EP3143357A1 - Wärmeübertragungsvorrichtung und deren verwendung - Google Patents

Wärmeübertragungsvorrichtung und deren verwendung

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EP3143357A1
EP3143357A1 EP15717147.1A EP15717147A EP3143357A1 EP 3143357 A1 EP3143357 A1 EP 3143357A1 EP 15717147 A EP15717147 A EP 15717147A EP 3143357 A1 EP3143357 A1 EP 3143357A1
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EP
European Patent Office
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heat transfer
transfer device
heat
textile structure
channel
Prior art date
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Granted
Application number
EP15717147.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP3143357B1 (de
Inventor
Lena Schnabel
Eric Laurenz
Hannes Fugmann
Steffen Kaina
Thomas Studnitzky
Friedrich A. ROELL
Kurt HATTLER
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Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
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Publication date
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Publication of EP3143357A1 publication Critical patent/EP3143357A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3143357B1 publication Critical patent/EP3143357B1/de
Active legal-status Critical Current
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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
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/122—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and being formed of wires
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/003—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by using permeable mass, perforated or porous materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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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
    • F28F3/022—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being wires or pins
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2215/00—Fins
    • F28F2215/04—Assemblies of fins having different features, e.g. with different fin densities

Definitions

  • the invention relates to a heat transfer device with channels for heat-absorbing media and channels for heat-emitting media, wherein at least one of the channels has a textile structure with compressed and non-compacted areas. While the densified regions are located in the transition regions between the heat transfer enhancement channels at or over the channel wall, the non-densified regions are located in the flow regions of the channels.
  • This structure allows a large heat transfer to the heat transfer surface with good heat conduction from the heat transfer surface to the interface.
  • the invention also relates to heat exchangers with such heat transfer devices.
  • the surface enlargement is of central importance in the phenomenon of heat transfer.
  • the following objectives are in the foreground:
  • Another possibility for the production of large specific surfaces and a cohesive contacting to the separation surface are metallic short fiber structures. These are poured onto one another, pressed together and then soldered or sintered. By varying the fiber length and diameter, a variation of density and porosity can be achieved. They achieve volume-specific surfaces of 8,000-10,000 m 2 / m 3 and volume-specific interfaces between the two media in the range of 100 m 2 / m 3 . For use in flowing media, however, the undefined orientation and arrangement of the fibers is disadvantageous.
  • the combination of fabric mats and pipes also provides a way to increase surfaces.
  • Heat exchanger structure defined.
  • the invention is characterized in that the tube is integrated in a weave structure.
  • a heat transfer element in which the heat transfer is achieved by standing vertically in the flow, mutually equally spaced ribs.
  • Suitable dimensions are the 4 mm 2 rod cross-section and the 0.3 rod / rod length ratio.
  • woven and knitted fabrics are mentioned as a preferred material and described both for the wall and for the production of the bar structure.
  • the rods are conceivable, for example, in the form of loops.
  • WO 2012/141793 A1 describes a general hierarchically structured surface enlargement for heat exchangers with flat plates.
  • the surface enlargement forms channels in the flow direction of the
  • Heat exchangers made of slices cut from a block of layered fabric. The surfaces of these discs are sealed by coating methods, so that a media separation without additional separating elements (Platen, films) is achieved.
  • the technical problem underlying the present invention stands in the non-optimal adaptation of available surface enlargements to the respective question and installation situation.
  • the requirement for high heat transfer performance with small driving temperature differences and small pressure losses with low material usage in a small space is not sufficiently met with the known from the prior art solutions. This is accompanied by an increased consumption of material and energy to overcome the pressure losses.
  • a heat transfer device which has at least one channel for a heat-absorbing medium and at least one channel for a heat-emitting medium. At least one of these channels has a textile structure at least in certain regions, the textile structure having densely compressed regions at regular intervals, the compacted regions of the textile structure being in the transition region between at least one channel for a heat-absorbing medium and at least one channel for a heat-emitting medium Medium for establishing a thermal contact between these channels are arranged. Furthermore, non-compressed regions of the textile structure are arranged in the flow region of at least one channel.
  • channel also means those regions which are channel-shaped, but due to the filling with a solid, e.g. PCM, no more channel or, as in lecturnitzschreiben, are open to the environment.
  • a solid e.g. PCM
  • the textile structures used according to the invention enable very large heat transfer surfaces. These are aligned so that at the same time a large heat transfer to the heat transfer surface and a good Heat conduction is achieved from the heat transfer surface to the interface. When flowed through heat transfer devices, the flow is disturbed only as far as possible, as it serves to improve the heat transfer.
  • the heat transfer device according to the invention has the advantage that, with simultaneous use of material and volume of construction, less energy has to be expended for the same heat transfer. With the same use of energy and construction volume less material must be used for the heat transfer device according to the invention and with the same use of energy and material, the volume can be reduced.
  • a preferred embodiment provides that the channels for the heat-absorbing media from the channels for the heat-emitting media through a partition, in particular a sheet, a film, a membrane or the outer surface of a tube or hose, are separated.
  • the densified areas in the transition region of the channels with the partition at least partially cohesively connected, in particular by gluing, soldering, welding, sintering or casting.
  • a further embodiment according to the invention provides that the textile structure has a coating impermeable to the media at the densified areas.
  • a further embodiment of the invention relates to a heat transfer device for the separation of adjacent channels in at least one channel integrated for the media impermeable, expandable hose or tube and / or at least one channel a medium impermeable, shrinkable tube or tube is arranged through
  • Expanding and / or shrinking allow contacting with the textile structure.
  • the textile structure arranged in at least one channel can preferably be flowed through by a fluid in a heat-transferring manner, at least in regions.
  • the textile structure can be at least partially in a latently heat-storing, sorptive or catalytic be embedded stationary medium.
  • a further preferred embodiment provides that the textile structures of mutually adjacent channels have different wire lengths and / or spacings of the wires in the interface plane.
