EP1992898A2

EP1992898A2 - Wärmetauscher für gasförmige Medien

Info

Publication number: EP1992898A2
Application number: EP08008665A
Authority: EP
Inventors: Michael Kozica; Vladimir Dr.Sc. Parfenov
Original assignee: AKG Thermotechnik GmbH and Co KG
Current assignee: AKG Thermotechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2007-05-16
Filing date: 2008-05-08
Publication date: 2008-11-19
Anticipated expiration: 2028-05-08
Also published as: KR20080101692A; EP1992898A3; DE202007007169U1; CN101307995B; CN101307995A; EP1992898B1

Abstract

Es wird ein Wärmeaustauscher für gasförmige Medien beschrieben, der eine Mehrzahl von ersten Strömungskanälen (5) enthält, die in einem Stapel und mit Abständen übereinander angeordnet sind und zwischen sich zweite, quer zu ihnen erstreckte Strömungskanäle (8) bilden. Die ersten Strömungskanäle (5) sind durch aus Folienmaterial bestehende Wände (6, 7) begrenzt, die mittels seitlich angeordneter Seitenstreifen (6a, 7a) gasdicht miteinander verbunden sind und wellenförmige Profilierungen (11) sowie an sie angeformte innere und äußere Abstandhalter (10) aufweisen, die die ersten Strömungskanäle (5) voneinander beabstanden. Erfindungsgemäß sind die Profilierungen (11) mit Noppen (12) versehen, und die Wände (6, 7) weisen vordere und hintere, quer zu den ersten Strömungskanälen (5) angeordnete Verbindungsstreifen auf, die jeweils mit den Verbindungsstreifen der Wände (6, 7) eines im Stapel darüber oder darunter liegenden ersten Strömungskanals (5) unter Bildung eines mit den ersten und zweiten Strömungskanälen (5, 8) versehenen Blocks gasdicht miteinander verbunden sind. Die Abstandhalter (9, 10) bestehen aus länglichen Ausprägungen, wobei die inneren und äußeren Abstandhalter (9) senkrecht zueinander angeordnet sind (Fig. 6).

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
Bekannte Wärmeaustauscher dieser Art werden bevorzugt als Kondensatoren in Wäschetrocknern angewendet (z. B. EP 0 982 427 B1 , EP 1 106 729 B1 , DE 102 18 274 A1 , DE 103 56 417 A1 ). Sie zeichnen sich vor allem dadurch aus, dass die Strömungskanäle durch Wände begrenzt sind, die aus gut wärmeleitenden Kunststoff- oder Metallfolien hergestellt und z. B. durch Vakuum-Thermo-Umformung, Tiefziehen oder sonstwie in ihre endgültige Form gebracht werden. Ein dadurch erhaltener Vorteil besteht darin, dass die Wände auf einfache Weise und in einem Stück mit Profilierungen, die die Wärmeaustauschleistung verbessern, sowie mit Abstandhaltern versehen werden können, die die vergleichsweise flexiblen Wände auf Abstand halten. Allerdings sind die bisher bekannt gewordenen Wärmeaustauscher dieser Art nicht frei von Mängeln.
Aufgrund der dünnwandigen, z. B. 0,2 mm dicken Wände bzw. Folien ergeben sich trotz der bekannten Profilierungen und Abstandhalter insbesondere Probleme im Hinblick auf die benötigte Druckfestigkeit beim Betrieb der Wärmeaustauscher. Höhere Temperaturen lassen die aus Kostengründen überwiegend verwendeten, aus Polypropylen oder einem Copolymer wie z. B. ABS hergestellten Wände weich werden mit der Folge, dass sie sich in Richtung des kleinsten Drucks verformen. Außerdem haben hohe Temperaturen Längendehnungen zur Folge, die zu Verwerfungen der Wände zwischen ihren fest in den Rahmen befestigten Enden führen. Dadurch ändern sich beim Betrieb die konstruktiv vorgegebenen Strömungsquerschnitte, was nicht nur einen ungünstigen Einfluss auf die Leistung der Wärmeaustauscher hat, sondern im Fall von Wäschetrockner-Kondensatoren auch die Bildung von Vertiefungen in den die Prozessluft führenden Strömungskanälen verursachen kann. In diesen Vertiefungen kann sich in unerwünschter Weise kondensiertes Wasser ansammeln (Pfützenbildung), das die Kondensationsleistung beeinträchtigt und eigentlich in einen dafür vorgesehenen Sammelbehälter abfließen soll.
