EP0982427B1 - Kreuzstrom-Wärmetauscher für Kondensationswäschetrockner - Google Patents

Kreuzstrom-Wärmetauscher für Kondensationswäschetrockner Download PDF

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EP0982427B1
EP0982427B1 EP99114748A EP99114748A EP0982427B1 EP 0982427 B1 EP0982427 B1 EP 0982427B1 EP 99114748 A EP99114748 A EP 99114748A EP 99114748 A EP99114748 A EP 99114748A EP 0982427 B1 EP0982427 B1 EP 0982427B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
plate
elements
heat exchanger
accordance
foil
Prior art date
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Application number
EP99114748A
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English (en)
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EP0982427A1 (de
Inventor
Alexander Maute
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Joma Polytec Kunststofftechnik GmbH
Original Assignee
Joma Polytec Kunststofftechnik GmbH
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Filing date
Publication date
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Application filed by Joma Polytec Kunststofftechnik GmbH filed Critical Joma Polytec Kunststofftechnik GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/06—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material
    • F28F21/065—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material the heat-exchange apparatus employing plate-like or laminated conduits
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F58/00—Domestic laundry dryers
    • D06F58/20—General details of domestic laundry dryers 
    • D06F58/24—Condensing arrangements
    • 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
    • F28F3/046—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 linear, e.g. corrugations

Definitions

  • the invention relates to a cross-flow heat exchanger for Condensation clothes dryer with the features of the generic term of claim 1.
  • Such a heat exchanger is from DE 30 27 900 C2, Fig. 2nd and 3, known.
  • housing openings form the entry and Outlet openings for the warm, moisture-laden and process air to be cooled or dried Condensation dryer.
  • the process air is in the The interior of the housing is led through guide channels that pass through the Plates as well as the side walls of the receiving housing are defined are.
  • the plates form flat, rectangular heat sinks the top and bottom of the plate the moisture precipitate and as condensate from the Housing outlet opening can drain.
  • the plates or heat sinks are two apart overlapping, parallel and flat plate parts Aluminum sheet on only two opposite Edge parts are connected airtight. Analogous to Accordingly, receiving housings point to each other opposite, open foreheads that with corresponding openings in the side walls of the Align the receiving housing.
  • Upright webs which are in the direction of flow of the cooling air extend and parallel to each other at a lateral distance assigned. These webs form together with the two Plate parts with rectangular channels in cross section.
  • the webs are made of a meandering ribbed sheet formed, which alternately glued to both plate parts is.
  • the meandering folded ribbed sheet gives it Connection of its contact points with the two sheet metal parts the plates the necessary rigidity for their handling for cleaning the cross-flow heat exchanger. Create also a surface enlargement to improve the Heat dissipation on the cooling air side.
  • connection is made by gluing using a thermally conductive special adhesive.
  • the invention is based, cross-flow heat exchanger the task in a in the preamble of claim 1 explained, to provide known training, which is in constructive aspects through special simplicity and a good heat dissipation on the cooling air side.
  • a cross-flow heat exchanger allows to form the one to be cooled and channels to be dehumidified leading process channels on a To dispense with plate-receiving housing by now the moist air through channels of the air guide body forming plates is passed and the webs on the upper and lower, flat outside of the plates provided and are each located on an adjacent upper or Support the lower plate. Sheets and webs thus define together extending across the process air channels Cooling air ducts.
  • the construction according to the invention is distinguished by this an extremely minimal material requirement by the Plate-forming plate parts only from one out of good thermally conductive metal or thermoplastic existing film are made to which the webs have them molded on immediately during their manufacture.
  • the webs as well as the molded in the plate parts channel-like depressions for the formation of moist air ducting or condensate drainage channels lend the plate parts a cross ribbing, which despite the low Film thickness gives a high degree of rigidity.
  • the plate package created in this way is then at the plate contact points the plates welded, glued or pressure together. This can either be along two opposite edge parts or, preferably, on one A large number of points of contact between the plate parts, preferably in a homogeneous distribution over the areas of the Plate parts are made. In this last way, one becomes better stability of the composite panels achieved.
