WO2018166648A1 - Plattenwärmetauscher - Google Patents

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WO2018166648A1
WO2018166648A1 PCT/EP2018/000072 EP2018000072W WO2018166648A1 WO 2018166648 A1 WO2018166648 A1 WO 2018166648A1 EP 2018000072 W EP2018000072 W EP 2018000072W WO 2018166648 A1 WO2018166648 A1 WO 2018166648A1
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WO
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fluid
heat exchanger
outer edge
plate
heat exchange
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Application number
PCT/EP2018/000072
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English (en)
French (fr)
Inventor
Kai Klingenburg
Original Assignee
Klingenburg Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Klingenburg Gmbh filed Critical Klingenburg Gmbh
Priority to EP18711474.9A priority Critical patent/EP3596418B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0037—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the conduits for the other heat-exchange medium also being formed by paired plates touching each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
    • F28F3/042—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element
    • F28F3/044—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element the deformations being pontual, e.g. dimples
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2230/00—Sealing means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
    • F28F2265/16—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for preventing leakage

Definitions

  • the invention relates to a plate heat exchanger with over or adjacent heat exchange plates which form separate flow channels for a first fluid and for a second fluid and through which thermal energy is exchangeable between the two fluids.
  • Such plate heat exchangers are used in wide variations and various ways to exchange thermal energy between two fluid streams.
  • the invention has for its object to provide the generic plate heat exchanger in such a way that at a given space for the plate heat exchanger, the exchange of thermal energy between the ⁇ both the plate heat exchanger flowing fluid streams with a higher We- ⁇ degree is feasible:
  • the plate heat exchanger according to the invention is formed without a housing, so that no space is required for any Einhausungshunt.
  • foil sheets on the outer edges are arranged between the inlet region and the outlet region of the first fluid on the one hand and the inlet region and the outlet region of the second fluid the ' heat exchange plates are attached.
  • foil sheets which may be 140 to 300 m thick, the plate heat exchanger is sealed between the inlet areas and the outlet areas.
  • the foil sheets are welded to the outer edges of the heat exchange plates in said outer edge regions of the heat exchange plates.
  • the plate heat exchanger according to the invention. It is possible, between the inlet region and the outlet region of the first fluid on the one hand and the inlet region and the outlet region of the second fluid on the other hand, at the outer edges of the heat exchange plates extending approximately at right angles to the heat exchange surface of the heat exchange plates extending collar aus- form, by means of which adjacent heat exchange plates are sealingly connected to one another, preferably welded, are.
  • the matrix formed by the heat exchange plates of the plate heat exchanger can advantageously be configured self-supporting.
  • the unit can be made self-supporting from the matrix formed from the heat exchange plates and the foil sheets.
  • the heat exchange plates and possibly the foil sheets of the same material are formed.
  • This material-like design of the heat exchange plates and possibly the foil sheets also facilitates the sealing between the heat exchange plates or between the heat exchange plates and the foil sheets to be realized sealing weld.
  • the heat exchange plates and possibly the foil sheets can be formed from polyester.
  • the plate heat exchanger according to the invention having a planar upper and / or lower surface, it is advantageous if the 'Plättenkorleyer having an upper and / or lower planar end plate.
  • the end plate may advantageously be formed as a cavity plate, preferably as a double-skin plate.
  • each end plate is formed of the same material as the heat exchange plates of the plate heat exchanger.
  • the plate heat exchanger according to the invention can be designed as a countercurrent heat exchanger or as a cross-flow heat exchanger.
  • the advantages associated with the embodiment of the plate heat exchanger according to the invention arise both for its design as a countercurrent heat exchanger and for its design as a cross-flow heat exchanger .: To reduce in the operation of such plate heat exchanger for certain requirement profiles under certain circumstances ' occurring thermal risks, it is advantageous if the Heat exchange plates and possibly the foil sheets of flame retardant. Plastic are formed.
  • the heat exchange plates and possibly the 'foil sheets are made of non-combustible plastic.
  • the heat exchange plates and possibly the foil sheets are formed of aluminum, Conveniently, in such formed of aluminum plate heat exchangers, the foil sheets may be crimped with the outer edges of the heat exchange plates.
  • the plate heat exchanger according to the invention which is provided in the case of the advantageous development of gaseous fluids, the flow channels for the first fluid and the flow channels for the second fluid are alternately between successively arranged first and second heat exchange plates of the cross or Countercurrent heat exchanger formed plate heat exchanger formed.
  • Each first heat exchange plate has a collar-free outer edge section forming the entry region of the first fluid, a collar-free outer edge section forming the exit region of the first fluid, a collared outer edge section associated with the entry region of the second fluid, and a collar associated with the exit region of the second fluid Collar provided outer edge portion, and between the outside of the first fluid forming collar-freephasekarntenabites.
  • every second heat exchange plate has a collar-free outer edge deflection forming the inlet region of the second fluid.
  • a collar-free outer edge section forming the exit region of the second fluid, a collar-provided outer edge section associated with the entry region of the first fluid, a collared outer edge section associated with the exit region of the first fluid, and between the collar-free outer edge section forming the entry region of the second fluid on the one hand
  • the outer edge portion assigned to the entry region of the first fluid, between the outer edge portion assigned to the entry region of the first fluid and the collar-free outer edge segment forming the exit region of the second fluid between the collar-free outer edge section forming the exit region of the second fluid and the exit region the outer fluid portion associated with the first fluid on the other hand, and between the outlet of the first n fluid associated outer edge portion on the one hand and the inlet region of the second fluid forming collar-free outer edge section on the other hand outer edge portions.
  • each first heat exchange plate is fluid-tightly connected at its collar to the associated outer edge sections of the collar-side adjacent second heat exchange plate, and wherein each second heat exchange plate its collar fluid-tight with the associated outer edge portions of the collar side adjacent first heat exchange plate is connected.
  • the heat exchange plates have mutually offset projections at their associated outer edge portions, by means of which the heat exchange plates are formed to be intermeshed at their associated outer edge portions, the heat exchange plates of the plate heat exchanger can be reliably positioned when stacked in the direction of the planes of the heat exchange plates.
  • the projections have at the mutually associated outer edge portions of the heat exchange plates in the longitudinal direction of theassintenabitese an egg shaped cross-section, wherein the projections perpendicular to the heat exchange plate level have a larger dimension than in the heat exchange plates formed waves.
  • the waves usually formed in the heat exchange plates, the distance between adjacent heat exchange plates is adjusted.
  • the projections which are provided alternately on adjacent heat exchange plates, results in a stiffening of the structure formed from the heat exchange plates.
  • the U-shaped cross section engage in the recess these projections and acting as spacers between the heat exchange plates waves mechanically stable and the desired gap widths, etc.
  • the plate heat exchanger according to the invention arranged as the lower end plate of the plate heat exchanger heat exchange plate and / or arranged as the upper end plate of the plate heat exchanger heat exchange plate are provided with a foam insert.
  • the plate heat exchanger according to the invention is highly recyclable.
  • the plate heat exchanger according to the invention can be produced with a high degree of tightness with little effort if its heat exchange plates are welded together at their outer edge sections which form their entry and exit areas.
  • the plate heat exchanger is formed by means of heat exchange plates made of aluminum, the heat exchange plates are provided except at their entry or exit areas forming outer edge portions with collars and welded or crimped at their collared outer edge portions. Also, by this, the plate heat exchanger according to the invention can be manufactured with a high density.
  • the heat output Exchange plates stacked on each other brought together tightly to be joined outer edge sections or collar in contact with each other and welded together the outer edge sections or collar to be joined together.
  • this welding of the outer edge sections or collars to be joined together takes place in a single work step.
