SE533035C2 - Värmeväxlarelement - Google Patents

Description

533 G35 2 men tillåter även viss flexning, vilket gör det tolerant för böjande eller stötande krafter.

Härigenom, kan elementet exempelvis placeras horisontellt och upphängd bara i dess kanter. l en utföringsform är åtminstone en av de nämnda plattorna är av ett icke konduktivt material. På detta sätt, kan värmeväxlarelementet användas i situationer och platser där överslag, kortslutning eller andra elektriska fenomen bör undvikas. l en utföringsform kan åtminstone en platta visa ett mönster vilken konfigurerar passagen. I en alternativ utföringsform kan en platta visa ett mönster vilken konfigurerar passagen och att den andra plattan är plan. l en utföringsform kan plattorna vara bundna till varandra med hjälp av hopfogningar vilka visar homogent material eller med hopfogningar vilka har samma molekylära struktur såsom plattmaterialet vilket omger hopfogningarna, härigenom reduceras risken för att fluktuerande temperaturer skall påverka hopfogningarna. l en utföringsform kan hopfogningarna mellan plattorna ha samma materialtjocklek såsom plattans tjocklek mellan hopfogarna.

I en utföringsform kan det polymera materialet vara från en grupp av termoplastmaterial exempelvis innefattande ABS plaster, polykarbonatsplaster, polypropen, etc. l en utföringsform kan plattorna i elementet innefatta lager vilka bygger upp karakteristiken av den specifika plattan. l en utföringsform kan de två plattorna bestå av olika materialkarakteristik. Exempel på sådan karakteristik kan vara UV resistens, slagtålighet och definierad hygienisk karakteristik för att möjliggöra användning i livsmedel eller farmacevtiska tillämpningar så väl som motståndsförmåga.

I en utföringsform kan ett flertal punkthopfogningar vara anordnade mellan plattorna och fördelade över passageområdet. Sådana pressförsänkningar kan vara anordnade i åtminstone en av plattorna. Dessa punkthopfogningar bidrar med stabilitet av elementet, både med avseende på hållfasthet mot böjning och, försäkran mot internt tryck, med avseende på förändring i volym. Denna ytterligare styrka gör det även möjligt att i vissa applikationer använda elementet såsom en bärande komponent i en struktur. l en utföringsform av den föreliggande uppfinningen, kan den respektive öppningen av inloppet och utloppet, tillhandahållas med en kopplingsanordning.

Den föreliggande uppfinningen gäller även användningen av ett värmeväxlarelement, såsom beskrivits ovan, som absorbator i en solenergianordning för att upphetta vatten eller andra vätskor.

Den föreliggande uppfinningen gäller även användningen av ett värmeväxlarelement, såsom beskrivits ovan, som en kylbaffel i en anordning för att J- G35 3 användas för att sänka temperaturen i en byggnad, där elementet kan placeras i tak, väggar, pelare, fristående eller i golv.

Den föreliggande uppfinningen gäller även användningen av en värmeväxlare element, såsom beskrivits ovan, som värmefördelningselement i en anordning för att användas för att höja temperaturen i en byggnad, där elementet kan placeras i tak, väggar, pelare, fristående eller i golv.

Den föreliggande uppfinningen gäller även användningen av ett värmeväxlarelement, såsom beskrivits ovan, som ett insamlingselement under jordytan i ett markenergisystem. Här kommer förmågan att upprätthålla den interna passagen och samtidigt acceptera viss flexning utan plastformförändring eller sprickor, göra att det är möjligt för ett sådant element att tåla normala markrörligheter och krafter.

Den föreliggande uppfinningen gäller även användningen av ett värmeväxlarelement, såsom beskrivits ovan, såsom värmeväxlarelement i industriella processer och livsmedelsproducerande tillämpningar. Där är ett antal av godkända polymermaterial för användning i exempelvis livsmedelsproduktion och vissa av dem är även möjliga att använda i ett värmeväxlarelement i enlighet med den föreliggande uppfinningen, Den föreliggande uppfinningen gäller även användningen av ett värmeväxlarelement, såsom beskrivits ovan, såsom värmeabsorbator i en temperaturreglerande anordning för att kyla elektriska komponenter vilka påverkas negativt av att vara när till eller anligga element vilka har elektrisk konduktivitet.

Den föreliggande uppfinningen kommer att klargöras mer i detalj härefter utifrån en detaljerad beskrivning av uppfinningens utföringsformer, vilka utföringsformer är tänkta endast som exempel. l den följande beskrivningen, är hänvisningar gjorda till de bifogade figurerna, i vilka: Kort figurbeskrivning Fig. 1 visar schematiskt en perspektiv vy av ett element i enlighet med en första utföringsform av den föreliggande uppfinningen, Fig. 2 visar schematiskt en sidovy av elementet i figur 1, Fig. 3 visar schematiskt en sprängd perspektiwy av en fästanordning för användning i en utföringsform.