  • the non-compressed regions can preferably be varied so that the flow resistance in the channel over the wire lengths, wire diameter and / or distances of the wires is adjustable.
  • This can be used, in particular, to produce obliquely flowed structures with intermediate secondary channels.
  • the flow velocity is reduced by the textile structure through which the oblique structures flow.
  • yarn or wire diameters large heat transfers are achieved even at low flow velocities.
  • the obliquely flowed area may include generally compacted and non-compacted textile structures and possibly separate heat transfer media flowing in the plane of this area.
  • Such an arrangement of the fabric structures is particularly possible if the structures are flat, d. H. be made with a low flow depth.
  • a folding of these planar structures into the desired shape can take place in a second production process.
  • the generation of a secondary, structure-free channel by corresponding folding of the structure is not limited to textile structures. This can be achieved by other through-flow heat transfer structures, in particular lamellas,
  • the textile structure is preferably made of wires, technical fibers or yarns thereof with a preferred diameter of 10 ⁇ to 2 ⁇ , more preferably from 80 ⁇ to 300 ⁇ .
  • the wires, technical fibers or yarns thereof preferably have in the flow direction a distance of 20 ⁇ to 20 mm, preferably from 40 ⁇ to 10 mm and more preferably from 100 ⁇ to 4 mm.
  • the wires, engineering fibers or yarns thereof are preferably selected from the group consisting of
  • Carbonaceous materials in particular carbon fibers, activated carbon fibers,
  • Polymer materials in particular polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyamide (PA), polyether ketones (PEK), polyesters (PET) and
  • the textile structure preferably has an intrinsic rigidity which allows a self-supporting construction of the heat exchanger.
  • the textile structure preferably consists of a weaving, knitting or knitting structure or combinations thereof.
  • the fabric structure used was galvanically coated with a solder and by melting the solder, the inherent stability of the structure and the cohesive connection at the nodes of the wires with each other and the interface is implemented.
  • a preferred embodiment provides that in the heat transfer device lighting elements, in particular optical fibers or LEDs having elements are integrated, preferably in the form of incorporated wires, fibers or yarns.
  • At least one heating wire in particular made of copper, copper-nickel alloys, nickel-chromium alloys, Konstantan, manganin, nickel-iron alloys or Kanthai is integrated.
  • a heat exchanger is likewise provided which comprises a heat transfer device according to the invention, as described above. ben, contains.
  • the heat exchanger is preferably a plate heat exchanger, a shell-and-tube heat exchanger, a tube bundle fin heat exchanger, a flat tube fin heat exchanger or a coaxial heat exchanger.
  • the heat transfer devices according to the invention are used in particular in heat transfer to / from air or other gaseous media (eg recoolers, flue gas heat exchangers, convectors, ventilation devices, oil coolers, etc.), in heat transfer to / from water or other liquid media, in phase change applications ( Evaporation, condensation, solid / liquid) and in combination with sorption materials or catalytic coatings.
  • air or other gaseous media eg recoolers, flue gas heat exchangers, convectors, ventilation devices, oil coolers, etc.
  • phase change applications Evaporation, condensation, solid / liquid
  • FIG. 1 shows the textile structure according to the invention with reference to two embodiments (FIGS. 1a and 1b) in the flat as well as in the folded state.
  • FIG. 2 shows a first flat embodiment (FIG. 2 a) and a second tubular embodiment (FIG. 2 b) of the heat transfer device according to the invention.
  • FIG. 3 shows a variant of a heat transfer device according to the invention with a combination of different textile structures (FIG. 3a) and in combination with a collector (FIG. 3b).
  • FIG. 4 shows a variant of the textile structure with different wire spacings (FIG. 4a) and wire lengths (FIG. 4b) in the area through which it has flowed through.
  • FIG. 5 shows a variant according to the invention of a coaxial heat exchanger using the elements previously shown (FIG. 4b).
  • Fig. 6 shows another embodiment of a textile structure according to the invention.
  • Fig. 7 shows a further embodiment of the textile according to the invention Structure shown.
  • Fig. 8 shows inventive examples of structural surfaces.
  • Fig. 1 on the left side (Fig la), a flat web of wires is shown having non-densified areas (1) and tighter wire areas (2). Folding this structure creates a spacer structure that forms a flow channel and two cover surfaces. Two examples of such spacer structure are shown in Fig. La in the middle part and the lower part. While in the middle part of the figure the wires of the non-compacted area are arranged obliquely, in the lower part of FIG. 1a the wires are arranged parallel to each other and perpendicular to the formed wall surface.
  • Fig. Lb a comparable embodiment is shown, but in which the narrower-made areas (2) over the areas with long wire distances (1) turn out larger.
  • the folding leads to tapered secondary channels.
  • the non-compacted regions of the textile structure situated between the secondary channels are thus flowed through at a lower normal speed than the inflow velocity, so that a lower pressure loss is achieved.
  • the wall surfaces formed can be joined by means of one of the above-mentioned joining methods with a partition wall or coated directly impermeable.
  • the folded structure outlined above has been formed on the wall surfaces with a parting surface (3) which is referred to as a
  • Sheet metal or foil was made, contacted via solder joints (4). On the other side of the partition, the same textile structure is rotated by 90 °, so that this element can be used for example in a cross-flow plate heat exchanger.
  • the densified areas of the textile structure (2) form a tubular shape which is applied from the outside to a partition wall formed by tubes.
  • the non-compacted regions (1) thus form the surface-enlarging structure in the region between the tubes.
  • This structure can for example be flowed through heat transferring perpendicular to pipes and wires.
  • the dimensioning of the flow structures can be flexibly adapted to the corresponding media or flow conditions separated by separating surfaces (7). For example, it is conceivable that the dimensions of the wire spacings and heights for on the various
  • Pages of the heat exchanger are different.
  • FIG. 5 shows a coaxial heat exchanger with peripheral outer sheath 6, wherein the individual segments of the tube cross-section are filled with the textile structure according to the invention.