  • Figure 1 is a perspective view of a first
  • Figure 2 is a perspective view of a second
  • Figure 3 is a schematic diagram of a foil sheet of
  • Figure 4 is a schematic diagram of a second foil sheet of the embodiment of the plate heat exchanger according to the invention shown in Figure 1;
  • Figure 5 is a schematic diagram of a foil sheet of
  • Figure 1 shown embodiment of a plate heat exchanger according to the invention provided heat exchange plates.
  • a first embodiment, shown in a perspective view in FIG. 1, of a plate heat exchanger 1 according to the invention has a package of superimposed heat recovery plates 2 arranged one above the other and forming flow channels 3 for a first fluid between them.
  • the first fluid flow channels 3 connect an inlet region 4 of the first fluid to an outlet region 5 of the first fluid.
  • the heat exchange plates 2 form flow channels 6 for a second fluid.
  • the second fluid flow channels 6 connect an inlet region 7 of the second fluid to an outlet region 8 of the second fluid.
  • the plate heat exchanger 1 shown in Figure 1 is designed as a countercurrent heat exchanger 1.
  • the inlet region 4 of the first fluid into the countercurrent heat exchanger 1 is arranged on the left side of the countercurrent heat exchanger in FIG. 1, whereas the outlet region 5 of the first fluid is arranged on the right side of the countercurrent heat exchanger 1 in FIG.
  • the inlet region 7 of the second fluid stream is on the right side of the counterpart in FIG.
  • Current heat exchanger 1 and the outlet region 8 of the second fluid on the left in. Figure 1 side of the countercurrent heat exchanger 1 is arranged.
  • the dimensions of the heat exchange plates 2 of the countercurrent heat exchanger 1 shown in FIG. 1 can be selected in their dimensions such that they correspond exactly or almost exactly to the space available for the countercurrent heat exchanger 1.
  • a housing, by means of which the countercurrent heat exchanger 1 would have been housed, is not provided in the countercurrent heat exchanger i shown in FIG. Correspondingly, no installation space is required for a housing.
  • the heat exchange plates 2 of the countercurrent heat exchanger 1 are made of the same material, preferably a thermoplastic, e.g. made of polyester.
  • Heat exchange plates 2 of the counterflow heat exchanger 1 according to a first embodiment at the corner regions of the heat exchange plates 2, which are arranged between the inlet region 4 of the first fluid and the outlet region 8 of the second fluid and ' the outlet region 5 of the first fluid and the inlet region 7 of the second fluid , sealingly connected to each other.
  • the heat output Exchange plates 2 provided at their the corner regions 9, 10 corresponding sections of their outer edges 11 arranged approximately perpendicular to the plane of the heat exchange plates 2 collar, said adjacent heat transfer plates 2 are sealingly connected to each other at said corner regions 9, 10 by means of this collar. Since the heat exchange plates 2 are all made of the same material, welding can preferably be used as the type of connection.
  • the heat exchange plates 2 of the countercurrent heat exchanger 1 form a self-supporting matrix.
  • the heat exchange plates 2 are also provided with corresponding approximately in the vertical direction from the main plane of the heat exchange plates 2 projecting collar.
  • To seal the heat exchange plates in the space formed by said portions of the outer edges 11 'side regions 12 which are arranged there outer edges of the heat exchange plates 2 are connected by means of said collar sealingly together 13, wherein, for the reasons already mentioned, a weld as the connection is expedient.
  • the lower and the upper heat exchange plate may each be formed as a lower or upper end plate.
  • the end plates are also made of the same material as the heat exchange plate. 2, wherein both the lower end plate and the upper end plate as a cavity plate, in particular as a double-skin plate, may be formed.
  • a welding of the respective outer edge sections of the heat exchange plates at the corner regions 9, 10 and the side regions 12, 13 is dispensed with.
  • a foil sheet 14 shown in principle in FIG. 3 is sealingly connected to the outer edge portions of the heat exchange plates 2 assigned to the corner regions 9, 10.
  • the two Folienblät- ter 14 are also made of the same material as the heat exchange plates and accordingly with the. mentioned, the corner regions 9, 10 associated outer edge regions of the heat exchange plates 2 welded. Any vertically protruding from the main plane of the heat exchange plate 2 collar or the like. are not required in this embodiment.
  • foil sheets 15 shown in principle in FIG. 4 on the side regions 12, 13 of the countercurrent heat exchanger 1 shown in FIG. 1 are welded to the portions of the outer edges 11 of the heat exchange plates 2 assigned to said side regions 12, 13.
  • the embodiment of the plate heat exchanger 1 shown in Figure 2 is designed as a cross-flow heat exchanger 1, It differs from the above described with reference to Figure 1 countercurrent heat exchanger 1 by the design of the heat exchange plates 2. Between the heat exchange plates 2, the flow channels 3 and 6 are formed, wherein the Flow direction of the first fluid through the inlet region 4 to the outlet region 5 approximately perpendicular to the flow direction of the second fluid from the inlet region 7 to the outlet region 8 extends.
  • the cross-flow heat exchanger shown in FIG. 2 has four corner regions 16, 17, 18, 19, in which the sections of the outer edges 11 of the heat exchange plates 2 associated with these corner regions 15, 17, 18, 19 are sealingly connected to one another.
  • the sealing connection in the corner regions 16, 17, 18, 19 can be accomplished by means of the main plane of the heat exchange plates 2 projecting approximately in the vertical direction collar.
  • connection between the corner regions 16, 17, 18, 19 associated with portions of the 'outer edges 11 of the coefficient of thermal Exchange plates 2 ⁇ by welding the respective outer edge portions or by the foil sheets 20, which are welded to the sealing connection with the respective outer edge portions of the heat exchange plates also with these outer edge portions.
  • Each first heat exchange plate 2a has a collar-free outer edge section 21 forming the inlet region 4 of the first fluid, an outer edge section 22 forming the outlet region 5 of the first fluid, an outer edge section 23 assigned to the inlet region 7 of the second fluid and having a collar 37, an exit region 8 of the second fluid associated with a collar 38 outer edge portion 24, ⁇ and between the inlet region 4 of the first fluid forming collar-free outer edge portion 21 on the one hand and ' the inlet region 7 of the second fluid associated outer edge portion 23 on the other hand, between the inlet region of the second fluid associated Outer edge portion 23 on the one hand and the ' outgoing region 5 of the first fluid forming collar-free outer edge portion 22 on the other hand, between which the outlet region 5 of the first fluid forming collar fre outer edge portion 22 on the one hand and the outlet area 8 of the first fluid associated.
  • Each second heat exchange plate 2b has a collar-free outer edge section 29 forming the inlet region 7 of the second fluid, one the outlet region of the second
  • Each first heat exchange plate 2a is connected at its collar 37, 38 in a fluid-tight manner to the associated outer edge sections 29, 30 of the collar-side adjacent second heat exchange plate 2b.
  • Each second heat exchange plate 2b is connected at its collar 39, 40 in a fluid-tight manner to the associated outer edge sections 21, 22 of the collar-side adjacent first heat exchange plate 2a.
  • the heat exchange plates 2a, 2b have at their mutually associated outer edge portions 25, 33; 26, 36; 27, 35; 28, 34 staggered projections 41, 42, by means of which the heat exchange plates. 2a, 2b at their mutually associated outer edge portions 25, 33; 26, 36; 27, 35; 28, 34 are formed interlocking.
