys about halfway up the Cooling air channels 60 is located (see FIG. 13), whereby a correspondingly strong exposure to the corrugated Channel inner surfaces for effective heat dissipation is ensured.
- the wave profile can be transverse to the direction of flow Cooling air seen also run asymmetrically, d. i.e., the Rise phase in the direction of flow flatter and the Fall phase steeper. This allows the pressure drop reduce and flow separations on the sloping Avoid page largely.
- Wave crests 68 of the lower plate part 64 of the Heat exchanger plates 52 each have a variety of laterally spaced apart, elongated depressions 70 molded in, which is transverse to the longitudinal direction of the Wave crests 68 and up to the division plane a-a Extend heat exchanger plates 52 and to the wet air channel 54 located below each open Make pockets.
- each two aligned Recesses 70 are provided, whereby relative to FIG. 13 long spacers are formed on which the Troughs of the upper plate part 62 with their base 66 support.
- the spacers formed by the recesses 70 thus contribute to the stabilization and stiffening of the preferably from a thin-walled plastic film existing plate parts 62 and 64 as shown in FIG. 13 vertically to the direction of flow of those guided in their channel 60 Cooling air and also form in the interior of the duct Cooling elements extending in the direction of flow.
- Analogous to the heat exchanger plates 12 in FIGS. 1 to 10 can the plate parts 62 and 64 molded or in Blow process to be made.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft Kreuzstrom-Wärmetauscher für Kondensationswäschetrockner in einer Ausführungsform, wie sie im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2 erläutert und aus der DE 198 38 525 A1 bekannt sind.The invention relates to cross-flow heat exchangers for Condensation clothes dryer in one embodiment, such as they explained in the preamble of claims 1 and 2 and from DE 198 38 525 A1 are known.
Gegenüber dieser sich durch einen geringen Materialbedarf, trotz geringer Foliendicke der Wärmetauscherplatten durch eine durch die Stege bzw. Abstandshalter erzielten großen Steifigkeit und durch eine gute Wärmeabfuhr auf der Kühlluftseite auszeichnenden Konstruktion, befasst sich die Erfindung mit einer solchen Weiterbildung solcher Kreuzstrom-Wärmetauscher, dass sich bei einer den Abmessungen des Plattenpaketes des bekannten Kreuzstrom-Wärmetauschers entsprechenden Dimensionierung des Plattenpaketes eine Steigerung bzw. trotz geringeren Abmessungen desselben eine adäquate bzw. gleiche Kühlleistung erzielen lässt.Compared to this by a low material requirement, despite the thin film thickness of the heat exchanger plates a large one achieved by the webs or spacers Stiffness and good heat dissipation on the The design, which distinguishes the cooling air side, deals with the Invention with such a further development Cross-flow heat exchanger that one of the Dimensions of the plate pack of the known cross-flow heat exchanger appropriate dimensioning of the Disk package an increase or despite less Dimensions of the same an adequate or the same Can achieve cooling performance.
Ein derartiger Kreuzstrom-Wärmetauscher zeichnet sich erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 2 aus.Such a cross-flow heat exchanger stands out according to the invention by the characterizing features of Claims 1 and 2 respectively.
Bei der Konstruktion gemäß Anspruch 1, bei der der Feuchtluftkanal die Wärmetauscherplatten durchsetzt, können die Stege an einer oder an beiden Seiten der Wärmetauscherplatten vorgesehen sein, je nachdem, ob diese in horizontaler oder vertikaler Lage zu orientieren sind.In the construction according to claim 1, wherein the Humid air duct penetrates the heat exchanger plates the webs on one or both sides of the Heat exchanger plates can be provided, depending on whether this to be oriented in a horizontal or vertical position.
Bei vertikaler Einbaulage kann sich bei beidseitiger Steganordnung in den Stegen kein Kondensat ansammeln, so dass die Stegwandteile der taschenartigen Kühllamellen Kühlflächen bilden, die eine intensive Wärmeabfuhr sicherstellen.With a vertical installation position, with two-sided The bar arrangement does not collect any condensate in the bars, see above that the web wall parts of the pocket-like cooling fins Form cooling surfaces, which intensive heat dissipation to ensure.
