WO1995033173A1 - Heat exchanger - Google Patents

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WO1995033173A1
WO1995033173A1 PCT/EP1995/002275 EP9502275W WO9533173A1 WO 1995033173 A1 WO1995033173 A1 WO 1995033173A1 EP 9502275 W EP9502275 W EP 9502275W WO 9533173 A1 WO9533173 A1 WO 9533173A1
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PCT/EP1995/002275
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Mouw-Ching Tjiok
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Tjiok Mouw Ching
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    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
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    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/54Free-cooling systems

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger for two or more, preferably gaseous, media of different temperatures, with two groups of flow channels separated from one another by heat transfer surfaces and flowable through the two media via respective inlet and outlet openings according to the countercurrent principle, several at a distance from one another arranged in a stack-like manner, with their broad side walls forming the heat transfer surfaces, through which mutually parallel flow channels of the one medium penetrate hollow plates, countercurrent channels of the other medium running between the hollow plates and two edge edges arranged on opposite sides of the stack of hollow plates groups of plate-wise separate deflection chambers which are open on one side and open at mouth openings into the flow channels or counterflow channels and which are deflected by one of the media through the mouth openings from one of the media are flowable.
  • the invention further relates to various types of use of the heat exchanger.
  • Heat exchangers of the type mentioned have long been state of the art. They enable the targeted transfer of heat in the direction of a temperature gradient between two or more fluid material or media streams and serve, in particular, to recover waste heat.
  • recuperators the heat transfer takes place indirectly as a result of heat transfer through a fixed partition wall, along which the media flow in the opposite direction, separated from one another in a material-tight manner. Due to the countercurrent flow, the outlet temperature of the heat-emitting medium approaches the inlet temperature of the heat-absorbing medium. For the heat transport occurring through the partition approximately applies
  • k the heat transfer coefficient
  • A the total transfer area touched by the media
  • ⁇ Tm the mean temperature difference between the media.
  • the processes relevant for heat transfer are reflected in the k value, which depends on the heat transfer between the flowing medium and the partition wall on both sides thereof and on the heat conduction in the partition wall.
  • the efficiency achieved in the heat transfer performance i.e. the ratio of the recovered energy to the maximum recoverable energy can be simplified by the number of heat losses or the temperature efficiency
  • T, and T 2 mean the inlet and outlet temperatures of the colder and T 3 the inlet temperature of the warmer medium.
  • T, and T 2 mean the inlet and outlet temperatures of the colder and T 3 the inlet temperature of the warmer medium.
  • efficiencies which can be achieved at a given temperature difference are greatest in comparison with those in the case of a different flow arrangement, such as direct current, crossflow or crosscurrent.
  • countercurrent heat exchangers achieve efficiencies of 70 to 95%, while cross-flow heat exchangers achieve a significantly lower efficiency, which is in the range from 50 to 70%.
  • Countercurrent heat exchangers generally have a complicated design.
  • tube bundle exchangers consist of a jacket and a tube bundle held therein by a tube sheet, as well as connecting pieces for the supply and discharge of the fluid on the tube and jacket side.
  • Such constructions point require a large amount of space, are complex to manufacture and present difficulties in mass production. They are therefore hardly suitable, in particular, for use in air-conditioning systems, where, in addition to the efficiency, the purchase price and the size are important evaluation factors.
  • one of the media streams is guided in a U or Z shape using trapezoidal or diamond-shaped intermediate layers, while the other media stream is carried through plate-shaped hollow bodies rectilinear, parallel flow channels is guided.
  • the intermediate layers forming the counterflow channels are delimited by webs arranged parallel to one another, which reduce the available heat transfer area.
  • the known heat exchanger consists of ceramic materials which are primarily intended for high-temperature applications. It is not intended to be used for room air conditioning, especially using evaporative coolers, and because of the relatively small amount of heat The passage coefficients are also not useful.
  • the object of the invention is to develop a heat exchanger of the type specified at the outset which, with a high efficiency based on countercurrent flow, enables economical production and has a compact design with a large heat transfer surface and opens up new application possibilities.
  • the invention is based on the idea that an effective and uniform heat transfer can be achieved in that the hollow plates have thin-walled broad side walls and parallel separating webs arranged between the broad side walls, which delimit a multiplicity of mutually parallel flow channels which are open on the front side.
  • the hollow plates are designed as extruded or extruded hollow profile plates made of plastic or metal, which limit a large number of the flow channels , have molded-in, mutually parallel dividers between their broad side walls. With these measures, mass production at low costs is possible.
  • the profile shapes of the hollow profile plates in particular the thickness of the side walls, the profile shape of the separating webs and the channels and their length can be easily and optimally adapted to the respective requirements.
  • the hollow profile plates made of plastics from the group polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, polystyrene, ABS extruded or extruded from metals from the group aluminum, aluminum alloys. When using these materials, it is possible to produce extremely thin-walled, yet dimensionally stable, hollow profile plates, in particular good heat transfer properties, low weight and low costs associated with material savings.
  • a two-flow system can be implemented in a particularly simple manner by spacers arranged between the hollow plates, which limit the counterflow channels at least in sections.
  • the spacers can, as strip-shaped sections, consist of the same hollow profile material as the hollow profile plates provided for delimiting the flow channels, which are arranged at equal intervals parallel to one another on the hollow profile plates and whose separating webs run parallel to the separating webs of the hollow profile plates. This ensures sufficient dimensional stability, while at the same time the thickness of the heat transfer surfaces between the media remains essentially limited to the wall thickness of the broad side walls of the hollow profile plates. This increases the heat transfer coefficient k (equation 1) and the heat transfer performance.
  • the strip-shaped hollow profile plate sections extend with their longitudinal edges running transversely or obliquely to their dividers over the entire height or width of the hollow profile plates and limit the deflection chambers on the mouth side towards the counterflow channels.
  • the media flow passed through the deflection chambers is divided into individual flow threads, and is supplied in a uniform manner to the counterflow channels formed between the hollow profile plates or discharged from them.
  • the hollow profile plate sections serve immediately as current disturbance elements that destroy the laminar boundary layer of the media flow and thereby improve the heat exchange.
  • the spacers consist of corrugated profiled plates made of plastic or metal which, together with the adjacent broad side walls of the hollow profile plates, limit a multiplicity of flow channels running parallel to the separating webs of the hollow profile plates.
  • the spacers can also consist of a plurality of wavy profiled plate strips which are arranged in the flow direction at a distance from one another between the mutually facing broad side walls of the hollow profile plates and which, together with the adjacent broad side walls, ver essentially parallel to the separating webs of the hollow profile plates ⁇ form running channel sections.
  • the wave-shaped profiled plate strips expediently extend with their longitudinal edges running transversely or obliquely to the channel sections over the entire height or width of the hollow profile plates and delimit the deflection chambers on the mouth side towards the counterflow channels.
  • the spacers consist of guide ribs formed on the plates and running parallel to the flow channels.
  • the guide ribs can be arranged with the same longitudinal offset from one another over the width of the hollow plates at a distance from one another and, with their end faces, limit the orifices of the deflection chambers.
  • the hollow plates are each composed of a flat base plate and a contact line with the base plate, which has a zigzag or corrugated profile and is broad on parallel to one another. ter formed the formation of the flow channels or counterflow channels connected profile plate.
  • the base plate and the profile plate are preferably designed as an integral extrusion or extrusion made of plastic or metal. However, it is also possible to design the base plate and the profile plate as separate molded parts made of plastic or metal, which are glued or welded to one another at their contact lines.
  • the preferably rectangular base plate is bent at its side edges, preferably towards the side of the profile plate, by approximately 90 °, the bent edges of the base plate having a width corresponding to the maximum profile depth of the profile plate and can be interrupted in the area of the inlet and outlet openings.
  • the hollow plates are each formed from a flat base plate and a plurality of guide ribs which extend parallel to one another and extend over a broad side surface of the base plate, with lateral delimitation of the flow or counterflow channels and which are integral with the base plate can be connected.
  • the base plate and the guide ribs are advantageously designed as a one-piece extrusion or extrusion made of plastic or metal.
  • the deflection chambers can be opened in groups via an inlet or outlet opening to opposite end faces of the plate stack that run parallel to the flow channels and can be flowed through at right angles by deflecting the media flow.
  • This makes it possible to guide the media in flow paths that are separated by plates to different end faces of the stack of plates, to which external lines, in particular sewer ducts of ventilation systems, can easily be connected separately from one another are.
  • the flow or counterflow channels can also be specified in their length independently of the cross sections of the inlet and outlet openings.
  • the deflection chambers are wedge-shaped in outline and extend over the entire width of the hollow plates with two narrow-sided boundary surfaces adjacent to the inlet or outlet opening and enclosing an acute angle. Due to the wedge shape, a uniform flow distribution or a constant pressure drop across all mouth openings and thus a uniform heat transfer in all the channel strips is achieved. In particular, non-uniform temperature profiles, such as those which occur in known plate exchangers due to the cross-flow guidance over the flow cross section, are avoided.
  • the deflection chambers open on one of their narrow-side boundary surfaces into the mouth openings of the flow channels or counterflow channels and are closed gas-tight on their other narrow-side boundary surface by an end wall.
  • a deflection of the media flow is thereby achieved in a particularly simple manner, without further measures such as the installation of baffles being necessary.
  • the counterflow channels on the inflow and outflow sides can open into one of the two groups of deflection chambers and the flow channels end at inlet and outlet openings on opposite end faces of the stack of hollow plates or the other way around.
  • the media can be moved in and out again via respective end faces of the stack of plates are discharged when the flow channels on the input side and the counterflow channels on the output side are connected to one of the groups of deflection chambers, or vice versa.
  • a further preferred embodiment of the invention provides that the flow ducts and the counterflow ducts are connected on the inlet and outlet sides to one of the groups of deflection chambers and that the inlet and outlet openings of the hollow plates stacked one above the other at both ends of the stack alternately towards opposite longitudinal sides of the hollow plates. This results in two inlet openings and outlet openings for the two media streams, which are aligned parallel to one another.
  • An advantageous modification of this design provides that the flow channels are connected on the inlet and outlet sides to one of the groups of deflection chambers, that the counterflow channels are only connected on the inlet or outlet side to one of the groups of deflection chambers and that the inlet and outlet openings of the sandwich-like stacked stack Point the hollow plates at one end of the stack alternately towards opposite longitudinal sides of the hollow plates.
  • flow obstacles are arranged in the flow channels and / or counterflow channels to generate a turbulent flow. This further improves the heat exchange between the media.
  • the flow ducts and the counterflow ducts of a pair of hollow profile plates or stapleis communicate with one another in the region of their one facing mouth opening to form a closed flow reversal chamber.
  • Water spray nozzles can be located in the flow reversal chamber and a water reservoir through which the medium can flow can be arranged, the water reservoir being able to consist of a textile fiber fabric or nonwoven fabric.
  • a preferred use of the heat exchanger according to the invention envisages its use in air-conditioning systems for heating or cooling a supplied outside air flow using the heat content of an exhaust air flow.
  • no extreme demands are placed on the pressure and temperature resistance of the heat exchanger material, while the low purchase price, the small space requirement with a large heat exchanger area and the high efficiency of the heat exchanger according to the invention are important evaluation criteria.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a heat exchanger through which its front sides can flow, according to the countercurrent principle
  • FIG. 2 shows the cross-sectional profile of a hollow profile plate of the heat exchanger according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows an enlarged perspective view of an exchanger unit of the heat exchanger according to FIG. 1 consisting of a hollow profile plate and spacers;
  • Fig. 7 is a diagram of an arrangement of the heat exchanger in an air conditioning system
  • FIG. 8 is a perspective view of a cooler unit of an evaporative cooler consisting of a hollow profile plate, spacers and a flow reversal chamber;
  • FIG. 9 shows a schematic sectional illustration through an evaporative cooler through which the countercurrent principle can flow
  • FIG. 10 shows a schematic illustration of an air conditioning system for cooling a building space, consisting of a heat exchanger according to FIG. 1 and an evaporative cooler according to FIG. 9;
  • 11a to c show three further alternative embodiments of hollow plates for producing an exchanger unit in a perspective view
  • FIG. 12 shows the hollow plate according to FIG. 11a in a perspective exploded view
  • FIG. 13 shows a perspective view of a heat exchanger through which its longitudinal sides can flow according to the countercurrent principle
  • FIG. 15 is a top view of a heat exchanger according to chend Fig. 13 with two fans;
  • FIG. 16 is a top view of the heat exchanger according to FIG. 15 with fans driven by a motor;
  • Fig. 17 is a plan view of a heat exchanger modified compared to Figs. 15 and 16.
  • the heat exchanger 10 shown in FIG. 1 consists essentially of a plurality of hollow profile plates 12 and spacers 14 arranged in an alternating stack in a stack-like manner, the hollow profile plates 12 being traversed through by flow channels 16 of a medium and with their as Broad side walls 18 serving for heat transfer surfaces are in thermal contact with counterflow channels 20 of another medium arranged between the successive plates 12.
  • the heat-exchanging media can be fed in and out in two separate streams 26, 28 via frontal inlet and outlet openings 22, 22 ', 24, 24' of the plate stack 30 and are thereby removed within the plate stack 30 according to the countercurrent principle passed along the heat transfer surfaces.
  • the individual hollow profile plates 12 have an elongated, narrow rectangular profile with thin-walled, parallel broad side walls 18 and separating webs 32 which run transversely between the broad side walls 18 and are arranged at equal distances from one another.
  • each case form a hollow profile plate 12 and the spacers 14 arranged on one of its broad side walls 18 together a structural and functional unit of the heat exchanger 10.
  • Such exchanger units 34 which can be joined together or stacked in a freely definable number, are from the media via the flow channels 16 and from the spacers 14 on the inlet and outlet sides limited counterflow channel 20 can be flowed through in opposite flow directions. They can be implemented in various embodiments while maintaining the countercurrent principle, some of which are described below.
  • the spacers 14 consist of elongated, parallelogram-shaped hollow profile plate sections or plate strips 15, the longitudinal edges 36 of which run obliquely to the separating webs 32.
  • the plate strips 15 are fastened to the broad side wall 18 of the hollow profile plate 12 by suitable connecting means, for example welded or glued. They are arranged at the same distance from each other along the plate 12 and extend with their longitudinal edges 36 over essentially the entire plate height, ie the vertical extent of the hollow profile plate 12 in the arrangement shown.
  • the separating webs 32 in the plate strips 15 run parallel to the separating webs 32 in the hollow profile plate 12.
  • sealing means running along the edge edges are provided, which in the exemplary embodiment shown are in the form of a rod-shaped flat end ⁇ wall elements 38 are formed.
  • the end wall elements 38 are used for the edge-side sealing of the intermediate space delimited by mutually facing broad side wall surfaces of successive exchanger elements 34.
  • curable connecting means or potting compounds are also suitable as a sealing means for sealing the space on the edge in a gastight manner and for rigidly connecting the adjacent hollow profile plates 12 to one another.
  • the horizontal, End wall elements 38 arranged parallel to the flow channels 16 and end edges 40 of the hollow profile plates 12 run from diagonally opposite corners of the hollow profile plate 12 to the most distant longitudinal edge 36 of the plate strips 15 and thus each give an inlet or outlet opening 22, 24 for one of the Media free.
  • the hollow profile plate strips 14 also serve to guide a media flow 26 which is passed through the intermediate space through the inlet and outlet opening 22, 24 (which is illustrated in FIG. 3 by arrows with open arrowheads).
  • the medium flowing in via the inlet opening 22 is deflected at right angles by the separating webs 32 or channel sections 45 of the plate strip 15 adjoining the deflection chamber 42 perpendicular to the inflow direction.
  • the media stream 26 is evenly distributed over the mouth openings 46 of the channel sections 45 of the plate strip 14 and directed as individual partial streams 48 into the counterflow channel 20.
  • the partial flows 48 are separated from one another only in the region of the plate strips 15 by solid walls.
  • the partial streams 48 introduced through the duct sections 45 of the closing plate strip 14 into the outlet-side deflection chamber 44 are redirected again by 90 ° and again through the outlet opening 24 in the same direction as the inflow direction dissipated.
  • the second, warmer or colder medium is passed through the flow channels 16 of the hollow profile plate 12 (arrows with filled tips in FIG. 3).
  • the direction of flow is opposite to the flow of the first medium in the counterflow channel 20, the heat transfer taking place through the wide side wall 18 of the hollow profile plate 12 serving as a partition and heat transfer surface between the media.
  • the two media streams 26, 28 run in cross flow only in the narrow region of the deflection chambers 42, 44. However, this area can be kept small in relation to the total heat exchange area by appropriate selection of the flow channel length.
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 3a differs from the exemplary embodiment according to FIG. 3 in that the spacers consist of a plurality of wave-shaped profiled plate strips 15 ', which are arranged at a distance from one another between the mutually facing broad side surfaces of the hollow profile plates 12 and which are together form with the adjacent broad side surfaces substantially parallel to the separating webs 32 of the hollow profile plates 12 channel sections 45.