  • the non-compacted areas 1 and the partition 2, where the densified areas are located can be seen.
  • the segments are alternated with the one or the other medium flows through so that one medium flows in and the other medium from the image plane.
  • Manufacturing technology also allows the generation of flow structures that are produced in one production step (see FIG. 6), whereby the non-compressed wires (1) can be arranged obliquely to one another.
  • the connection to the top surface (5) can be achieved for example by knitting process. Due to the oblique position of the wires is an increased intrinsic stability of
  • FIG. 7 shows an arrangement of the textile structures is shown as a heat exchanger.
  • the area of the textile structure is exemplified by the structure shown in FIG. 2 (b).
  • One of the heat-transferring media first flows through the inflow region of the heat exchanger (10), then through the structure-free secondary channel region (11) to the textile structure (12). This is flowed through by the medium at lower speeds than in the inflow, since the area to be flowed through the folding of the structures was greatly increased.
  • the medium then flows through the outflowing structure-free channels (13) into the outflow region (14).
  • Fig. 8 various embodiments of the structural surfaces are shown.
  • An evenly distributed, low velocity through the structure can be made possible, for example, by these various configurations (tapered (Fig. 8a), hyperbolic tapering (Fig. 8b), sinusoidal tapering (Fig. 8c).)
  • An equally distributed velocity through the structure is advantageous. to optimally utilize all areas of the structure for heat transfer Depending on the arrangement, fewer and more densified areas in the structure may vary along the fabric structure ( Figures 7, (12)) and further promote uniformity of distribution.
  • FIG. 8d shows an exemplary embodiment with a plurality of folded structures connected in series.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wärmeübertragungsvorrichtung mit Kanälen für wärmeaufnehmende Medien und Kanälen für wärmeabgebende Medien, wobei mindestens einer der Kanäle eine textile Struktur mit verdichteten und nicht-verdichteten Bereichen aufweist. Während die verdichteten Bereiche in den Übergangsbereichen zwischen den Kanälen zur Verbesserung des Wärmeübergangs an oder über die Kanalwand angeordnet sind, sind die nichtverdichteten Bereich in den Strömungsbereichen der Kanäle angeordnet. Dieser Aufbau ermöglicht einen großen Wärmeübergang an die Wärmeübertragungsfläche bei gleichzeitig guter Wärmeleitung von der Wärmeübertragungsfläche zur Trennfläche. Die Erfindung betrifft ebenso Wärmeübertrager mit derartigen Wärmeübertragungsvorrichtungen.

Description

Wärmeübertragungsvorrichtung und deren Verwendung
Die Erfindung betrifft eine Wärmeübertragungsvorrichtung mit Kanälen für wärmeaufnehmende Medien und Kanälen für wärmeabgebende Medien, wobei mindestens einer der Kanäle eine textile Struktur mit verdichteten und nicht-verdichteten Bereichen aufweist. Während die verdichteten Bereiche in den Übergangsbereichen zwischen den Kanälen zur Verbesserung des Wärmeübergangs an oder über die Kanalwand angeordnet sind, sind die nicht- verdichteten Bereich in den Strömungsbereichen der Kanäle angeordnet. Dieser Aufbau ermöglicht einen großen Wärmeübergang an die Wärmeübertragungsfläche bei gleichzeitig guter Wärmeleitung von der Wärmeübertragungsfläche zur Trennfläche. Die Erfindung betrifft ebenso Wärmeübertrager mit derartigen Wärmeübertragungsvorrichtungen.
Die Oberflächenvergrößerung ist bei dem Phänomen der Wärmeübertragung von zentraler Bedeutung. Hierbei stehen beispielsweise folgende Zielsetzungen im Vordergrund:
• Ausgleich stark unterschiedlicher Wärmeübergangskoeffizienten, indem in dem Medium auf der Seite mit dem geringeren Wärmeübergangskoeffizienten (z.B. Luft) eine vergrößerte Oberfläche zur Wärmeübertragung zur Verfügung gestellt wird,
• Erhöhung der Leistungsdichte von Wärmeübertragern durch kompaktere Bauweise,
• Erhöhung des Wärmeübergangs bei Siedeprozessen,
• Optimierung der Wärme- und Stofftransportkinetik bei Sorptionsprozessen/chemischen Reaktionen oder katalytischen Prozessen,
• Unterstützung kapillarer Transportvorgänge, und
• Be- und Entfeuchtung von Luft und anderen Gasen.
Je nach Anwendung ist die Erhöhung der Leistungsdichte (entspricht der Reduzierung des Bauvolumens und/oder des Materialeinsatzes), die Reduzierung der treibenden Temperaturdifferenzen, die Reduzierung des Druckver- lusts, die Erhöhung der Ausbeute durch reduzierte Zyklenzeiten oder eine Kombination dieser Größen von Interesse.
Für Wärmeübertrager mit großen spezifischen Oberflächen sind heute vor allem gesteckte oder verlötete Lamellenwärmeübertrager bestehend aus Kup ferrohren und aufgesteckten Kupfer-, Aluminium- oder Edelstahllamellen sowie flachrohrbasierte Aluminiumkühler, in denen gefaltete Lamellen mit stranggepressten Fluidkanälen verlötet sind, von Bedeutung.