Bei horizontaler Einbaulage wird man die Stege dagegen lediglich an der Plattenoberseite vorsehen, damit sie kondensatfrei bleiben. In the case of a horizontal installation position, however, the webs become provide only on the top of the plate so that it stay free of condensate.
Bei der Konstruktion gemäß Anspruch 2, bei der die Wärmetauscherplatten vom Kühlluftkanal durchsetzt sind, bilden hingegen die vorgesehenen Abstandshalter an einem Plattenteil taschenartig ausgeformte Vorsprünge, die zu einem sich zwischen den Wärmetauscherplatten befindenden Feuchtluftkanal hin offen sind. Sie bilden somit gleichfalls Kühlflächen, die eine wirksame Wärmeabfuhr sicherstellen. Auch in diesem Falle bleiben sowohl bei horizontaler als auch vertikaler Einbaulage die taschenartigen Vorsprünge kondensatfrei.In the construction according to claim 2, wherein the Heat exchanger plates are penetrated by the cooling air duct, form the intended spacers on one Plate part shaped pocket-like projections that one located between the heat exchanger plates Wet air duct are open. So they form likewise cooling surfaces, which have an effective heat dissipation to ensure. In this case too, both remain horizontal as well as vertical installation position pocket-like projections free of condensate.
Bei beiden Wärmetauscherkonstruktionen bewirken somit die Stege bzw. Abstandshalter neben einer entsprechenden Vergrößerung der durch die Kühlluft zu bestreichenden Kanaloberflächen zugleich eine wirksame Luftverwirbelung.In both heat exchanger designs, this means that Bars or spacers next to a corresponding one Enlargement of the area to be covered by the cooling air Channel surfaces at the same time an effective air swirl.
Der Wirkungsgrad des Wärmetauschers gemäß Anspruch 1 lässt sich noch dadurch erheblich verbessern, dass der Feuchtluftkanal als Flachrohr ausgebildet wird, wobei man dessen taschenartigen Stege bei horizontaler Anordnung von Wärmetauscherplatten zweckmäßig lediglich an die obere Rohrflachseite anformen wird. In diesem Falle ruht dann die untere Plattenseite einer Wärmetauscherplatte auf den von der darunter liegenden Wärmetauscherplatte nach oben abragenden Stegen auf, so dass trotz Fehlens von an der Plattenunterseite nach unten abragenden Stegen zwischen Wärmetauscherplatten Kühlluftkanäle vorhanden und damit die Voraussetzungen für eine intensive Wärmeabfuhr geschaffen sind.The efficiency of the heat exchanger according to claim 1 improve significantly by the fact that Moist air duct is formed as a flat tube, whereby one whose pocket-like webs with a horizontal arrangement of Heat exchanger plates expedient only to the upper one Form pipe flat side. In this case, the lower plate side of a heat exchanger plate on the of the heat exchanger plate underneath upwards protruding webs, so that despite the absence of the Bottom of the plate protruding downwards between Heat exchanger plates cooling air channels available and thus the Prerequisites for intensive heat dissipation created are.
Die Länge der sich quer zum Feuchtluftkanal erstreckenden Stege kann ungefähr der Breite des als Flachrohr ausgebildeten Feuchtluftkanals entsprechen. Bevorzugt wird jedoch eine Steglänge, die lediglich einem Bruchteil der Breite des Flachrohres entspricht, wobei die Stege in Längsrichtung des Flachrohres zweckmäßig auf Lücke zueinander versetzt vorgesehen sind.The length of the extending across the moist air duct Ridges can be roughly the width of a flat tube trained moist air duct correspond. Is preferred however, a web length that is only a fraction of the Corresponds to the width of the flat tube, the webs in Longitudinal direction of the flat tube expediently on gap are provided offset to each other.
In weiterer Ausgestaltung dieser Wärmetauscherkonstruktion kann es vorteilhaft sein, die Stege zumindest über einen Bereich des flachen Rohrwandteils zur Anströmrichtung der Kühlluft schräg gerichtet, dabei gegebenenfalls bereichsweise noch verdichtet oder über den gesamten flachen Rohrwandteil zueinander in symmetrischer Schräganordnung vorzusehen.In a further embodiment of this heat exchanger construction it may be advantageous to use the webs at least over one Area of the flat tube wall part to the flow direction of the Cooling air directed obliquely, if necessary still densified in some areas or over the entire area flat tube wall part to each other in a symmetrical Provide inclined arrangement.