  • the spacers consist of wave-shaped profiled plates made of plastic or metal, which, together with the adjacent broad side walls of the hollow profile plates, delimit a plurality of flow channels 45 running parallel to the separating webs 32 of the hollow profile plates 12 .
  • a single, parallelogram-shaped hollow profile plate piece 50 is provided, which with its inclined surfaces Front sides 52, 54 delimit the deflection chambers 42, 44, and their channels 56, which run between the deflection chambers 42, 44, in their entirety form the counterflow duct 20.
  • the hollow profile plate piece 50 has essentially the same base area as the counterflow duct 20 delimited by the plate strips 15. However, the partial streams formed at the mouth openings to the inlet-side deflection chamber 42 are constantly separated from one another in the channels 56 of the hollow profile plate piece 50 by solid walls and therefore are not deflected transversely to the intended flow direction.
  • the hollow profile plate piece 50 increases the dimensional stability of the heat exchanger 10 compared to individual plate strips 15, but deteriorates the heat transfer due to the increased thickness of the partition walls between the media due to the wall thickness of its broad side walls.
  • the media not shown in FIG. 4 is guided according to the principle shown in FIG. 3.
  • the spacers 14 consist of guide ribs 58 formed on the hollow profile plates 12 or extruded together with them and running parallel to the flow channels 16.
  • the guide ribs 58 are at the same longitudinal offset from one another over the height of the hollow plate 12 are arranged at a distance from one another and their end faces 60 limit the orifices 46 to the deflection chambers 42, 44.
  • the guide ribs 58 likewise delimit a parallelogram-shaped counterflow channel 20 which is subdivided into individual subchannels 62 running between the guide ribs 58.
  • the flow is therefore carried out in the same way as in the exemplary embodiments shown in FIGS. 3 and 4.
  • flow obstacles 64 can be attached to the guide ribs 58 to generate a turbulent flow, as a result of which the heat transfer between the fluidized medium and the heat transfer area improved.
  • the deflection chamber 42 is formed by a wedge-shaped plate end piece 66, the channel strips 68 of which are sealed gas-tight and which is attached to the inlet-side end face of the hollow profile plate 12.
  • a wedge-shaped recess can also be provided in the plate 12.
  • the end piece 66 is fastened to a spacer 14, which is formed from a rectangular plate section 70 and is fastened to the hollow profile plate 12 with lateral coverage of the deflection chamber 42 on the flow channel side.
  • the plate section 70 serves, on the one hand, as a termination of the counterflow channel 20 and for the straight-line discharge of the media flow 28 which is passed through it 3 deflected at right angles.
  • FIG. 7 shows the use of the heat exchanger 10 in an air-conditioning system 72, which is intended to supply a building room 74 with cooled outside air.
  • the outside air stream 76 to be cooled and the exhaust air stream 78 having a lower temperature are directed to the inlet side of the heat exchanger 10.
  • a heat transfer from the outside air 76 to the exhaust air 78 takes place in the heat exchanger 10, i.e. the "residual coolness" of the exhaust air, which would be uselessly lost in normal room ventilation, can be used to pre-cool the outside air.
  • the thus cooled outside air flow 76 is further cooled by the evaporator 80 of a refrigerant circuit 82 of the air conditioning system 72 and supplied as a supply air flow 84 to the room 74 to be air-conditioned.
  • the exhaust air stream 78 which is heated by the outside air stream 76 within the heat exchanger 10, but whose temperature has not yet been fully adjusted to the outside temperature, is used for further cooling the condenser 86 of the refrigerant circuit 82 and is then only released as an exhaust air stream 88.
  • the exhaust air flow 78 can be partially branched off via a bypass duct 90 provided with an adjustable throttle valve 89 and admixed to the supply air flow 84 as a circulating air flow 92.
  • the use of the heat exchanger 10 described above is mainly possible during the summer months. At low outside temperatures, on the other hand, it can be in the exhaust air contained heat in the heat exchanger can be recovered by preheating the outside air. The heat transfer takes place in the opposite direction. With a humid exhaust air flow (humidifier 94) and strong cooling, the saturation temperature is reached and the moisture contained in the exhaust air is never reflected with the release of the latent heat of condensation on the heat transfer surfaces.
  • the deposited water film changes the interface conditions on the heat transfer surfaces and therefore improves the heat transfer.
  • the cooler unit 100 shown in Fig. 8 has basically the same structure as the exchanger unit of Fig. 3, wherein instead of the inlet and outlet openings 22 and 24 'a flow reversal chamber 102 is provided at one end of the cooler unit 100, which from the hollow profile plate 12 end media flow exiting into the counterflow channels 20.
  • the medium is thus directed to itself through the cooler unit 100 according to the counterflow principle.
  • a number of water spray nozzles 104 are arranged in the flow reversal chamber 102, which humidify the media stream 106 emerging from the hollow profile plate 12 and thereby adiabatic, evaporative cooling of the medium by utilizing the evaporation enthalpy of the water bring about.
  • a water storage element 108 consisting of a natural or synthetic fiber fabric and through which the medium can flow, which is used to further load the media stream with moisture up to its saturation level. supply leads.
  • the water storage element 108 is moistened by means of the water spray nozzles 104.
  • the mode of operation of the cooler unit 100 is as follows:
  • the inlet opening 22 'of the hollow profile plate 12 is acted upon by the media stream to be cooled, for example the (dry) exhaust air stream from a building room.
  • This passes through the large number of flow channels 16 into the area of the flow reversal chamber 102, where it is moistened by means of the water spray nozzles 104 and the water storage element 108 and deflected into the counterflow channels 20.
  • the humidification of the media flow leads to an adiabatic cooling of the medium, heat being removed from the media flow by the evaporation of the water. As a result, the relative humidity of the medium increases while its temperature drops.
  • the media stream cooled in this way passes through the counterflow channels 20, heat exchange taking place via the heat transfer surface 18 with the media stream in the hollow profile plate 12, so that a pre-cooled media stream enters the flow reversal chamber 102.
  • the media flow in the counterflow channels 20 mainly absorbs the heat without evaporating an excess temperature to evaporate excess water. In this case, even a water film wetting the heat transfer surface 18 can occur.
  • the cooler unit 100 combines the direct evaporative cooling with the indirect evaporative cooling via the heat transfer surface 18 according to the countercurrent principle and thereby achieves a high degree of efficiency.
  • the evaporative cooler 110 (FIG. 9) consists, analogously to the heat exchanger 10 of FIG. 1, of a freely definable number of stacked cooler units 100, the flow reversal chamber 102 extending over the entirety of the cooler units 100.
  • the medium to be cooled is fed to the inlet openings 22 'of the hollow profile plates 12 by means of a blower 112 and leaves the evaporative cooler 110 via the outlet openings 24 of the counterflow channels 20, from where it can be fed to a further utilization via a collecting shaft, for example in an air conditioning system according to FIG. 10.
  • the system according to FIG. 10 is used to cool the building space 114, the cool exhaust air flow illustrated by the arrows with filled tips being passed through the evaporative cooler 110 for further cooling and, after exiting from it, is fed to the heat exchanger 10 via the connecting shaft 116 becomes.
  • the warm supply air flow illustrated by the arrows with open tips is directed in counterflow to the cooled exhaust air flow while cooling through the heat exchanger 10 by means of the fan 118 into the room 114, which is thus supplied with dry and cool fresh air.
  • the heat exchanger 10 shown in FIG. 13 has a multiplicity of hollow plates 12 ′, 12 ′′, which are arranged in an alternating sequence in stacks in a stack, one above the other, and which can in principle be constructed in the manner shown in FIGS. 11a to c .
  • the hollow plates 12 ', 12''shown in FIGS. 11a and b consist of a flat base plate 100 and a contact line with the base plate 100, which has a zigzag or corrugated profile and is broadly parallel to one another, with the formation of flow channels 16', 16 ′′ or corresponding countercurrent channels 20 ′, 20 ′′ connected profile plate 102.
  • the base plate 100 and the profile plate 102 can be composed of two parts in the sense of FIG. 12 and glued or welded together. However, they can also be in one piece, for example in the extrusion or extrusion process. be produced.
  • the hollow plate 12 ', 12' ' consists of a flat base plate 100 and a multiplicity of guide ribs 104 projecting over a broad side surface of the base plate 100 and extending parallel to one another.
  • the base plate 100 and the guide ribs 104 are also expediently produced in this embodiment as a one-piece extrusion or extrusion made of plastic or metal.
  • the side edges 106 of the base plate 100 are bent 90 ° to the side of the profile plate 102 in the sense of FIGS. 14a to c and are dimensioned such that they are one of the maximum profile depth have the corresponding width of the profile plate 102.
  • the profile plates 102 are cut obliquely to form the deflection chambers 42, 44 and the orifices 46.
  • the longitudinal side edge 106 is cut off at the relevant point.
  • the exchanger units 12 ', 12' 'for the different media are provided with differently designed deflection chambers 42, 44 and inlet and outlet openings 22, 24 by appropriately cutting the profile plates 102 at the orifices 46.
  • the flow channels or counterflow channels of an exchanger unit are divided into two channel areas 16 ', 16' 'or 20', 20 '' by the profile plates 102, of which the channel area 16 ', 20' is open to the base plate 100 of the relevant exchanger element while the channel region 16 ′′, 20 ′′ is open to the base plate 100 of the adjacent exchanger unit.
  • the stacked hollow plates 12 ', 12' ' are connected airtight at the joints of their side edges 106.
  • Flow channels 16 ', 16''and the counterflow channels 20', 20 '' on the input side and on the output side are each connected to a deflection chamber 42, 44, so that the inlet and outlet openings 22, 24 of the sandwich-like stacked hollow plates in the vicinity of the two stack ends alternately point to one or the other long side of the hollow plates 12 ', 12''.
  • the two exchange media (arrows 108 and double arrows 110) are supplied in parallel from one long side of the exchanger, while the two exchange media are also removed in parallel on the other side of the exchanger.
  • the blowers 112, 114 necessary for this are shown in the exemplary embodiment according to FIG 16 driven by a common motor 116.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 17 differs from that according to FIG. 15 in that only three of the input and output-side media streams are directed in parallel, while the fourth media stream is oriented perpendicularly thereto. This is made possible by a corresponding design of the deflection chambers 42, 44 within the heat exchanger units.
  • the invention relates to a heat exchanger 10 through which the countercurrent principle can flow, for two gaseous media of different temperatures.
  • the heat exchanger has stacked hollow plates 12 which are spaced apart from one another and which, with their wide side walls 18, form heat transfer surfaces and are penetrated by parallel flow channels 16 of one medium, while counterflow channels 20 of the other medium run in the area between the hollow plates 12.
  • Deflection chambers 42, 44 are provided for deflecting the flow of the media flows, which are supplied and discharged separately from one another on different end faces of the hollow plate stack 30, and are arranged on opposite sides of the hollow plates. are ordered.
  • the hollow plates 12 are designed as extruded or extruded hollow profile plates made of plastic or metal, which have a large number of separating webs (32) which delimit the flow channels (16) and are formed between their broad side walls (18).

Abstract

The invention concerns a heat exchanger (10), operating on the countercurrent principle, for two gaseous fluids at different temperatures. The heat exchanger has hollow panels (12) disposed in a stack with a gap between each panel, the broadside walls (18) of the panels forming heat-transfer surfaces and parallel flow channels (16) for one of the fluids passing through the panels while countercurrent channels (20) for the other fluid run between the panels (12). In order to direct the fluid flows fed in and discharged separately from each other at different ends of the stack (30) of plates, deviation channels (42, 44) are provided at opposite ends of the plates. The plates (12) are designed as hollow-extruded plastic or metal sections having a multiplicity of parallel partitions (32) moulded between the broadside walls (18) and delimiting the flow channels (16).

Description

Wärmeaustauscher und dessen VerwendungHeat exchangers and their use
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher für zwei oder mehrere, vorzugsweise gasförmige Medien unterschiedlicher Temperatur, mit zwei durch Wärmeübertragungsflachen vonein¬ ander getrennten, von den beiden Medien über jeweilige Ein- und Auslaßöffnungen nach dem Gegenstromprinzip durchströmba¬ ren Gruppen von Strömungskanälen, mehreren im Abstand von¬ einander stapeiförmig angeordneten, mit ihren Breitseiten¬ wänden die Wärmeübertragungsflachen bildenden, von zueinan¬ der parallelen Strömungskanälen des einen Mediums durchsetz¬ ten Hohlplatten, zwischen den Hohlplatten verlaufenden Ge- genstromkanälen des anderen Mediums und zwei an gegenüber¬ liegenden Seiten des Hohlplattenstapels angeordneten, rand- seitig offenen und an Mündungsöffnungen in die Strömungska¬ näle oder Gegenstro kanäle mündenden Gruppen von plattenwei¬ se voneinander getrennten Umlenkkammern, die über die Mün¬ dungsöffnungen von einem der Medien unter Strömungsumlenkung durchströmbar sind. Die Erfindung betrifft ferner verschie¬ dene Verwendungsarten des Wärmeaustauschers.The invention relates to a heat exchanger for two or more, preferably gaseous, media of different temperatures, with two groups of flow channels separated from one another by heat transfer surfaces and flowable through the two media via respective inlet and outlet openings according to the countercurrent principle, several at a distance from one another arranged in a stack-like manner, with their broad side walls forming the heat transfer surfaces, through which mutually parallel flow channels of the one medium penetrate hollow plates, countercurrent channels of the other medium running between the hollow plates and two edge edges arranged on opposite sides of the stack of hollow plates groups of plate-wise separate deflection chambers which are open on one side and open at mouth openings into the flow channels or counterflow channels and which are deflected by one of the media through the mouth openings from one of the media are flowable. The invention further relates to various types of use of the heat exchanger.
Wärmeaustauscher der genannten Art gehören seit langem zum Stand der Technik. Sie ermöglichen die gezielte Wärmeüber¬ tragung in Richtung eines Temperaturgefälles zwischen zwei oder mehr fluiden Stoff- bzw. Medienströmen und dienen ins¬ besondere der Rückgewinnung von Abwärme. Die Wärmeübertra¬ gung erfolgt bei sogenannten Rekuperatoren indirekt infolge Wärmedurchgangs durch eine feste Trennwand, entlang derer die Medien stoffdicht voneinander getrennt in entgegenge¬ setzter Richtung strömen. Aufgrund der Gegenstromführung nähert sich die Austrittstemperatur des wärmeabgebenden der Eintrittstemperatur des wärmeaufnehmenden Mediums. Für den hierbei durch die Trennwand hindurch auftretenden Wärme¬ transport gilt näherungsweiseHeat exchangers of the type mentioned have long been state of the art. They enable the targeted transfer of heat in the direction of a temperature gradient between two or more fluid material or media streams and serve, in particular, to recover waste heat. In so-called recuperators, the heat transfer takes place indirectly as a result of heat transfer through a fixed partition wall, along which the media flow in the opposite direction, separated from one another in a material-tight manner. Due to the countercurrent flow, the outlet temperature of the heat-emitting medium approaches the inlet temperature of the heat-absorbing medium. For the heat transport occurring through the partition approximately applies
Q = k AΔTm, (1)Q = k AΔT m , (1)
mit k als Wärmedurchgangskoeffizient, A als gesamte von den Medien berührte Übertragungsfläche und ΔTm als mittlere Tem¬ peraturdifferenz zwischen den Medien. Die beim Wärmedurch¬ gang maßgeblichen Prozesse spiegeln sich im k-Wert wieder, der vom Wärmeübergang zwischen dem strömendem Medium und der Trennwand auf beiden Seiten derselben sowie von der Wärme¬ leitung in der Trennwand abhängt. Der in der Wärmeübertra¬ gungsleistung erzielte Wirkungsgrad, d.h. das Verhältnis der rückgewonnenen Energie zur maximal rückgewinnbaren Energie, kann vereinfacht durch die Rückwärmezahl bzw. den Tempera¬ tur-Wirkungsgradwith k as the heat transfer coefficient, A as the total transfer area touched by the media and ΔTm as the mean temperature difference between the media. The processes relevant for heat transfer are reflected in the k value, which depends on the heat transfer between the flowing medium and the partition wall on both sides thereof and on the heat conduction in the partition wall. The efficiency achieved in the heat transfer performance, i.e. the ratio of the recovered energy to the maximum recoverable energy can be simplified by the number of heat losses or the temperature efficiency
= (T2 - T,) / (T3 - T.) (2)= (T 2 - T,) / (T 3 - T.) (2)
dargestellt werden, wobei T, und T2 die Ein- und Austritts¬ temperaturen des kälteren und T3 die Eintrittstemperatur des wärmeren Mediums bedeuten. Beim Gegenstrom sind die bei ge¬ gebener Temperaturdifferenz erzielbaren Wirkungsgrade am größten im Vergleich zu denjenigen bei anderer Strömungs¬ führung wie Gleichstrom, Kreuzstrom oder Kreuzgegenstrom. In der Praxis werden mit Gegenstrom-Wärmeaustauschern Wirkungs¬ grade von 70 bis 95 % erzielt, während Kreuzstrom-Wärmeaus¬ tauscher einen deutlich geringeren, im Bereich von 50 bis 70 % liegenden Wirkungsgrad erreichen. Gegenstrom-Wärmeaustau¬ scher weisen jedoch allgemein eine komplizierte Bauform auf. Die gebräuchlichsten Gegenstrom-Wärmeaustauscher bestehen als sogenannte Rohrbündelaustauscher aus einem Mantel und einem darin durch einen Rohrboden gehalterten Rohrbündel sowie Stutzen für die Zu- und Abführung des rohrraum- und mantelraumseitigen Fluids. Derartige Konstruktionen weisen einen hohen Raumbedarf auf, sind aufwendig in der Herstel¬ lung und bereiten Schwierigkeiten in der Massenproduktion. Sie kommen daher insbesondere für den Einsatz in klimatech¬ nischen Anlagen, wo neben dem Wirkungsgrad auch der Anschaf¬ fungspreis und die Baugröße wichtige Bewertungsfaktoren sind, kaum in Frage.are shown, where T, and T 2 mean the inlet and outlet temperatures of the colder and T 3 the inlet temperature of the warmer medium. In the case of countercurrent, the efficiencies which can be achieved at a given temperature difference are greatest in comparison with those in the case of a different flow arrangement, such as direct current, crossflow or crosscurrent. In practice, countercurrent heat exchangers achieve efficiencies of 70 to 95%, while cross-flow heat exchangers achieve a significantly lower efficiency, which is in the range from 50 to 70%. Countercurrent heat exchangers, however, generally have a complicated design. The most common countercurrent heat exchangers, as so-called tube bundle exchangers, consist of a jacket and a tube bundle held therein by a tube sheet, as well as connecting pieces for the supply and discharge of the fluid on the tube and jacket side. Such constructions point require a large amount of space, are complex to manufacture and present difficulties in mass production. They are therefore hardly suitable, in particular, for use in air-conditioning systems, where, in addition to the efficiency, the purchase price and the size are important evaluation factors.