Zur Realisierung einer energieeffizienten, bauteilkompakten und materialsparenden Wärmeübertragung in strömenden Medien ist es von zentraler Bedeu tung, eine hohe volumenspezifische Oberfläche sowie eine möglichst große und möglichst stoffschlüssige Kontaktfläche zwischen der Trennfläche und de Oberflächenvergrößerung zu erreichen. Gleichzeitig gilt es die Wege der Wärmeleitung durch die Oberflächenvergrößerungsstruktur möglichst kurz und direkt zu gestalten. Durch entsprechende Schlitze, Beulen, Wellen etc. in der Oberflächenvergrößerungsstruktur wird versucht einen möglichst hohen flächenspezifischen Wärmeübergang zu erzielen ohne den zu überwindenden Druckverlust unverhältnismäßig zu erhöhen. Die Größen, die hier von den aktuell verfügbaren Wärmeübertragern erreicht werden, sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Tabelle 1:
Eine weitere Möglichkeit zur Erzeugung großer spezifischer Oberflächen und einer stoffschlüssigen Kontaktierung zur Trennfläche stellen metallische Kurz- faserstrukturen dar. Diese werden aufeinander geschüttet, verpresst und anschließend verlötet bzw. versintert. Durch Variation von Faserlänge und -durchmesser ist eine Variation von Dichte und Porosität erreichbar. Sie erreichen volumenspezifische Oberflächen von 8.000-10.000 m2/m3 und volumenspezifische Trennflächen zwischen den beiden Medien im Bereich von 100 m2/m3. Für den Einsatz in strömenden Medien ist allerdings die nicht definierte Orientierung und Anordnung der Fasern von Nachteil.
Die Kombination von Gewebematten und Rohren stellt ebenfalls eine Möglichkeit dar, Oberflächen zu vergrößern.
In der DE 27 02 337 AI wird die Kombination von flexiblen Rohren und Gewebematten beschrieben, um z.B. Flächenheizungen zu realisieren. Der Fokus der Erfindung liegt aber auf der flexiblen Rohrverlegung, das Gewebe wird lediglich als Trägerstruktur und nicht als gezielt ausgelegte
Wärmeübertragerstruktur definiert.
In der DE 31 24 379 AI wird ein Drahtgewebe beschrieben, das entweder durch Verlöten mit Rohren oder durch Einweben von durchströmbaren Röhrchen zu einem Wärmeübertrager verarbeitet wird. Das Gewebe ist dabei gleichmäßig strukturiert, eine Geometriegestaltung erfolgt durch punktuelles Verarbeiten dickerer Drähte oder durch Auffalten der Gewebematte. Eine schmutzabweisende Beschichtung durch Teflon wird erwähnt. Drahtabstände und Durchmesser werden nicht näher spezifiziert. Ähnlich dazu wird in der DE 34 27 251 AI ein Gewebe mit eingewebten Kup- ferröhrchen beschrieben. Die Struktur wird zur Verwendung als Niedertemperaturheizkörper vorgeschlagen. Die Verbindungstechnik, Drahtabstände und Durchmesser werden nicht näher spezifiziert.
In der DE 10 2006 022 629 AI wird eine Wärmetauschvorrichtung für einen Wärmeaustausch zwischen Medien vorgeschlagen, mit welchen die Wärmetauschvorrichtung beaufschlagt ist, wobei die Medien nicht in Kontakt mitei- nander kommen und wenigstens eine Röhre für ein Medium vorgesehen ist.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Röhre in einer Webstruktur integriert ist.
In der WO 98/31976 AI wird ein Wärmeübertragerelement beschrieben, bei dem die Wärmeübertragung durch senkrecht in der Strömung stehenden, untereinander gleich beabstandeten Stabrippen erreicht wird. Als geeignete Abmessungen werden der Stabquerschnitt mit 4 mm2 und das Verhältnis von Stabdurchmesser/ -länge mit 0,3 angegeben. In der Beschreibung zur Umsetzung werden Gewebe und Gewirke als bevorzugtes Material erwähnt und sowohl für die Wand als auch für die Erzeugung der Stabstruktur beschrieben. So sind die Stäbe z.B. auch in Form von Schlaufen vorstellbar.
In der US 3,313,343 A wird eine Oberflächenvergrößerung durch ein aufgefaltetes unstrukturiertes schräg-gewebtes Metallsieb beschrieben. Das Metall- gewebe ist zwischen zwei das Fluid führende ebene Platten platziert, sodass vom gefalteten Gewebe Fluidkanäle gebildet werden.
In der WO 2012/141793 AI wird eine allgemeine hierarchisch strukturierte Oberflächenvergrößerung für Wärmeübertrager mit ebenen Platten beschrie- ben. Die Oberflächenvergrößerung formt Kanäle in Strömungsrichtung des
Fluids und wird mit zunehmendem Abstand zur Platte dicker.
In der WO 2011/137522 AI wird ein Verfahren zur Herstellung von
Wärmeübertragern aus Scheiben beschrieben, die aus einem Block geschich- teter Gewebe geschnitten wurden. Die Oberflächen dieser Scheiben werden durch Beschichtungsverfahren versiegelt, so dass eine Medientrennung ohne zusätzliche Trennelemente (Platen, Folien) erreicht wird.
Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende technische Problem be- steht in der nicht optimalen Anpassung verfügbarer Oberflächenvergrößerungen an die jeweilige Fragestellung und Einbausituation. Die Forderung nach hoher Wärmeübertragungsleistung bei kleinen treibenden Temperaturdifferenzen und kleinen Druckverlusten mit geringem Materialeinsatz auf kleinem Bauraum wird mit den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen bislang nicht ausreichend erfüllt. Damit geht ein erhöhter Verbrauch an Material und Energie zur Überwindung der Druckverluste einher.
Es war somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung Vorrichtungen zur Wärme- Übertragung bereitzustellen, die eben diese Anforderungen nach reduziertem
Material- und Energieverbrauch bei gleichzeitig hoher Wärmeübertragungsleistung erfüllen und gleichzeitig einfach und kostengünstig herstellbar sind.