  • the webs can either be in the longitudinal direction or Flow direction be formed continuously, which is the formation of a laminar flow as advantageous turns out, or they can be divided lengthwise and the Web sections offset to one another transversely to the longitudinal direction be arranged, which is suitable for the formation of a turbulent Flow proves to be advantageous. In the latter case it happens Turbulence and therefore better heat exchange between the flowing medium and the air duct limiting webs and plate parts. Especially in this It turns out to be advantageous if the film is a Is plastic film and the webs by a corresponding Tooling are formed from the film without the Foil was cut at this point. The web sections then form a rounded, closed peripheral contour.
  • a plate pack designed for a desired cooling capacity is sealed at the end in a frame fix.
  • the dehumidification performance can thus be determined by the number of Define plates, the number of the top and bottom of the plates Bottom protruding webs should be chosen so that an optimal ratio of cooling capacity, depending on the chosen surface enlargement, to which by the number of Bridges caused pressure loss in the defined by them Can achieve cooling air channels.
  • the invention makes it possible in a very simple manner powerful cross-flow heat exchanger for different Interpret services without costly interventions in their basic constructive concept to be forced.
  • the invention thus offers a sophisticated, Complete construction system for cross-flow heat exchangers, which for existing device generations are compatible.
  • thermoformed foils To use plastic, where to manufacture the Plate parts with preference to acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers (ABS) or polypropylene.
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers
  • polypropylene This has to be achieved necessary cooling capacities or the necessary Thermal conductivity and stability a film thickness between 0.15 mm and 0.50 mm, preferably 0.3 mm as advantageous proved.
  • plastics are thermally insulators act, is, compared to materials with good Thermal conductivity, due to its use as a film, just accept a performance loss of 3 - 8%. However, this is compensated for by the fact that the Plastic film is thermoformable and the plate parts accordingly inexpensive and with any Have the surface enlarged.
  • the film to be processed is preheated and in one tool into the desired shape in one go.
  • the webs formed transversely to the channel-like depressions are made by thin metal strips inserted into the tool formed, which engage sword-like in the film.
  • the metal strips Do not cut the film, but only deep-draw it.
  • the webs are not continuous in the longitudinal direction but divided and preferably offset from one another transversely to the longitudinal direction are arranged, since then the flowing medium is not on Cut surfaces but the web sections a have rounded, closed leading edge.
  • cross-flow heat exchanger are known, in which, analogously to the invention Construction that passes cooling air between bars which is between and across to damp or Process air channels extend.
  • This damp or Process air channels are in this case folded through from Al blanks Box tubes formed while the webs to form the Cooling air ducts made of meandering folded aluminum fins are made between the levels of box pipes are introduced or glued.
  • Such cross flow heat exchangers are manufactured by AKG Thermotechnik GmbH & Co. KG manufactured in 34369 Hofgeismar and distributed.
  • the cross-flow heat exchanger shown has, for example five horizontal levels of humid air flowing through, in Cross section preferably approximately cylindrical Process air channels 10, which are at a radial distance from each other run parallel and preferably from level to level Gap are offset. Across the process air channels 10 and parallel to their levels extend in a total of six Levels in cross section of rectangular cooling air ducts 12.
  • Both types of channels 10 and 12 are through one above the other stacked, preferably rectangular plates 14 formed, which in turn each consist of two identical shapes and plate parts 16 and 18 assigned symmetrically to one another are made (see Figs. 3 and 4).
  • these plate parts 16, 18 in one piece from a film made of thermoplastic material, preferably polypropylene. You may as well in one piece from a foil made of heat-conducting metal, preferably aluminum.
  • Each plate member 18 is along its two opposite longitudinal edge pieces 20 and 22 with such 20 'and 22' designated the one symmetrically assigned to them Plate part 16 preferably by gluing, welding, Pressure joining or folding tightly connected.
  • each plate part 16 or 18 with molded to each other parallel, groove-like depressions 24 equipped.
  • the cooling air channels 12 are on the plate parts 16, 18 transversely to the recesses 24 or their airtight interconnected longitudinal edge parts 20, 22 extending perpendicularly projecting and mutually parallel webs 26 formed.