Kompakte Bauarten bei vergleichsweise billiger Wärmeaus¬ tauschfläche lassen sich durch sogenannte Plattenaustauscher erreichen. Bei diesen ist es an sich bekannt, dünne, gerill¬ te oder gewellte Platten stapeiförmig anzuordnen und das wärmere und kältere Medium alternierend durch die zwischen den Platten ausgebildeten Zwischenräume zu führen. Um die stoffliche Trennung der wärmetauschenden Medien ein- und austrittseitig zu ermöglichen, werden bei Plattenaustau- schern die Randöffnungen der Zwischenräume medienweise ge¬ trennt an jeweils zwei gegenüberliegenden Stirnseiten ver¬ schlossen und die externen Kanalzüge an den jeweils verblei¬ benden offenen Stirnseiten angeschlossen. Zwangsläufig er¬ gibt sich bei diesem Anschlußprinzip eine KreuzStromführung, mit dem erwähnten Nachteil eines geringeren Wirkungsgrads.Compact designs with a comparatively cheap heat exchange surface can be achieved by so-called plate exchangers. In the case of these, it is known per se to arrange thin, grooved or corrugated plates in a stacked manner and to guide the warmer and colder medium alternately through the spaces formed between the plates. In order to enable the material separation of the heat-exchanging media on the inlet and outlet sides, in the case of plate exchangers the edge openings of the interspaces are closed media-wise separately on two opposite end faces and the external channel strips are connected to the remaining open end faces. With this connection principle, there is inevitably a cross-current guidance, with the mentioned disadvantage of lower efficiency.
Bei einem Wärmeaustauscher der eingangs genannten Art (DE-A-27 06 253) wird der eine Medienstrom U- bzw. Z-förmig unter Verwendung von trapez- bzw. rautenförmigen Zwischenla¬ gen geführt, während der andere Medienstrom durch platten- förmige Hohlkörper mit geradlinigen, parallelen Strömungska¬ nälen geführt wird. Die die Gegenstromkanäle bildenden Zwi¬ schenlagen werden dabei durch parallel zueinander angeordne¬ te Stege begrenzt, die die verfügbare Wärmeübertragungsflä¬ che reduzieren. Der bekannte Wärmeaustauscher besteht aus keramischen Werkstoffen, die vor allem für Hochtemperaturan¬ wendungen bestimmt sind. Ein Einsatz für die Raumklimatisie- rung, insbesondere unter Verwendung von Verdunstungskühlern, ist dort nicht vorgesehen und wegen des relativ kleinen War- medurchgangskoeffizienten auch nicht sinnvoll.In the case of a heat exchanger of the type mentioned at the outset (DE-A-27 06 253), one of the media streams is guided in a U or Z shape using trapezoidal or diamond-shaped intermediate layers, while the other media stream is carried through plate-shaped hollow bodies rectilinear, parallel flow channels is guided. The intermediate layers forming the counterflow channels are delimited by webs arranged parallel to one another, which reduce the available heat transfer area. The known heat exchanger consists of ceramic materials which are primarily intended for high-temperature applications. It is not intended to be used for room air conditioning, especially using evaporative coolers, and because of the relatively small amount of heat The passage coefficients are also not useful.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeaustauscher der eingangs angegebenen Art zu ent¬ wickeln, der bei hohem, auf der Gegenstromführung basieren¬ dem Wirkungsgrad eine wirtschaftliche Herstellung ermöglicht und eine kompakte Bauform bei großer Wärmeübertragungsfläche aufweist und neue Anwendungsmöglichkeiten eröffnet.Proceeding from this, the object of the invention is to develop a heat exchanger of the type specified at the outset which, with a high efficiency based on countercurrent flow, enables economical production and has a compact design with a large heat transfer surface and opens up new application possibilities.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden die in den Ansprüchen 1, 12 und 18 angegebenen Merkmalskombinationen vorgeschlagen. Vor¬ teilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Verwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.To achieve this object, the combinations of features specified in claims 1, 12 and 18 are proposed. Advantageous refinements, developments and uses of the invention result from the dependent claims.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, daß eine effektive und gleichförmige Wärmeübertragung dadurch erreicht werden kann, daß die Hohlplatten dünnwandige Breitseitenwände und zwischen den Breitseitenwänden angeordnete parallele Trenn¬ stege aufweisen, die eine Vielzahl zueinander paralleler stirnseitig offener Strömungskanäle begrenzen. Um eine wirt¬ schaftliche Herstellung derartiger Hohlplatten zu gewährlei¬ sten, wird gemäß einer ersten Erfindungsalternative vorge¬ schlagen, daß die Hohlplatten als extrudierte oder strangge¬ preßte Hohlprofilplatten aus Kunststoff oder Metall ausge¬ bildet sind, die eine Vielzahl von die Strömungskanäle be¬ grenzenden, zwischen ihren Breitseitenwänden eingeformten, zueinander parallelen Trennstegen aufweisen. Mit diesen Ma߬ nahmen wird eine Massenproduktion bei geringen Kosten mög¬ lich. Die Profilformen der Hohlprofilplatten, insbesondere die Dicke der Seitenwände, die Profilform der Trennstege und der Kanäle und deren Länge kann den jeweiligen Anforderungen entsprechend einfach und optimal angepaßt werden. Abhängig vom Anwendungs- und Temperaturbereich des Wärmeaustauschers können die Hohlprofilplatten aus Kunststoffen der Gruppe Po¬ lypropylen, Polyethylen, Polyvinylchlorid, Polystyren, ABS extrudiert oder aus Metallen der Gruppe Aluminium, Alumi¬ niumlegierungen stranggepreßt werden. Bei Verwendung dieser Materialien ist es möglich, äußerst dünnwandige und dennoch formstabile Hohlprofilplatten herzustellen, wobei insbeson¬ dere guten Wärmeübertragungseigenschaften, geringem Gewicht und durch Materialersparnis verbundenen geringen Kosten Rech¬ nung getragen werden kann.The invention is based on the idea that an effective and uniform heat transfer can be achieved in that the hollow plates have thin-walled broad side walls and parallel separating webs arranged between the broad side walls, which delimit a multiplicity of mutually parallel flow channels which are open on the front side. In order to ensure the economical production of such hollow plates, it is proposed according to a first alternative of the invention that the hollow plates are designed as extruded or extruded hollow profile plates made of plastic or metal, which limit a large number of the flow channels , have molded-in, mutually parallel dividers between their broad side walls. With these measures, mass production at low costs is possible. The profile shapes of the hollow profile plates, in particular the thickness of the side walls, the profile shape of the separating webs and the channels and their length can be easily and optimally adapted to the respective requirements. Depending on the application and temperature range of the heat exchanger, the hollow profile plates made of plastics from the group polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, polystyrene, ABS extruded or extruded from metals from the group aluminum, aluminum alloys. When using these materials, it is possible to produce extremely thin-walled, yet dimensionally stable, hollow profile plates, in particular good heat transfer properties, low weight and low costs associated with material savings.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann ein Zweistromsystem auf besonders einfache Weise durch zwischen den Hohlplatten angeordnete Abstandshalter realisiert wer¬ den, welche die Gegenstromkanäle zumindest abschnittsweise begrenzen. Die Abstandshalter können als streifenförmige Ab¬ schnitte aus demselben Hohlprofilmaterial wie die zur Be¬ grenzung der Strömungskanäle vorgesehenen Hohlprofilplatten bestehen, die in gleichen Abständen parallel zueinander an den Hohlprofilplatten angeordnet sind und deren Trennstege parallel zu den Trennstegen der Hohlprofilplatten verlaufen. Dadurch wird eine ausreichende Formstabilität gewährleistet, während gleichzeitig die Dicke der Wärmeübertragungsflächen zwischen den Medien im wesentlichen auf die Wandstärke der Breitseitenwände der Hohlprofilplatten beschränkt bleibt. Dadurch wird der Wärmedurchgangskoeffizient k (Gleichung 1) und die Wärmeübertragungsleistung erhöht.According to a preferred embodiment of the invention, a two-flow system can be implemented in a particularly simple manner by spacers arranged between the hollow plates, which limit the counterflow channels at least in sections. The spacers can, as strip-shaped sections, consist of the same hollow profile material as the hollow profile plates provided for delimiting the flow channels, which are arranged at equal intervals parallel to one another on the hollow profile plates and whose separating webs run parallel to the separating webs of the hollow profile plates. This ensures sufficient dimensional stability, while at the same time the thickness of the heat transfer surfaces between the media remains essentially limited to the wall thickness of the broad side walls of the hollow profile plates. This increases the heat transfer coefficient k (equation 1) and the heat transfer performance.
Vorteilhafterweise erstrecken sich die streifenförmigen Hohlprofilplattenabschnitte mit ihren quer oder schräg zu ihren Trennstegen verlaufenden Längskanten über die gesamte Höhe bzw. Breite der Hohlprofilplatten und begrenzen die Umlenkkammern an der Mündungsseite zu den Gegenstromkanälen hin. Dadurch wird der durch die Umlenkkammern hindurchge¬ führte Medienstrom in einzelne Stromfäden aufgeteilt, und in gleichförmiger Weise den zwischen den Hohlprofilplatten aus¬ gebildeten Gegenstromkanälen zugeführt bzw. aus diesen wie¬ der abgeführt. Die Hohlprofilplattenabschnitte dienen zu- gleich als Stromstörelemente, die die laminare Grenzschicht der Medienströmung zerstören und dadurch den Wärmeaustausch verbessern.Advantageously, the strip-shaped hollow profile plate sections extend with their longitudinal edges running transversely or obliquely to their dividers over the entire height or width of the hollow profile plates and limit the deflection chambers on the mouth side towards the counterflow channels. As a result, the media flow passed through the deflection chambers is divided into individual flow threads, and is supplied in a uniform manner to the counterflow channels formed between the hollow profile plates or discharged from them. The hollow profile plate sections serve immediately as current disturbance elements that destroy the laminar boundary layer of the media flow and thereby improve the heat exchange.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Abstandshalter aus wellenförmig profilierten Platten aus Kunststoff oder Metall bestehen, die zusammen mit den benach¬ barten Breitseitenwänden der Hohlprofilplatten eine Vielzahl von parallel zu den Trennstegen der Hohlprofilplatten ver¬ laufenden Strömungskanälen begrenzen. Abweichend hiervon können die Abstandshalter auch aus mehreren in Strömungs¬ richtung im Abstand voneinander zwischen den einander zuge¬ wandten Breitseitenwänden der Hohlprofilplatten angeordne¬ ten, wellenförmig profilierten Plattenstreifen bestehen, die zusammen mit den benachbarten Breitseitenwänden im wesentli¬ chen parallel zu den Trennstegen der Hohlprofilplatten ver¬ laufende Kanalabschnitte bilden. Die wellenförmig profilier¬ ten Plattenstreifen erstrecken sich dabei zweckmäßig mit ih¬ ren quer oder schräg zu den Kanalabschnitten verlaufenden Längskanten über die gesamte Höhe bzw. Breite der Hohlpro¬ filplatten und begrenzen die Umlenkkammern an der Mündungs¬ seite zu den Gegenstromkanälen hin.An advantageous embodiment of the invention provides that the spacers consist of corrugated profiled plates made of plastic or metal which, together with the adjacent broad side walls of the hollow profile plates, limit a multiplicity of flow channels running parallel to the separating webs of the hollow profile plates. Deviating from this, the spacers can also consist of a plurality of wavy profiled plate strips which are arranged in the flow direction at a distance from one another between the mutually facing broad side walls of the hollow profile plates and which, together with the adjacent broad side walls, ver essentially parallel to the separating webs of the hollow profile plates ¬ form running channel sections. The wave-shaped profiled plate strips expediently extend with their longitudinal edges running transversely or obliquely to the channel sections over the entire height or width of the hollow profile plates and delimit the deflection chambers on the mouth side towards the counterflow channels.
Weiter ist es möglich, daß die Abstandshalter aus an den Platten angeformten, parallel zu den Strömungskanälen ver¬ laufenden Leitrippen bestehen. Die Leitrippen können mit gleichem Längsversatz zueinander über die Breite der Hohl¬ platten im Abstand voneinander angeordnet sein und mit ihren Stirnseiten die Mündungsöffnungen der Umlenkkammern begren¬ zen.It is also possible that the spacers consist of guide ribs formed on the plates and running parallel to the flow channels. The guide ribs can be arranged with the same longitudinal offset from one another over the width of the hollow plates at a distance from one another and, with their end faces, limit the orifices of the deflection chambers.
Entsprechend einer zweiten Erfindungsalternative sind die Hohlplatten jeweils aus einer ebenen Basisplatte und einer ein Zickzack- oder Wellenprofil aufweisenden, breitseitig an zueinander parallelen Kontaktlinien mit der Basisplatte un- ter Bildung der Strömungskanäle oder Gegenstromkanäle ver¬ bundenen Profilplatte gebildet. Vorzugsweise sind die Basis¬ platte und die Profilplatte als einstückiges Extrusions- oder Strangpreßteil aus Kunststoff oder Metall ausgebildet. Es ist aber auch möglich, die Basisplatte und die Profil¬ platte als getrennte Formteile aus Kunststoff oder Metall auszubilden, die an ihren Kontaktlinien miteinander verklebt oder verschweißt sind. Zur Abdichtung entlang der Randkanten einer Hohlplatte ist die vorzugsweise rechteckige Basisplat¬ te an ihren Seitenrändern vorzugsweise zur Seite der Profil¬ platte hin um etwa 90° abgebogen, wobei die abgebogenen Rän¬ der der Basisplatte eine der maximalen Profiltiefe der Pro¬ filplatte entsprechende Breite aufweisen und im Bereich der Ein- und Auslaßöffnungen unterbrochen sein können.According to a second alternative of the invention, the hollow plates are each composed of a flat base plate and a contact line with the base plate, which has a zigzag or corrugated profile and is broad on parallel to one another. ter formed the formation of the flow channels or counterflow channels connected profile plate. The base plate and the profile plate are preferably designed as an integral extrusion or extrusion made of plastic or metal. However, it is also possible to design the base plate and the profile plate as separate molded parts made of plastic or metal, which are glued or welded to one another at their contact lines. For sealing along the edge edges of a hollow plate, the preferably rectangular base plate is bent at its side edges, preferably towards the side of the profile plate, by approximately 90 °, the bent edges of the base plate having a width corresponding to the maximum profile depth of the profile plate and can be interrupted in the area of the inlet and outlet openings.