Diese Aufgabe wird durch die Wärmeübertragungsvorrichtung mit den Merk- malen des Anspruchs 1 und dem Wärmeübertrager mit den Merkmalen des
Anspruchs 19 gelöst. In Anspruch 21 werden erfindungsgemäße Verwendungen angegeben. Die weiteren abhängigen Ansprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen auf. Erfindungsgemäß wird eine Wärmeübertragungsvorrichtung bereitgestellt, die mindestens einen Kanal für ein wärmeaufnehmendes Medium und mindestens einen Kanal für ein wärmeabgebendes Medium aufweist. Mindestens einer dieser Kanäle weist dabei zumindest bereichsweise eine textile Struktur auf, wobei die textile Struktur in regelmäßigen Abständen verdichtete Berei- che aufweist, wobei die verdichteten Bereiche der textilen Struktur im Übergangsbereich zwischen mindestens einem Kanal für ein wärmeaufnehmendes Medium und mindestens einem Kanal für ein wärmeabgebendes Medium zur Herstellung eines thermischen Kontaktes zwischen diesen Kanälen angeordnet sind. Weiterhin sind im Strömungsbereich mindestens eines Kanals nicht- verdichtete Bereiche der textilen Struktur angeordnet.
Unter der Bezeichnung Kanal sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch solche Bereiche zu verstehen, die kanalförmig ausgebildet sind, aber aufgrund der Füllung mit einem Feststoff, z.B. PCM, keinen Kanal mehr dar- stellen oder, wie z.B. bei Flächenheizstrukturen, zur Umgebung hin offen sind.
Die erfindungsgemäß eingesetzten textilen Strukturen ermöglichen sehr große Wärmeübertragungsflächen. Diese sind so ausgerichtet, dass gleichzeitig ein großer Wärmeübergang an die Wärmeübertragungsfläche und eine gute Wärmeleitung von der Wärmeübertragungsfläche zur Trennfläche erreicht wird. Bei durchströmten Wärmeübertragungsvorrichtungen wird die Strömung dabei möglichst nur soweit gestört, wie es der Verbesserung der Wärmeübertragung dient.
Mit der erfindungsgemä en Wärmeübertragungsvorrichtung ist der Vorteil verbunden, dass bei gleichzeitigem Einsatz von Material und Bauvolumen weniger Energie für den gleichen Wärmeübergang aufgewendet werden muss. Bei gleichem Einsatz von Energie und Bauvolumen muss für die erfindungsgemäße Wärmeübertragungsvorrichtung weniger Material eingesetzt und bei gleichem Einsatz von Energie und Material kann das Bauvolumen reduziert werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Kanäle für die wärmeaufnehmendes Medien von den Kanälen für die wärmeabgebende Medien durch eine Trennwand, insbesondere ein Blech, eine Folie, eine Membran oder die Mantelfläche eines Rohres oder Schlauchs, separiert sind.
Dabei ist es bevorzugt, dass die verdichteten Bereiche im Übergangsbereich der Kanäle mit der Trennwand zumindest bereichsweise stoffschlüssig verbunden sind, insbesondere durch Kleben, Löten, Schweißen, Sintern oder Gießen.
Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform sieht vor, dass die textile Struktur an den verdichteten Bereichen eine für die Medien undurchlässige Beschichtung aufweist.
Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform betrifft eine Wärmeübertragungsvorrichtung zur Trennung benachbarter Kanäle in mindestens einem Kanal ein für die Medien undurchlässiger, expandierbarer Schlauch oder Rohr integriert und/oder um mindestens einen Kanal ein für die Medien undurchlässiger, schrumpfbarer Schlauch oder Rohr angeordnet ist, die durch
Aufweiten und/oder Schrumpfen eine Kontaktierung zur textilen Struktur ermöglichen.
Die in mindestens einem Kanal angeordnete textile Struktur kann vorzugsweise zumindest bereichsweise von einem Fluid wärmeübertragend durchströmt werden. In einer weiteren Variante kann die textile Struktur zumindest bereichsweise in ein latent wärmespeicherndes, sorptives oder katalytisches ortsfestes Medium eingebettet sein.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die textilen Strukturen von zueinander benachbarten Kanälen sich unterscheidende Drahtlängen und/oder Abstände der Drähte in Trennflächenebene aufweisen.
Die nicht verdichteten Bereiche können dabei vorzugsweise so variiert werden, dass der Strömungswiderstand im Kanal über die Drahtlängen, Drahtdurchmesser und/oder Abstände der Drähte einstellbar ist. Dies kann insbe- sondere dazu genutzt werden, schräg angeströmte Strukturen mit zwischenliegenden Sekundärkanälen zu erzeugen. Im Vergleich zur Anströmgeschwindigkeit ist die Strömungsgeschwindigkeit durch die textile Struktur, mit der die schrägen Strukturen durchströmt werden, verringert. Bei der Umströmung der erfindungsgemäßen textilen Strukturen mit geringen Faser-, Garn oder Drahtdurchmessern werden bereits bei kleinen Strömungsgeschwindigkeiten große Wärmeübergänge erzielt. So führen die langsamer durchströmten schrägen Strukturen zu einem vorteilhaften reduzierten Druckverlust bei gleicher Übertragungsdichte oder zu einer vorteilhaften höheren Übertragungsdichte bei gleichem Druckverlust. Der schräg angeströmte Bereich kann im Allgemeinen verdichtete und nicht-verdichtete textile Strukturen sowie ggf. getrennte wärmeübertragende Medien, die in der Ebene dieses Bereichs strömen, mit einschließen.
Eine solche Anordnung der Gewebestrukturen ist insbesondere möglich, wenn die Strukturen flächig, d. h. mit einer geringen Durchströmungstiefe hergestellt werden. Eine Faltung dieser flächigen Strukturen in die gewünschte Form kann in einem zweiten Herstellungsprozess erfolgen. Die Erzeugung eines sekundären, strukturfreien Kanals durch entsprechende Faltung der Struktur ist nicht beschränkt auf textile Strukturen. Diese kann durch andere durchströmbare Wärmeübertragerstrukturen, insbesondere Lamellen,
Schwämme, Schäume, gesinterte Faserstrukturen oder homogene textile Strukturen ersetzt werden. Damit kann ein vergleichbares vorteilhaftes Wärmeübertragungsverhalten erzielt werden. Die textile Struktur besteht dabei vorzugsweise aus Drähten, technischen Fasern oder Garnen hiervon mit einem bevorzugten Durchmesser von 10 μιη bis 2 μιη, besonders bevorzugt von 80 μιη bis 300 μιη. Die Drähte, technischen Fasern oder Garne hiervon weisen dabei in Strömungsrichtung vorzugsweise einen Abstand von 20 μιη bis 20 mm, bevorzugt von 40 μιη bis 10 mm und besonders bevorzugt von 100 μιη bis 4 mm auf.