Beskrivning av utföringsformerna I figur 1 och 2, föreställer schematiskt en första utföringsform av ett värmeväxlarelement 1 i enlighet med den föreliggande uppfinningen. Elementet 1 har en lfi CLJ CCI 4 första rektangulär platta 2 vilken är plant och en andra rektangulär platta 3 vilken uppvisar ett mönster vilket, tillsammans med nämnda första platta 1 när sammanfogad, avgränsar en inloppskanal 4 och en utloppskanal 5 och en passage 6 vilken utvidgas mellan nämnda inlopp och nämnda utlopp.

De två rektangulära plattorna är gjorda av ett 1 mm tjockt termoplastiskt material, ett ABS material. Den mest betydelsefulla mekaniska egenskapen för ABS är motståndskraft och seghet men en mångfald av modifieringar kan även göras för att förbättra slaghàllfastheten, segheten så väl som värme och UV motståndskraften. Fortfarande är det ett termoplastiskt material vilket kan uppvärmas och ges en form som den behåller när temperaturen sjunker under den plastdeformbara temperaturen.

Mönstret vilket formats i den andra plattan 3 kan beskrivas som topografiska dislokationer i en riktning från ett plan vilket plattan ursprungligen var en del av.

Delarna av den andra plattan 3 vilka inte har förskjutits kommer att stanna i sitt ursprungliga plan och kommer således att kunna anlägga mot ytan av den första plattan 2 när de två plattorna är i positionen för att sammanföras.

Mönstret i den andra plattan 3 kan i denna utföringsform beskrivas som att visa två parallella halva ledningsrör anordnade på de motsatta kantdelarna av den rektangulära plattan och parallell mot respektive kant. Mellan nämnda halva ledningsrör, är ett wafermönster eller ett antal sfäriska hättförskjutningar fördelade över området.

När elementet ses från det mönstrade sidan, såsom i figur 1, är delar av den första plattan 2 i själva verket synbart i hörnen av elementet. Anledning för detta är att hörnen har blivit avskurna från den andra plattan 3 så att det halva lednlngsrörets form avgränsar inloppskanalens 4 och utloppskanatens 5 respektive ändar pà ett avstånd fràn respektive närbelägna kant. Sålunda tillhandahållande plats för ett fästanordningsorgan för att placeras i varje öppning 4', 4", 5', 5" och alltjämnt vara innanför de yttre kanterna, av det rektangulära elementet.

Vidare, har inloppskanalen 4 en inloppsöppning 4' genom vilken en vätska kan ledas. inloppskanalen 4 förses med ett antal av häl längs sin förlängning tillåtande vätska att gå in i passagemönstret 6. Öppningen 4" pà den motsatta sidan av inloppskanalen 4 kan antigen vara pluggad, om bara ett element skall användas i systemet, eller kan vara ansluten till inloppet av nästa element, om ännu ett element skall användas i systemet.

Utloppskanalen 5 förses med ett antal hål längs sin förlängning tillåtande vätska från kanalerna i passagemönstret 6 att gå in i utloppskanalen 5, för vidare tillförsel från elementet genom utloppsöppningen 5”. Öppningen 5” på den motsatta sidan av utloppskanalen 5 kan antigen vara pluggad, om bara ett element skalt användas i systemet, eller kan vara ansluten till utloppet av ett tidigare element, om ännu ett element skall användas parallellt i systemet.

C135 lnloppskanalen och utloppskanalen kan båda verka som genomflödeskanaler, förutom deras respektive funktioner som spridning av vätska över hela vidden av den mönstrade passagen och mottaga/insamla vätska från den mönstrade passagen.

Vid tillverkning av elementet, uppvärms den andra plattan 3 och ges dess avsedda form före den förs mot den första plattan 2 i deras avsedda relativa positioner. Därefter uppvärms kontaktytorna mellan de två plattorna och pressas mot varandra för att mellan de två forma en homogen fog med inget ytterligare material tillfört ifogarna.

I en ytterligare utföringsform av fästanordningsorgan placerade i de den föreliggande uppfinningen, är respektive öppningarna vid båda ändar av inloppskanalen och utloppskanalen.

Med hänvisning till figur 3, är fästanordningsorganet i enlighet med denföreliggande utföringsformen i formen av snabbkoppling för verktygsfri anslutning av rör, tub, eller slang.