Gemäß einer dritten Erfindungsalternative sind die Hohlplat¬ ten jeweils aus einer ebenen Basisplatte und einer Vielzahl von über eine Breitseitenflache der Basisplatte überstehen¬ den, unter seitlicher Begrenzung der Strömungs- oder Gegen¬ stromkanäle parallel zueinander verlaufenden Leitrippen ge¬ bildet, die einstückig mit der Basisplatte verbunden sein können. Vorteilhafterweise sind die Basisplatte und die Leit¬ rippen als einstückiges Extrusions- oder Strangpreßteil aus Kunststoff oder Metall ausgebildet.According to a third alternative of the invention, the hollow plates are each formed from a flat base plate and a plurality of guide ribs which extend parallel to one another and extend over a broad side surface of the base plate, with lateral delimitation of the flow or counterflow channels and which are integral with the base plate can be connected. The base plate and the guide ribs are advantageously designed as a one-piece extrusion or extrusion made of plastic or metal.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Umlenkkammern gruppenweise über jeweils eine Ein- oder Aus¬ laßöffnung zu entgegengesetzten, parallel zu den Strömungs¬ kanälen verlaufenden Stirnseiten des Plattenstapels hin rand- seitig offen und unter rechtwinkliger Umlenkung der Medien- strömung durchströmbar. Dadurch ist es möglich, die Medien bei plattenweise getrennten Strömungspfaden zu verschiedenen Stirnseiten des Plattenstapels zu führen, an denen externe Leitungen, insbesondere Kanalschächte lufttechnischer Anla¬ gen auf einfache Weise getrennt voneinander anschließbar sind. Durch die Umlenkung der Medienströme können zudem die Strömungs- bzw. Gegenstromkanale in ihrer Länge unabhängig von den Querschnitten der Ein- und Auslaßöffnungen vorgege¬ ben werden.According to a preferred embodiment of the invention, the deflection chambers can be opened in groups via an inlet or outlet opening to opposite end faces of the plate stack that run parallel to the flow channels and can be flowed through at right angles by deflecting the media flow. This makes it possible to guide the media in flow paths that are separated by plates to different end faces of the stack of plates, to which external lines, in particular sewer ducts of ventilation systems, can easily be connected separately from one another are. By deflecting the media flows, the flow or counterflow channels can also be specified in their length independently of the cross sections of the inlet and outlet openings.
Vorteilhafterweise sind die Umlenkkammern im Umriß keilför¬ mig ausgebildet und erstrecken sich mit zwei an die Ein¬ bzw. Auslaßöffnung angrenzenden, einen spitzen Winkel ein¬ schließenden schmalseitigen Begrenzungsflachen über die ge¬ samte Breite der Hohlplatten. Durch die Keilform wird eine gleichmäßige Mengenstromverteilung bzw. ein gleichbleibender Druckabfall über sämtliche Mündungsöffnungen und damit eine gleichförmige Wärmeübertragung in sämtlichen Kanalzügen er¬ reicht. Damit werden insbesondere ungleichmäßige Temperatur¬ profile, wie sie bei bekannten Plattenaustauschern aufgrund der Kreuzstromführung über den Strömungsquerschnitt auftre¬ ten, vermieden.Advantageously, the deflection chambers are wedge-shaped in outline and extend over the entire width of the hollow plates with two narrow-sided boundary surfaces adjacent to the inlet or outlet opening and enclosing an acute angle. Due to the wedge shape, a uniform flow distribution or a constant pressure drop across all mouth openings and thus a uniform heat transfer in all the channel strips is achieved. In particular, non-uniform temperature profiles, such as those which occur in known plate exchangers due to the cross-flow guidance over the flow cross section, are avoided.
Vorteilhafterweise münden die Umlenkkammern an einer ihrer schmalseitigen Begrenzungsflächen in die Mündungsöffnungen der Strömungskanäle oder Gegenstromkanale und sind an ihrer anderen schmalseitigen Begrenzungsfläche durch eine Stirn¬ wand gasdicht verschlossen. Dadurch wird auf besonders ein¬ fache Weise eine Umlenkung der Medienströmung erreicht, ohne daß weitere Vorkehrungen wie beispielsweise die Anbringung von Leitblechen erforderlich sind.Advantageously, the deflection chambers open on one of their narrow-side boundary surfaces into the mouth openings of the flow channels or counterflow channels and are closed gas-tight on their other narrow-side boundary surface by an end wall. A deflection of the media flow is thereby achieved in a particularly simple manner, without further measures such as the installation of baffles being necessary.
Um die beiden Medien an jeweils gegenüberliegenden Stirnsei¬ ten des Plattenstapels zu- und wieder abzuführen, können die Gegenstromkanale ein- und ausströmseitig in jeweils eine der beiden Gruppen von Umlenkkammern münden und die Strömungska¬ näle an Ein- und Auslaßöffnungen auf gegenüberliegenden Stirnseiten des Hohlplattenstapels enden oder umgekehrt. Alternativ dazu können die Medien über jeweils aneinander angrenzende Stirnseiten des Plattenstapels zu- und wieder abgeführt werden, wenn die Stromungskanale eingangsseitig und die Gegenstromkanale ausgangsseitig mit einer der Grup¬ pen von Umlenkkammern verbunden sind, oder umgekehrt.In order to supply and discharge the two media on opposite end faces of the stack of plates, the counterflow channels on the inflow and outflow sides can open into one of the two groups of deflection chambers and the flow channels end at inlet and outlet openings on opposite end faces of the stack of hollow plates or the other way around. As an alternative to this, the media can be moved in and out again via respective end faces of the stack of plates are discharged when the flow channels on the input side and the counterflow channels on the output side are connected to one of the groups of deflection chambers, or vice versa.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Strömungskanäle und die Gegenstromkanale ein¬ gangsseitig und ausgangsseitig mit einer der Gruppen von Um¬ lenkkammern verbunden sind und daß die Ein- und Auslaßöff- nungen der sandwichartig übereinandergestapelten Hohlplatten an beiden Stapelenden abwechselnd nach entgegengesetzten Längsseiten der Hohlplatten weisen. Dadurch erhält man je zwei zueinander parallel ausgerichtete Einlaßöffnungen und Auslaßöffnungen für die beiden Medienströme.A further preferred embodiment of the invention provides that the flow ducts and the counterflow ducts are connected on the inlet and outlet sides to one of the groups of deflection chambers and that the inlet and outlet openings of the hollow plates stacked one above the other at both ends of the stack alternately towards opposite longitudinal sides of the hollow plates. This results in two inlet openings and outlet openings for the two media streams, which are aligned parallel to one another.
Eine vorteilhafte Abwandlung dieser Bauweise sieht vor, daß die Stromungskanale eingangsseitig und ausgangsseitig mit einer der Gruppen von Umlenkkammern verbunden sind, daß die Gegenstromkanale nur ein- oder ausgangsseitig mit einer der Gruppen von Umlenkkammern verbunden sind und daß die Einlaß- und Auslaßöffnungen der sandwichartig übereinandergestapel¬ ten Hohlplatten an einem Stapelende abwechselnd nach entge¬ gengesetzten Längsseiten der Hohlplatten weisen.An advantageous modification of this design provides that the flow channels are connected on the inlet and outlet sides to one of the groups of deflection chambers, that the counterflow channels are only connected on the inlet or outlet side to one of the groups of deflection chambers and that the inlet and outlet openings of the sandwich-like stacked stack Point the hollow plates at one end of the stack alternately towards opposite longitudinal sides of the hollow plates.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin¬ dung sind in den Strömungskanälen und/oder Gegenstromkanälen angeordnete Strömungshindernisse zur Erzeugung einer turbu¬ lenten Strömung angeordnet. Dadurch wird der Wärmeaustausch zwischen den Medien weiter verbessert.According to a further advantageous embodiment of the invention, flow obstacles are arranged in the flow channels and / or counterflow channels to generate a turbulent flow. This further improves the heat exchange between the media.
Für den Einsatz in Verdunstungskühlern ist es von Vorteil, wenn die Strömungskanäle und die Gegenstromkanale eines Hohl- profilplattenpaares oder -stapeis im Bereich ihrer einen, einander zugewandten Mündungsöffnungen unter Bildung einer geschlossenen Strömungsumkehrkammer miteinander kommunizie¬ ren. In der Strömungsumkehrkammer können Wassersprühdüsen sowie ein von dem Medium durchströmbarer Wasserspeicher an¬ geordnet werden, wobei der Wasserspeicher aus einem textilen Fasergewebe oder Faservlies bestehen kann.For use in evaporative coolers, it is advantageous if the flow ducts and the counterflow ducts of a pair of hollow profile plates or stapleis communicate with one another in the region of their one facing mouth opening to form a closed flow reversal chamber. Water spray nozzles can be located in the flow reversal chamber and a water reservoir through which the medium can flow can be arranged, the water reservoir being able to consist of a textile fiber fabric or nonwoven fabric.
Eine bevorzugte Verwendung des erfindungsgemäßen Wärmeaus¬ tauschers sieht dessen Einsatz in klimatechnischen Anlagen zur Erwärmung oder Abkühlung eines zugeführten Außenluft- stroms unter Ausnutzung des Wärmeinhalts eines Abluftstroms vor. Bei solchen Anwendungen werden keine extremen Anforde¬ rungen an die Druck- und Temperaturfestigkeit des Wärmeaus- tauschermaterials gestellt, während der geringe Anschaffungs¬ preis, der geringe Raumbedarf bei großer Wärmeaustauscher¬ fläche und der hohe Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Wär¬ meaustauschers wichtige Bewertungskriterien sind.A preferred use of the heat exchanger according to the invention envisages its use in air-conditioning systems for heating or cooling a supplied outside air flow using the heat content of an exhaust air flow. In such applications, no extreme demands are placed on the pressure and temperature resistance of the heat exchanger material, while the low purchase price, the small space requirement with a large heat exchanger area and the high efficiency of the heat exchanger according to the invention are important evaluation criteria.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigenThe invention is explained in more detail below on the basis of the exemplary embodiments shown schematically in the drawing. Show it
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines über seine Stirn¬ seiten nach dem Gegenstromprinzip durchströmbaren Wärmeaustauschers;1 shows a perspective view of a heat exchanger through which its front sides can flow, according to the countercurrent principle;
Fig. 2 das Querschnittsprofil einer Hohlprofilplatte des Wärmeaustauschers gemäß Fig. 1;FIG. 2 shows the cross-sectional profile of a hollow profile plate of the heat exchanger according to FIG. 1;
Fig. 3 eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer aus einer Hohlprofilplatte und Abstandshaltern bestehen¬ den Austauschereinheit des Wärmeaustauschers nach Fig. 1;3 shows an enlarged perspective view of an exchanger unit of the heat exchanger according to FIG. 1 consisting of a hollow profile plate and spacers;
Fig. 3a bis 6 alternative Ausführungsformen einer Austau¬ schereinheit in der Darstellung gemäß Fig. 3;3a to 6 alternative embodiments of an exchanger unit in the illustration according to FIG. 3;
Fig. 7 ein Schema einer Anordnung des Wärmeaustauschers in einer klimatechnischen Anlage;Fig. 7 is a diagram of an arrangement of the heat exchanger in an air conditioning system;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer aus einer Hohl¬ profilplatte, Abstandshaltern sowie einer Strömungs¬ umkehrkammer bestehenden Kühlereinheit eines Verdun¬ stungskühlers;8 is a perspective view of a cooler unit of an evaporative cooler consisting of a hollow profile plate, spacers and a flow reversal chamber;
Fig. 9 eine schematische Schnittdarstellung durch einen nach dem Gegenstromprinzip durchströmbaren Verdun¬ stungskühler;9 shows a schematic sectional illustration through an evaporative cooler through which the countercurrent principle can flow;
Fig. 10 eine schematische Darstellung einer klimatechnischen Anlage zur Kühlung eines Gebäuderaums, bestehend aus einem Wärmeaustauscher gemäß Fig. 1 und einem Ver¬ dunstungskühler gemäß Fig. 9;10 shows a schematic illustration of an air conditioning system for cooling a building space, consisting of a heat exchanger according to FIG. 1 and an evaporative cooler according to FIG. 9;
Fig. 11a bis c drei weitere alternative Ausführungsformen von Hohlplatten zur Herstellung einer Austauscher¬ einheit in perspektivischer Darstellung;11a to c show three further alternative embodiments of hollow plates for producing an exchanger unit in a perspective view;
Fig. 12 die Hohlplatte nach Fig. lla in einer perspektivi¬ schen Explosionsdarstellung;12 shows the hollow plate according to FIG. 11a in a perspective exploded view;
Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eines über seine Längs¬ seiten nach dem Gegenstromprinzip durchströmbaren Wärmeaustauschers;13 shows a perspective view of a heat exchanger through which its longitudinal sides can flow according to the countercurrent principle;
Fig. 14a und b zwei komplementäre Austauschereinheiten des Wärmeaustauschers nach Fig. 1 in vergrößerter per¬ spektivischer Darstellung;14a and b show two complementary exchanger units of the heat exchanger according to FIG. 1 in an enlarged perspective view;
Fig. 14c einen Schnitt entlang der Schnittlinie C-C der Fig. 14b;14c shows a section along the section line C-C of FIG. 14b;
Fig. 15 eine Draufsicht auf einen Wärmeaustauscher entspre- chend Fig. 13 mit zwei Gebläsen;15 is a top view of a heat exchanger according to chend Fig. 13 with two fans;
Fig. 16 eine Draufsicht auf den Wärmeaustauscher nach Fig. 15 mit durch einen Motor angetriebenen Gebläsen;FIG. 16 is a top view of the heat exchanger according to FIG. 15 with fans driven by a motor;
Fig. 17 eine Draufsicht auf einen gegenüber Fig. 15 und 16 abgewandelten Wärmeaustauscher.Fig. 17 is a plan view of a heat exchanger modified compared to Figs. 15 and 16.
Der in Fig. 1 dargestellte Wärmeaustauscher 10 besteht im wesentlichen aus einer Vielzahl von in alternierender Folge stapeiförmig angeordneten, im Umriß rechteckigen Hohlprofil¬ platten 12 und Abstandshaltern 14, wobei die Hohlprofilplat¬ ten 12 von Strömungskanälen 16 eines Mediums registerartig durchsetzt werden und mit ihren als Wärmeübertragungsflächen dienenden Breitseitenwänden 18 mit zwischen den aufeinander- folgenen Platten 12 angeordneten Gegenstromkanälen 20 eines anderen Mediums in thermischem Kontakt stehen. Die wärmetau¬ schenden Medien sind über stirnseitige Ein- und Auslaßöff¬ nungen 22,22' ,24,24' des Plattenstapels 30 in zwei getrenn¬ ten Strömen 26,28 zu- und wieder abführbar und werden dabei innerhalb des Plattenstapels 30 nach dem Gegenstromprinzip an den Wärmeübertragungsflachen entlanggeleitet.The heat exchanger 10 shown in FIG. 1 consists essentially of a plurality of hollow profile plates 12 and spacers 14 arranged in an alternating stack in a stack-like manner, the hollow profile plates 12 being traversed through by flow channels 16 of a medium and with their as Broad side walls 18 serving for heat transfer surfaces are in thermal contact with counterflow channels 20 of another medium arranged between the successive plates 12. The heat-exchanging media can be fed in and out in two separate streams 26, 28 via frontal inlet and outlet openings 22, 22 ', 24, 24' of the plate stack 30 and are thereby removed within the plate stack 30 according to the countercurrent principle passed along the heat transfer surfaces.
Die einzelnen Hohlprofilplatten 12 weisen ein langgestreckt schmales Rechteckprofil mit dünnwandigen, parallelen Breit¬ seitenwänden 18 und quer zwischen den Breitseitenwänden 18 verlaufenden, in gleichen Abständen voneinander angeordneten Trennstegen 32 auf. Die durch die Breitseitenwände 18 und Trennstege 32 quadratisch begrenzten Strömungskanäle 16 durchsetzen somit in zueinander paralleler, geradliniger Anordnung die Hohlprofilplatte 12 und münden an deren Stirn¬ seiten in einer Ein- und Auslaßöffnung 22',24'.The individual hollow profile plates 12 have an elongated, narrow rectangular profile with thin-walled, parallel broad side walls 18 and separating webs 32 which run transversely between the broad side walls 18 and are arranged at equal distances from one another. The flow channels 16, which are delimited by the broad side walls 18 and separating webs 32, thus pass through the hollow profile plate 12 in a parallel, straight-line arrangement and open at the front sides thereof in an inlet and outlet opening 22 ', 24'.