Die Drähte, technischen Fasern oder Garne hiervon sind vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
• metallischen Materialien und deren Legierungen, insbesondere Kupfer, Aluminium oder Edelstahl,
• kohlenstoffhaltigen Materialien, insbesondere Kohlefasern, Aktivkoh- lefasern,
• Glas- und Keramikfasern,
• Polymermaterialien, insbesondere Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polyamid (PA), Polyetherketone (PEK), Polyester (PET) und
• Verbundstoffe hiervon.
Die textile Struktur weist vorzugsweise eine Eigensteifigkeit auf, die eine selbsttragende Bauweise des Wärmeübertragers ermöglicht.
Bevorzugt besteht die textile Struktur aus einer Web-, Strick- oder Wirkstruk- tur oder Kombinationen hiervon.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass die verwendete Gewebestruktur galvanisch mit einem Lot beschichtet wurde und durch Aufschmelzen des Lots die Eigenstabilität der Struktur und die stoffschlüssige Verbindung an den Knotenpunk- ten der Drähte untereinander und zur Trennfläche umgesetzt wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass in die Wärmeübertragungsvorrichtung Beleuchtungselemente, insbesondere Lichtleitfasern oder LEDs aufweisende Elemente, integriert sind, bevorzugt in Form von eingearbeiteten Drähten, Fasern oder Garnen.
Ebenso ist es möglich, dass in der Wärmeübertragungsvorrichtung mindestens ein Heizdraht, insbesondere aus Kupfer, Kupfer-Nickel-Legierungen, Nickel- Chrom-Legierungen, Konstantan, Manganin, Nickel-Eisen-Legierungen oder Kanthai integriert ist.
Erfindungsgemäß wird ebenso ein Wärmeübertrager bereitgestellt, der eine erfindungsgemäße Wärmeübertragungsvorrichtung, wie sie zuvor beschrie- ben wurde, enthält. Beim Wärmeübertrager handelt es sich dabei vorzugsweise um einen Plattenwärmeübertrager, einen Rohrbündelwärmeübertrager, einen Rohrbündel-Lamellen-Wärmeübertrager, einen Flachrohr-Lamellen- Wärmeübertrager oder einen Koaxialwärmeübertrager.
Verwendung finden die erfindungsgemäßen Wärmeübertragungsvorrichtungen insbesondere in der Wärmeübertragung an/von Luft oder andere gasförmige Medien (z.B. Rückkühler, Abgaswärmetauscher, Konvektoren, Lüftungsgeräte, Ölkühler, etc.), in der Wärmeübertragung an/von Wasser oder andere flüssige Medien, in Anwendungen mit Phasenwechsel (Verdampfung, Kondensation, fest/flüssig) sowie in Kombination mit Sorptionsmaterialien oder kata- lytischen Beschichtungen.
Anhand der nachfolgenden Figuren soll der erfindungsgemäße Gegenstand näher erläutert werden, ohne diesen auf die hier gezeigten spezifischen Ausführungsformen einschränken zu wollen.
Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße textile Struktur anhand zweier Ausführungsformen (Fig. la und lb) im flachen wie im gefalzten Zustand.
Fig. 2 zeigt eine erste flache Ausführungsform (Fig. 2a) und eine zweite rohr- förmige Ausführungsform (Fig. 2b) der erfindungsgemäßen Wärmeübertragungsvorrichtung.
Fig. 3 zeigt eine Variante einer erfindungsgemäßen Wärmeübertragungsvorrichtung mit einer Kombination verschiedener textiler Strukturen (Fig. 3a) und in Kombination mit einem Sammler (Fig. 3b).
Fig. 4 zeigt eine Variante der textilen Struktur mit unterschiedlichen Drahtabständen (Fig. 4a) und Drahtlängen (Fig. 4b) im durchströmten Bereich.
Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Variante eines Koaxialwärmeübertragers unter Nutzung der zuvor (Fig 4b) gezeigten Elemente.
Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen textilen Struktur.
Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen textilen Struktur dargestellt.
Fig. 8 zeigt erfindungsgemäße Beispiele für Strukturflächen. In Fig. 1 wird auf der linken Seite (Fig. la) ein flaches Gewebe aus Drähten dargestellt, das nicht-verdichtete Bereiche (1) und enger gefertigte Drahtbereiche (2) aufweist. Durch Falzen dieser Struktur entsteht eine Abstandsstruktur, die einen Strömungskanal und zwei Deckflächen ausbildet. Zwei Beispiele solcher Abstandsstruktur sind in Fig. la im mittleren Teil und unteren Teil dar- gestellt. Während im mittleren Teil der Figur sind die Drähte des nicht verdichteten Bereichs schräg angeordnet, sind im unteren Teil der Figur la die Drähte parallel zueinander und senkrecht zur gebildeten Wandfläche angeordnet. In Fig. lb ist eine vergleichbare Ausführungsform dargestellt, in der aber die enger gefertigten Bereiche (2) gegenüber den Bereichen mit langen Drahtabständen (1) größer ausfallen. Bei der in Fig. lc gezeigten Ausführungsform führt das Falzen zu zulaufenden Sekundärkanälen. Die zwischen den Sekundärkanälen befindlichen nicht-verdichteten Bereiche der textilen Struktur werden so mit einer im Vergleich zur Anströmgeschwindigkeit geringeren Normalgeschwindigkeit durchströmt, so dass ein geringerer Druckver- lust erreicht wird. Die gebildeten Wandflächen können durch eines der oben genannten Fügeverfahren mit einer Trennwand verbunden werden oder direkt undurchlässig beschichtet werden.