Nicht erwünscht sind weiterhin die vergleichsweise hohen Fertigungskosten, die u. a. durch das umständliche, gasdichte Befestigen der einzelnen rohrförmigen Strömungskanäle in den Rahmen durch Kleben entstehen.
Schließlich können zwar auch mit aus Kunststoff-Folien hergestellten Wärmeaustauschern der genannten Art gute Wärmeaustauschleistungen erzielt werden, doch sind diese immer noch geringer als bei entsprechend dimensionierten, gelöteten, geklebten oder gefalzten Kühlern od. dgl. aus Metall.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Wärmeaustauscher der eingangs bezeichneten Gattung so auszubilden, dass sie trotz Reduzierung der Fertigungskosten eine erhöhte Leistung und eine größere Druckfestigkeit aufweisen.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.
Dadurch, dass die Profilierungen erfindungsgemäß zusätzlich mit an sich bekannten Noppen versehen werden, tritt auch bei Anwendung von Wänden aus Folienmaterial eine merkliche Leistungssteigerung ein. Die erfindungsgemäße Ausbildung und Anordnung der Abstandhalter ermöglicht die Anwendung einer ausreichend großen Anzahl von Abstandhaltern, ohne dass dadurch die Druckverluste beim Betrieb übermäßig ansteigen. Schließlich wird eine erhebliche Kostensenkung dadurch ermöglicht, dass nicht nur die ersten Strömungskanäle an ihren seitlichen Rändern, sondern auch die zweiten Strömungskanäle an ihren vorderen und hinteren Stirnseiten durch Schweißen verbunden werden. Dadurch wird ein zusammenhängender, als Ganzes in die Rahmen einsetzbarer Block erhalten, der nur an seinem Umfang durch Kleben mit dem Rahmen verbunden werden muss. Das führt zur Einsparung von Klebstoff und von aufwendigen Arbeitsschritten bei der Fertigung.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Wärmeaustauschers;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen, ersten Strömungskanals, bestehend aus zwei an ihren Längsseiten verbundenen Wänden;
Fig. 3 und 4 in je einem Schnitt längs der Linie III - III der Fig. 2 je eine obere und untere, einen ersten Strömungskanal begrenzende Wand;
Fig. 5 die Wände nach Fig. 3 und 4 in einem Schnitt längs der Linie III - III der Fig. 2, jedoch in einem Zustand, in dem die beiden Wände fest miteinander verbunden sind;
Fig. 6 in einer perspektivischen, vom geschnittenen Vorderansicht mehrere übereinander angeordnete, erfindungsgemäß ausgebildete, erste und zweite Strömungskanäle;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Blocks des Wärmeaustauschers nach Fig. 1; und
Fig. 8 eine der Fig. 6 entsprechende Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strömungskanäle.

Nach Fig. 1 enthält ein Wärmeaustauscher einen mit ersten und zweiten Strömungskanälen versehenen Block 1, der an zwei Längsenden in je einem Rahmen 2 befestigt ist. Die ersten Strömungskanäle werden in einer ersten, durch Pfeile 3 angedeuteten Richtung, die zweiten Strömungskanäle dagegen in einer zweiten, durch Pfeile 4 angedeuteten Richtung, die nach Art eines Kreuzstrom-Wärmeaustauschers vorzugsweise senkrecht zur ersten Richtung liegt, von je einem Gas durchströmt.
Im nachfolgend beschriebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein insbesondere als Kondensator für Wäschetrockner geeigneter Wärmeaustauscher beschrieben, der in Richtung der Pfeile 3 von der Prozessluft und in Richtung der Pfeile 4 von der Kühlluft durchströmt wird.
Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäß ausgebildeten, ersten Strömungskanal 5, der von zwei entsprechend Fig. 3 und 4 ausgebildeten Wänden 6 und 7 begrenzt ist, wie insbesondere auch aus Fig. 5 ersichtlich ist. Fig. 6 zeigt eine Mehrzahl von übereinander angeordneten, ersten Strömungskanälen 5, die mit vorgewählten Abständen angeordnet sind und daher zwischen sich zweite Strömungskanäle 8 bilden, die gemäß Fig. 1 in Richtung der Pfeile 4 z. B. von Kühlluft durchströmt werden.