Jeweils eine Hohlprofilplatte 12 und die an einer ihrer Breitseitenwände 18 angeordneten Abstandshalter 14 bilden zusammen eine Bau- und Funktionseinheit des Wärmeaustau¬ schers 10. Solche Austauschereinheiten 34, die in frei vor¬ gebbarer Anzahl aneinandergefügt bzw. gestapelt werden kön¬ nen, sind von den Medien über die Strömungskanäle 16 und den ein- und austrittsseitig von den Abstandshaltern 14 begrenz¬ ten Gegenstromkanal 20 in entgegengesetzten Strömungsrich- tungen durchströmbar. Sie lassen sich unter Beibehaltung des Gegenstromprinzips in verschiedenen Ausführungsformen reali¬ sieren, von denen nachfolgend einige beschrieben werden.In each case form a hollow profile plate 12 and the spacers 14 arranged on one of its broad side walls 18 together a structural and functional unit of the heat exchanger 10. Such exchanger units 34, which can be joined together or stacked in a freely definable number, are from the media via the flow channels 16 and from the spacers 14 on the inlet and outlet sides limited counterflow channel 20 can be flowed through in opposite flow directions. They can be implemented in various embodiments while maintaining the countercurrent principle, some of which are described below.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die Abstandshalter 14 aus langgestreckten, parallelogramm- förmigen Hohlprofilplattenabschnitten bzw. Plattenstreifen 15, deren Längskanten 36 schräg zu den Trennstegen 32 ver¬ laufen. Die Plattenstreifen 15 sind an der Breitseitenwand 18 der Hohlprofilplatte 12 durch geeignete Verbindungsmittel befestigt, beispielsweise angeschweißt oder geklebt. Sie sind dabei in gleichem Abstand voneinander entlang der Plat¬ te 12 angeordnet und erstrecken sich mit ihren Längskanten 36 über im wesentlichen die gesamte Plattenhöhe, d.h., die vertikale Erstreckung der Hohlprofilplatte 12 in der darge¬ stellten Anordnung. Die Trennstege 32 in den Plattenstreifen 15 verlaufen parallel zu den Trennstegen 32 in der Hohlpro¬ filplatte 12. An der Breitseitenwand 18 der Hohlprofilplatte 12 sind zusätzlich zu den Abstandshaltern 14 entlang der Randkanten verlaufende Abdichtmittel vorgesehen, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als stabförmig-flache Stirn¬ wandelemente 38 ausgebildet sind. Die Stirnwandelemente 38 dienen zur randseitigen Abdichtung des durch einander zuge¬ wandte Breitseitenwandflachen aufeinanderfolgender Austau¬ scherelemente 34 begrenzten Zwischenraums. Grundsätzlich sind auch aushärtbare Verbindungsmittel bzw. Vergußmassen geeignet, als Abdichtmittel den Zwischenraum randseitig gas¬ dicht zu versiegeln und die angrenzenden Hohlprofilplatten 12 starr miteinander zu verbinden. Die an den horizontalen, parallel zu den Strömungskanälen 16 verlaufenden Stirnsei¬ tenkanten 40 der Hohlprofilplatten 12 angeordneten Stirn¬ wandelemente 38 verlaufen von diagonal gegenüberliegenden Ecken der Hohlprofilplatte 12 bis zur jeweils entferntesten Längskante 36 der Plattenstreifen 15 und geben so jeweils eine Ein- oder Auslaßöffnung 22,24 für eines der Medien frei.In the embodiment shown in FIG. 3, the spacers 14 consist of elongated, parallelogram-shaped hollow profile plate sections or plate strips 15, the longitudinal edges 36 of which run obliquely to the separating webs 32. The plate strips 15 are fastened to the broad side wall 18 of the hollow profile plate 12 by suitable connecting means, for example welded or glued. They are arranged at the same distance from each other along the plate 12 and extend with their longitudinal edges 36 over essentially the entire plate height, ie the vertical extent of the hollow profile plate 12 in the arrangement shown. The separating webs 32 in the plate strips 15 run parallel to the separating webs 32 in the hollow profile plate 12. On the broad side wall 18 of the hollow profile plate 12, in addition to the spacers 14, sealing means running along the edge edges are provided, which in the exemplary embodiment shown are in the form of a rod-shaped flat end ¬ wall elements 38 are formed. The end wall elements 38 are used for the edge-side sealing of the intermediate space delimited by mutually facing broad side wall surfaces of successive exchanger elements 34. Basically, curable connecting means or potting compounds are also suitable as a sealing means for sealing the space on the edge in a gastight manner and for rigidly connecting the adjacent hollow profile plates 12 to one another. The horizontal, End wall elements 38 arranged parallel to the flow channels 16 and end edges 40 of the hollow profile plates 12 run from diagonally opposite corners of the hollow profile plate 12 to the most distant longitudinal edge 36 of the plate strips 15 and thus each give an inlet or outlet opening 22, 24 for one of the Media free.
Neben ihrer Funktion als Abstandshalter dienen die Hohlpro- filplattenstreifen 14 auch zur Strömungsführung einer über die Ein- und Auslaßöffnung 22,24 durch den Zwischenraum hin¬ durchgeleiteten Medienströmung 26 (die in Fig. 3 durch Pfei¬ le mit offenen Pfeilspitzen veranschaulicht ist) . In dieser Hinsicht sind vor allem die beiden äußeren Plattenstreifen 15 von Bedeutung, die einen in seiner Grundfläche parallelo- grammförmigen Raum als Gegenstromkanal 20 von keilförmigen, als Umlenkkammern 42,44 dienenden ein- und auslaßseitigen Räumen trennen. In der einlaßseitigen Umlenkkammer 42 wird das über die Einlaßöffnung 22 einströmende Medium durch die senkrecht zur Einströmrichtung verlaufenden Trennstege 32 bzw. Kanalabschnitte 45 des an die Umlenkkammer 42 angren¬ zenden Plattenstreifens 15 rechtwinklig umgelenkt. Dabei wird der Medienstrom 26 aufgrund der keilförmigen Verengung der Umlenkkammer 42 gleichmäßig auf die Mündungsöffnungen 46 der Kanalabschnitte 45 des Plattenstreifens 14 verteilt und als einzelne Teilströme 48 in den Gegenstromkanal 20 ge¬ lenkt. Bei der Durchströmung des Gegenstromkanals 20 sind die Teilströme 48 lediglich im Bereich der Plattenstreifen 15 durch feste Wände voneinander getrennt. Auf der Austritts- seite des Gegenstromkanals 20 werden die durch die Kanalab¬ schnitte 45 des abschließenden Plattenstreifens 14 in die austrittsseitige Umlenkkammer 44 eingeleiteten Teilströme 48 unter erneuter Umlenkung um 90° wieder zusammengeführt und durch die Auslaßöffnung 24 in der zur Einströmrichtung glei¬ chen Richtung wieder abgeführt. Zum Zwecke der Wärmeübertragung wird das zweite, wärmere oder kältere Medium durch die Strömungskanäle 16 der Hohl¬ profilplatte 12 hindurchgeleitet (Pfeile mit ausgefüllten Spitzen in Fig. 3) . Die Durchströmrichtung ist dabei zur Strömung des ersten Mediums im Gegenstromkanal 20 entgegen¬ gesetzt, wobei der Wärmedurchgang durch die als Trennwand und Wärmeübertragungsfläche zwischen den Medien dienende Breitseitenwand 18 der Hohlprofilplatte 12 erfolgt. Ledig¬ lich im schmalen Bereich der Umlenkkammern 42,44 verlaufen die beiden Medienströme 26,28 im Kreuzstrom. Dieser Bereich kann jedoch im Verhältnis zur gesamten Wärmeaustauschfläche durch entsprechende Wahl der Strömungskanallänge klein ge¬ halten werden.In addition to their function as spacers, the hollow profile plate strips 14 also serve to guide a media flow 26 which is passed through the intermediate space through the inlet and outlet opening 22, 24 (which is illustrated in FIG. 3 by arrows with open arrowheads). Of particular importance in this regard are the two outer plate strips 15, which separate a space in the form of a parallelogram in its base area as a counterflow channel 20 from wedge-shaped spaces on the inlet and outlet sides serving as deflection chambers 42, 44. In the inlet-side deflection chamber 42, the medium flowing in via the inlet opening 22 is deflected at right angles by the separating webs 32 or channel sections 45 of the plate strip 15 adjoining the deflection chamber 42 perpendicular to the inflow direction. Due to the wedge-shaped narrowing of the deflection chamber 42, the media stream 26 is evenly distributed over the mouth openings 46 of the channel sections 45 of the plate strip 14 and directed as individual partial streams 48 into the counterflow channel 20. When flowing through the counterflow channel 20, the partial flows 48 are separated from one another only in the region of the plate strips 15 by solid walls. On the outlet side of the counterflow duct 20, the partial streams 48 introduced through the duct sections 45 of the closing plate strip 14 into the outlet-side deflection chamber 44 are redirected again by 90 ° and again through the outlet opening 24 in the same direction as the inflow direction dissipated. For the purpose of heat transfer, the second, warmer or colder medium is passed through the flow channels 16 of the hollow profile plate 12 (arrows with filled tips in FIG. 3). The direction of flow is opposite to the flow of the first medium in the counterflow channel 20, the heat transfer taking place through the wide side wall 18 of the hollow profile plate 12 serving as a partition and heat transfer surface between the media. The two media streams 26, 28 run in cross flow only in the narrow region of the deflection chambers 42, 44. However, this area can be kept small in relation to the total heat exchange area by appropriate selection of the flow channel length.
Das in Fig. 3a gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 dadurch, daß die Abstandshalter aus mehreren, im Abstand voneinander zwi¬ schen den einander zugewandten Breitseitenflächen der Hohl¬ profilplatten 12 angeordneten, wellenförmig profilierten Plattenstreifen 15' bestehen, die zusammen mit den benach¬ barten Breitseitenflächen im wesentlichen parallel zu den Trennstegen 32 der Hohlprofilplatten 12 verlaufende Kanalab¬ schnitte 45 bilden. Grundsätzlich ist es möglich, die Ab¬ standshalter auch aus nicht dargestellten, wellenförmig pro¬ filierten Platten aus Kunststoff oder Metall auszubilden, die zusammen mit den benachbarten Breitseitenwänden der Hohl¬ profilplatten eine Vielzahl von parallel zu den Trennstegen 32 der Hohlprofilplatten 12 verlaufenden Strömungskanälen 45 begrenzen.The exemplary embodiment shown in FIG. 3a differs from the exemplary embodiment according to FIG. 3 in that the spacers consist of a plurality of wave-shaped profiled plate strips 15 ', which are arranged at a distance from one another between the mutually facing broad side surfaces of the hollow profile plates 12 and which are together form with the adjacent broad side surfaces substantially parallel to the separating webs 32 of the hollow profile plates 12 channel sections 45. In principle, it is also possible to form the spacers from wave-shaped profiled plates made of plastic or metal, which, together with the adjacent broad side walls of the hollow profile plates, delimit a plurality of flow channels 45 running parallel to the separating webs 32 of the hollow profile plates 12 .
Bei dem in Fig. 4 dargestellten abgewandelten Ausführungs¬ beispiel einer Austauschereinheit ist anstelle von mehreren Plattenstreifen 15 ein einziges, parallelogrammformiges Hohl¬ profilplattenstück 50 vorgesehen, das mit seinen schrägen Stirnseiten 52,54 die Umlenkkammern 42,44 begrenzt, und des¬ sen zwischen den Umlenkkammern 42,44 verlaufende Kanäle 56 in ihrer Gesamtheit den Gegenstromkanal 20 bilden. Das Hohl¬ profilplattenstück 50 weist im wesentlichen dieselbe Grund¬ fläche wie der durch die Plattenstreifen 15 begrenzte Gegen¬ stromkanal 20 auf. Die an den Mündungsöffnungen zu der ein- laßseitigen Umlenkkammer 42 gebildeten Teilströme werden je¬ doch in den Kanälen 56 des Hohlprofilplattenstücks 50 stän¬ dig durch feste Wände voneinander getrennt geführt und er¬ fahren daher keine Ablenkung quer zur vorgesehenen Strömungs¬ richtung. Das Hohlprofilplattenstück 50 vergrößert zwar die Formstabilität des Wärmeaustauschers 10 im Vergleich zu ein¬ zelnen Plattenstreifen 15, verschlechtert jedoch aufgrund der durch die Wandstärke seiner Breitseitenwände erhöhten Dicke der Trennwände zwischen den Medien die Wärmeübertra¬ gung. Die in Fig. 4 nicht eigens dargestellte Führung der Medien erfolgt nach dem in Fig. 3 gezeigten Prinzip.In the modified exemplary embodiment of an exchanger unit shown in FIG. 4, instead of a plurality of plate strips 15, a single, parallelogram-shaped hollow profile plate piece 50 is provided, which with its inclined surfaces Front sides 52, 54 delimit the deflection chambers 42, 44, and their channels 56, which run between the deflection chambers 42, 44, in their entirety form the counterflow duct 20. The hollow profile plate piece 50 has essentially the same base area as the counterflow duct 20 delimited by the plate strips 15. However, the partial streams formed at the mouth openings to the inlet-side deflection chamber 42 are constantly separated from one another in the channels 56 of the hollow profile plate piece 50 by solid walls and therefore are not deflected transversely to the intended flow direction. The hollow profile plate piece 50 increases the dimensional stability of the heat exchanger 10 compared to individual plate strips 15, but deteriorates the heat transfer due to the increased thickness of the partition walls between the media due to the wall thickness of its broad side walls. The media not shown in FIG. 4 is guided according to the principle shown in FIG. 3.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 bestehen die Ab¬ standshalter 14 aus an den Hohlprofilplatten 12 angeformten bzw. zusammen mit diesen extrudierten, parallel zu den Strö¬ mungskanälen 16 verlaufenden Leitrippen 58. Die Leitrippen 58 sind mit gleichem Längsversatz zueinander über die Höhe der Hohlplatte 12 im Abstand voneinander angeordnet und be¬ grenzen mit ihren Stirnseiten 60 die Mündungsöffnungen 46 zu den Umlenkkammern 42,44. In ihrer Gesamtheit begrenzen die Leitrippen 58 ebenfalls einen parallelogrammförmigen Gegen¬ stromkanal 20, der in einzelne, zwischen den Leitrippen 58 verlaufende Teilkanäle 62 unterteilt ist. Die Strömungsfüh¬ rung erfolgt daher in gleicher Weise wie bei den in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen. Wie an der ober¬ sten Leitrippe 58 veranschaulicht, können Strömungshinder¬ nisse 64 an den Leitrippen 58 zur Erzeugung einer turbulen¬ ten Strömung angebracht werden, wodurch sich der Wärmeüber¬ gang zwischen dem verwirbelten Medium und der Wärmeübertra- gungsflache verbessert.In the exemplary embodiment according to FIG. 5, the spacers 14 consist of guide ribs 58 formed on the hollow profile plates 12 or extruded together with them and running parallel to the flow channels 16. The guide ribs 58 are at the same longitudinal offset from one another over the height of the hollow plate 12 are arranged at a distance from one another and their end faces 60 limit the orifices 46 to the deflection chambers 42, 44. In their entirety, the guide ribs 58 likewise delimit a parallelogram-shaped counterflow channel 20 which is subdivided into individual subchannels 62 running between the guide ribs 58. The flow is therefore carried out in the same way as in the exemplary embodiments shown in FIGS. 3 and 4. As illustrated on the top guide rib 58, flow obstacles 64 can be attached to the guide ribs 58 to generate a turbulent flow, as a result of which the heat transfer between the fluidized medium and the heat transfer area improved.
Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Strömungs¬ führung dahingehend abgewandelt ist, daß beide Medien je¬ weils durch eine Umlenkkammer 42,44 geleitet und dabei in ihrer Strömung um 90° umgelenkt werden. Für die hohlprofil- plattenseitige Strömung wird die Umlenkkammer 42 durch ein keilförmiges Plattenendstück 66 gebildet, dessen Kanalzüge 68 gasdicht verschlossen sind und das an die einlaßseitige Stirnseite der Hohlprofilplatte 12 angesetzt ist. Anstelle eines Endstücks 66 kann auch eine keilförmige Ausnehmung in der Platte 12 vorgesehen sein. In der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist das Endstück 66 an einem Abstandshalter 14 befestigt, der aus einem rechteckförmigen Plattenab¬ schnitt 70 gebildet ist und unter seitlicher Überdeckung der strömungskanalseitigen Umlenkkammer 42 an der Hohlprofil¬ platte 12 befestigt ist. Der Plattenabschnitt 70 dient sei¬ nerseits als Abschluß des Gegenstromkanals 20 und zur gerad¬ linigen Ausleitung der durch diesen hindurchgeführten Me¬ dienströmung 28. Die Einlaßseite des Gegenstromkanals 20 wird durch einen parallelogrammförmigen Plattenstreifen 15 begrenzt, der die eintretende Strömung 28 in der anhand des Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 beschriebenen Weise recht¬ winklig umlenkt.6 shows an exemplary embodiment in which the flow guidance is modified such that both media are each passed through a deflection chamber 42, 44 and their flow is deflected by 90 °. For the flow on the hollow profile plate side, the deflection chamber 42 is formed by a wedge-shaped plate end piece 66, the channel strips 68 of which are sealed gas-tight and which is attached to the inlet-side end face of the hollow profile plate 12. Instead of an end piece 66, a wedge-shaped recess can also be provided in the plate 12. In the embodiment shown in FIG. 4, the end piece 66 is fastened to a spacer 14, which is formed from a rectangular plate section 70 and is fastened to the hollow profile plate 12 with lateral coverage of the deflection chamber 42 on the flow channel side. The plate section 70 serves, on the one hand, as a termination of the counterflow channel 20 and for the straight-line discharge of the media flow 28 which is passed through it 3 deflected at right angles.