Bei der in Fig. 2a gezeigten flachen Ausführungsform wurde die oben skizzier- te gefalzte Struktur an den Wandflächen mit einer Trennfläche (3), die als
Blech oder Folie ausgeführt wurde, über Lötverbindungen (4) kontaktiert. Auf der anderen Seite der Trennwand befindet sich die gleiche textile Struktur um 90° gedreht, so dass dieses Element beispielsweise in einem Kreuzstrom- Plattenwärmeübertrager zum Einsatz kommen kann.
Bei der in Fig. 2b gezeigten rohrförmigen Ausführungsform bilden die verdichteten Bereiche der textilen Struktur (2) eine schlauchartige Form aus, die von außen auf eine von Rohren ausgebildete Trennwand aufgebracht wird. Die nicht verdichteten Bereiche (1) bilden so im Bereich zwischen den Rohren die oberflächenvergrößernde Struktur. Diese Struktur kann beispielsweise senkrecht zu Rohren und Drähten wärmeübertragend durchströmt werden. Wie in Fig. 3a angedeutet, kann die Dimensionierung der Strömungsstrukturen an die entsprechenden über Trennflächen (7) getrennten Medien oder Strömungsbedingungen flexibel angepasst werden. So ist z.B. vorstellbar, dass die Abmessungen der Drahtabstände und -höhen für auf den verschiedenen
Seiten des Wärmeübertragers unterschiedlich sind.
Eine Anwendungsmöglichkeit hiervon ist mit der Ausführungsform in Fig. 3b gezeigt. Hier wird die eine Seite von der Trennfläche (8) vollständig umhüllt, so dass durchströmbare Flachrohre ausgebildete werden, auf die über einen
Sammler (9) das eine Medium verteilt wird. Das andere Medium strömt senkrecht durch die zwischen den Flachrohren befindliche andere gefalzte Struktur. Als Vorteil gegenüber konventionellen Flachrohren, erlauben die stabilisierenden Abstandsstrukturen den Einsatz von sehr dünnen Trennwänden. Aufgrund der Falztechnik aber auch mit der textilen Fertigungstechnik können auch in einem Medium unterschiedlich dichte definierte Strukturbereiche erzeugt werden (Fig. 4a), z.B. um ungleiche Geschwindigkeitsverteilungen im anströmenden Medium auszugleichen, Temperaturgradienten des zweiten Mediums gezielt zu steuern oder auf komplexe geometrische Anforderungen einzugehen. Wie in Fig. 4b gezeigt, müssen die Deckflächen dabei nicht zwangsläufig parallel sein.
In Fig. 5 ist ein Koaxialwärmeüberträger mit umlaufender Außenhülle 6 dargestellt, wobei die einzelnen Segmente des Rohrquerschnitts mit der erfin- dungsgemäßen textilen Struktur ausgefüllt sind. Hier sind die nicht- verdichteten Bereiche 1 und die Trennwand 2, an der sich die verdichteten Bereiche befinden, zu erkennen. Dabei werden die Segmente abwechselt mit dem einen oder dem anderen Medium so durchströmt, dass das eine Medium in und das andere Medium aus der Bildebene strömt.
Fertigungstechnisch möglich ist auch die Erzeugung von Strömungsstrukturen, die in einem Fertigungsschritt erzeugt werden (siehe Fig. 6), dabei können die nicht-verdichteten Drähte (1) schräg zu einander angeordnet. Die Verbindung zur Deckfläche (5) kann beispielsweise durch Wirkverfahren erreicht werden. Durch die schräge Stellung der Drähte wird eine erhöhte Eigenstabilität der
Struktur erreicht. Attraktiv ist hieran auch die Reduzierung der Fertigungsschritte, zu beachten sind aber die thermischen Massen. In Fig. 7 ist eine Anordnung der textilen Strukturen als Wärmeübertrager dargestellt. Der Bereich der textilen Struktur ist beispielhaft durch die in Fig. 2 b) dargestellte Struktur gegeben. Eines der wärmeübertragenden Medien strömt zunächst durch den Einströmbereich des Wärmeübertragers (10), dann durch den strukturfreien sekundären Kanalbereich (11) zur textilen Struktur (12). Diese wird durch das Medium mit geringeren Geschwindigkeiten als im Einströmbereich durchströmt, da die zu durchströmende Fläche durch die Faltung der Strukturen stark erhöht wurde. Das Medium strömt anschließend durch die ausströmenden strukturfreien Kanäle (13) in den Ausströmbereich (14).
In Fig. 8 sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Strukturflächen dargestellt. Eine gleichverteilte, niedrige Geschwindigkeit durch die Struktur kann beispielsweise durch diese verschiedenen Konfigurationen ermöglicht werden (spitz zulaufend (Fig. 8a), hyperbolisch zulaufend (Fig. 8b), sinusförmig zulaufend (Fig. 8c). Eine gleichverteilte Geschwindigkeit durch die Struktur ist vorteilhaft, um alle Bereiche der Struktur optimal für den Wärmeübergang zu nutzen. Je nach Anordnung können weniger und stärker verdichtete Bereiche in der Struktur entlang der Gewebestruktur (Fig. 7, (12)) variieren und eine Gleichverteilung weiter fördern.
In Fig. 8d ist ein Ausführungsbeispiel mit mehreren hintereinander geschalteten gefalteten Strukturen dargestellt. Dadurch ist eine weitere Erhöhung der Wärmeübertragerfläche auf kleinem Bauraum realisierbar und somit eine Steigerung der Leistungsdichte, bei einem geringen Anstieg des Druckverlusts.