Die die ersten Strömungskanäle 5 begrenzenden, abwechselnd übereinander liegenden Platten bzw. Wände 6 und 7 sind aus einem Folienmaterial, z. B. einer Polypropylen- oder Aluminiumfolie, hergestellt und weisen eine zweckmäßig durchgehend konstante Wandstärke auf, die vorzugsweise 0,2 mm bis 0,5 mm beträgt. In der Draufsicht haben die Wände 6 und 7 im Wesentlichen eine Rechteckform. Die beiden Wände 6 und 7 weisen, wie insbesondere Fig. 3 bis 5 erkennen lassen, parallel zur ersten Richtung und im Ausführungsbeispiel auch parallel zu ihren Längsseiten erstreckte Seitenstreifen 6a und 7a auf, die durch Schweißen gasdicht miteinander verbunden sind (Fig. 5). Dadurch entstehen Strömungskanäle 5 in Form von seitlich geschlossenen, an ihren vorderen und hinteren Enden offenen Rohren.
Die ersten Strömungskanäle 5 sind weiterhin mit inneren, d. h. nach innen ragenden Abstandhaltern 9 versehen, die an die in Fig. 4, 5 und 6 unteren Wände 7 angeformt sind, im Wesentlichen senkrecht von diesen aufragen und mit ihren freien Enden an den darüber liegenden, oberen Wänden 6 anliegen. Dadurch werden die Wände 6 und 7 der Strömungskanäle 5 auf einem vorgewählten Abstand gehalten. Außerdem sind die in Fig. 3, 5 und 6 oben liegenden Wände 6 mit äußeren Abstandhaltern 10 versehen. Diese ragen nicht in die ersten Strömungskanäle 5 hinein, sondern stehen von deren Wänden 6 im Wesentlichen senkrecht nach außen ab. Im gestapelten Zustand der Wände 6 und 7 (Fig. 6) liegen die freien Enden dieser äußeren Abstandhalter 10 an den Unterseiten der darüber liegenden Wände 7 an und legen daher die Abstände zwischen den im Stapel übereinander liegenden Strömungskanälen 5 bzw. die Höhen der zwischen diesen befindlichen zweiten Strömungskanäle 8 fest.
Weiterhin zeigen vor allem Fig. 3 und 4, dass die Wände 6 und 7 quer zur ersten Strömungsrichtung (Pfeile 3 in Fig. 2) erstreckte, wellenförmige Profilierungen aufweisen, die bei beiden Wänden 6 und 7 im Wesentlichen identisch ausgebildet und parallel zueinander angeordnet sind.
Wärmeaustauscher der beschriebenen Art sind aus den eingangs erwähnten Druckschriften im Wesentlichen bekannt und brauchen dem Fachmann daher nicht näher erläutert werden.
Erfindungsgemäß sind Profilierungen 11 mit zumindest teilweise ebenen Abschnitten vorgesehen. Besonders vorteilhaft sind im Querschnitt trapezförmige Profilierungen 11, die gemäß Fig. 2 bis 4 in der zweiten Richtung (Pfeile 4 in Fig. 2 bis 4 und 6) ansteigende Abschnitte 11a, abfallende Abschnitte 11b und diese verbindende Abschnitte 11c aufweisen. Die Profilierungen 11 haben gemäß Fig. 5 Wellenlängen 1 und Höhen h, die vorzugsweise in einem Verhältnis 1/h zueinander stehen, das wenigstens fünf beträgt und vorzugsweise kleiner als zwanzig ist.
Die Abschnitte 11a, 11b sind mit besonderem Vorteil eben, während die Abschnitte 11c vorzugsweise eben und parallel zur zweiten Richtung erstreckt sind. Außerdem sind die Abschnitte 11a, 11b und 11c erfindungsgemäß mit vorzugsweise linsenförmig ausgebildeten Noppen 12 versehen, die zu einer erhöhten Wärmeaustauschleistung führen und insbesondere dann zu keiner wesentlichen Erhöhung der Druckverluste, insbesondere in der zweiten Richtung für die Kühlluft führen, wenn ihre Tiefe etwa zwischen dem 0,2- und 0,8-fachen des Abstandes zwischen den oberen und unteren Wänden 6 und 7 beträgt. Die anderen Abmessungen und auch die Formen der Noppen 12 sind in Abhängigkeit von den im Einzelfall gewünschten Leistungssteigerungen bzw. maximal in Kauf zu nehmenden Druckverlusten zu wählen. Insbesondere können anstelle von linsenförmigen Noppen auch solche mit ovalen oder eckigen Grundflächen sowie rauten- oder pyramidenförmig oder sonstwie zweckmäßig gestaltete Noppen 12 vorgesehen werden.