Alle vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele weisen das gemeinsame Prinzip auf, daß die Medienströme 26,28 durch die Umlenkung in den Umlenkkammern 42,44 an jeweils verschiede¬ nen Stirnseiten der Austauschereinheit 34 zu- und abgeführt werden können. Auf diese Weise lassen sich die jeweiligen Ein- und Auslaßöffnungen 22,22' ,24,24' einer einen Wärmeaus¬ tauscher 10 bildenden Gruppe von Austauschereinheiten 34 auf einfache Weise gruppenweise gemeinsam mit jeweils einem An¬ schlußstutzen eines externen Kanals verbinden. Die darge¬ stellten Durchströmrichtungen der Strömungs- bzw. Gegenstrom- kanäle 16,20 sind dabei umkehrbar. Insbesondere bei Einsatz des Wärmeaustauschers 10 zur Wärmerückgewinnung aus fortge¬ leiteter Raumluft ergeben sich besonders einfache Anschlu߬ möglichkeiten, indem die zumeist als rechteckige Schächte ausgebildeten externen Kanäle direkt an den Stirnseiten des Plattenstapels 30 angeflanscht werden.All of the exemplary embodiments explained above have the common principle that the media streams 26, 28 can be supplied and discharged through the deflection in the deflection chambers 42, 44 at different end faces of the exchanger unit 34. In this way, the respective inlet and outlet openings 22, 22 ', 24, 24' of a group of exchanger units 34 forming a heat exchanger 10 can be connected in groups in a simple manner, each with a connecting piece of an external channel. The illustrated flow directions of the flow or counterflow channels 16, 20 are reversible. Particularly when using the heat exchanger 10 for heat recovery from forwarded room air, there are particularly simple connection options by flange-mounting the external channels, which are usually designed as rectangular shafts, directly on the end faces of the plate stack 30.
Fig. 7 zeigt den Einsatz des Wärmetauschers 10 in einer Kli¬ maanlage 72, die zur Versorgung eines Gebäuderaums 74 mit abgekühlter Außenluft bestimmt ist. Der zu kühlende Außen¬ luftstrom 76 und der eine geringere Temperatur aufweisende Abluftstrom 78 werden an die Einlaßseite des Wärmeaustau¬ schers 10 geleitet. Im Wärmeaustauscher 10 erfolgt ein Wär¬ meübergang von der Außenluft 76 zur Abluft 78, d.h. die "Restkühle" der Abluft, die bei gewöhnlicher Raumbelüftung nutzlos verloren ginge, kann zur Vorkühlung der Außenluft genutzt werden. Der so gekühlte Außenluftstrom 76 wird durch den Verdampfer 80 eines Kältemittelkreislaufes 82 der Klima¬ anlage 72 weiter abgekühlt und als Zuluftstrom 84 dem zu klimatisierenden Raum 74 zugeführt. Auf der anderen Seite wird der vom Außenluftstrom 76 innerhalb des Wärmeaustau¬ schers 10 erwärmte, in seiner Temperatur jedoch noch nicht vollständig der Außentemperatur angeglichene Abluftstrom 78 zur weiteren Kühlung des Kondensators 86 des Kältemittel¬ kreislaufes 82 genutzt und dann erst als Fortluftstrom 88 abgegeben. Zur Beinflußung des Massenstromverhältnisses zwi¬ schen Außenluftstrom 76 und Abluftstrom 78 und damit der Wärmeaustauschleistung des Wärmeaustauschers 10 kann der Abluftstrom 78 über einen mit einer verstellbaren Drossel¬ klappe 89 versehenen Bypasskanal 90 teilweise abgezweigt und als Umluftstrom 92 dem Zuluftstrom 84 beigemischt werden.7 shows the use of the heat exchanger 10 in an air-conditioning system 72, which is intended to supply a building room 74 with cooled outside air. The outside air stream 76 to be cooled and the exhaust air stream 78 having a lower temperature are directed to the inlet side of the heat exchanger 10. A heat transfer from the outside air 76 to the exhaust air 78 takes place in the heat exchanger 10, i.e. the "residual coolness" of the exhaust air, which would be uselessly lost in normal room ventilation, can be used to pre-cool the outside air. The thus cooled outside air flow 76 is further cooled by the evaporator 80 of a refrigerant circuit 82 of the air conditioning system 72 and supplied as a supply air flow 84 to the room 74 to be air-conditioned. On the other hand, the exhaust air stream 78 which is heated by the outside air stream 76 within the heat exchanger 10, but whose temperature has not yet been fully adjusted to the outside temperature, is used for further cooling the condenser 86 of the refrigerant circuit 82 and is then only released as an exhaust air stream 88. To influence the mass flow ratio between the outside air flow 76 and the exhaust air flow 78 and thus the heat exchange performance of the heat exchanger 10, the exhaust air flow 78 can be partially branched off via a bypass duct 90 provided with an adjustable throttle valve 89 and admixed to the supply air flow 84 as a circulating air flow 92.
Die vorstehend beschriebene Nutzung des Wärmeaustauschers 10 kommt hauptsächlich während der Sommermonate in Frage. Bei niedrigen Außentemperaturen dagegen kann die in der Abluft enthaltene Wärme im Wärmeaustauscher durch Vorerwärmung der Außenluft rückgewonnen werden. Der Wärmeübergang erfolgt hierbei also in umgekehrter Richtung. Bei feuchtem Abluft¬ strom (Luftbefeuchter 94) und starker Abkühlung wird die Sättigungstemperatur erreicht und die in der Abluft enthal¬ tene Feuchtigkeit schlägt sich unter Freigabe der latenten Wärme der Kondensation an den Wärmeübertragungsflächen nie¬ der.The use of the heat exchanger 10 described above is mainly possible during the summer months. At low outside temperatures, on the other hand, it can be in the exhaust air contained heat in the heat exchanger can be recovered by preheating the outside air. The heat transfer takes place in the opposite direction. With a humid exhaust air flow (humidifier 94) and strong cooling, the saturation temperature is reached and the moisture contained in the exhaust air is never reflected with the release of the latent heat of condensation on the heat transfer surfaces.
Dadurch wird die weitere Abkühlung der Abluft reduziert, d.h. die Temperaturdifferenz zwischen dem Außen- und Abluft- strom und damit der Wirkungsgrad ist höher als ohne Konden¬ sation. Außerdem ändert der niedergeschlagene Wasserfilm die Grenzflächenbedingungen an den Wärmeübertragungsflachen und verbessert daher den Wärmeübergang.This reduces the further cooling of the exhaust air, i.e. the temperature difference between the outside and exhaust air flow and thus the efficiency is higher than without condensation. In addition, the deposited water film changes the interface conditions on the heat transfer surfaces and therefore improves the heat transfer.
Die in Fig. 8 dargestellte Kühlereinheit 100 hat prinzipiell den gleichen Aufbau wie die Austauschereinheit der Fig. 3, wobei anstatt der Ein- bzw. Auslaßöffnungen 22 und 24' eine Strömungsumkehrkammer 102 am einen Ende der Kühlereinheit 100 vorgesehen ist, die den aus der Hohlprofilplatte 12 end- seitig austretenden Medienstrom in die Gegenstromkanale 20 umlenkt. Das Medium wird also nach dem Gegenstromprinzip zu sich selbst durch die Kühlereinheit 100 geleitet. Um eine Abkühlung des Mediums zu erwirken, sind dabei eine Anzahl von Wassersprühdüsen 104 in der Strömungsumkehrkammer 102 angeordnet, die den aus der Hohlprofilplatte 12 austretenden Medienstrom 106 befeuchten und dabei eine adiabatische, eva- porative Abkühlung des Mediums durch Ausnutzung der Verdamp¬ fungsenthalpie des Wassers herbeiführen. Zusätzlich zu den Wassersprühdüsen 104 ist in der Strömungsumkehrkammer 102 ein aus einem natürlichen oder synthetischen Faser-Gewebe bestehendes, von dem Medium durchströmbares Wasserspeicher¬ element 108 vorgesehen, welches zu einer weiteren Beladung des Medienstroms mit Feuchtigkeit bis hin zu dessen Sätti- gung führt. Das Wasserspeicherelement 108 wird mittels der Wassersprühdüsen 104 befeuchtet.The cooler unit 100 shown in Fig. 8 has basically the same structure as the exchanger unit of Fig. 3, wherein instead of the inlet and outlet openings 22 and 24 'a flow reversal chamber 102 is provided at one end of the cooler unit 100, which from the hollow profile plate 12 end media flow exiting into the counterflow channels 20. The medium is thus directed to itself through the cooler unit 100 according to the counterflow principle. In order to cool the medium, a number of water spray nozzles 104 are arranged in the flow reversal chamber 102, which humidify the media stream 106 emerging from the hollow profile plate 12 and thereby adiabatic, evaporative cooling of the medium by utilizing the evaporation enthalpy of the water bring about. In addition to the water spray nozzles 104, in the flow reversal chamber 102 there is a water storage element 108 consisting of a natural or synthetic fiber fabric and through which the medium can flow, which is used to further load the media stream with moisture up to its saturation level. supply leads. The water storage element 108 is moistened by means of the water spray nozzles 104.
Die Wirkungsweise der Kühlereinheit 100 ist wie folgt: Die Einlaßöffung 22' der Hohlprofilplatte 12 wird mit dem zu kühlenden Medienstrom beaufschlagt, beispielsweise dem (trockenen) Abluftstrom aus einem Gebäuderaum. Dieser ge¬ langt durch die Vielzahl der Stromungskanale 16 in den Be¬ reich der Strömungsumkehrkammer 102, wo er mittels der Was¬ sersprühdüsen 104 und des Wasserspeicherelements 108 be¬ feuchtet und in die Gegenstromkanale 20 umgelenkt wird. Das Befeuchten des Medienstroms führt zu einer adiabatischen Ab¬ kühlung des Mediums, wobei durch die Verdampfung des Wassers dem Medienstrom Wärme entzogen wird. Dadurch steigt die re¬ lative Feuchtigkeit des Mediums an, während seine Temperatur sinkt. Der derart abgekühlte Medienstrom gelangt durch die Gegenstromkanale 20, wobei über die Wärmeübertragungsfläche 18 ein Wärmeaustausch mit dem Medienstrom in der Hohlpro¬ filplatte 12 stattfindet, so daß ein bereits vorgekühlter Medienstrom in die Strömungsumkehrkammer 102 eintritt. Der Medienstrom in den Gegenstromkanälen 20 nimmt die Wärme ohne wesentliche Temperaturerhöhung überwiegend zum Verdampfen eines Wasserüberschusses auf. Hierbei kann sogar ein die Wärmeübertragungsfläche 18 benetzender Wasserfilm auftreten.The mode of operation of the cooler unit 100 is as follows: The inlet opening 22 'of the hollow profile plate 12 is acted upon by the media stream to be cooled, for example the (dry) exhaust air stream from a building room. This passes through the large number of flow channels 16 into the area of the flow reversal chamber 102, where it is moistened by means of the water spray nozzles 104 and the water storage element 108 and deflected into the counterflow channels 20. The humidification of the media flow leads to an adiabatic cooling of the medium, heat being removed from the media flow by the evaporation of the water. As a result, the relative humidity of the medium increases while its temperature drops. The media stream cooled in this way passes through the counterflow channels 20, heat exchange taking place via the heat transfer surface 18 with the media stream in the hollow profile plate 12, so that a pre-cooled media stream enters the flow reversal chamber 102. The media flow in the counterflow channels 20 mainly absorbs the heat without evaporating an excess temperature to evaporate excess water. In this case, even a water film wetting the heat transfer surface 18 can occur.
Die Kühlereinheit 100 vereint die direkte evaporative Küh¬ lung mit der indirekten evaporativen Kühlung über die Wärme¬ übertragungsfläche 18 nach dem Gegenstromprinzip und er¬ reicht dadurch einen hohen Wirkungsgrad.The cooler unit 100 combines the direct evaporative cooling with the indirect evaporative cooling via the heat transfer surface 18 according to the countercurrent principle and thereby achieves a high degree of efficiency.
Der Verdunstungskühler 110 (Fig. 9) besteht analog zu dem Wärmeaustauscher 10 der Fig. 1 aus einer frei vorgebbaren Anzahl von stapeiförmig angeordneten Kühlereinheiten 100, wobei sich die Strömungsumkehrkammer 102 über die Gesamtheit der Kühlereinheiten 100 erstreckt. Das zu kühlende Medium wird den Einlaßöffnungen 22' der Hohlprofilplatten 12 mit¬ tels eines Gebläses 112 zugeführt und verläßt den Verdun¬ stungskühler 110 über die Auslaßöffnungen 24 der Gegenstrom¬ kanale 20, von wo aus es über einen Sammelschacht einer wei¬ teren Verwertung zugeführt werden kann, beispielsweise in einer klimatechnischen Anlage gemäß Fig. 10.The evaporative cooler 110 (FIG. 9) consists, analogously to the heat exchanger 10 of FIG. 1, of a freely definable number of stacked cooler units 100, the flow reversal chamber 102 extending over the entirety of the cooler units 100. The medium to be cooled is fed to the inlet openings 22 'of the hollow profile plates 12 by means of a blower 112 and leaves the evaporative cooler 110 via the outlet openings 24 of the counterflow channels 20, from where it can be fed to a further utilization via a collecting shaft, for example in an air conditioning system according to FIG. 10.
Die Anlage gemäß Fig. 10 dient zur Kühlung des Gebäuderaums 114, wobei der durch die Pfeile mit ausgefüllten Spitzen veranschaulichte, kühle Abluftstrom zur weiteren Abkühlung durch den Verdunstungskühler 110 geleitet wird und nach dem Austritt aus diesem über den Verbindungsschacht 116 dem Wär¬ meaustauscher 10 zugeführt wird. Der durch die Pfeile mit offenen Spitzen veranschaulichte, warme Zuluftstrom wird im Gegenstrom zu dem gekühlten Abluftstrom unter Abkühlung durch den Wärmeaustauscher 10 mittels des Gebläses 118 in den Raum 114 geleitet, der somit mit trockener und kühler Frischluft versorgt wird.The system according to FIG. 10 is used to cool the building space 114, the cool exhaust air flow illustrated by the arrows with filled tips being passed through the evaporative cooler 110 for further cooling and, after exiting from it, is fed to the heat exchanger 10 via the connecting shaft 116 becomes. The warm supply air flow illustrated by the arrows with open tips is directed in counterflow to the cooled exhaust air flow while cooling through the heat exchanger 10 by means of the fan 118 into the room 114, which is thus supplied with dry and cool fresh air.
Der in Fig. 13 gezeigte Wärmeaustauscher 10 weist eine Viel¬ zahl von in alternierender Folge stapeiförmig übereinander angeordneten, im Umriß rechteckigen Hohlplatten 12',12'' auf, die prinzipiell in der in Fig. 11a bis c gezeigten Wei¬ se aufgebaut sein können.The heat exchanger 10 shown in FIG. 13 has a multiplicity of hollow plates 12 ′, 12 ″, which are arranged in an alternating sequence in stacks in a stack, one above the other, and which can in principle be constructed in the manner shown in FIGS. 11a to c .
Die in Fig. 11a und b gezeigten Hohlplatten 12',12'' beste¬ hen aus einer ebenen Basisplatte 100 und einer ein Zickzack¬ oder Wellenprofil aufweisenden, breitseitig an zueinander parallelen Kontaktlinien mit der Basisplatte 100 unter Bil¬ dung von Strömungskanälen 16',16'' oder entsprechenden Ge¬ genstromkanälen 20',20'' verbundenen Profilplatte 102. Die Basisplatte 100 und die Profilplatte 102 können im Sinne der Fig. 12 aus zwei Teilen zusammengesetzt und miteinander ver¬ klebt oder verschweißt werden. Sie können jedoch auch ein¬ teilig, beispielsweise im Extrusions- oder Strangpreßverfah- ren hergestellt werden.The hollow plates 12 ', 12''shown in FIGS. 11a and b consist of a flat base plate 100 and a contact line with the base plate 100, which has a zigzag or corrugated profile and is broadly parallel to one another, with the formation of flow channels 16', 16 ″ or corresponding countercurrent channels 20 ′, 20 ″ connected profile plate 102. The base plate 100 and the profile plate 102 can be composed of two parts in the sense of FIG. 12 and glued or welded together. However, they can also be in one piece, for example in the extrusion or extrusion process. be produced.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 11c besteht die Hohl¬ platte 12',12'' aus einer ebenen Basisplatte 100 und einer Vielzahl von über eine Breitseitenfläche der Basisplatte 100 überstehenden, parallel zueinander verlaufenden Leitrippen 104. Die Basisplatte 100 und die Leitrippen 104 werden auch bei diesem Ausführungsbeispiel zweckmäßig als einstückigeε Extrusions- oder Strangpreßteil aus Kunststoff oder Metall hergestellt.In the exemplary embodiment according to FIG. 11c, the hollow plate 12 ', 12' 'consists of a flat base plate 100 and a multiplicity of guide ribs 104 projecting over a broad side surface of the base plate 100 and extending parallel to one another. The base plate 100 and the guide ribs 104 are also expediently produced in this embodiment as a one-piece extrusion or extrusion made of plastic or metal.