Durch solche Maßnahmen lässt sich in Abhängigkeit von gegebenen Einbauverhältnissen in Kondensationswäschetrocknern für die Kühlluft im Wärmetauscher eine optimale Strömungslenkung und - verteilung bzw. optimale Beaufschlagung der Kühlfläche erzielen, wobei sich durch eine schwach konvexe Krümmung der Steglängsseiten quer zur Strömungsrichtung der Feuchtluft die Strömungsverhältnisse in den Kühlluftkanälen weiter verbessern lassen.Such measures, depending on given installation conditions in Condensation clothes dryers for the cooling air in the Heat exchanger optimal flow control and - distribution or optimal loading of the cooling surface achieve, being characterized by a slightly convex curvature the web longitudinal sides transverse to the flow direction of the Wet air the flow conditions in the cooling air ducts let it improve further.
Eine bei gleicher Kühlleistung verringerte Dimensionierung der Wärmetauscherplatten wird dabei möglich, sofern oberer und unterer Kanalwandteil des Feuchtluftkanals quer zur Strömungsrichtung der Feuchtluft gewellt ausgebildet werden und die Wellenlinien beider Rohrwandteile vorzugsweise zueinander parallel verlaufen.A reduced dimensioning with the same cooling capacity the heat exchanger plates will be possible, if the upper one and lower duct wall part of the moist air duct transverse to Flow direction of the moist air are formed corrugated and the wavy lines of both pipe wall parts preferably run parallel to each other.
Der gleiche Effekt lässt sich ebenso bei Wärmetauschern in einer Ausbildung gemäß Anspruch 2 erzielen, sofern die oberen und unteren Plattenteile ihrer Wärmetauscherplatten in Strömungsrichtung der Kühlluft zueinander vorzugsweise parallel gewellt ausgebildet sind und dabei die Tiefe der Wellentäler zweckmäßig ungefähr der Hälfte des gegenseitigen Abstandes beider Plattenteile entspricht.The same effect can also be seen in heat exchangers an education according to claim 2, provided that upper and lower plate parts of their heat exchanger plates preferably in the flow direction of the cooling air to one another are parallel corrugated and the depth of the Corrugated valleys expediently about half the mutual distance between the two plate parts corresponds.
Zur Fertigung der Wärmetauscherplatten bzw. der sie bildenden Folien von Wärmetauschern gemäß den Ansprüchen 1 und 2 eignen sich verschiedene Werkstoffe, wie Kunststoff oder Aluminium, sowie verschiedene Fertigungsverfahren. Wird zur Plattenherstellung Kunststofffolie verwendet, so ist diese z.B. thermisch so umzuformen, dass zwei beispielsweise voneinander unabhängige, jeweils einen Plattenteil bildende Hälften anfallen, die zueinander in Deckung zu bringen und dann an gegenüberliegenden Längsseiten dicht miteinander zu verschweißen, zu kleben oder druckzufügen sind.To manufacture the heat exchanger plates or the forming films of heat exchangers according to claims 1 and 2 are different materials, such as plastic or aluminum, as well as various manufacturing processes. If plastic film is used for plate production, see above is this e.g. thermally so that two for example, independent of each other, one each Halves forming plate part arise, which are in each other To bring cover and then to opposite Long sides to be welded tightly, glued or to be pressurized.
Ebensogut ist es möglich, die die beiden Plattenteile bildenden Kunststofffolien aus einem Stück vorzusehen und durch Falten der Kunststofffolie die beiden Plattenteile zueinander auf Deckung zu bringen und dann lediglich noch entlang von zwei einander überdeckenden Längsrandteilen miteinander durch Schweißen, Kleben oder Druckfügen zu verbinden.It is equally possible that the two plate parts provide plastic films from one piece and by folding the plastic film the two plate parts to coincide with each other and then only along two overlapping longitudinal edge parts with each other by welding, gluing or pressure joining connect.
Schließlich kann eine zu bevorzugende Fertigungsmethode darin bestehen, Wärmetauscherplatten in einem Blaswerkzeug aus einem extrudierten Kunststoffschlauch zu formen.Finally, a preferred manufacturing method consist of heat exchanger plates in a blow mold molded from an extruded plastic tube.