Claims

Patentansprüche
Wärmeübertragungsvorrichtung enthaltend mindestens einen Kanal für ein Wärme aufnehmendes Medium und mindestens einen Kanal für ein Wärme abgebendes Medium, wobei mindestens einer der Kanäle zumindest bereichsweise eine textile Struktur aufweist und die textile Struktur in regelmäßigen Abständen verdichtete Bereiche aufweist, wobei die verdichteten Bereiche der textilen Struktur im Übergangsbereich zwischen mindestens einem Kanal für ein Wärme aufnehmendes Medium und mindestens einem Kanal für ein Wärme abgebendes Medium zur Herstellung eines thermischen Kontaktes angeordnet sind und die nicht-verdichteten Bereiche der textilen Struktur im Strömungsbereich mindestens eines Kanals angeordnet sind.
Wärmeübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle für die Wärme aufnehmendes Medien von den Kanälen für die Wärme abgebende Medien durch eine Trennwand, insbesondere ein Blech, eine Folie, eine Membran oder eine Mantelfläche eines Rohrs oder Schlauchs, separiert sind.
Wärmeübertragungsvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die verdichteten Bereiche im Übergangsbereich der Kanäle mit der Trennwand zumindest bereichsweise stoffschlüssig verbunden sind, insbesondere durch Kleben, Löten, Schweißen, Sintern oder Gießen.
Wärmeübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die textile Struktur an den verdichteten Bereichen eine für die Medien undurchlässige oder teildurchlässige Beschichtung aufweist.
5. Wärmeübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Trennung benachbarter Kanäle in mindestens einem Kanal ein für die Medien undurchlässiger, expandierbarer Schlauch oder Rohr integriert und/oder um mindestens einen Kanal ein für die Medien undurchlässiger, schrumpfbarer Schlauch oder Rohr angeordnet ist, die durch Aufweiten und/oder Schrumpfen eine Kontaktierung zur textilen Struktur ermöglichen.
6. Wärmeübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die textile Struktur zumindest bereichsweise von einem Fluid wärmeübertragend durchströmt wird.
7. Wärmeübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die textile Struktur zumindest bereichsweise in ein latent wärmespeicherndes, sorptives oder katalytisches ortsfestes Medium eingebettet oder an der Oberfläche damit beschichtet ist.
8. Wärmeübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die textilen Strukturen von zueinander benachbarten Strömungskanälen sich unterscheidende Drahtlängen und/oder Abstände der Drähte in Strömungsrichtung aufweisen.
9. Wärmeübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände der verdichteten Bereiche so variiert werden, dass der Strömungswiderstand im Strömungskanal über die Drahtlängen, Drahtdurchmesser und/oder Abstände der Drähte einstellbar ist.
10. Wärmeübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die textile Struktur flächig ausgeführt ist und eine Faltung aufweist und vorzugsweise in der Ebene der Fläche Kanäle für mindestens ein Medium enthält, wobei die von mindestens einem Medium zu durchströmende Fläche der textilen Struktur relativ zur Anströmfläche vergrößert ist, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit durch die textile Struktur des mindestens einen Mediums reduziert ist.
11. Wärmeübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Drähte, technischen Fasern oder Garne hiervon einen Durchmesser von 10 μιη bis 2 mm, bevorzugt von 80 μιη bis 300 μιη aufweisen.
12. Wärmeübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Drähte, technischen Fasern oder Garne hiervon in Strömungsrichtung einen Abstand von 20 μιη bis 20 mm, bevorzugt von 40 μιη bis 10 mm und besonders bevorzugt von 100 μιη bis 4 mm aufweisen.
13. Wärmeübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Drähte, technischen Fasern oder Garne hiervon ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus metallischen Materialien und deren Legierungen, insbesondere Kupfer, Aluminium oder Edelstahl, kohlenstoffhaltigen Materialien, insbesondere Kohlefasern, Aktivkohlefasern,
Glas- oder Keramikfasern,
Polymermaterialien, insbesondere Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polyamid (PA), Polyetherketone (PEK), Polyester (PET) und
Verbundstoffen hiervon.
Wärmeübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die textile Struktur eine Eigensteifigkeit aufweist, die eine selbsttragende Bauweise des Wärmeübertragers ermöglicht.
Wärmeübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das die textile Struktur eine Web-, Strick- oder Wirkstruktur oder eine Kombination hiervon ist.
Wärmeübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die verwendete Gewebestruktur galvanisch beschichtet wurde und durch Aufschmelzen des Lots die Eigenstabilität der Struktur und die stoffschlüssige Verbindung an den Knotenpunkten der Drähte untereinander und zur Trennfolie umgesetzt wird.
17. Wärmeübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass in die Wärmeübertragungsvorrichtung Beleuchtungselemente, insbesondere Lichtleitfasern oder LEDs aufweisende Elemente, integriert sind, bevorzugt in Form von eingearbeiteten Drähten, Fasern oder Garnen.
18. Wärmeübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass in dem Wärmeübertragungsvorrichtung mindestens ein Heizdraht, insbesondere aus Kupfer, Kupfer-Nickel- Legierungen, Nickel-Chrom-Legierungen, Konstantan, Manganin, Nickel-Eisen-Legierungen, Kanthai, integriert ist.
19. Wärmeübertrager enthaltend eine Wärmeübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
20. Wärmeübertrager nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager ein Plattenwärmeübertrager, ein Rohrbündelwärmeübertrager, ein Rohrbündel- Lamellen-Wärmeübertrager, ein Flachrohr-Lamellen-Wärmeübertrager oder ein Koaxialwärmeübertrager ist.
21. Verwendung der Wärmeübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18 in der Wärmeübertragung an Luft oder andere gasförmige Medien, insbesondere in Rückkühlern, Abgaswärmetauschern, Konvektoren, Lüftungsgeräten oder Ölkühlern, in der Wärmeübertragung an Wasser oder andere flüssige Medien, in Anwendungen mit Phasenwechsel (Verdampfung, Kondensation, fest/flüssig) und chemischen Reaktionen sowie in Kombination mit Sorptionsmaterialien oder katalytischen Beschichtungen.
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