  • the projections 41, 42 at the mutually associated outer edge portions 25, 33; 26, 36; 27, 35; 28, 34 of the ⁇ heat exchange plates 2a, 2b have in the longitudinal direction of the outer edge sections 25, 33; 26, 36; 27, 35; 28, 34 a U-shaped
  • PET Polyethylenterephtha- lat
  • the heat exchange plates 2a, 2b are welded together except at their entry or exit areas 4, 5, 7, 8 forming outer edge portions.
  • the heat exchange plates are formed of aluminum, they are collared except for outer edge portions forming at their entry and exit regions 4, 5, 7, 8 and welded or crimped together at their outer peripheral edge portions.
  • the heat exchange plates 2a, 2b are stacked on each other, outer edge sections or collar ' tightly connected to each other brought into abutment, and welded together the outer edge sections or collar to be joined together in a single step.

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Abstract

Ein Plattenwärmetauscher (1) ist aus über- bzw. nebeneinander angeordneten Wärmeaustauschplatten (2) ausgebildet, die voneinander getrennte Strömungs Kanäle (3, 6) für ein erstes Fluid und für ein zweites Fluid ausbilden, und durch die hindurch thermische Energie zwischen den beiden Fluiden austauschbar ist. Um den für einen derartigen Plattenwärmetauscher (1) zur Verfügung stehenden Bauraum optimal für den Wärmeaustausch zwischen den beiden Fluiden zu nutzen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Abmessungen der Wärmeaustauschplatten (2) nahezu oder genau entsprechend den Abmessungen des für den Plattenwärmetauscher (1) insgesamt vergesehenen Bauraums gestaltbar sind.

Description

„Plattenwärmetauscher"
Die Erfindung bezieht sich auf einen Plattenwärmetauscher mit über- bzw. nebeneinander angeordneten Wärmeaustauschplatten, die voneinander getrennte Strömungskanäle für ein erstes Fl'ü- id und für ein zweites Fluid ausbilden und durch die hindurch thermische Energie zwischen den beiden Fluiden austauschbar ist. Derartige Plattenwärmetauscher werden in großen Variationen und vielfältig eingesetzt, um thermische Energie zwischen zwei Fluidströmen auszutauschen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Plattenwärmetauscher derart weiterzubilden, dass bei vorgegebenem Bauraum für den Plattenwärmetauscher der Austausch thermischer Energie zwischen den^ beiden den Plattenwärmetauscher durchströmenden Fluidströmen mit einem höheren Wir-^ kungsgrad realisierbar ist:
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Abmessungen der : Wärmeaustäuschplatten des Plattenwärmetauschers nahezu oder genau entsprechend den Abmessungen des für den ; Plattenwärmetauscher insgesamt vorgesehenen Bauraums gestaltbar sind. Dadurch, dass die Abmessungen der Wärmeaustauschplatten und damit die Wärmeaustauschflächen derselben quasi der entsprechenden Flächenabmessung des Bauraums ent- •sprechen, wird mittels des erfindungsgemäßen Plattenwärmetauschers die Möglichkeit geschaffen, thermische Energie zwischen den beiden den Plattenwärmetauscher durchströmenden Fluidströmen auf einer größeren Wärmeaustauschfläche und da- mit mit höherem Wirkungsgrad zu realisieren.
Zweckmäßigerweise ist der erfindungsgemäße Plattenwärmetauscher gehäuselos ausgebildet, so dass für irgendwelche Ein- hausungsmaßnahmen kein Bauraum erforderlich ist.
Um die Abdichtung des Plattenwärmetauschers hinsichtlich der dem ersten Fluid und dem zweiten Fluid zugeordneten Strömungskanäle zu bewerkstelligen, ist es vorteilhaft, wenn zwischen dem Eintrittsbereich und dem Austrittsbereich des ers- ten Fluids einerseits und dem Eintrittsbereich und dem Austrittsbereich des zweiten Fluids andererseits Folienblätter auf den Außenkanten der' Wärmeaustauschplatten angebracht sind. Mittels derartiger Folienblätter, die 140 bis 300 m dick sein können, wird der Plattenwärmetauscher zwischen den Eintrittsbereichen und den Austrittsbereichen abgedichtet.
Vorteilhaft sind die Folienblätter mit den Außenkanten der Wärmeaustauschplatten in den genannten Außenkantenbereichen der Wärmeaustauschplatten verschweißt.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Plattenwärmetauschers . ist es möglich, zwischen dem Eintrittsbereich und dem Austrittsbereich des ersten Fluids einerseits und dem Eintrittsbereich und dem Austrittsbereich des zweiten Fluids andererseits, an den Außenkanten der Wärmeaustauschplatten sich etwa rechtwinklig zur Wärmeaustauschfläche der Wärmeaustauschplatten erstreckende Kragen auszu- bilden, mittels denen benachbarte Wärmeaustauschplatten abdichtend aneinander verbindbar, vorzugsweise verschweißbar, sind. Die aus den Wärmeaustauschplatten gebildete Matrix des Plattenwärmetauschers kann vorteilhaft selbsttragend ausgestaltet sein.
Sofern der Plattenwärmetauscher mit Folienblättern ausgestal- tet ist, kann die Einheit aus der aus den Wärmeaustauschplatten gebildeten Matrix und den Folienblättern selbsttragend ausgestaltet sein.
Um den Plattenwärmetauscher in einfacher Weise recyclebar zu gestalten, ist es vorteilhaft, wenn die Wärmeaustauschplatten und ggf. die Folienblätter aus demselben Werkstoff, vorzugsweise aus einem thermoplastischen Werkstoff, ausgebildet sind. Diese werkstoffmäßige Ausgestaltung der Wärraeaustausch- platten und ggf. der Folienblätter erleichtert auch die zwi- sehen den Wärmeaustauschplatten bzw. zwischen den Wärmeaustauschplatten und den Folienblättern zu realisierende abdichtende Schweißverbindung.
Vorteilhaft können die Wärmeaustauschplatten und ggf. die Fo- lienblätter aus Polyester ausgebildet sein.
Um den erfindungsgemäßen Plattenwärmetauscher mit einer planen Ober- und/oder Unterfläche auszugestalten, ist es vorteilhaft, wenn der ' Plättenwärmetauscher eine obere und/oder eine untere plane Abschlussplatte aufweist. Die Abschlussplatte kann vorteilhaft als Hohlraumplatte, vorzugsweise als Doppelstegplatte, ausgebildet sein.
Zweckmäßigerweise ist jede Abschlussplatte aus demselben Werkstoff wie die Wärmeaustauschplatten des Plattenwärmetauschers ausgebildet.
Der erfindungsgemäße Plattenwärmetauscher kann als Gegen- stromwärmetauscher oder als Kreuzstromwärmetauscher ausgebil- det sein. Die mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Plattenwärmetauschers einhergehenden Vorteile ergeben sich sowohl für seine Ausgestaltung als Gegenstromwärmetauscher als auch für seine Ausgestaltung als Kreuzstromwärmetauscher.: Um bei dem Betrieb derartiger Plattenwärmetauscher bei bestimmten Anforderungsprofilen unter Umständen' auftretende thermische Risiken zu reduzieren, ist es vorteilhaft, wenn die Wärmeaustauschplatten und ggf. die Folienblätter aus schwer entflammbarem. Kunststoff ausgebildet sind.