Kopplingen innefattar ett hölje 10 vilket har första insättnlngsdel 11, vilket visar ett genomgående hål och en utsida vilket är komplementutformad i förhållande till öppningen i vilken den är avsedd att användas, Här har både inloppskanalen och utloppskanalen samma symmetriska inre form vid deras respektive öppningar, således kan en höljekonfiguratlon användas för alla fyra öppningarna. lnsättningsdelen 11 är avsedd för att mottagas av respektive kanal. Företrädesvis är höljet tillverkat i samma material såsom plattorna, härigenom kan fixeringen av höljet till elementet göras genom att tillämpa värme och tryck och utan att ytterligare material har försetts. Höljet kan även fixeras genom användning av bindemedel, svetsning eller andra lämpliga fixeringsmedel eller förfaranden.

Höljet 10 innefattar vidare en mottagande del 12 anordnad till att mottaga det objekt till vilket det skall anslutas. Den mottagande delen 12 innefattar ett cylindriskt hål 13 ansluten till nämnda genomgående hål och vilket har en försänkt ansats 14. Den mottagande delen 12 är anordnad att samverka med en tätningsanordning i formen av en O-ring 15 anordnad att bli försäkrad mot nämnda försänkta ansats 14, en planbricka 16 anordnad att bli försäkrad mot O-ringen 15 och ett rör/tub/slang gripande organ i formen av en ring 17 försedd på insidan med inre hullingar 18. Ringen 17 är avsedda att försäkra planbrickan och hullingarna 18 vilka är avsedda att gripa en rör/tub/slang införd genom ringen 17. Slutligen är ett frikopplande stängningsorgan 19 realiserbart hållande det gripande medlet/ringen 17 i position, genom att förhindra det från att återvända ut ur det cylindriska hålet 13, Stängningsmedlet 19 är här en svängbar bygel.

Härav, om O-ringen 15, planbrickan 16 och ringen 17 är på plats och stängd med stängningsorganet 19; kan en tub införas genom ringen 17, planbrickan 16 och genom tätnings O«ringen 15 tills tuben anligger den försänkta ansatsen 14. Hullingarna kommer att förhindra tuben från att lossna, även när systemet blir tryckluftfyllt. Om stängningsmedlet 19 är öppet, kan tuben avlägsnas från kopplingen. 6 Om en cylinder är införd istället för en tub, kommer öppningen att pluggas igen.

Andra objekt kan även användas vilka passar i fästanordningsorganet och förhindrar passage av vätska.

Vidare i en utföringsform, tillhandahåller passagemönstret en maximal höjd, det maximala avståndet mellan de inre ytorna av de två plattorna uppmäts i en riktning vilken är ortogonal mot planet vilket generellt är parallellt med de två planen, vilket är mindre än 1/5 av sin vidd eller förlängning i ett plan generellt parallell till de två planen. l en alternativ utföringsform är höjden mindre än 1/10 av sin vidd.

Det ovan beskrivna elementet kan användas som absorbatorelement i en anordning för att samla värme från solenergi. För detta relativt större karbonatinnehåll väljs polymermaterialet för att göra uppsamlaren svart. Sådana system har en vätska, exempelvis vatten, vilken passerar genom elementet och blir uppvärmt av solenergi. Sedan fortsätter det till någon form av användning av den uppvärmda vätskan. Sådan användning kan vara direkt användning av varmt vatten eller indirekt användning genom ett värmeväxlareorgan. För att förbättra effekten kan elementet placeras på ett icke ledande underlag i en låda med ett transparant lock. För att fästa elementet, kan elementet bli fastspänt vid sina kanter eller kan elementet tillhandahållas med fastsättningshàl genom sin primära yta, vilket gör att kanterna avgränsar och täcker de nämnda hålen. Den självbärande karakteristiken av elementet gör det möjligt att hänga elementet på en vägg eller plats på ett tak utan extra stödjande strukturer.

Det ovan beskrivna elementet kan även användas som kylbaffelelement i ett system för att sänka temperaturen i en byggnad genom att använda cirkulerande kylningsvätskor.

Det termoplastiska materialet kan ges olika färger och former förutom varandes relativt låg vikt.

Om en byggnad är försedd med ett uppvärmningssystem baserat på cirkulation av varma vätskor, kan det ovan beskrivna elementet även användas som värme distribueringselement i ett sådant vätskecirkulerande system.

En annan användning av det ovan beskrivna elementet, är som insamlingselement under jordytan i ett markenergisystem. Sådana system insamlar vanligtvis värme från grunden med hjälp av slangar på frost säkert djup, exempelvis i trädgårdar, eller nedsänka till frostsäkert djup i lite vatten, exempelvis en sjö. Jämfört med slangar, kan elementet i enlighet med denna uppfinning samla in samma mängd energi på en mindre ytarea. Jämfört med platta typer av metallelement, kommer elementet i enlighet med denna uppfinning att ha bättre möjlighet att överleva rörelserna i marken för att materialets särdrag tillåter viss flexibilitet utan att generera plastdeformationer eller sprickor.