Die Noppen 12 können, wie insbesondere Fig. 3 und 4 zeigen, durch Ausprägungen gebildet werden, die von entgegen gesetzten Breitseiten der Wände 6, 7 abstehen, daher wahlweise in die ersten oder in die zweiten Strömungskanäle 5 bzw. 8 ragen und auf ihren Rückseiten zu entsprechenden Vertiefungen führen. Werden die Wärmeaustauscher beim Gebrauch so angeordnet, dass die Wände 6 jeweils eine obere und die Wände 7 jeweils eine untere Begrenzung der Strömungskanäle 5 bilden, dann empfiehlt es sich im Fall von Wäschetrockner-Kondensatoren allerdings, die unteren Wände 7 auf ihren den Strömungskanälen 5 zugewandten Innenseiten nur mit erhaben vorstehenden, in die Strömungskanäle 5 hinein ragenden Noppen zu versehen. Dadurch wird vermieden, dass auf diesen Innenseiten der Wände 7, d. h. an den Böden der Strömungskanäle 5 Vertiefungen vorhanden sind, die beim Kondensieren von Wasser aus der Prozessluft zur Bildung von Pfützen führen und das gewünschte Abfließen des Kondensats behindern. Derartige Pfützen, in denen sich Kondensat ansammelt statt abzufließen, sind wegen des verschlechterten Wärmeübergangs an diesen Stellen unerwünscht. An oben liegenden Wänden sind nach innen ragende Noppen dagegen weniger kritisch, da sich bildendes Kondensat von ihnen abtropfen kann.
Die aus Fig. 2 bis 6 ersichtlichen Abstandshalter 9 und 10 sind vorzugsweise länglich und in der Draufsicht flachoval oder bikonvex ausgebildet. Sie erstrecken sich mit ihren Längsachsen zweckmäßig in den ersten Strömungskanälen 5 parallel zur ersten Richtung und in den zweiten Strömungskanälen 8 parallel zur zweiten Richtung. Insbesondere die Anströmkanten der Abstandhalter 9, 10 sind vorzugsweise mit kleinen Krümmungsradien versehen, was günstige Strömungsverhältnisse und kleine Druckverluste zur Folge hat.
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die Zahl der Abstandhalter 9 und 10 innerhalb gewisser Grenzen bleibt. Ist die Zahl der Abstandhalter zu groß, steigen einerseits die Druckverluste an, während andererseits die zur Anbringung der Noppen 12 verbleibende Fläche reduziert wird. Ist die Zahl der Abstandhalter dagegen zu niedrig, dann besteht die Gefahr, dass die Wände 6, 7 aufgrund der natürlichen Flexibilität des Folienmaterials beim Betrieb wegen der dann herrschenden Druckverhältnisse zu stark verformt werden, sich einbeulen und dadurch ebenfalls zu Druckverlusten führen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat sich erwiesen, dass die Zahl der Abstandhalter 9, 10 bei gleichförmiger Verteilung nicht kleiner als vier Stück pro 100 cm² Wandfläche sein sollte, wobei unter einer derartigen Wandfläche vorzugsweise ein im Wesentlichen quadratisches Flächenstück von ca. 10 cm · 10 cm verstanden wird. Für diesen Fall sind die zwischen zwei Abstützstellen befindlichen Flächenbereiche so klein, dass die dort noch möglichen Verformungen weitgehend unschädlich sind. Die obere Grenze für die Zahl der Abstandhalter 9, 10 pro 100 cm² bzw. vorzugsweise 10 cm · 10 cm Wandfläche hängt weitgehend davon ab, welche Druckverluste tolerierbar sind. Die Querschnittsflächen der Abstandhalter 9, 10 sollten außerdem möglichst klein sein, insbesondere quer zur jeweiligen Strömungsrichtung. Da sie zum Wärmeaustausch nichts oder nur wenig beitragen, genügt es, wenn sie gerade so groß sind, dass die Abstandhalter 9, 10 durch die zur Anwendung kommenden Herstellungsverfahren wie z. B. Tiefziehen gerade noch mit der erforderlichen Stabilität herstellbar sind. Außerdem sollten die Abstandhalter 9, 10 im fertigen Stapel abwechselnd übereinander zu liegen kommen, damit von oben nach unten durchgehende, vorzugsweise senkrecht zu den beiden Richtungen 3 und 4 erstreckte Stützlinien erhalten werden, wie sich insbesondere aus Fig. 6 ergibt. Werden die Abstandhalter 9 und 10 mit einem beliebigen seitlichen Versatz relativ zueinander angeordnet, dann besteht die Gefahr, dass beim Betrieb auftretende Druckunterschiede zu Momenten insbesondere im Bereich einzelner Abstützstellen führen, was unerwünschte Verformungen der Wände 6 und 7 zur Folge haben könnte.