Das genannte Risiko lässt : sich weiter minimieren bzw. beseitigen, wenn die Wärmeaustauschplatten und ggf. die' Folienblätter aus nicht brennbarem Kunststoff ausgebildet sind. Bei bestimmten Anforderu gsprofilen an die erfindungsgemäßen Plattenwärmetauscher kann es vorteilhaft sein, wenn die Wärmeaustauschplatten und ggf. die Folienblätter aus Aluminium ausgebildet sind, Zweckmäßigerweise können bei derartigen aus Aluminium ausgebildeten Plattenwärmetauschern die Folienblätter mit den Außenkanten der Wärmeaustauschplatten verfalzt sein. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Plattenwärmetauschers, wobei dieser im Falle der vorteilhaften Weiterbildung für gasförmige Fluide vorgesehen ist, sind die Strömungskanäle für das erste Fluid und die Strömungska- näle für das zweite Fluid alternierend zwischen aufeinanderfolgend angeordneten ersten und zweiten Wärmeaustauschplatten des als Kreuz- oder Gegenstromwärmetauschers ausgebildeten Plattenwärmetauschers ausgebildet. Jede erste Wärmeaustauschplatte hat einen den Eintrittsbereich des ersten Fluids aus- bildenden kragenfreien Außenkantenabschnitt, einen den Austrittsbereich des ersten Fluids ausbildenden kragenfreien Außenkantenabschnitt, einen dem Eintrittsbereich des zweiten Fluids zugeordneten mit einem Kragen versehenen Außenkantenabschnitt, einen dem Austrittsbereich des zweiten Fluids zu- geordneten mit einem Kragen versehenen Außenkantenabschnitt, und zwischen dem den Eintrittsbereich des ersten Fluids ausbildenden kragenfreien Außenkäntenabschnitt. einerseits und dem dem Eintrittsbereich des zweiten Fluids zugeordneten Außenkantenabschnitt andererseits, zwischen dem dem Eintritts- bereich des zweiten Fluids zugeordneten Außenkantenabschnitt einerseits und dem den Austrittsbereich des ersten Fluids ausbildenden kragenfreien Außenkantenabschnitt andererseits, zwischen dem den Austrittsbereich des ersten Fluids ausbildenden kragenfreien Außenkantenabschnitt einerseits und dem■ dem Austrittsbereich des zweiten Fluids zugeordneten Außenkantenabschnitt andererseits und zwischen dem dem Austrittsbereich des zweiten Fluids zugeordneten Außenkantenabschnitt einerseits und dem den Eintrittsbereich des ersten Fluids ausbildenden kragenfreien Außenkantenabschnitt andererseits Außenkantenabschnitte. Entsprechend bzw. analog hat jede zweite Wärmeaustauschplatte einen den Eintrittsbereich des zweiten Fluids ausbildenden kragenfreien Außenkantenab- schnitt, einen den Austrittsbereich des zweiten Fluids ausbildenden krägenfreien Außenkantenabschnitt, einen dem Eintrittsbereich des ersten Fluids zugeordneten mit einem Kragen versehenen Außenkantenabschnitt, einen dem Austrittsbereich des ersten Fluids zugeordneten mit einem Kragen versehenen Außenkantenabschnitt, und zwischen dem den Eintrittsbereich des zweiten Fluids ausbildenden kragenfreien Außenkantenabschnitt einerseits und dem dem Eintrittsbereich des ersten Fluids zugeordneten Außenkantenabschnitt andererseits, zwi- sehen dem dem Eintrittsbereich des ersten Fluids zugeordneten Außenkantenabschnitt einerseits und dem den Austrittsbereich des zweiten Fluids ausbildenden kragenfreien Außenkantenabschnitt andererseits, zwischen dem den Austrittsbereich des zweiten Fluids ausbildenden kragenfreien Außenkantenabschnitt einerseits und dem dem Austrittsbereich des ersten Fluids zugeordneten Außenkantenabschnitt andererseits, und zwischen dem dem Austrittsbereich des ersten Fluids zugeordneten Außenkantenabschnitt einerseits und dem den Eintrittsbereich des zweiten Fluids ausbildenden kragenfreien Außenkantenab- schnitt andererseits Außenkantenabschnitte. Hierbei sind die zwischen den Eintrittsbereichen und den Austrittsbereichen angeordneten einander zugeordneten Außenkantenabschnitte benachbarter erster und zweiter Wärmeaustauschplatten fluiddicht miteinander verbunden, wobei jede erste Wärmeaustausch- platte an ihren Kragen fluiddicht mit den zugeordneten Außenkantenabschnitten der kragenseitig benachbarten zweiten Wärmeaustauschplatte verbunden ist, und wobei jede zweite Wärmeaustauschplatte an ihren Kragen fluiddicht mit den zugeordneten Außenkantenabschnitten der kragenseitig benachbarten ers- ten Wärmeaustauschplatte verbunden ist. Der vorstehend erwähnte Plattenwärmetauscher lässt sich mit einem vergleichsweise geringen technisch-konstruktiven Aufwand herstellen, wobei er hohen Ansprüchen an. die Lebensdauer und an die
Funktionsfähigkeit genügt.
Wenn die Wärmeaustauschplatten an ihren einander zugeordneten Außenkantenabschnitten zueinander versetzte Vorsprünge aufweisen, mittels denen die Wärmeaustauschplatten an ihren einander zugeordneten Außenkantenabschnitten ineinandergreifend ausgebildet sind, können die Wärmeaustauschplatten des Plattenwärmetauschers bei ihrer Übereinanderschichtung in Rich- tung der Ebenen der Wärmeaustauschplatten zuverlässig positioniert werden.
Hierbei ist es zweckmäßig, wenn die Vorsprünge an den einander zugeordneten Außenkantenabschnitten der Wärmeaustausch- platten in Längsrichtung der Außenkäntenabschnitte einen ei förmigen Querschnitt aufweisen, wobei die Vorsprünge senkrecht zur Wärmeaustauschplattenebene eine größere Abmessung aufweisen als in den Wärmeaustauschplatten ausgebildete Wellen. Mittels der in den Wärmeaustauschplatten üblicherweise ausgebildeten Wellen wird der Abstand zwischen einander benachbarten Wärmeaustauschplatten eingestellt. Mittels der Vorsprünge, die an benachbarten Wärmeaustauschplatten alternierend vorgesehen sind, ergibt sich eine Aussteifung des aus den Wärmeaustauschplatten gebildeten Gefüges. Insgesamt er- gibt sich aufgrund der an den Wärmeaustauschplatten alternierend und zueinander versetzt ausgebildeten Vorsprünge, des U- förmigen Querschnitts, in dessen Vertiefung diese Vorsprünge eingreifen und der als Abstandhalter zwischen den Wärmeaustauschplatten fungierenden Wellen eine mechanisch stabile und die gewünschten Spaltbreiten etc. aufweisende Anordnung der Wärmeaustauschplatten im den Plattenwärmetauscher ausbildenden Gefüge. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Plattenwärmetauschers sind die als untere Abschlussplatte des Plattenwärmetauschers angeordnete Wärmeaus- tauschplatte und/oder die als obere Abschlussplatte des Plattenwärmetauschers angeordnete Wärmeaustauschplatte mit einem Schaumeinleger versehen. Hierdurch wird eine Aussteifung der Abschlussplatten des Plattenwärmetauschers und darüber hinaus eine plane obere und untere Außenfläche erreicht-
Wenn die Wärmeaustauschplatten und ggf. die Schaumeinleger aus demselben Werkstoff, z.B. aus PET ( Polyethylenterephtha- lat) , ausgebildet sind, ist der erfindungsgemäße Plattenwärmetauscher in hohem Maße recycelfähig .
Der erfindungsgemäße Plattenwärmetauscher ist mit einer hohen Dichtigkeit mit geringem Aufwand herstellbar, wenn seine Wärmeaustauschplatten außer- an ihren Eintritts- und Austrittsbereiche ausbildenden Außenkantenabschnitten miteinander ver- schweißt sind.