Zur Vervollständigung der Austauschereinheiten 12',12'' wer¬ den im Sinne der Fig. 14a bis c die Seitenränder 106 der Basisplatte 100 zur Seite der Profilplatte 102 um 90° abge¬ bogen und so bemessen, daß sie eine der maximalen Profiltie¬ fe der Profilplatte 102 entsprechende Breite aufweisen. Außerdem werden die Profilplatten 102 unter Bildung der Um¬ lenkkammern 42,44 und der Mündungsöffnungen 46 schräg zuge¬ schnitten. Weiter wird zur Bildung der Ein- und Auslaßöff¬ nungen 22,24 der Längsseitenrand 106 an der betreffenden Stelle abgetrennt. Die Austauschereinheiten 12',12'' für die verschiedenen Medien sind durch entsprechenden Zuschnitt der Profilplatten 102 an den Mündungsöffnungen 46 mit unter¬ schiedlich ausgerichteten Umlenkkammern 42,44 sowie Ein- und Auslaßöffnungen 22,24 versehen. Durch die Profilplatten 102 werden die Strömungskanäle bzw. Gegenstromkanale einer Aus¬ tauschereinheit in jeweils zwei Kanalbereiche 16', 16'' bzw. 20',20'' unterteilt, von denen der Kanalbereich 16',20' zur Basisplatte 100 des betreffenden Austauscherelements offen ist, während der Kanalbereich 16' ',20'' zur Basisplatte 100 der benachbarten Austauschereinheit offen ist. Die aufeinan¬ der gestapelten Hohlplatten 12',12'' sind an den Fugen ihrer Seitenränder 106 luftdicht verbunden.To complete the exchanger units 12 ', 12' ', the side edges 106 of the base plate 100 are bent 90 ° to the side of the profile plate 102 in the sense of FIGS. 14a to c and are dimensioned such that they are one of the maximum profile depth have the corresponding width of the profile plate 102. In addition, the profile plates 102 are cut obliquely to form the deflection chambers 42, 44 and the orifices 46. Furthermore, to form the inlet and outlet openings 22, 24, the longitudinal side edge 106 is cut off at the relevant point. The exchanger units 12 ', 12' 'for the different media are provided with differently designed deflection chambers 42, 44 and inlet and outlet openings 22, 24 by appropriately cutting the profile plates 102 at the orifices 46. The flow channels or counterflow channels of an exchanger unit are divided into two channel areas 16 ', 16' 'or 20', 20 '' by the profile plates 102, of which the channel area 16 ', 20' is open to the base plate 100 of the relevant exchanger element while the channel region 16 ″, 20 ″ is open to the base plate 100 of the adjacent exchanger unit. The stacked hollow plates 12 ', 12' 'are connected airtight at the joints of their side edges 106.
Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 13 bis 16 sind die Strömungskanäle 16',16'' und die Gegenstromkanale 20',20'' eingangsseitig und ausgangsseitig mit je einer Umlenkkammer 42,44 verbunden, so daß die Ein- und Auslaßöffnungen 22,24 der sandwichartig übereinander gestapelten Hohlplatten in der Nähe der beiden Stapelenden abwechselnd nach der einen oder anderen Längsseite der Hohlplatten 12',12'' weisen. Die Zufuhr der beiden Austauschermedien (Pfeile 108 und Doppel¬ pfeile 110 erfolgt parallel von der einen Längsseite des Austauschers her, während die Abfuhr der beiden Austauscher- medien ebenfalls parallel auf der anderen Austauscherseite erfolgt. Die hierfür notwendigen Gebläse 112,114 werden bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 16 durch einen gemeinsamen Motor 116 angetrieben.13 to 16 are the Flow channels 16 ', 16''and the counterflow channels 20', 20 '' on the input side and on the output side are each connected to a deflection chamber 42, 44, so that the inlet and outlet openings 22, 24 of the sandwich-like stacked hollow plates in the vicinity of the two stack ends alternately point to one or the other long side of the hollow plates 12 ', 12''. The two exchange media (arrows 108 and double arrows 110) are supplied in parallel from one long side of the exchanger, while the two exchange media are also removed in parallel on the other side of the exchanger. The blowers 112, 114 necessary for this are shown in the exemplary embodiment according to FIG 16 driven by a common motor 116.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 17 unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 15 dadurch, daß von den ein- und aus- gangsseitigen Medienströmen nur drei parallel gerichtet sind, während der vierte Medienstrom senkrecht hierzu ausge¬ richtet ist. Dies wird durch eine entsprechende Ausbildung der Umlenkkammern 42,44 innerhalb der Wärmeaustauscherein¬ heiten ermöglicht.The exemplary embodiment according to FIG. 17 differs from that according to FIG. 15 in that only three of the input and output-side media streams are directed in parallel, while the fourth media stream is oriented perpendicularly thereto. This is made possible by a corresponding design of the deflection chambers 42, 44 within the heat exchanger units.
Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfindung betrifft einen nach dem Gegenstromprinzip durchströmbaren Wärmeaustauscher 10 für zwei gasförmige Medien unterschied¬ licher Temperatur. Der Wärmeaustauscher weist stapeiförmig im Abstand voneinander angeordnete Hohlplatten 12 auf, die mit ihren Breitseitenwänden 18 Wärmeübertragungsflächen bil¬ den und von zueinander parallelen Strömungskanälen 16 des einen Mediums durchsetzt werden, während im Bereich zwischen den Hohlplatten 12 Gegenstromkanale 20 des anderen Mediums verlaufen. Zur Strömungsumlenkung der getrennt voneinander an verschiedenen Stirnseiten des Hohlplattenstapels 30 zu- und abgeführten Medienströme sind Umlenkkammern 42,44 vorge¬ sehen, die an gegenüberliegenden Seiten der Hohlplatten an- geordnet sind. Die Hohlplatten 12 sind als extrudierte oder stranggepreßte Hohlprofilplatten aus Kunststoff oder Metall ausgebildet, die eine Vielzahl von die Stromungskanale (16) begrenzenden, zwischen ihren Breitseitenwänden (18) einge¬ formten, zueinander parallelen Trennstegen (32) aufweisen. In summary, the following can be stated: The invention relates to a heat exchanger 10 through which the countercurrent principle can flow, for two gaseous media of different temperatures. The heat exchanger has stacked hollow plates 12 which are spaced apart from one another and which, with their wide side walls 18, form heat transfer surfaces and are penetrated by parallel flow channels 16 of one medium, while counterflow channels 20 of the other medium run in the area between the hollow plates 12. Deflection chambers 42, 44 are provided for deflecting the flow of the media flows, which are supplied and discharged separately from one another on different end faces of the hollow plate stack 30, and are arranged on opposite sides of the hollow plates. are ordered. The hollow plates 12 are designed as extruded or extruded hollow profile plates made of plastic or metal, which have a large number of separating webs (32) which delimit the flow channels (16) and are formed between their broad side walls (18).

Claims

Patentansprüche Claims
1. Wärmeaustauscher für zwei oder mehrere, vorzugsweise gasförmige Medien unterschiedlicher Temperatur, mit zwei durch Wärmeübertragungsflachen (18) voneinander getrenn¬ ten, von den beiden Medien über jeweilige Ein- und Aus¬ laßöffnungen (22,24,22' ,24') nach dem Gegenstromprinzip durchströmbaren Gruppen von Strömungskanälen (16) , meh¬ reren im Abstand voneinander stapeiförmig angeordneten, mit ihren Breitseitenwänden (18) die Wärmeübertragungs¬ flächen bildenden, von zueinander parallelen Strömungs¬ kanälen (16) des einen Mediums durchsetzten Hohlplatten (12) , zwischen den Hohlplatten verlaufenden Gegenstrom¬ kanälen (20) des anderen Mediums und zwei an gegenüber¬ liegenden Seiten des Hohlplattenstapels (30) angeordne¬ ten, randseitig offenen und an Mündungsöffnungen (46) in die Strömungskanäle (16) oder Gegenstromkanale (20) mün¬ denden Gruppen von plattenweise voneinander getrennten Umlenkkammern (42,44), die über die Mündungsöffnungen (46) von einem der Medien unter Strömungsumlenkung durch¬ strömbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlplat¬ ten (12) als extrudierte oder stranggepreßte Hohlprofil¬ platten aus Kunststoff oder Metall ausgebildet sind, die eine Vielzahl von die Strömungskanäle (16) begrenzenden, zwischen ihren Breitseitenwänden (18) angeordneten, zu¬ einander parallelen Trennstegen (32) aufweisen.1. Heat exchanger for two or more, preferably gaseous media of different temperatures, with two separated by heat transfer surfaces (18) from the two media via respective inlet and outlet openings (22, 24, 22 ', 24') groups of flow channels (16) through which the countercurrent flows, a plurality of which are arranged in a stack at a distance from one another, with their wide side walls (18) forming the heat transfer surfaces and parallel flow channels (16) of the one hollow medium (12) penetrated by one medium, between the counterflow channels (20) of the other medium running the hollow plates and two edges which are arranged on opposite sides of the stack of hollow plates (30), open at the edge and end at orifices (46) into the flow channels (16) or counterflow channels (20) Groups of deflection chambers (42, 44) which are separated from one another in plates and which, via the orifices (46), form vo n one of the media can be flowed through while deflecting the flow, characterized in that the hollow plates (12) are designed as extruded or extruded hollow profile plates made of plastic or metal, which delimit a plurality of the flow channels (16) between their broad side walls (18) arranged, mutually parallel dividers (32).
2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Hohlprofilplatten (12) aus einem extrudier- ten Kunststoff der Gruppe Polypropylen, Polyethylen, Po¬ lyvinylchlorid, Polystyren, ABS bestehen.2. Heat exchanger according to claim 1, characterized gekennzeich¬ net that the hollow profile plates (12) consist of an extruded plastic from the group of polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, polystyrene, ABS.
3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Hohlprofilplatten (12) aus einem strangge¬ preßtem Metall der Gruppe Aluminium, Aluminiumlegierun- gen bestehen.3. Heat exchanger according to claim 1, characterized gekennzeich¬ net that the hollow profile plates (12) made of an extruded metal from the group aluminum, aluminum alloy conditions exist.
4. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , da¬ durch gekennzeichnet, daß zwischen einander zugewandten Breitseitenwänden (18) der Hohlprofilplatten (12) Ab¬ standshalter (14 ;15,50,58,70) angeordnet sind, welche die Gegenstromkanale (20) zumindest abschnittsweise be¬ grenzen.4. Heat exchanger according to one of claims 1 to 3, da¬ characterized in that spacers (14; 15,50,58,70) are arranged between facing broad side walls (18) of the hollow profile plates (12), which the counterflow channels ( 20) limit at least in sections.
5. Wärmeaustauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Abstandshalter aus mehreren, in Strömungs¬ richtung im Abstand voneinander zwischen den einander zugewandten Breitseitenwänden (18) der Hohlprofilplatten (12) angeordneten streifenförmigen Hohlprofilplattenab- schnitten (15) bestehen, deren Trennstege (32) im we¬ sentlichen parallel zu den Trennstegen (32) der Hohlpro¬ filplatten verlaufen.5. Heat exchanger according to claim 4, characterized gekennzeich¬ net that the spacers from a plurality, in the flow direction at a distance from each other between the facing broad side walls (18) of the hollow profile plates (12) arranged strip-shaped hollow profile plate sections (15), the separators (32) run essentially parallel to the separating webs (32) of the hollow profile plates.
6. Wärmeaustauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich¬ net, daß die streifenförmigen Hohlprofilplattenabschnit¬ te (15) sich mit ihren quer oder schräg zu ihren Trenn¬ stegen (32) verlaufenden Längskanten (36) im wesentli¬ chen über die gesamte Breite der Hohlprofilplatten (12) erstrecken und die Umlenkkammern (42,44) an der Mündungs¬ seite zu den Gegenstromkanälen (20) hin begrenzen.6. Heat exchanger according to claim 5, characterized gekennzeich¬ net that the strip-shaped Hohlprofilplattenabschnit¬ te (15) with their transverse or oblique to their Trenn¬ webs (32) extending longitudinal edges (36) substantially over the entire width of the hollow profile plates (12) extend and limit the deflection chambers (42, 44) on the mouth side to the counterflow channels (20).
7. Wärmeaustauscher nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeich¬ net, daß die Abstandshalter aus wellenförmig profilier¬ ten Platten aus Kunststoff oder Metall bestehen, die zu¬ sammen mit den benachbarten Breitseitenwänden der Hohl¬ profilplatten (12) eine Vielzahl von parallel zu den Trennstegen (32) verlaufende Strömungskanäle (45) be¬ grenzen.7. Heat exchanger according to claim 4, characterized gekennzeich¬ net that the spacers consist of wave-shaped profiled plates made of plastic or metal, which together with the adjacent broad side walls of the hollow profile plates (12) a plurality of parallel to the dividers ( 32) limit the flow channels (45).
8. Wärmeaustauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich- net, daß die Abstandshalter aus mehreren, in Strömungs- richtung im Abstand voneinander zwischen den einander zugewandten Breitseitenflächen (18) der Hohlprofilplat¬ ten (12) angeordneten, wellenförmig profilierten Plat¬ tenstreifen (15') bestehen, die zusammen mit den benach¬ barten Breitseitenflächen (18) im wesentlichen parallel zu den Trennstegen (32) der Hohlprofilplatten (12) ver¬ laufende Kanalabschnitte (45) begrenzen.8. Heat exchanger according to claim 4, characterized in net that the spacers consist of several, in the flow direction at a distance from each other between the mutually facing broad side surfaces (18) of the hollow profile plates (12), wavy profiled plate strips (15 '), which together with the neighboring ones Broad channel surfaces (18) delimit channel sections (45) which run essentially parallel to the separating webs (32) of the hollow profile plates (12).
9. Wärmeaustauscher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich¬ net, daß die wellenförmig profilierten Plattenstreifen (15') sich mit ihren quer oder schräg zu den Trennstegen (32) verlaufenden Längskanten (36) im wesentlichen über die gesamte Breite der Hohlprofilplatten (12) erstrecken und die Umlenkkammern (42,44) an der Mündungsseite zu den Gegenstromkanälen (20) hin begrenzen.9. Heat exchanger according to claim 8, characterized gekennzeich¬ net that the wavy profiled plate strips (15 ') with their transverse or oblique to the separating webs (32) extending longitudinal edges (36) extend substantially over the entire width of the hollow profile plates (12) and delimit the deflection chambers (42, 44) on the mouth side towards the counterflow channels (20).
10. Wärmeaustauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Abstandshalter (14) aus an den Breitseiten¬ wänden (18) der Hohlprofilplatten (12) angeformten, par¬ allel zu den Strömungskanälen (16) verlaufenden Leitrip¬ pen (58) bestehen.10. Heat exchanger according to claim 4, characterized gekennzeich¬ net that the spacers (14) formed on the broad side walls (18) of the hollow profile plates (12), parallel to the flow channels (16) extending guide ribs (58) consist.
11. Wärmeaustauscher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Leitrippen (58) mit gleichem Längsversatz zueinander über die Höhe der Hohlprofilplatten (12) im Abstand voneinander angeordnet sind und mit ihren stirn¬ seitigen Enden (60) die Mündungsöffnungen (46) der Um¬ lenkkammern (42,44) begrenzen.11. Heat exchanger according to claim 10, characterized gekennzeich¬ net that the guide ribs (58) with the same longitudinal offset to each other over the height of the hollow profile plates (12) are arranged at a distance from each other and with their front ends (60), the mouth openings (46) limit the deflection chambers (42, 44).