Weiter wird es für die Zwecke der Erfindung als vorteilhaft angesehen, wenn die Wände 6 und 7 über die ganze Fläche im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind und damit die Strömungskanäle 5 und 8 eine durchgehend konstante Höhe haben, ausgenommen natürlich dort, wo die Abstandhalter 9, 10 angeordnet, in entgegengesetzte Richtungen ausgeprägte Noppen 12 vorgesehen und die Wände 6, 7 an ihren Rändern miteinander verbunden sind. Dadurch werden durchgehend nahezu gleichmäßige Strömungsverhältnisse erzielt.
Als wellenförmige Profilierungen 11 zur Erzielung einer guten Druckfestigkeit hat sich die aus Fig. 2 bis 6 ersichtliche Trapezform mit den vorzugsweise gleich langen, ansteigenden und abfallenden Abschnitten 11a, 11b als zweckmäßig erwiesen. Diese besitzen u. a. den Vorteil, dass die Noppen 12 in ebenen Wandbereichen angebracht werden können. Allerdings empfiehlt es sich, die Verbindungszonen der verschiedenen Bereiche 11a, 11b und 11c leicht gekrümmt auszubilden, um auf der Seite der Kühlluft, d. h. in den zweiten Strömungskanälen 8, günstige Strömungsverhältnisse durch gerundete Umlenkzonen zu erhalten. Alternativ sind jedoch auch andere, z. B. sinus- oder zickzackförmige Wellenformen anwendbar. Wichtig ist in diesem Zusammenhang eine Wellenform, die eine hohe Druckfestigkeit mit sich bringt, ohne einen zu großen Druckverlust zu erzeugen. Zur Leistungssteigerung tragen derartige Wellenformen nur geringfügig bei, weshalb erfindungsgemäß die Noppen 12 zusätzlich vorgesehen sind.
Wie insbesondere Fig. 5 und 6 zeigen, sind die beiden Wände 6 und 7, die jeweils einen der ersten Strömungskanäle 5 bilden, jeweils an ihren seitlichen Rändern fest miteinander verbunden. Um dies zu ermöglichen, sind die trapezförmigen Wände 6 (vgl. auch Fig. 3) an ihren Seiten mit schräg nach unten und außen gekrümmten oder abgewinkelten Übergangsbereichen 6b versehen, an die sich nach außen hin die Seitenstreifen 6a anschließen. Die Wände 7 sind dagegen an ihren Rändern mit schräg nach oben und außen gekrümmten oder abgewinkelten Übergangsabschnitten 7b versehen, an die sich die Seitenstreifen 7a anschließen. Beide Seitenstreifen 6a, 7a sind vorzugsweise im Wesentlichen eben und sowohl parallel zueinander als auch parallel zu gedachten Mittelebenen der Wände 6, 7 angeordnet. Dadurch erhalten die Wände 6, 7 ein schalenförmiges Aussehen, wobei im Ausführungsbeispiel die Wände 6 die Decken und die Wände 7 die Böden der Strömungskanäle 5 bilden. Die Lage der Übergangsabschnitte 6b, 7b ist so gewählt, dass die Wände 6, 7 beim Aufeinanderlegen der Seitenstreifen 6a, 7a automatisch die auch von den Abstandhaltern 9 vorgegebenen Abstände aufweisen.