Zur Fertigung der Plattenteile aus Kunststoff eignen sich besonders Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere (ABS) oder Polypropylen, wobei sich zur Erzielung gewünschter Kühlleistungen bzw. der hierzu erforderlichen Wärmeleitfähigkeit und Stabilität eine Foliendicke zwischen 0,15 mm und 0,50 mm,vorzugsweise 0,30 mm, als vorteilhaft erwiesen hat.Suitable for the manufacture of plastic plate parts especially acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers (ABS) or Polypropylene, where desired to achieve Cooling capacities or the necessary Thermal conductivity and stability a film thickness between 0.15 mm and 0.50 mm, preferably 0.30 mm, as advantageous has proven.
Im Falle des Einsatzes einer Aluminiumfolie zur Herstellung der Plattenteile bzw. der Wärmetauscherplatten empfiehlt sich eine Foliendicke zwischen 0,14 mm und 0,20 mm, vorzugsweise 0,15 mm, wobei die hieraus herzustellenden Plattenteile entlang zweier einander gegenüberliegender Randteile durch gegenseitiges Verkleben, Falzen oder Druckfügen miteinander luftdicht zu verbinden sind.In the case of using an aluminum foil for the production plate parts or heat exchanger plates a film thickness between 0.14 mm and 0.20 mm, preferably 0.15 mm, the ones to be produced therefrom Plate parts along two opposite one another Edge parts by mutual gluing, folding or Pressure joints are to be connected airtight.
Die Zeichnung veranschaulicht bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung, wobei die Wärmetauscherplatten der Wärmetauscherplattenpakete aus Kunststofffolie gefertigt sind. Es zeigen:
- Fig. 1:
- eine Stirnansicht eines Wärmetauscherplattenpakets für einen Kreuzstrom-Wärmetauscher gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
- Fig. 2:
- eine Teildraufsicht des Wärmetauscherplattenpaketes gemäß Fig. 1;
- Fig. 3:
- einen Querschnitt des oberen Plattenteils eines ersten Ausführungsbeispieles einer Wärmetauscherplatte für einen Kreuzstrom-Wärmetauscher gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
- Fig. 4:
- einen Querschnitt des unteren Plattenteils eines ersten Ausführungsbeispiels einer Wärmetauscherplatte für einen Kreuzstrom-Wärmetauscher gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
- Fig. 5:
- einen Querschnitt einer aus den Plattenteilen gemäß den Fig. 3 und 4 gebildeten Wärmetauscherplatte;
- Fig. 6:
- einen Teillängsschnitt entlang der Linie VI - VI durch die Wärmetauscherplatte gemäß Fig. 5;
- Fig. 7:
- einen Querschnitt durch eine Kunststofffolie zur Bildung eines zweiten Ausführungsbeispieles einer Wärmetauscherplatte für einen Kreuzstrom-Wärmetauscher gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
- Fig. 8 und 9:
- jeweils eine Draufsicht auf weitere Ausführungsbeispiele von Wärmetauscherplatten;
- Fig. 10:
- eine Darstellung ähnlich Fig. 5 zu Veranschaulichung des Querschnittes einer im Blasverfahren gefertigten Wärmetauscherplatte für einen Kreuzstrom-Wärmetauscher gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
- Fig. 11:
- einen Längsschnitt durch ein Wärmetauscherpaket für einen Kreuzstrom-Wärmetauscher gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
- Fig. 12:
- einen Querschnitt des Wärmetauscherpakets gemäß Fig. 11, entlang der Schnittlinie XII-XII in Fig. 11 gesehen; und
- Fig. 13:
- einen Ausschnitt der Fig. 11, in zu dieser Figur vergrößertem Maßstab.
- Fig. 1:
- an end view of a heat exchanger plate package for a cross-flow heat exchanger according to a first embodiment;
- Fig. 2:
- a partial plan view of the heat exchanger plate package according to FIG. 1;
- Fig. 3:
- a cross section of the upper plate part of a first embodiment of a heat exchanger plate for a cross-flow heat exchanger according to a first embodiment;
- Fig. 4:
- a cross section of the lower plate part of a first embodiment of a heat exchanger plate for a cross-flow heat exchanger according to a first embodiment;
- Fig. 5:
- a cross-section of a heat exchanger plate formed from the plate parts according to Figures 3 and 4.