12. Wärmeaustauscher für zwei oder mehrere, vorzugsweise gasförmige Medien unterschiedlicher Temperatur, mit zwei durch Wärmeübertragungsflächen (18) voneinander getrenn¬ ten, von den beiden Medien über jeweilige Ein- und Aus¬ laßöffnungen (22,24,22' , 24' ) nach dem Gegenstromprinzip durchströmbaren Gruppen von Strömungskanälen (16) , meh¬ reren im Abstand voneinander stapeiförmig angeordneten, mit ihren Breitseitenwänden (18) die Wärmeübertragungs¬ flächen bildenden, von zueinander parallelen Strömungs¬ kanälen (16) des einen Mediums durchsetzten Hohlplatten (12, 12' , 12' ' ) , zwischen den Hohlplatten verlaufenden Ge¬ genstromkanälen (20) des anderen Mediums und zwei an gegenüberliegenden Seiten des Hohlplattenstapels (30) angeordneten, randseitig offenen und an Mündungsöffnun¬ gen (46) in die Strömungskanäle (16) oder Gegenstromka¬ nale (20) mündenden Gruppen von plattenweise voneinander getrennten Umlenkkammern (42,44), die über die Mündungs- öffnungen (46) von einem der Medien unter Strömungsum¬ lenkung durchströmbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlplatten (12', 12'') jeweils aus einer ebenen Ba¬ sisplatte (100) und einer ein Zickzack- oder Wellenpro¬ fil aufweisenden, breitseitig an zueinander parallelen Kontaktlinien mit der Basisplatte (100) unter Bildung der die Strömungskanäle (16',16'') oder Gegenstromkanale (20',20'') verbundenen Profilplatte (102) gebildet sind.12. Heat exchanger for two or more, preferably gaseous media of different temperatures, with two separated by heat transfer surfaces (18) from the two media via respective inlet and outlet openings (22, 24, 22 ', 24') the countercurrent principle Flow-through groups of flow channels (16), a plurality of which are arranged in a stack-like manner at a distance from one another, with their broad side walls (18) forming the heat transfer surfaces and parallel flow channels (16) of the hollow plates (12, 12 ', 12 through which one medium passes) ''), countercurrent channels (20) of the other medium which run between the hollow plates and two edge edges which are arranged on opposite sides of the stack of hollow plates (30) and open at the mouth openings (46) into the flow channels (16) or countercurrent channels ( 20) opening groups of plate-wise separate deflection chambers (42, 44), through which flow through the mouth openings (46) one of the media can be flow-deflected, characterized in that the hollow plates (12 ', 12'') each consisting of a flat base plate (100) and a contact line that is parallel to one another and has a zigzag or corrugated profile n are formed with the base plate (100) to form the profile plate (102) connected to the flow channels (16 ', 16'') or counterflow channels (20', 20 '').
13. Wärmeaustauscher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Basisplatte (100) und die Profilplatte (102) als einstückiges Extrusions- oder Strangpreßteil aus Kunststoff oder Metall ausgebildet sind.13. Heat exchanger according to claim 12, characterized gekennzeich¬ net that the base plate (100) and the profile plate (102) are formed as a one-piece extrusion or extrusion made of plastic or metal.
14. Wärmeaustauscher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Profilplatte (102) und die Basisplatte (100) als getrennte Formteile aus Kunststoff oder Metall ausgebildet sind, die an ihren Kontaktlinien miteinander verklebt oder verschweißt sind.14. Heat exchanger according to claim 12, characterized gekennzeich¬ net that the profile plate (102) and the base plate (100) are formed as separate molded parts made of plastic or metal, which are glued or welded together at their contact lines.
15. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 12 bis 14, da¬ durch gekennzeichnet, daß die vorzugsweise rechteckige Basisplatte (100) an ihren Seitenrändern (106) Vorzugs- weise zur Seite der Profilplatte (102) um etwa 90° abge¬ bogen ist.15. Heat exchanger according to one of claims 12 to 14, da¬ characterized in that the preferably rectangular base plate (100) on its side edges (106) preferred is bent to the side of the profile plate (102) by approximately 90 °.
16. Wärmeaustauscher nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich¬ net, daß die abgebogenen Seitenränder (106) der Basis¬ platte (100) einen der maximalen Profiltiefe der Profil¬ platte (102) entsprechende Breite aufweisen.16. The heat exchanger according to claim 15, characterized in that the bent side edges (106) of the base plate (100) have a width corresponding to the maximum profile depth of the profile plate (102).
17. Wärmeaustauscher nach Anspruch 15 oder 16, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die abgebogenen Seitenränder (106) im Bereich der Ein- und Auslaßöffnungen unterbrochen sind.17. Heat exchanger according to claim 15 or 16, characterized ge indicates that the bent side edges (106) are interrupted in the region of the inlet and outlet openings.
18. Wärmeaustauscher für zwei oder mehrere, vorzugsweise gasförmige Medien unterschiedlicher Temperatur, mit zwei durch Wärmeübertragungsflächen (18) voneinander getrenn¬ ten, von den beiden Medien über jeweilige Ein- und Aus¬ laßöffnungen (22,24,22' ,24') nach dem Gegenstromprinzip durchströmbaren Gruppen von Strömungskanälen (16) , meh¬ reren im Abstand voneinander stapeiförmig angeordneten, mit ihren Breitseitenwänden (18) die Wärmeübertragungs¬ flächen bildenden, von zueinander parallelen Strömungs¬ kanälen (16) des einen Mediums durchsetzten Hohlplatten (12',12''), zwischen den Hohlplatten verlaufenden Gegen¬ stromkanälen (20) des anderen Mediums und zwei an gegen¬ überliegenden Seiten des Hohlplattenstapels (30) ange¬ ordneten, randseitig offenen und an Mündungsöffnungen (46) in die Strömungskanäle (16) oder Gegenstromkanale (20) mündenden Gruppen von plattenweise voneinander ge¬ trennten Umlenkkammern (42,44), die über die Mündungs- öffnungen (46) von einem der Medien unter Strömungsum¬ lenkung durchströmbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlplatten (12',12'') jeweils aus einer ebenen Ba¬ sisplatte (100) und einer Vielzahl von über eine Breit¬ seitenfläche der Basisplatte überstehenden, unter seit¬ licher Begrenzung der Strömungskanäle (16) oder Gegen- stromkanäle (20) parallel zueinander verlaufenden Leit¬ rippen (104) gebildet sind.18. Heat exchanger for two or more, preferably gaseous media of different temperatures, with two separated by heat transfer surfaces (18) from the two media via respective inlet and outlet openings (22, 24, 22 ', 24') Groups of flow channels (16) through which the countercurrent flows, a plurality of which are arranged in a stack-like manner at a distance from one another, with their broad side walls (18) forming the heat transfer surfaces and having parallel flow channels (16) of the hollow medium (12 ', 12) passing through them with one another ''), between the hollow plates running counterflow channels (20) of the other medium and two edges on opposite sides of the hollow plate stack (30), open at the edge and at mouth openings (46) into the flow channels (16) or counterflow channels ( 20) opening groups of deflecting chambers (42, 44) which are separated from one another in plates, and which run over the opening n (46) can be flowed through by one of the media with flow deflection, characterized in that the hollow plates (12 ', 12'') each consist of a flat base plate (100) and a plurality of over a broad side surface of the base plate protruding, with lateral limitation of the flow channels (16) or counter flow channels (20) parallel to each other leading vanes (104) are formed.
19. Wärmeaustauscher nach Anspruch 18, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Basisplatte (100) und die Leitrippen (104) als einstückige Extrusions- oder Strangpreßteile aus Kunststoff oder Metall ausgebildet sind.19. Heat exchanger according to claim 18, characterized gekennzeich¬ net that the base plate (100) and the guide ribs (104) are designed as one-piece extrusion or extrusions made of plastic or metal.
20. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 19, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Umlenkkammern (42, 44) gruppenweise über jeweils eine Ein- oder Auslaßöffnung (22, 24) zu entgegengesetzten, parallel zu den Strömungs¬ kanälen verlaufenden Stirnseiten des Plattenstapels (30) hin randseitig offen und unter rechtwinkliger Umlenkung der Medienströme (26,28) durchströmbar sind.20. Heat exchanger according to one of claims 1 to 19, da¬ characterized in that the deflection chambers (42, 44) in groups via an inlet or outlet opening (22, 24) to opposite, parallel to the flow channels end faces of the plate stack (30) are open towards the edge and can be flowed through with a right-angled deflection of the media flows (26, 28).
21. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 20, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Umlenkkammern (42, 44) im Umriß keilförmig sind und sich mit zwei an die Ein- bzw. Auslaßöffnung (22,24) angrenzenden, einen spitzen Winkel einschließenden schmalseitigen Begrenzungsflachen über die gesamte Höhe der Hohlprofilplatten (12) erstrecken.21. Heat exchanger according to one of claims 1 to 20, characterized by the fact that the deflection chambers (42, 44) are wedge-shaped in outline and adjoin an acute angle with two adjacent to the inlet and outlet opening (22, 24) Narrow-side boundary surfaces extend over the entire height of the hollow profile plates (12).
22. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 21, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Umlenkkammern (42, 44) an einer ihrer schmalseitigen Begrenzungsflächen in die Mündungsöffnungen (46) der Strömungskanäle (16) oder Ge¬ genstromkanale (20) münden, und daß die andere schmal¬ seitige Begrenzungsflache durch eine Stirnwand (38) gas¬ dicht verschlossen ist.22. Heat exchanger according to one of claims 1 to 21, characterized by the fact that the deflection chambers (42, 44) open at one of their narrow-side boundary surfaces into the mouth openings (46) of the flow channels (16) or countercurrent channels (20), and that the other narrow-sided boundary surface is sealed gas-tight by an end wall (38).
23. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 22, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Gegenstromkanale (20) ein- und ausströmseitig in jeweils eine der beiden Gruppen von Umlenkkammern (42,44) münden und die Strömungskanäle (16) an Ein- und Auslaßöffnungen (22',24') auf gegen¬ überliegenden Stirnseiten des Hohlplattenstapels (30) enden, oder umgekehrt.23. Heat exchanger according to one of claims 1 to 22, da¬ characterized in that the counterflow channels (20) on the inflow and outflow sides open into one of the two groups of deflection chambers (42,44) and the flow channels (16) end at inlet and outlet openings (22 ', 24') on opposite end faces of the stack of hollow plates (30), or vice versa.
24. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 23, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle (16) ein¬ gangsseitig und die Gegenstromkanale (20) ausgangsseitig mit einer der Gruppen von Umlenkkammern (42,44) verbun¬ den sind, oder umgekehrt.24. Heat exchanger according to one of claims 1 to 23, characterized in that the flow channels (16) on the input side and the counterflow channels (20) on the output side are connected to one of the groups of deflection chambers (42, 44), or vice versa .
25. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 24, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Hohlplatten (12) recht¬ eckige, in Richtung der Strömungskanäle (16) langge¬ streckte, vorzugsweise dünnwandige Breitseitenwände (18) aufweisen.25. Heat exchanger according to one of claims 1 to 24, characterized in that the hollow plates (12) have rectangular, elongated in the direction of the flow channels (16), preferably thin-walled broad side walls (18).
26. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche l bis 25, da¬ durch gekennzeichnet, daß die die Gegenstromkanale (20) bildenden Zwischenräume zwischen den Hohlplatten (12) an den Stirnseiten des Hohlplattenstapels (30) gasdicht ge¬ schlossen sind.26. Heat exchanger according to one of claims l to 25, da¬ characterized in that the spaces between the countercurrent channels (20) forming the hollow plates (12) on the end faces of the stack of hollow plates (30) are closed gas-tight.
27. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 26, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle (16',16'') und die Gegenstromkanale (20',20'') eingangsseitig und ausgangsseitig mit je einer der Gruppen von Umlenkkam¬ mern (42,44) verbunden sind, und daß die Ein- und Aus¬ laßöffnungen (22,24,22' ,24') der sandwichartig überein¬ ander gestapelten Hohlplatten (12',12'') in der Nähe der beiden Stapelenden abwechselnd nach entgegengesetzten Längsseiten der Hohlplatten (12', 12'') weisen.27. Heat exchanger according to one of claims 1 to 26, characterized by the fact that the flow channels (16 ', 16' ') and the counterflow channels (20', 20 '') on the input side and on the output side each with one of the groups of deflection chambers (42, 44) are connected, and that the inlet and outlet openings (22, 24, 22 ', 24') of the hollow plates (12 ', 12' ') stacked one above the other in the vicinity of the two stack ends alternate point to opposite long sides of the hollow plates (12 ', 12' ').
28. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 27, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle (16) ein¬ gangsseitig und ausgangsseitig mit einer der Gruppen von Umlenkkammern (42,44) verbunden sind, daß die Gegenstrom¬ kanale (20) nur ein- oder ausgangsseitig mit einer der Gruppen von Umlenkkammern verbunden sind und daß die Einlaß- und Auslaßöffnungen (22,24 ,22' ,24' ) der sand¬ wichartig übereinander gestapelten Hohlplatten (12', 12'') nur an einem Stapelende abwechselnd nach entgegen¬ gesetzten Längsseiten der Hohlplatten weisen.28. Heat exchanger according to one of claims 1 to 27, characterized in that the flow channels (16) on the input side and on the output side with one of the groups of Deflection chambers (42, 44) are connected such that the counterflow channels (20) are connected to one of the groups of deflection chambers only on the input or output side and that the inlet and outlet openings (22, 24, 22 ', 24') of the sand ¬ point-like stacked hollow plates (12 ', 12'') only at one end of the stack alternately pointing to opposite longitudinal sides of the hollow plates.
29. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 28, ge¬ kennzeichnet durch in den Strömungskanälen (16) und/oder Gegenstromkanälen (20) angeordnete Strömungshindernisse (64) zur Erzeugung einer turbulenten Strömung.29. Heat exchanger according to one of claims 1 to 28, characterized by ge in the flow channels (16) and / or counterflow channels (20) arranged flow obstacles (64) for generating a turbulent flow.
30. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 29, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle (16) und die Gegenstromkanale (18) eines Hohlprofilplattenpaares oder -stapeis im Bereich einer ihrer Mündungsöffnungen (46) unter Bildung einer Strömungsumkehrkammer (102) miteinander kommunizieren.30. Heat exchanger according to one of claims 1 to 29, da¬ characterized in that the flow channels (16) and the countercurrent channels (18) of a pair of hollow profile plates or -stapeis communicate with each other in the region of one of its orifices (46) to form a flow reversal chamber (102) .
31. Wärmeaustauscher nach Anspruch 30, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Strömungsumkehrkammer (102) mit Wasser be¬ aufschlagbar ist.31. Heat exchanger according to claim 30, characterized gekennzeich¬ net that the flow reversal chamber (102) with water be¬ be¬.
32. Wärmeaustauscher nach Anspruch 30 oder 31, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß in der Strömungsumkehrkammer ein von dem Medium durchströmbares Wasserspeicherelement (108) angeordnet ist.32. Heat exchanger according to claim 30 or 31, characterized ge indicates that a water storage element (108) through which the medium can flow is arranged in the flow reversal chamber.
33. Wärmeaustauscher nach Anspruch 32, dadurch gekennzeich¬ net, daß das Wasserspeicherelement (108) aus einem Fa¬ sergewebe oder einem Faservlies besteht.33. Heat exchanger according to claim 32, characterized gekennzeich¬ net that the water storage element (108) consists of a fiber fabric or a nonwoven fabric.
34. Wärmeaustauscher nach Anspruch 33, dadurch gekennzeich¬ net, daß das Fasergewebe oder Faservlies aus textilem Fasermaterial besteht.34. Heat exchanger according to claim 33, characterized gekennzeich¬ net that the fiber fabric or nonwoven fabric made of textile There is fiber material.
35. Verwendung eines Wärmeaustauschers nach einem der An¬ sprüche 1 bis 34 in klimatechnischen Anlagen (72) zur Erwärmung oder Abkühlung eines zugeführten Außenluft- stroms (76) unter Ausnutzung des Wärmeinhalts eines Ab- luftstroms (78) .35. Use of a heat exchanger according to one of claims 1 to 34 in air conditioning systems (72) for heating or cooling a supplied outside air flow (76) by utilizing the heat content of an exhaust air flow (78).
36. Verwendung nach Anspruch 35, wobei der Außenluftstrom (76) oder Abluftstrom (78) unter Ausnutzung der Verdamp¬ fungsenthalpie einer leicht verdunstenden Kühlflüssig¬ keit, insbesondere Wasser, zusätzlich gekühlt wird.36. Use according to claim 35, wherein the outside air flow (76) or exhaust air flow (78) is additionally cooled using the enthalpy of vaporization of a slightly evaporating cooling liquid, in particular water.
37. Verwendung nach Anspruch 35 oder 36 in Kombination mit einem Verdampfer (80) und einem Kondensator (86) einer Klimaanlage (72) , wobei der Außenluftstrom (76) durch den Verdampfer (80) und der Kondensator (86) durch den Fortluftstro (88) zusätzlich gekühlt wird.37. Use according to claim 35 or 36 in combination with an evaporator (80) and a condenser (86) of an air conditioning system (72), the outside air flow (76) through the evaporator (80) and the condenser (86) through the exhaust air flow ( 88) is additionally cooled.
38. Verwendung nach einem der Ansprüche 35 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchsatz des Außenluftstrom (76) durch Beimischung eines vom Abluftstrom (78) abge¬ zweigten und dem Zuluftstrom (84) zugemischten Umluft¬ stroms (92) eingestellt wird. 38. Use according to one of claims 35 to 37, characterized in that the throughput of the outside air flow (76) is adjusted by admixing a recirculated air flow (92) branched off from the exhaust air flow (78) and admixed with the supply air flow (84).
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