  • Each plate 14 is thus characterized by upper and lower, in webs 26 lying in a common vertical plane.
  • Recesses 24 and webs 26 give the thin Plastic films of preferably only 0.20 mm to 0.40 mm Thickness a stiffness that ensures that in mutual solid bond of stacked plates 14 according to Figure 1 is a stiffened unit is achieved.
  • the webs 26 of a plate 14 for forming the cooling air channels 12 engage between two webs 26 of a plate 14 located below or above them, preferably in such a way that adjacent webs 26 touch one another (1st variant ).
  • the webs 26 of two plates 14, as indicated by dash-dotted lines to engage in the middle between those of the other plate 16, as a result of which the number of cooling air ducts 12 can be doubled and the efficiency of the heat exchanger increases (second variant).
  • the plates 14 of the plate pack are at their ends together in a known manner each in a plastic existing holding frame 28 and 30 kept sealed what by means of an adhesive 32, preferably made of cast resin, is accomplished.
  • the webs 26 of the upper and lower plates 14 are for Formation of the outside of the heat exchanger Cooling air channels 12 each through a circuit board 32 or 34 covered, the front also in the holding frame 28, 30 are set.
  • the cross-flow heat exchanger thus formed thus has itself none to form the channels 10 for the condensate drain required housing on. It is a unit in one Housing opening of a condensation dryer insertable, for its handling on its front A handle 38 is provided on the end face.
  • a method of manufacturing the plate parts 18 Metal foil is illustrated in Figures 5 and 6.
  • vacuum thermoforming For the manufacture of plate parts from plastic film, for example polypropylene in a preferred thickness of approx. 0.20 mm, vacuum thermoforming can be used become.
  • the film is preheated and in a tool preferably in a single move to the desired shape drawn.
  • the aforementioned process step of Pushing them together is then not necessary.
  • Tools are fins or sword-like metal strips used, which the webs 26 shown in the figures molding.

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Description

Die Erfindung betrifft einen Kreuzstrom-Wärmetauscher für Kondensationswäschetrockner mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1.
Ein derartiger Wärmetauscher ist aus DE 30 27 900 C2, Fig. 2 und 3, bekannt.
Bei dieser Konstruktion sind die die Luftführungskörper bildenden Platten horizontal und im Abstand übereinander in einem quaderförmigen Aufnahmegehäuse gehalten, das tunnelartig ausgebildet bzw. an gegenüberliegenden Gehäusestirnseiten offen ist.
Diese Gehäuseöffnungen bilden die Eintritts- und Austrittsöffnungen für die warme, mit Feuchtigkeit beladene und zu kühlende bzw. zu trocknende Prozeßluft eines Kondensationswäschetrockners. Die Prozeßluft wird hierzu im Gehäuseinnern durch Leitkanäle hindurchgeführt, die durch die Platten sowie die Seitenwände des Aufnahmegehäuses definiert sind.
Die Platten bilden flache, rechteckförmige Kühlkörper, an deren Plattenober- und -unterseite die Feuchtigkeit niederschlagen und als Kondensat aus der Gehäuseaustrittsöffnung abfließen kann.
Die Platten bzw. Kühlkörper weisen zwei im Abstand übereinander vorgesehene, parallele und ebene Plattenteile aus Aluminiumblech auf, die lediglich an zwei gegenüberliegenden Randteilen luftdicht miteinander verbunden sind. Analog zum Aufnahmegehäuse weisen sie demgemäß einander gegenüberliegende, offene Stirnenden auf, die mit entsprechenden Durchbrüchen in den Seitenwänden des Aufnahmegehäuses fluchten.
Durch diese plattenförmigen Kühlkörper wird somit quer zur Strömungsrichtung der Prozeßluft die notwendige Kühlluft durch den Wärmetauscher hindurchgeleitet.
Zwischen oberem und unterem Plattenteil der Platten bzw. Kühlkörper befinden sich deren Abstand überbrückende, aufrechte Stege, die sich in Strömungsrichtung der Kühlluft erstrecken und in seitlichem Abstand einander parallel zugeordnet sind. Diese Stege bilden zusammen mit den beiden Plattenteilen im Querschnitt rechteckförmige Kanäle.