I ännu en annan användning av det ovan beskrivna elementet, används elementet som värmeväxlarelement i industriella processer eller livsmedelsproduktionsprocesser. l den "10 7 senare är hygienaspekterna viktiga och där är termoplastiska material vilka är godkända för sådan användning och är möjliga att använda i plattor vid tillverkning av ett element i enlighet med denna uppfinning.

Det ovan beskrivna elementet kan även användas för att kyla elektriska komponenter vilka är negativt påverkade av att vara nära till eller anligga element vilka har elektrisk konduktivitet. Exempel på sådana komponenter är komponenter i förbindelse med sändning och mottagning av radiovàgor, radiofrekvenskretsar och solceller. Om en hög resistivitet är önskvärd i exempelvis ABS material, väljs det material vilket har litet eller uteslutet karbonatinnehâll och en kvalitet som inte absorberar fukt. Ett icke konduktivt material kan exempelvis ha en resistivitet ovan 1x10° Q m, företrädesvis över 1x108 Q m, mer - företrädesvis över 1x10"° Q m, och mest företrädesvis över 1x1O13 Q m; Ordet "innefattande" utesluter inte närvaron av element eller steg andra än de listade i ett patentkrav. Ordet "en" eller "ett" föregående ett element utesluter inte närvaron av ett flertal av sådana element.

Claims (15)

10 15 20 25 30 35 Patentkrav

1. Värmeväxlarelement (1) av platt-typ, med en intern flödespassage, innefattande två plattor (2, 3) avgränsande ett inlopp (4”), ett utlopp (5') och en inre passage (6) vilken utvidgar sig mellan nämnda inlopp (4') och nämnda utlopp (5'), vari nämnda passage (6) avgränsas mellan två generellt parallella plattor (2, 3) av ett självbärande polymeriskt material, vari ett flertal punkthopfogningar mellan plattorna (2, 3) är fördelade över passageomràdet.

2. Värmeväxlarelement (1) i enlighet med patentkrav 1, vari åtminstone en av de nämnda plattorna (2, 3) är av ett icke konduktivt material.

3. Värmeväxlarelement (1) i enlighet med något av patentkraven 1-2, vari åtminstone en platta visar ett mönster vilket konfigurerar passagen.

4. Värmeväxlarelement (1) i enlighet med något av patentkraven 1-3, vari en platta visar ett mönster vilken konfigurerar passagen samt att den andra plattan är plan.

5. Värmeväxlarelement (1) i enlighet med något av patentkraven 1-4, vari plattorna (2, 3) är bundna till varandra med hjälp av homogent hopfogningsmaterial.

6. Värmeväxlarelement (1) i enlighet med något av patentkraven 1-4, vari plattorna (2, 3) är bundna till varandra genom hopfogningar vilka har samma molekylära struktur såsom plattorna (2, 3).

7. Värmeväxlarelement (1) i enlighet med något av patentkraven 1-6, vari hopfogningarna mellan plattorna (2, 3) har samma materialtjocklek såsom plattorna (2, 3).

8. Värmeväxlarelement (1) i enlighet med något av patentkraven 1-7, vari det polymera materialet är från gruppen av termoplastmaterial exempelvis innefattande ABS, polykarbonat, polypropen.

9. Värmeväxlarelement (1) i enlighet med något av patentkraven 1-8, vari plattorna (2, 3) innefattar lager vilka bygger upp plattornas (2, 3) karakteristik.

10. Användning av ett Värmeväxlarelement (1) i enlighet med något av patentkraven 1-9, som absorbator i en solenergianordning för att upphetta vatten eller andra vätskor.

11. Användning av ett Värmeväxlarelement (1) i enlighet med något av patentkraven 1-9, som en kylbaffel i en anordning vilken används för att sänka temperaturen i en byggnad.

12. Användning av ett Värmeväxlarelement (1) i enlighet med något av patentkraven 1-9, som värmefördelningselement i en anordning vilken används för att höja temperaturen i en byggnad.

13. Användning av ett Värmeväxlarelement (1) i enlighet med något av patentkraven 1-9, som ett insamlingselement under jordytan i ett markenergisystem. 533 G35

14. Användning av ett värmeväxlarelement (l) i enlighet med något av patentkraven 1-9, som värmeväxlarelement i industriella processer och livsmedelproducerande tillämpningar.

15. Användning av ett värmeväxlarelemenl (1) i enlighet med något av patentkraven 1-9, som värmeabsorbator i en temperaturreglerande anordning för att kyla elektriska komponenter vilka påverkas negativt av att vara nära eller anligga element vilka har elektrisk konduktivitet.