Sofern der Plattenwärmetauscher mittels Wärmeaustauschplatten aus Aluminium ausgebildet ist, sind die Wärmeaustauschplatten außer an ihren Eintritts- bzw. Austrittsbereiche ausbildenden Außenkantenabschnitten mit Kragen versehen und an ihren mit Kragen versehenen Außenkantenabschnitten miteinander verschweißt oder verfalzt. Auch hierdurch kann der Plattenwärmetauscher gemäß der Erfindung mit einer hohen Dichtigkeit hergestellt werden.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Plattenwärmetauschers werden die Wärmeaus- tauschplatten aufeinander gestapelt, miteinander dicht zu verbindende Außenkantenabschnitte bzw. Kragen in Anlage zueinander gebracht und die miteinander zu verbindenden Außenkantenabschnitte bzw. Kragen miteinander verschweißt. Vor- teilhaft geschieht diese Verschweißung der untereinander zu verbindenden Außenkantenabschnitte bzw. Kragen in einem einzigen Arbeitsschritt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Darstellung einer ersten
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Plattenwärmetauschers ;
Figur 2 eine perspektivische Darstellung einer zweiten
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Platten-
Wärmetauschers ;
Figur 3 eine Prinzipdarstellung eines Folienblatts der
in Figur 1 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Plattenwärmetauschers ;
Figur 4 eine Prinzipdarstellung eines zweiten Folienblatts der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Plattenwärmetauschers ;
Figur 5 eine Prinzipdarstellung eines Folienblatts der
in Figur 2 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Plattenwärmetauschers ;
und die
Figuren
6 und 7 Darstellungen zweier zur Zusammenstellung der in
Figur 1 gezeigten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Plattenwärmetauschers vorgesehener Wärmeaustauschplatten. Eine in Figur 1 in einer perspektivischen Darstellung gezeigte erste Ausführungsform, eines erfindungsgemäßen Plattenwärmetauschers 1 weist ein Paket aus übereinander angeordneten gleichartigen Wärmeaustaüschplatten 2 auf, die zwischen sich voneinander getrennte Strömungskanäle 3 für ein erstes Fluid ausbilden. Die Strömungskanäle 3 für das erste Fluid verbinden einen Eintrittsbereich 4 des ersten Fluids mit einem Austrittsbereich 5 des ersten Fluids.
Im Wechsel zu den Strömungskanälen 3 für das erste Fluid bil- den die Wärmeaustauschplatten 2 Strömungskanäle 6 für ein zweites Fluid aus. Die Strömungskanäle 6 für das zweite Fluid verbinden einen Eintrittsbereich 7 des zweiten Fluids mit einem Austrittsbereich 8 des zweiten Fluids. Der in Figur 1 gezeigte Plattenwärmetauscher 1 ist als Gegenstromwärmetauscher 1 ausgebildet. Der Eintrittsbereich 4 des ersten Fluids in den Gegenstromwärmetauscher 1 ist auf der in Figur 1 linken Seite des Gegenstromwärmetauschers angeordnet, wohingegen der Austrittsbereich 5 des ersten Fluids auf der in Figur 1 rechten Seite des Gegenstromwärmetauschers 1 angeordnet ist. Entsprechend ist der Eintrittsbereich 7 des zweiten Fluidstroms auf der in Figur 1 rechten Seite des Gegen- Stromwärmetauschers 1 und der Austrittsbereich 8 des zweiten Fluids auf der in. Figur 1 linken Seite des Gegenstromwärme- tauschers 1 angeordnet. Während des Durchtritts des ersten Fluids und des zweiten Fluids durch die Strömungskanäle 3 bzw. 6 wird zwischen den beiden Fluiden thermische Energie ausgetauscht.
Die Abmessungen der Wärmeaustauschplatten 2 des in Figur 1 gezeigten Gegenstromwärmetauschers 1 können in ihren Abmes- sungen so gewählt werden, dass sie exakt oder nahezu exakt dem für den Gegenstromwärmetauscher 1 zur Verfügung stehenden Bauraum entsprechen. Ein Gehäuse, mittels dem der Gegenstromwärmetauscher 1 eingehaust wäre, ist bei dem in Figur 1 gezeigten Gegenstromwärmetauscher i nicht vorgesehen. Entspre- chend wird kein Bauraum für ein Gehäuse benötigt.
Die Wärmeaustauschplatten 2 des Gegenstromwärmetauschers ' 1 sind aus demselben Werkstoff, vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff, z.B. aus Polyester, ausgebildet.
-
Zur Abdichtung des aus den- ärmeaustauschplatten 2 bestehenden Gegenstromwärmetauschers 1 zwischen dem Eintrittsbereich 4 des ersten Fluids und dem Austrittsbereich 8 des zweiten Fluids sowie zwischen dem Eintrittsbereich 7 des zweiten Flu- ids und dem Austrittsbereich 5 des ersten Fluids sind die
Wärmeaustauschplätten 2 des Gegenstromwärmetauschers 1 gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels an den Eckbereichen der Wärmeaustauschplatten 2, die zwischen dem Eintrittsbereich 4 des ersten Fluids und dem Austrittsbereich 8 des zweiten Flu- ids sowie ' dem Austrittsbereich 5 des ersten Fluids und dem Eintrittsbereich 7 des zweiten Fluids angeordnet sind, abdichtend miteinander verbunden. Hierzu sind die Wärmeaus- tauschplatten 2 an ihren den Eckbereichen 9, 10 entsprechenden Abschnitten ihrer Außenkanten 11 mit etwa senkrecht zur Plattenebene der Wärmeaustauschplatten 2 angeordneten Kragen versehen, wobei mittels dieser Kragen benachbarte Wärmeaus- tauschplatten 2 an den genannten Eckbereichen 9, 10 abdichtend miteinander verbunden sind. Da die Wärmeaustauschplatten 2 sämtlich aus demselben Werkstoff bestehen, kann als Verbindungsart vorzugsweise eine Verschweißung eingesetzt werden. Die Wärmeaustauschplatten 2 des Gegenstromwärmetauschers 1 bilden eine selbsttragende Matrix.
An den Abschnitten der Außenkanten 11 der Wärmeaustauschplatten 2, die sich zwischen dem Eintrittsbereich 4 des ersten Fluids und dem Eintrittsbereich 7 des zweiten Fluids bzw.
zwischen dem Austrittsbereich 5 des ersten Fluids und dem Austrittsbereich 8 des zweiten Fluids erstrecken, sind die Wärmeaustauschplatten 2 ebenfalls mit entsprechenden etwa in Vertikalrichtung aus der Hauptebene der Wärmeaustauschplatten 2 vorstehenden Kragen versehen. Zur Abdichtung der Wärmeaustauschplatten an den durch die genannten Abschnitte der Außenkanten 11 gebildeten 'Seitenbereichen 12, 13 sind die dort angeordneten Außenkanten der Wärmeaustauschplatten 2 mittels der genannten Kragen abdichtend miteinander verbunden, wobei aus den bereits angeführten Gründen eine Verschweißung als Verbindungsart zweckmäßig ist.
Um eine plane untere und- obere Abschlussfläche des Gegen- stromwärmetauschers 1 vorzusehen, können die untere bzw. die obere Wärmeaustauschplatte jeweils als untere bzw. obere Abschlussplatte ausgebildet sein. Die Abschlussplatten bestehen ebenfalls aus demselben Werkstoff wie die Wärmeaustauschplat- ten 2, wobei sowohl die untere Abschlussplatte als auch die obere Abschlussplatte als Hohlraumplatte, insbesondere als Doppelstegplatte, ausgebildet sein kann. In einer abgewandelten Ausführungsform des vorstehend geschilderten Gegenstromwärmetauschers 1 wird auf eine Verschweißung der betreffenden Außenkantenabschnitte der Wärmeaustauschplatten an den Eckbereichen 9, 10 und den Seitenbereichen 12, 13 verzichtet.