Weiter sieht die Erfindung vor, die Wände 6, 7 auch an ihren vorderen und hinteren Stirnseiten durch Schweißen gasdicht miteinander zu verbinden, um dadurch die zweiten Strömungskanäle 8 seitlich abzudichten. Wie insbesondere Fig. 2 und 7 zeigen, sind die Wände 6, 7 zu diesem Zweck an ihren vorderen und hinteren Enden mit Verbindungsstreifen 6c, 7c versehen, die wie die Seitenstreifen 6a, 7a im Wesentlichen sowohl parallel zueinander als auch parallel zu den gedachten Mittelebenen der Wände 6, 7 angeordnet sind. Wie die Seitenstreifen 6a, 7a sind auch die Verbindungsstreifen 6c, 7c über kurze, schräg zu den Mittelebenen angeordnete Übergangsabschnitte mit den Wänden 6, 7 verbunden. Diese nicht näher dargestellten Übergangsabschnitte sind jedoch im Vergleich zu den an denselben Wänden 6, 7 angebrachten Seitenstreifen 6a, 7a jeweils in die entgegengesetzte Richtung gekrümmt bzw. abgewinkelt, d. h. z. B. bei der in Fig. 2 und 5 oberen Wand 6 nach oben und bei der in Fig. 2 und 5 unteren Wand 7 nach unten. Werden daher zwei Strömungskanäle 5, bestehend aus zwei Wänden 6 und 7, entsprechend Fig. 6 und 7 übereinander gelegt, dann werden diese beiden Strömungskanäle 5 nicht nur durch die entsprechend bemessenen Abstandhalter 10, sondern auch unter Bildung der seitlichen Strömungskanäle 8 durch die zur Anlage kommenden Verbindungsstreifen 6c, 7c auf Abstand gehalten. Nach dem Verschweißen der Verbindungsstreifen 6c, 7c aller im Stapel vorhandenen Strömungskanäle 5 wird somit ein zusammenhängender Wärmeaustauscherblock 1 (Fig. 1) erhalten, in welchen die ersten und zweiten Strömungskanäle 5, 8 an ihren zu den jeweiligen Strömungsrichtungen 3, 4 parallelen Seiten bereits gasdicht und fest miteinander verbunden sind. Zur Fertigstellung eines Wärmeaustauschers, insbesondere eines Kondensators od. dgl., ist es dann nur noch erforderlich, die beiden stirnseitigen, mit den Verbindungsstreifen 6c, 7c versehenen Enden des Blocks 1 gemäß Fig. 1 in die entsprechend dem Außenumfang des Blocks 1 bemessenen Rahmen 2 einzusetzen und mit diesen durch Kleben zu verbinden.
Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Konstruktion besteht darin, dass die Seiten- und Verbindungsstreifen 6a, 7a und 6c, 7c mittels der zusätzlichen Übergangsabschnitte 6b, 7b mit den Wänden 6, 7 verbunden sind und daher über die eigentlichen Strömungskanäle 5, 8 hinaus nach außen ragen. Dadurch sind die Seiten- und Verbindungsstreifen 6a, 7a und 6c, 7c für die Schweißwerkzeuge gut erreichbar, und es werden keine innen liegenden Halterungen od. dgl. benötigt, um den Schweißvorgang sicher durchführen zu können. Das gilt unabhängig davon, ob erst die Wände 6, 7 der einzelnen Strömungskanäle 5 seitlich verschweißt und letztere dann gestapelt und auch an den Stirnseiten verschweißt oder umgekehrt erst alle Wände 6, 7 übereinander gestapelt und dann seitlich und stirnseitig verschweißt werden.
Aufgrund der beschriebenen Ausbildung sind die Wände 6 und 7, die auch als Platten oder Schalen bezeichnet werden können, nicht baugleich und lediglich um 180° gedreht angeordnet. Sie unterscheiden sich vielmehr durch die Lage und Richtung ihrer Seiten- und Verbindungsstreifen 6a, 6c bzw. 7a und 7c, ihrer Abstandhalter 9 und 10 und ggf. ihrer Noppen 12.
Oberhalb und unterhalb der Strömungskanäle 5 sind zweckmäßig Seitenteile 14 (Fig. 1) aus einem dickwandigen, mechanisch stabilen Material angeordnet. Diese bilden bevorzugt zumindest mit den endseitigen Wänden 6 einen weiteren Strömungskanal 8, indem sie auf deren Abstandhaltern 10 aufliegen. Auf der entgegengesetzten Seite liegen die Seitenteile 14 dagegen z.B. unmittelbar an den Unterseiten der Wände 7 an. Die stirnseitigen Enden der Seitenteile 14 ragen ebenfalls in die Rahmen 2 und werden mit diesen fest verbunden. Dadurch dienen die Seitenteile 14 einerseits dem Zweck, die beiden Rahmen 2 gegeneinander abzustützen und dadurch den aus den Wänden 6, 7 gebildeten Stapel von etwa auftretenden Montage- und Dichtungskräften zu entlasten. Andererseits dienen die Seitenteile 14 dazu, den zwischen ihnen liegenden Stapel senkrecht zu den Richtungen 3 und 4 zu verspannen und dadurch die Abstandhalter 9, 10 mit den zugehörigen Wänden 6, 7 in Anlage zu halten.