- Fig. 6:
- a partial longitudinal section along the line VI - VI through the heat exchanger plate according to FIG. 5;
- Fig. 7:
- a cross section through a plastic film to form a second embodiment of a heat exchanger plate for a cross-flow heat exchanger according to a first embodiment;
- 8 and 9:
- each a top view of further exemplary embodiments of heat exchanger plates;
- Fig. 10:
- a representation similar to Figure 5 to illustrate the cross section of a heat exchanger plate made in the blowing process for a cross-flow heat exchanger according to a first embodiment.
- Fig. 11:
- a longitudinal section through a heat exchanger package for a cross-flow heat exchanger according to a further embodiment;
- Fig. 12:
- a cross section of the heat exchanger package according to FIG 11, taken along the section line XII-XII in Fig. 11. and
- Fig. 13:
- a section of Fig. 11, on an enlarged scale to this figure.
Das in Fig. 1 gezeigte Plattenpaket 10 für einen
Kreuzstrom-Wärmetauscher für Kondensationswäschetrockner
ist beispielsweise aus acht einzelnen, als Ganzes jeweils
mit 12 bezeichneten, beispielsweise horizontal übereinander
gestapelten Wärmetauscherplatten gebildet.The
Diese Wärmetauscherplatten 12 weisen jeweils beispielsweise
drei zueinander parallel verlaufende Feuchtluftkanäle 14
auf, die Flachrohre definieren. Jede Wärmetauscherplatte 12
besteht aus einem unteren Plattenteil 16 (Fig. 4) und einem
oberen Plattenteil 18 (Fig. 3), die aus einer entsprechend
verformten Folie gebildet sind.These
Im vorliegenden Falle handelt es sich z.B.um eine Folie aus thermoplastischem Kunststoff. Es könnte ebensogut eine Folie aus geeignetem Metall, beispielsweise Aluminium, zum Einsatz kommen.In the present case, it is e.g. a film thermoplastic plastic. It might as well be one Foil made of suitable metal, for example aluminum, for Come into play.
Als Kunststoffmaterial zur Herstellung der Folie dient
vorzugsweise ABS, wobei eine Folie in einer Dicke von
vorzugsweise 0,30 mm thermogeformt wird, um die beiden
Plattenteile 16, 18 herzustellen.Used as a plastic material for the production of the film
preferably ABS, with a film in a thickness of
preferably 0.30 mm is thermoformed to the two
Die beiden, jeweils eine in Fig. 5 dargestellte
Wärmetauscherplatte 12 bildenden Plattenteile 16, 18 bilden
sich ergänzende Formkörper, sogenannte Blister, die
zueinander in Deckung gebracht und vorzugsweise lediglich
entlang von äußeren Längsrandteilen 20, 22 durch Schweißen
dampfdicht verbunden werden. Entlang von benachbarten
Feuchtluftkanälen 14 sind deren diese seitlich begrenzenden
Kanalwandteile 28 vorzugsweise durch Druckfügen miteinander
verbunden, wodurch die Stabilität der Wärmetauscherplatten
12 begünstigt wird.The two, each shown in Fig. 5
Form
Alternativ hierzu können die beiden Plattenteile 16 und 18,
wie Fig. 7 zeigt, auch durch eine einstückig als Blister
vorgeformte Kunststofffolie gebildet sein, deren Hälften
dann
durch Falten auf Deckung gebracht und deshalb lediglich
noch entlang von zwei sich überdeckenden Längsrandteilen 30
und 31 beispielsweise zu verschweißen sind. As an alternative to this, the two
brought to congruence by folding and therefore only have to be welded along two overlapping
Die beiden Kanalwandteile 24 und 26 der Flachrohre
bildenden Feuchtluftkanäle 14 sind quer zur
Strömungsrichtung der Feuchtluft gewellt ausgebildet, wobei
beide Wellenlinien zueinander vorzugsweise parallel
verlaufen. Diese Maßnahme schafft eine entsprechend
