DE19959898C2 - Wärmeübertragerplatine - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft den Gegenstand einer Wärmeübertragerplatine gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruchs.

Es ist bekannt, Wärmeübertrager für die verschiedensten Einsatzbereiche zu benutzen. Die grundsätzliche Funktionsweise besteht darin, dass ein Medium mit einer hohen Temperatur durch ein anderes Medium mit einer niedrigen Temperatur gekühlt wird, wobei sich das zweite Medium erwärmt oder umgekehrt. Dies geschieht normalerweise, ohne dass die Medien miteinander in Kontakt kommen. Wärmeübertrager finden daher z. B. Verwendung in Häusern, wo die in das Haus einströmende kalte Frischluft im Wärmeübertrager von der ausströmenden warmen Luft erwärmt wird. Ein derartiger Wärmeübertrager ist durch die DE 43 33 904 C2 bekanntgeworden. Dieser Wärmeübertrager für insbesondere zwei durchströmende Fluide mit parallelen Strömungskanälen ist im Querschnitt aus schichtweise aufeinander liegenden Tafeln mit mäanderförmigem Profil ausgebildet. Dabei deckt eine aufliegende Tafel die Strömungskanäle der darunterliegenden Tafel ab. Seitlich benachbarte Strömungskanäle sind von unterschiedlichen Fluiden durchströmbar. Die Tafeln sind aus dünnen Blechen gefertigt. Die mäanderförmigen Profile können nur unter sehr großem Aufwand gefertigt werden.

Weiterhin ist aus der GB 1 336 448 ein Wärmeübertrager bekannt, der aus einem Stapel von paarweise verbundenen Platten aufgebaut ist. Der Querschnitt der Platten stellt ein kurvenförmiges Profil dar. Die Strömungskanäle werden durch das Verbinden von zwei Platten gebildet. Das kurvenförmige Querschnittsprofil bietet wiederum nur eine kleine Wärmeübertragungsfläche. Außerdem werden durch das kreuzweise Durchströmen kleinere Wärmestromdichten als bei einem Gegenstromwärmeübertrager erreicht.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, das Profil der Platinen zu verbessern, so dass eine optimale Wärmeübertragung und eine stabile Lage der übereinanderliegenden Platinen möglich wird.

Gegenstand und Vorteile der Erfindung

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs, i. w durch die gute gegenseitige Abstützung der Platinen untereinander gelöst und ist deshalb besonders zum Einsatz für hohe Drücke in den Strömungskanälen geeignet. Die Lebensdauer eines derart hergestellten Wärmeübertragers ist größer als bei Wärmeübertragern aus Metall.

Eine Ausführungsform der Platine stellt sich so dar, dass die Hohlräume Strömungskanäle bilden, die über ihren axial ausgerichteten Verlauf einen zumindest abschnittsweise ausgebildeten seitlichen Versatz aufweisen, der bei aufeinanderliegenden Platinen an einer Kante eines Strömungskanals einer darüber oder darunter angeordneten Platine zur Anlage kommt. Ein seitlich ausgebildeter Versatz hat den Vorteil, dass die Strömung im Kanal durch den Versatz gestört wird. Diese Störung bewirkt eine Verwirbelung der strömenden Medien, was die Wärmeübergangszahl erhöht. Außerdem bewirkt der Versatz eine Verlängerung des Strömungswegs. Ein längerer Strömungsweg bedeutet eine längere Aufenthaltszeit im Wärmeübertrager und damit eine längere Wärmeübertragungszeit. Ein weiterer Vorteil des Versatzes besteht darin, dass er ein Ineinanderrutschen zweier aufeinander liegender Platinen verhindert. Der Versatz kann sich über relativ kurze Strecken oder über die gesamte Länge der Platine erstrecken. Die Strömungskanäle verlaufen in der Regel parallel zueinander.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Platinen für Wärmeübertrager ist in den Figuren der Zeichnung stark schematisiert dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht zweier Kanalprofile;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Kanalprofile von drei aufeinander gestapelten Platinen mit seitlichem Versatz.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Fig. 1 zeigt Kanalprofile 1, 2 einer oberen und einer unteren Basisfläche. Ein Wärmeübertrager mit Strömungskanälen 3, die einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen, wird dadurch realisiert, dass zwei Platinen mit den Kanalprofilen 1, 2 in Kontakt gebracht werden. Die Strömungskanäle 3 werden gebildet, indem das obere Kanalprofil 1 die Strömungskanäle des unteren Kanalprofils 2 abdeckt. Um zu verhindern, dass die Kanalprofile 1, 2 ineinander rutschen, wird im oberen Kanalprofil 1 ein Versatz 4 nach rechts und im unteren Kanalprofil 2 ein Versatz 5 nach links angebracht.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch drei aufeinander liegende Kanalprofile 1, 2, 6 gemäß Fig. 1. Der Querschnitt befindet sich in einer Ebene, die den Versatz 4, 5 enthält. Der Versatz 5 ist gegenüber dem Versatz 4 nach links verschoben, so dass eine stabile Auflage für das Kanalprofil 1 auf dem Kanalprofil 2 entsteht. Die Kanalprofile 1, 2 können an dieser Stelle auch miteinander verklebt oder verschweißt werden. Der Wärmeübertrager eignet sich dadurch besonders zum Einsatz für hohe Drücke in den Strömungskanälen. Andererseits entsteht eine kleine Lücke zwischen den Kanten 7 und 8. Hier kann das Medium von einer Ebene in die andere gelangen, was zu Spiralströmungen und somit weiteren Turbulenzen führt, die sich günstig auf den Wärmeübertragungsprozess auswirken.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Oberes Kanalprofil

2

Unteres Kanalprofil

3

Strömungskanal

4

Versatz nach rechts

5

Versatz nach links

6

Kanalprofil

7

Kante von Versatz

4

8

Kante von Versatz

5

Claims (1)

1. Wärmetauscher mit übereinander angeordneten Platinen aus Kunststoff für mindestens zwei im Gegenstrom- oder Gleichstrom strömende Fluide, wobei jede Platine parallel nebeneinander liegende Strömungskanäle aufweist, die im Querschnitt rechteckförmig oder zick-zack-förmig ausgebildet sind und die aufliegende Platine die Strömungskanäle der darunterliegenden Platine abdeckt, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Strömungskanal entlang seines längsgerichteten Verlaufs an jeder der beiden gegenüberliegenden Kanalwände einen durchlaufenden oder zumindest abschnittsweise ausgebildeten seitlichen Versatz aufweist, der bei aufeinanderliegenden Platinen an einer Kante eines Strömungskanals einer darüber oder darunter angeordneten Platine zur Anlage kommt, wobei die Richtungen der Versätze zweier aufeinanderfolgender Platinen entgegengesetzt verlaufen.