Das beispielsweise ebenfalls einen Wäschetrockner-Kondensator darstellende Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 unterscheidet sich von dem nach Fig. 2 bis 7 vor allem dadurch, dass die Prozessluft die zweiten Strömungskanäle 8 und die Kühlluft die ersten, in den Rahmen 2 befestigten Strömungskanäle 5 durchströmt, wie durch die gegenüber Fig. 6 vertauschten Pfeile 3 und 4 angedeutet ist. Daher sind die Profilierungen 11 in diesem Fall vorzugsweise in Richtung der ersten Strömungskanäle 5 erstreckt. Außerdem sind im Gegensatz zu Fig. 2 bis 6 sowohl die inneren Abstandhalter 9 als auch die äußeren Abstandhalter 10 jeweils durchgehend ausgebildet, d. h. über die ganze Länge oder wenigstens annähernd über die ganze Länge der ersten bzw. zweiten Strömungskanäle 5 bzw. 8 erstreckt. Daher sollte hier zur Erzielung einer ausreichenden Stabilität nicht die Zahl der Abstandhalter selbst, sondern die Zahl ihrer Kreuzungspunkte einen gewissen Mindestwert aufweisen. Die Kreuzungspunkte sind in diesem Fall diejenigen Bereiche (oder besser deren Mittelpunkte), an denen sich die senkrecht zueinander stehenden, in verschiedenen Ebenen liegenden und durchgehend ausgebildeten Abstandhalter 9, 10 jeweils kreuzen. Als zweckmäßig hat sich erwiesen, wenigstens vier derartige Kreuzungspunkte pro 100 cm² bzw. vorzugsweise pro 10 cm · 10 cm Wandfläche vorzusehen. Die Lage und Anordnung der übrigen Teile ist gegenüber Fig. 2 bis 7 unverändert.
Schließlich kann es im Fall der Fig. 8 zweckmäßig sein, die in die Strömungskanäle 8 ragenden Noppen 12 in der Weise erhaben auszubilden, wie oben anhand der Fig. 3 und 4 ausführlich erläutert ist.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, das auf vielfache Weise abgewandelt werden kann. Das gilt, wie schon erwähnt wurde, insbesondere für die im Einzelfall verwendete Wellenform der Profilierungen 11. Bevorzugt kommen insbesondere solche Wellenformen infrage, die durchgehend gleiche Wellenlängen 1 haben und bei denen die an- und absteigenden Abschnitte 11a, 11b im Wesentlichen gleich lang sind. Auch die Größe der Radien, die in den Verbindungszonen zwischen den Abschnitten 11a, 11b, 11c sowie vorzugsweise auch in den Verbindungszonen zwischen den Übergangsabschnitten 6b, 7b und den angrenzenden Wandteilen bzw. Seiten- und Verbindungsstreifen 6a, 7a und 6c, 7c vorgesehen werden, ist in Abhängigkeit vom Einzelfall wählbar. Außerdem können die Abstandhalter 9,10 andere als die aus Fig. 6 und 8 ersichtlichen Längen aufweisen. Weiter können die beschriebenen Wärmeaustauscher für andere als die angegebenen Zwecke und andere Gase als Luft bzw. Dampf angewendet werden. In Abhängigkeit vom Anwendungszweck können außerdem entgegen Fig. 1 die ersten Strömungskanäle 5 kürzer als die zweiten Strömungskanäle 8 sein. Außerdem ist klar, dass sich die Angaben "oben" und "unten" im Hinblick auf die Wände 6, 7 nur auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beziehen, in welchem die ersten Strömungskanäle 5 jeweils oben durch die Wände 6 und unten durch die Wände 7 begrenzt werden, während für die zweiten Strömungskanäle 8 das Umgekehrte gilt. Stattdessen können die Wärmeaustauscher natürlich auch z. B. in einer leicht schrägen Lage oder in einer um 90° gedrehten Lage derart angewendet werden, dass die Strömungskanäle 5 oder 8 vertikal angeordnet sind. Schließlich versteht sich, dass die verschiedenen Merkmale auch in anderen als den beschriebenen und dargestellten Kombinationen angewendet werden können.