vergrößerte, die Kühlleistung verstärkende Oberfläche der
Kanalwandteile 24 und 26.The two
Wie aus den Fig. 3 und 5 zu ersehen ist, ragen vom oberen
Plattenteil 18 außenseitig vertikal gerichtete Kühllamellen
32 ab, die sich quer zur Längsrichtung des jeweiligen
Feuchtluftkanals 14 erstrecken. Die Länge dieser
stegartigen Kühllamellen 32 könnte ungefähr der Breite des
jeweiligen Feuchtluftkanals 14 entsprechen.3 and 5, protrude from the
Beim gezeigten Ausführungsbeipiel sind diese jedoch, wie
insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, über die Breite
jedes Feuchtluftkanals 14 vorzugsweise in drei
Einzellamellen 32 gleicher Höhe unterteilt, die zueinander
auf Lücke versetzt vorgesehen sind.In the example shown, however, these are how
can be seen in particular from Fig. 2, across the width
each
Die Kühllamellen 32 sind, wie Fig. 6 zeigt, durch
Tiefziehen taschenartig, zum Feuchtluftkanal 14 hin offen,
ausgeformt, so dass die Lamellenlängswandteile 34 und 36
sich in gegenseitigem Abstand zueinander befinden, wobei
diese vorzugsweise noch schwach nach außen gewölbt
ausgebildet sind, um das Strömungsverhalten in den
Kühlkanälen 42 optimal zu gestalten.The cooling
Durch das Tiefziehen der Kühllamellen 32 sind diese mit
verrundeten Stirnkanten 38 und 40 (Fig. 2) versehen, was
sich beim Anströmen durch Kühlluft günstig auswirkt.By deep drawing the cooling
Bei entsprechender Dimensionierung der im Querschnitt
gewellten Wärmetauscherplatten 12 sowie geeigneter
Anordnung und Dimensionierung der taschenartigen
Kühllamellen 32 lässt sich somit eine maximale Entfeuchtung
der Feuchtluft in den Feuchtluftkanälen 14 erzielen.With appropriate dimensioning of the cross section
corrugated
Sofern eine Metallfolie, wie Aluminiumfolie, Verwendung
findet, sollten die stegartigen Kühllamellen 32, im
Vergleich zu denjenigen aus einer Kunststofffolie
geformten, eine reduzierte Bauhöhe aufweisen, um ein Reißen
der Metallfolie zu vermeiden.If a metal foil, such as aluminum foil, use
finds, the web-
Die Kühlluft wird durch das Wärmetauscherplattenpaket 10 in
die Feuchtluftkanäle 14 kreuzenden Kühlluftkanälen 42 (Fig.
6) hindurchgeführt. Diese ergeben sich zwangsläufig
dadurch, dass die aufeinander geschichteten
Wärmetauscherplatten 12 mit ihrem unteren Plattenteil 16
jeweils auf den stegartigen Kühllamellen 32 des oberen
Plattenteils 18 der sich darunter befindenden
Wärmetauscherplatte 12 aufliegen (Fig. 6).The cooling air is in through the heat
Die Kühlluft umströmt die Kühllamellen 32 und bestreicht
die wellenförmig verlaufende Außenfläche von unterem und
oberem Plattenteil 16 und 18, wobei die Konfiguration
derselben so ausgelegt ist, dass bei minimaler Bauhöhe des
Wärmetauscherplattenpaketes 10 eine optimale
Entfeuchtungsleistung, beispielsweise 0 % Restfeuchte,
erzielt wird (1:1 Tauscher).The cooling air flows around the cooling
Mögliche Varianten der Anordnung von stegartigen
Kühllamellen 32 zur Bildung eines Kühlluftkanals sind in
den Fig. 8 und 9 dargestellt.Possible variants of the arrangement of web-
Zum Zwecke einer möglichst gleichmäßigen Verteilung eines
aus einem Austrittsstutzen 33 eines maschinenfest
montierten Gebläses ausströmenden Luftstromes lässt sich
gemäß Fig. 8 beispielsweise durch eine dem
Gebläseaustrittsstutzen 33, zugekehrte, verdichtete
Anordnung von Kühllamellen 32 im Anströmbereich eine
Erhöhung des Strömungswiderstandes erzielen, oder die
Kühllamellen 33 können hierzu, wie Fig. 9 zeigt, z.B.