Stattdessen ist an den Eckbereichen 9, 10 ein in Figur 3 prinzipiell dargestelltes Folienblatt 14 abdichtend mit den den Eckbereichen 9, 10 zugeordneten Außenkantenabschnitten der Wärmeaustauschplatten 2 verbunden. Die beiden Folienblät- ter 14 sind ebenfalls aus demselben Werkstoff hergestellt wie die Wärmeaustauschplatten und entsprechend mit den. genannten, den Eckbereichen 9, 10 zugeordneten Außenkantenbereichen der Wärmeaustauschplatten 2 verschweißt. Irgendwelche senkrecht aus der Hauptebene der Wärmeaustauschplatte 2 vorstehende Kragen od.dgl. sind bei dieser Ausführungsform nicht erforderlich.
Entsprechend sind an den Seitenbereichen 12, 13 des in Figur 1 gezeigten Gegenstromwärmetauschers 1 in Figur 4 prinzipiell dargestellte Folienblätter 15 mit den den genannten Seitenbereichen 12, 13 zugeordneten Abschnitten der Außenkanten 11 der Wärmeaustauschplatten 2 verschweißt.
Bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsform des Gegenstrom- Wärmetauschers mit den Folienblättern 14,· 15 an den beiden
Eekbereichen 9, 10 und den beiden Seitenbereichen 12, 13 können die selbsttragenden Eigenschaften der aus den Wärmeaus- tauschplatten 2 und den Folienblättern 14, 15 bestehenden Matrix des Gegenstromwärmetauschers 1 durch das Zusammenwirken zwischen den Wärmeaustauschplatten 2 und den Folienblättern 14, 15 realisiert werden.
Die in Figur 2 gezeigte Ausführungsform des Plattenwärmetauschers 1 ist als Kreuzstromwärmetauscher 1 ausgebildet, Sie unterscheidet sich von dem vorstehend anhand der Figur 1 beschriebenen Gegenstromwärmetauscher 1 durch die Ausgestaltung der Wärmeaustauschplatten 2. Zwischen den Wärmeaustauschplatten 2 sind die Strömungskanäle 3 bzw. 6 ausgebildet, wobei die Strömungsrichtung des ersten Fluids durch den Eintrittsbereich 4 zum Austrittsbereich 5 etwa senkrecht zur Strömungsrichtung des zweiten Fluids vom Eintrittsbereich 7 zum Austrittsbereich 8 verläuft.
Statt zweier Eckbereiche und zweier Seitenbereiche hat der" in Figur 2 gezeigte Kreuzstromwärmetauscher vier Eckbereiche 16, 17, 18, 19, in denen die diesen Eckbereichen 15, 17, 18, 19 zugeordneten Abschnitte der Außenkanten 11 der Wärmeaustauschplatten 2 abdichtend miteinander verbunden sind.
Wie im Falle des in Figur 1 gezeigten Gegenstromwärmetauschers kann die abdichtende Verbindung in den Eckbereichen 16, 17, 18, 19 mittels aus der Hauptebene der Wärmeaustausch- platten 2 etwa in Vertikälrichtung vorstehender Kragen bewerkstelligt werden. Alternativ ist es möglich, an den Eckbereichen 16, 17, 18, 19 jeweils ein in Figur 5 im Prinzip dargestelltes Folienblatt 20 vorzusehen.
....-., . ·
Die Verbindung zwischen den den Eckbereichen 16, 17, 18, 19 zugeordneten Abschnitten der 'Außenkanten 11 der Wärmeaus- tauschplatten 2■ erfolgt durch Verschweißung der betreffenden Außenkantenabschnitte oder durch die Folienblätter 20, die zur abdichtenden Verbindung mit den betreffenden Außenkantenabschnitten der Wärmeaustauschplatten ebenfalls mit diesen Außenkantenabschnitten verschweißt sind.
Bei der im Folgenden anhand der Figuren 1, 6 und 7 beschriebenen Ausführungsform eines■ erfindungsgemäßen, als Gegen- stromwärmetauscher ausgebildeten Plattenwärmetauschers 1, der für gasförmige Fluide vorgesehen ist, sind die Strömungskanäle 3 für das erste Fluid und die Strömungskanäle 6 für das zweite Fluid alternierend1 zwischen aufeinanderfolgend angeordneten, in den Figuren 6 u d 7 gezeigten ersten und zweiten Wärmeaustauschplatten 2a, 2b ausgebildet.
Jede erste Wärmeaustauschplatte 2a hat einen den Eintrittsbereich 4 des ersten Fluids ausbildenden kragenfreien Außenkantenabschnitt 21, einen den Austrittsbereich 5 des ersten Fluids ausbildenden kragerifreien Außenkantenabschnitt 22, einen dem Eintrittsbereich 7 des zweiten Fluids zugeordneten mit einem Kragen 37 verse'henen Außenkantenabschnitt 23, einen dem Austrittsbereich 8 des zweiten Fluids zugeordneten mit einem Kragen 38 versehenen Außenkantenabschnitt 24 ,■ und zwischen dem den Eintrittsbereich 4 des ersten Fluids ausbildenden kragenfreien Außenkantenabschnitt 21 einerseits und' dem dem Eintrittsbereich 7 des zweiten Fluids zugeordneten Außenkantenabschnitt 23 andererseits, zwischen dem dem Eintrittsbereich des zweiten Fluids zugeordneten Außenkantenabschnitt 23 einerseits und dem den ' A.ustrittsbereich 5 des ersten Fluids ausbildenden kragenfreien Außenkantenabschnitt 22 andererseits, zwischen dem den Austrittsbereich 5 des ersten Fluids ausbildenden kragenfreien Außenkantenabschnitt 22 einerseits und dem dem Austrittsbereich 8 des ersten Fluids zugeordneten. Außenkantenabschnitt 24 andererseits und zwischen dem dem Austrittsbereich 8 des zweiten Fluids zugeordneten Außenkantenabschnitt 24 einerseits und dem den Eintrittsbereich des ersten Fluids ausbildenden kragenfreien Außenkantenabschnitt 21 andererseits Außenkantenabschnitte 25, 26, 27, 28.
Jede zweite Wärmeaustauschplatte 2b hat einen den Eintrittsbereich 7 des zweiten Fluids ausbildenden kragenfreien Außen- kantenabschnitt 29, einen den Austrittsbereich des zweiten
Fluids ausbildenden kragenfreien Außenkantenabschnitt 30, einen dem Eintrittsbereich 4 des ersten Fluids zugeordneten mit einem Kragen 39 versehenen Außenkantenabschnitt 31, einen dem Austrittsbereich 5 des ersten Fluids zugeordneten mit einem'" Kragen 40 versehenen Außenkantehabschnitt 32, und zwischen dem den Eintrittsbereich ' 7 des zweiten Fluids ausbildenden f"'■ kragenfreien Außenkantenabschnitt einerseits und dem dem. Eintrittsbereich 4 des ersten Fluids zugeordneten Außenkantenabschnitt 31 andererseits, zwischen dem dem Eintrittsbereich 4 des ersten Fluids zugeordneten Außenkantenabschnitt 31 einerseits und dem den Austrittsbereich 8 des zweiten Fluids ausbildenden kragenfreien!' Außenkantenabschnitt 30 andererseits, zwischen dem den Austrittsbereich 8 des zweiten Fluids ausbildenden kragenfreien -'Außenkantenabschnitt 30 einerseits und dem dem Austrittsbereich 5 des ersten Fluids zugeordneten Außenkantenabschnitt 32 andererseits, und zwischen dem dem Aus- trittsbereich 5 des , ersteh Fluids zugeordneten Außenkantenabschnitt 32 einerseits .und dem den Eint ittsbereich 7 des zweiten Fluids ausbildenden kragenfreien Außenkantenabschnitt 29 andererseits Außertkantenabschnitte 33, 34, 35, 36. Die zwischen den Eintrittsbereichen 4, 5 und den Austrittsbereichen 7, 8 angeordneten einander zugeordneten Außenkantenabschnitte 25, 33/ 26, 36; 27, 35; 28, 34 benachbarter erster und zweiter Wärmeaustauschplatten 2a, 2b sind fluiddicht mit- einander verbunden.