Claims

Wärmeaustauscher für gasförmige Medien, enthaltend: eine Mehrzahl von ersten, in einer ersten Richtung (3) erstreckten Strömungskanälen (5), die in einem Stapel und mit Abständen übereinander angeordnet sind, mit ihren Enden in je einen Halterahmen (2) ragen und zwischen sich zweite, in einer zweiten Richtung (4) erstreckte Strömungskanäle (8) bilden, wobei die ersten Strömungskanäle (5) durch abwechselnd übereinander liegende, aus Folienmaterial bestehende Wände (6, 7) begrenzt sind, die mittels seitlich und parallel zur ersten Richtung (3) angeordneten Seitenstreifen (6a, 7a) durch Schweißen gasdicht miteinander verbunden sind, und wellenförmige Profilierungen (11) sowie an sie angeformte innere, in die ersten Strömungskanäle (5) ragende Abstandhalter (9) und äußere Abstandhalter (10) aufweisen, die die im Stapel übereinander liegenden ersten Strömungskanäle (5) voneinander beabstanden, dadurch gekennzeichnet, dass die wellenförmigen Profilierungen (11) mit zumindest teilweise in ebenen Abschnitten (11a, 11b, 11c) angeordneten Noppen (12) versehen sind, die Wände (6, 7) vordere und hintere, parallel zur zweiten Richtung angeordnete Verbindungsstreifen (6c, 7c) aufweisen, wobei die Verbindungsstreifen (6c, 7c) der Wände (6, 7) irgendeines ersten Strömungskanals (5) jeweils mit den Verbindungsstreifen der Wände (6, 7) eines im Stapel darüber oder darunter liegenden ersten Strömungskanals (5) unter Bildung eines zusammenhängenden, mit den ersten und zweiten Strömungskanälen (5, 8) versehenen Blocks (1) durch Schweißen gasdicht miteinander verbunden sind, und die Abstandhalter (9, 10) aus länglichen Ausprägungen bestehen, wobei die inneren Abstandhalter (9) mit ihren Längsachsen parallel zur ersten Richtung (3) und die äußeren Abstandhalter (10) mit ihren Längsachsen parallel zur zweiten Richtung (4) angeordnet sind.
Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Block (1) an die Verbindungsstreifen (6c, 7c) aufweisenden Enden durch Kleben in den Rahmen (2) befestigt ist.
Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierungen (11) in der ersten oder zweiten Richtung wellenförmig ausgebildet sind.
Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierungen (11) trapezförmig ausgebildet und die Wände (6, 7) derart parallel zueinander angeordnet sind, dass die Höhen der Strömungskanäle (5, 8) in den von den Abstandhaltern (9, 10) und Noppen (12) freien Bereichen im Wesentlichen durchgehend gleich sind.
Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierungen (11) eine in der zweiten Richtung (4) gemessene Länge (1) und eine senkrecht zu den Wänden (6, 7) gemessene Höhe (h) aufweisen und das Verhältnis 20 ≥ 1/h ≥ 5 ist.
Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren und äußeren Abstandhalter (9, 10) im Wesentlichen gleichförmig über die Wände (6, 7) verteilt und in Flächenabschnitten der Wände von 100 cm², vorzugsweise quadratischen Flächenabschnitten von 10 cm · 10 cm, jeweils mindestens vier Abstandhalter (9, 10) vorhanden sind.
Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren und äußeren Abstandhalter (9, 10) so angeordnet sind, dass sie im Stapel übereinander liegen und von oben nach unten durchgehende Stützlinien bilden.
Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände (6, 7) eine im Wesentlichen konstante, 0,1 mm bis 0,5 mm betragende Dicke aufweisen.
Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Noppen (12) in den Wänden (6, 7) erhaben und/oder vertieft ausgebildet sind.
Wärmeaustauscher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Noppen (12) zumindest an denjenigen Wänden (7), an denen beim Betrieb entstehendes, flüssiges Kondensat fließen soll, erhaben ausgeprägt sind.
Wärmeaustauscher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Noppen (12) in beim Betrieb unteren Wänden (7) der ersten Strömungskanäle (5) erhaben und so ausgeprägt sind, dass sie in die ersten Strömungskanäle (5) ragen.
Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenstreifen (6a, 7a) und die Verbindungsstreifen (6c, 7c) in über die Strömungskanäle (5, 8) nach außen ragenden Bereichen vorgesehen und durch nach oben bzw. unten gekrümmte Abschnitte mit den Wänden (6, 7) verbunden sind.
Wärmeaustauscher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei jeder Wand (6, 7) die zu den Seitenstreifen (6a, 7a) führenden Abschnitte und die zu den Verbindungsstreifen (6c, 7c) führenden Abschnitte jeweils zu entgegen gesetzten Seiten hin gekrümmt sind.
Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Seiten- und Verbindungsstreifen (6a, 7a bzw. 6c, 7c) untereinander im Wesentlichen parallel angeordnet sind.
Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Abstandhalter (9, 10) annähernd über die ganze Länge der zugehörigen Strömungskanäle (5, 8) erstrecken.
Wärmeaustauscher nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in Flächenabschnitten der Wände (6, 7) von 100 cm², vorzugsweise quadratischen Flächenabschnitten von 10 cm · 10 cm, jeweils mindestens vier Kreuzungsstellen zwischen den inneren und äußeren Abstandhaltern (9, 10) vorhanden sind.