symmetrisch zur Quermitte des Kühlluftkanals 42 unter einem
Winkel schräg gestellt sein, der sich gegebenenfalls mit
zunehmendem seitlichen Abstand von der Kanalquermitte noch
vergrößert. For the purpose of distributing a
from an
Durch eine solche, zueinander differenzierte Anordnung von
Stegen 32 oder Steggruppen lässt sich kühlluftseitig eine
erhebliche Steigerung der Kühlleistung durch die optimale
Beaufschlagung der Kühlfläche erzielen. Es lassen sich so
bei konstruktiv bedingten, ungünstigen Einbaugegebenheiten
des Wärmetauschers im Gehäuse eines
Kondensationswäschetrockners durch entsprechende Wahl des
zur Luftführung und zu Verwirbelungen der Kühlluft
führenden Steganstellwinkels sowie durch die Anzahl von
schräg zu stellenden Stegen 32 im Vergleich zu parallel
gerichteten Stegen 32 bis zu 20 % mehr Kühlleistung
erreichen.Such an arrangement of
Das Wärmetauscherplattenpaket 10 wird, analog zur
Konstruktion der oben zitierten DE 198 38 525 A1, an seinen
beiden Stirnseiten jeweils in einem aus Kunststoff
bestehenden Halterahmen abgedichtet gehalten, was sich
mittels eines Klebers, vorzugsweise Gießharz,
bewerkstelligen lässt.The heat
Als Alternative hierzu kann das Wärmetauscherplattenpaket
10 beidseitig gegen eine gestanzte oder gelochte
Weichgummiplatte gepresst werden, die in den betreffenden
Halterahmen eingelegt ist.As an alternative to this, the heat
Eine weitere, vorteilhafte Art der Verbindung von Wärmetauscherplattenpaket und Halterahmen kann darin bestehen, dessen Wärmetauscherplatten endseitig mit jeweils einem Halterahmen zu verschweißen.Another advantageous way of connecting Heat exchanger plate pack and holding frame can be in it exist, the heat exchanger plates with each end to weld a holding frame.
Im Unterschied zu der in Fig. 1 gezeigten, horizontalen
Anordnung von Wärmetauscherplatten 12, können diese auch in
einer um 90° gedrehten, also vertikalen Anordnung
vorgesehen sein. In diesem Falle können an beiden
Kanalwandteilen 24, 26 der Feuchtluftkanäle 14
taschenartige, offene Stege 32 angeformt sein. Aus den sich
dann vertikal erstreckenden Stegen 32 kann an diesen
niederschlagendes Kondensat ablaufen. Die aus der
beidseitigen Steganordnung resultierende Vergrößerung der
Kühlfläche der Feuchtluftkanäle 14 ermöglicht eine weitere
Verkleinerung der Baugröße der Wärmetauscherplatten 12.In contrast to the horizontal one shown in FIG. 1
Arrangement of
Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Wärmetauscherplatte veranschaulicht Fig. 10. In ihrer
Querschnittsgestaltung entspricht diese im Wesentlichen den
Wärmetauscherplatten der Fig. 3 bis 5, jedoch mit dem
Unterschied, dass sie anstatt durch gegenseitig miteinander
dampfdicht verbundene Kunststofffolien durch einen aus
Kunststoff bestehenden Formkörper 44 gebildet ist, der aus
einem Stück im Blasverfahren hergestellt ist.Another embodiment of an inventive
Fig. 10 illustrates heat exchanger plate in its
Cross-sectional design essentially corresponds to that
3 to 5, but with the
Difference that they are rather than by each other
plastic films connected in a vapor-tight manner
Plastic existing molded
Zu diesem Zweck wird ein im Extrusionsverfahren gefertigter
Kunststoffschlauch mit einer Wanddicke von beispielsweise ≥
0,40 mm Wanddicke in thermoplastischem Zustand in eine
Blasform eingebracht, darin an beiden Schlauchenden
abgequetscht und radial in die gezeigte Querschnittsform
geblasen. Anschließend werden dann die geschlossenen
Schlauchenden vom Formkörper 44 abgetrennt.For this purpose, an extrusion process is used
Plastic hose with a wall thickness of e.g. ≥
0.40 mm wall thickness in a thermoplastic state in one
Blow mold introduced, in both hose ends
squeezed and radially into the cross-sectional shape shown
blown. Then the closed ones
Hose ends separated from the molded
Diese Fertigungsmethode ermöglicht einen weitgehend ausschussfreien Fertigungsprozess.This manufacturing method largely enables one scrap-free manufacturing process.