*
Jede erste Wärmeaustauschplatte 2a ist an ihren Kragen 37, 38 fluiddicht mit den zugeordneten Außenkantenabschnitten 29, 30 der kragenseitig benachbarten zweiten Wärmeaustauschplatte 2b verbunden. Jede zweite Wärmeaustauschplatte 2b ist an ihren Kragen 39, 40 fluiddicht mit den zugeordneten Außenkantenabschnitten 21, 22 der kragenseitig benachbarten ersten Wärmeaustauschplatte 2a verbunden. Die Wärmeaustauschplatten 2a, 2b weisen an ihren einander zugeordneten Außenkantenabschnitten 25, 33; 26, 36; 27, 35; 28, 34 zueinander versetzte Vorsprünge 41, 42 auf, mittels denen die Wärmeaustauschplatten. 2a, 2b an ihren einander zugeordneten Außenkantenabschnitten 25, 33; 26, 36; 27, 35; 28, 34 in- einandergreifend ausgebildet sind.
Die Vorsprünge 41, 42 an den einander zugeordneten Außenkantenabschnitten 25, 33; 26, 36; 27, 35; 28, 34 der■ Wärmeaustauschplatten 2a, 2b haben in Längsrichtung der Außenkanten- abschnitte 25, 33; 26, 36; 27, 35; 28, 34 einen U-förmigen
Querschnitt, wobei die Vorsprünge 41, 42 senkrecht zur Wärmeaustauschplattenebene eine größere Abmessung aufweisen als in den Wärmeaustauschplatten 2a, 2b ausgebildete Wellen 43, 44. Die als untere Abschlussplatte des Plattenwärmetauschers 1 angeordnete Wärmeaustauschplatte 2a, 2b und/oder die als obere Abschlussplatte des Plattenwärmetauschers 1 angeordnete Wärmeaustauschplatte : a, 2b ist bzw. sind mit einem Schaumeinleger versehen.
Die Wärmeaustauschplatten 2a, 2b und die Schaumeinleger sind aus demselben Werkstoff, z.B. aus PET' ( Polyethylenterephtha- lat) ausgebildet.
Die Wärmeaustauschplatten 2a, 2b sind außer an ihren Eintritts- bzw. Austrittsbereiche 4, 5, 7, 8 ausbildenden Außen- kantenabschnitten miteinander verschweißt.
Wenn die Wärmeaustauschplatten alternativ aus Aluminium ausgebildet sind, sind sie außer an ihren Eintritts- bzw. Austrittsbereiche 4, 5, 7, 8 ausbildenden Außenkantenabschnitten mit Kragen versehen und an ihren mit Kragen versehenen Außenkantenabschnitten miteinander verschweißt oder verfalzt."
Zur Herstellung des Plattenwärmetauschers 1 werden die Wärmeaustauschplatten 2a, 2b aufeinander gestapelt, miteinander dicht zu verbindende Außenkantenabschnitte bzw. Kragen' in Anlage aneinander gebracht, und die miteinander zu verbindenden Außenkantenabschnitte bzw. Kragen in einem einzigen Arbeitsschritt miteinander verschweißt.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Plattenwärmetauscher, mit über- bzw. nebeneinander angeordneten Wärmeaustauschplatten (2), die voneinander getrennte Strömungskanäle (3, 6) für ein erstes Fluid und für ein zweites Fluid ausbilden und durch die hindurch thermische Energie zwischen den beiden Fluiden austauschbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen der Wärmeaustauschplatten (2) nahezu oder genau entsprechend den Abmessungen des für den Plattenwärmetauscher (1) insgesamt vorgesehenen Bauraums gestaltbar sind.
2. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, der gehäuselos ausgebildet ist.
3. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, bei dem zwischen dem Eintrittsbereich ; (4) und dem Austrittsbereich (.5) des ersten Fluids einerseits und dem Eintrittsbereich (7) und dem Austrittsbereich ,(8) des. zweiten Fluids andererseits Folienblätter (14, 15; 20) auf den Außenkanten (11) der Wärme- austauschplatten (2) angebracht sind.
4. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 3, bei dem die Folienblätter (14, 15; 20) mit den Außenkanten der Wärmeaustausch- platten (2) verschweißt sind.
5. Platte'nwärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, bei dem zwischen dem Eintrittsbereich (4) und dem Austrittsbereich (5) des ersten Fluids" einerseits und dem Eintrittsbereich (7) und dem Austrittsbereich (8) des zweiten Fluids andererseits an den Außenkanten (11) der Wärmeaustauschplatten (2) sich etwa rechtwinklig zur Wärmeaustauschfläche der Wärmeaustauschplat- ten (2) erstreckende Kragen ausgebildet sind, mittels denen benachbarte Wärmeaustauschplatten (2) abdichtend miteinander verbindbar, vorzugsweise verschweißbar, sind.
6. Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dessen aus den Wärmeaustauschplatten (2) gebildete Matrix selbsttragend ausgestaltet ist.
7. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 3 oder 4, bei dem die Einheit aus der aus den.. Wärmeaustauschplatten (2) gebildeten Matrix und den Folienblättern (14, 15; 20) selbsttragend ausgestaltet ist .
8. Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Wärmeaustauschplatten (2) und ggf. die Folienblätter (14, 15; -20) aus demselben Werkstoff, vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff, ausgebildet sind.
9. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 8, bei dem die Wärmeaustauschplatten (2) und ggf. die Folienblätter (14, 15; 20) aus Polyester ausgebildet sind.
10. Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, der eine obere und/oder eine untere plane Abschlussplatte aufweist.
11. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 10, bei dem jede Abschlussplatte als Hohlraumplatte, vorzugsweise als Doppelstegplatte, ausgebildet ist.
12. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 10 oder 11, bei dem jede Abschlussplatte aus demselben Werkstoff wie die Wärmeaustauschplatten (2) ausgebildet ist.
13. Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 12, der als Gegenstromwärmetauscher ausgebildet ist.
14. Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 12, der als Kreuzstromwärmetauscher ausgebildet ist . 'Λ"
15. Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 8 bis Γ4', bei dem die Wärmeaustauschplatten (,2) und ggf. die Folien--"' blätter (14, 15; 20) aus schwer ent lammbarem Kunststoff aüs- gebildet sind.
16. Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 8 bis 15, bei dem die Wärmeaustauschplatten (2) und ggf. die Folienblätter (14, 15; 20) aus nicht brennbarem Kunststoff ausgebildet sind.
17. Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Wärmeaustauschplatten (2) und ggf. die Folienblatter (14, 15; 20) aus Aluminium ausgebildet sind.
18. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 11, bei dem die Folienblätter (14, 15; 20) mit den Außenkanten der Wärmeaustauschplatten (2) verfalzt sind.
19. Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 13 bis 18, für gasförmige Fluide, bei. dem die Strömungs kanäle (3) für das erste Fluid und die Strömungskanäle (6) für das zweite Fluid alternierend zwischen aufeinanderfolgend angeordneten ersten und zweiten Wärmeaustauschplatten (2a, 2b) des als Kreuz- oder Gegenstromwärmetauschers ausgebildeten Plattenwärmetauschers (1) ausgebildet sind, wobei jede erste Wärmeaustauschplatte (2a) einen den Eintrittsbereich (4) des ers- ten Fluids ausbildenden kragenfreien Außenkantenabschnitt
(21), einen den Austrittsbereich (5) des ersten. Fluids ausbildenden kragenfreien Außenkantenabschnitt (22), einen dem Eintrittsbereich (7) des zweiten Fluids zugeordneten mit- einem Kragen (37) versehenen Außenkantenabschnitt (23), einen dem Austrittsbereich (8) des zweiten Fluids zugeordneten mit einem Kragen (38) versehenen Außenkantenabschnitt (24), und zwischen dem den Eintrittsbereich (4) des ersten Fluids ausbildenden kragenfreien Außenkantenabschnitt (21) einerseits und dem dem Eintrittsbereich (7) des zweiten Fluids zugeord- neten Außenkantenabschnitt (23) andererseits, zwischen dem dem Eintrittsbereich (7) des zweiten Fluids zugeordneten Außenkantenabschnitt (23) einerseits und dem den Austrittsbereich (5) des ersten Fluids ausbildenden kragenfreien Außenkantenabschnitt (22) andererseits, zwischen dem den Aus- trittsbereich (5) des ersten Fluids ausbildenden kragenfreien Außenkantenabschnitt (22) einerseits und dem dem Austrittsbereich (18) des zweiten Fluids zugeordneten Außenkantenabschnitt (24) andererseits und zwischen dem dem Austrittsbe- reich (8) des zweiten Fluids zugeordneten Außenkantenab- schnitt (24) einerseits und dem den Eintrittsbereich (4) des ersten Fluids ausbildenden kragenfreien Außenkantenabschnitt (21) andererseits Außenkantenabschnitte (25, 26, 27, 28) auf- weist, wobei jede zweite Wärmeaustäuschplatte (2b) einen den Eintrittsbereich (7) des zweiten Fluids ausbildenden kragenfreien Außenkantenabschnitt (29) , einen den Austrittsbereich (8) des zweiten Fluids ausbildenden kragenfreien Außenkanten- abschnitt (30), einen dem Eintrittsbereich (4) des ersten Fluids zugeordneten mit einem Kragen (39) versehenen Außenkantenabschnitt (31), einen dem Austrittsbereich (5) des ersten Fluids zugeordneten mit einem Kragen (40) versehenen Außenkantenabschnitt (32), und zwischen dem den Eintrittsbe- reich (7) des zweiten Fluids ausbildenden kragenfreien Außenkantenabschnitt (29) einerseits und dem dem Eintrittsbereich (4) des ersten Fluids zugeordneten Außenkantenabschnitt (3Ϊ) andererseits, zwischen dem dem Eintrittsbereich (4) des ersten Fluids zugeordneten Außenkäntenabschnitt (31) einerseits und dem den Austrittsbereich (8) des zweiten Fluids ausbil-"- denden kragenfreien Außenkantenabschnitt (30) andererseits zwischen dem den Austrittsbereich (8)· des zweiten Fluids ausbildenden kragenfreien Außenkantenabschnitt (30) einerseits und dem dem Austrittsbereich (5) des ersten Fluids zugeordne- ten Außenkantenabschnitt (32) andererseits, und zwischen dem dem Austrittsbereich (5) des ersten Fluids zugeordneten Außenkantenabschnitt (32) einerseits und dem den Eintrittsbereich (7) des zweiten Fluids ausbildenden kragenfreien Außenkantenabschnitt (29) andererseits Außenkantenabschnitte (33, 34, 35, 36) aufweist, wobei die zwischen den Eintritts- (4, 5) und den Austrittsbereichen (7, 8) angeordneten einander zugeordneten Außenkantenabschnitte (25, 33; 26, 36; 27, 35; 28, 34) benachbarter erster und zweiter Wärmeaustauschplatten (2a, 2b) fluiddicht miteinander verbunden sind, wobei jede erste Wärmeaustauschplatte (2ä) an ihren Kragen (37, 38) fluiddicht mit den zugeordneten Außenkantenabschnitten (29, 30) der kragenseitig benachbarten zweiten Wärmeaustauschplatte (2b) verbunden ist, und wobei jede' zweite Wärmeaustauschplat - te (2b) an ihren Kragen (39, 40) fluiddicht mit den zugeordneten Außehkantenabschnitten (21, 22) der kragenseitig -benachbarten ersten Wärmeaustauschplatte (2a) verbunden ist.
20. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 19, dessen Wärmeaustauschplatten.' (2a, 2b) an ihren einander zugeordneten Außenkantenabschnitten (25, 33; 26, 36; 27, 35; 28, 34) zueinander versetzte Vorsprünge (41, 42) aufweisen, mittels denen die Wärmeaustauschplatten (2a, 2b) an ihren einander zugeordneten Außenkantenabschnitten (25, 33; 26, 36; 27, 35; 28, 34) ineinandergreifend ausgebildet sind.
21. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 20, bei dem die Vör- sprünge (41, 42) an den einander zugeordneten Aüßenkantehab- schnitten (25,. 33; 26, 36; 27, 35; 28, 34) der Wärmeaus-' tauschplatten (2a, 2b) in Längsrichtung der Außsnkantenab- schnitte ( 25 , ' 33 ; '26 , 36 ; 27, 35; 28, 34) einen' U-förmigen Querschnitt aufweisen, wobei die Vorsprünge (41, 42) senk- recht zur Wärmeaustauschplattenebene eine größere Abmessung aufweisen als in den Wärmeaustäuschplatten (2a, 2b) ausgebildete Wellen (43, 44).
22. Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 19 bis 21, bei dem die als untere Abschlussplatte des Plattenwärmetauschers (1) angeordnete' Wärmeaust uschplatte (2a,' 2b) · und/oder die als obere Abschlüssplatte des Plattenwärmetauschers (1) angeordnete' Wärmeaustauschplatte (2a, 2b) mit einem
Schaumeinleger versehen sind.
23. Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 19 bis 22, bei dem die Wärmeaustauschplatten (2a, 2b) und ggf. die Schaumeinleger aus demselben Werkstoff, z.B. aus PET (Polye- thylenterephthalat ) ausgebildet sind.
24. 'Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dessen Wärmeaustauschplatten (2a, 2b) außer an ihren Eintritts- bzw. Austrittsbereiche (4, 5, 7, 8) ausbildenden Au¬ ßenkantenabschnitten miteinander verschweißt sind.
25. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 19, bei dem die Wärme- austauschplatten aus Aluminium ausgebildet sind, außer an ihren Eintritts- bzw. Austrittsbereiche (4, 5, 7, 8) ausbildenden Außenkantenabschnitten mit Kragen versehen und an ihren mit Kragen versehenen Außenkantenabschnitten miteinander -verschweißt oder verfalzt sind.
26. Verfahren zur Herstellung von Plattenwärmetauschern "(1) gemäß einem der Ansprüche. 19 bis 24, bei dem die Wärmeaustauschplatten (2a, 2b) aufeinander gestapelt werden, miteinander dicht zu verbindende Außenkantenabschnitte bzw. Kragen in Anlage aneinander gebracht werden und die miteinander zu verbindenden Außenkantenabschnitte bzw. Kragen miteinander verschweißt werden.
27. Verfahren nach Anspruch 26, bei dem die untereinander zu verbindenden Außenkantenabschnitte bzw. Kragen in einem einzigen Arbeitsschritt miteinander verschweißt werden.
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