Die Fig. 11 bis 14 veranschaulichen ein Plattenpaket 50 für
einen Kreuzstrom-Wärmetauscher gemäß Anspruch 2. Demzufolge
wird die Kühlluft durch dessen Wärmetauscherplatten 52
hindurchgeführt, während die Feuchtluft durch
Feuchtluftkanäle 54 strömt, die zwischen den
Wärmetauscherplatten 52 vorhanden sind.11 to 14 illustrate a
Die Wärmetauscherplatten 52 sind mit ihren Stirnenden in
jeweils einem strichpunktiert angedeuteten Halterahmen 56
bzw. 58 abgedichtet gefasst, die sie mit ihrem
Kühlluftkanal 60 durchsetzen.The end of the
Oberer Plattenteil 62 und unterer Plattenteil 64 der
Wärmetauscherplatten 52 sind in Strömungsrichtung der
Kühlluft vorzugsweise zueinander parallel gewellt
ausgebildet, wodurch eine entsprechend vergrößerte
Kühlfläche erzielt ist.
Das Wellenprofil ist vorzugsweise derart gewählt, dass sich
der Grund 66 der Wellentäler ungefähr auf halber Höhe der
Kühlluftkanäle 60 befindet (s. Fig. 13), wodurch eine
entsprechend starke Beaufschlagung der gewellten
Kanalinnenflächen zur wirksamen Wärmeableitung
sichergestellt ist.The wave profile is preferably chosen such that
the bottom 66 of the wave valleys about halfway up the
Cooling
Das Wellenprofil kann quer zur Strömungsrichtung der Kühlluft gesehen auch asymmetrisch verlaufen, d. h., die Anstiegsphase in Strömungsrichtung flacher und die Abfallphase steiler. Dadurch lassen sich der Druckverlust reduzieren und Strömungsablösungen auf der abfallenden Seite weitgehend vermeiden.The wave profile can be transverse to the direction of flow Cooling air seen also run asymmetrically, d. i.e., the Rise phase in the direction of flow flatter and the Fall phase steeper. This allows the pressure drop reduce and flow separations on the sloping Avoid page largely.
Wie aus den Fig. 13 und 14 ersichtlich ist, ist in die
Wellenberge 68 des unteren Plattenteils 64 der
Wärmetauscherplatten 52 jeweils eine Vielzahl von
zueinander seitlich beabstandeten, länglichen Vertiefungen
70 eingeformt, die sich quer zur Längsrichtung der
Wellenberge 68 und bis in die Teilungsebene a-a der
Wärmetauscherplatten 52 erstrecken und die zu dem sich
jeweils darunter befindenden Feuchtluftkanal 54 hin offene
Taschen bilden. Vorzugsweise sind dabei in benachbarte
Wellenberge 68 jeweils zwei zueinander fluchtende
Vertiefungen 70 vorgesehen, wodurch gemäß Fig. 13 relativ
lange Abstandshalter zustandekommen, auf denen sich die
Wellentäler des oberen Plattenteils 62 mit ihrem Grund 66
abstützen.As can be seen from FIGS. 13 and 14, is in the
Wave crests 68 of the
Die durch die Vertiefungen 70 gebildeten Abstandshalter
tragen so zu einer Stabilisierung und Aussteifung der
vorzugsweise aus einer dünnwandigen Kunststofffolie
bestehenden Plattenteile 62 und 64 gemäß Fig. 13 vertikal
zur Strömungsrichtung der in deren Kanal 60 geführten
Kühlluft bei und bilden des Weiteren im Kanalinnern sich in
Strömungsrichtung erstreckende Kühlelemente.The spacers formed by the
Analog zu den Wärmetauscherplatten 12 der Fig. 1 bis 10
können die Plattenteile 62 und 64 geformt oder im
Blasverfahren gefertigt sein.Analogous to the
Claims (26)
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