Die Stege sind durch ein mäanderförmig gefaltetes Rippenblech gebildet, das abwechselnd mit beiden Plattenteilen verklebt ist.
Das mäanderförmig gefaltete Rippenblech verleiht durch dessen Verbindung seiner Kontaktstellen mit den beiden Blechteilen den Platten die notwendige Steifigkeit für deren Handhabung zum Reinigen des Kreuzstrom-Wärmetauschers. Außerdem schaffen sie eine Oberflächenvergrößerung zwecks Verbesserung der Wärmeabfuhr auf der Kühlluftseite.
Die Verbindung erfolgt durch Kleben mittels eines wärmeleitenden Spezialklebers.
Der erläuterte Aufbau der Platten zur Luftkühlung bzw. Entfeuchtung erfordert eine Vielzahl von Arbeitsschritten und gestaltet sich dementsprechend aufwendig.
Zur Bildung der Führungskanäle für die Prozeßluft ist es außerdem notwendig, die Platten in einem speziellen Aufnahmegehäuse zu installieren. Insgesamt gesehen handelt es sich somit um eine fertigungstechnisch aufwendige und entsprechend kostenintensive Konstruktion.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kreuzstrom-Wärmetauscher in einer im Oberbegriff des Anspruches 1 erläuterten, bekannten Ausbildung anzugeben, der sich in konstruktiver Hinsicht durch besondere Einfachheit und eine gute Wärmeabfuhr auf der Kühlluftseite auszeichnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Konstruktion eines Kreuzstrom-Wärmetauschers ermöglicht es, zur Bildung der die abzukühlende und zu entfeuchtende Prozeßluft führenden Kanäle auf ein die Platten aufnehmendes Aufnahmegehäuse zu verzichten, indem nunmehr die Feuchtluft durch Kanäle der Luftführungskörper bildenden Platten hindurchgeleitet wird und die Stege an der oberen und unteren, flachen Außenseite der Platten vorgesehen sind und sich jeweils an einer benachbarten oberen bzw. unteren Platte abstützen. Platten und Stege definieren somit gemeinsam sich quer zu den Prozeßluftkanälen erstreckende Kühlluftkanäle.
Dabei zeichnet sich die erfindungsgemäße Konstruktion durch einen äußerst minimalen Materialbedarf aus, indem die die Platten bildenden Plattenteile lediglich aus einer aus gut wärmeleitendem Metall oder thermoplastischem Kunststoff bestehenden Folie hergestellt sind, an die sich die Stege unmittelbar bei deren Herstellung bereits anformen lassen.
Die Stege sowie die in die Plattenteile eingeformten, rinnenartigen Vertiefungen zur Bildung von Feuchtluftführungs- bzw. Kondensatabflußkanälen verleihen dabei den Plattenteilen eine Kreuzverrippung, welche den Platten trotz geringer Foliendicke eine in hohem Maße ausreichende Steifigkeit gibt.
Durch die die Feuchtluftführungskanäle bildenden, rinnenartigen Vertiefungen kommt dabei zusätzlich zu der durch die Stege gebildeten Oberflächenvergrößerung der Plattenteile eine weitere Oberflächenvergrößerung zustande, was die Wärmeabfuhr auf der Kühlluftseite bzw. den Wirkungsgrad des Kreuzstrom-Wärmetauschers noch wesentlich begünstigt.
Zur Fertigung des erfindungsgemäßen Wärmetauschers sind die einzelnen Platten lediglich aufeinanderzustapeln, wobei deren Stege jeweils, vorzugsweise mittig, in eine Lücke der Stege der benachbarten Platte eingreifen.
Das so erstellte Plattenpaket wird dann an den Platten-Berührungspunkten der Platten verschweißt, verklebt oder druckgefügt. Dies kann entweder entlang zweier gegenüberliegender Randteile oder bevorzugtermaßen an einer Vielzahl von Auflagepunkten der Plattenteile aneinander, vorzugsweise in homogener Verteilung über die Flächen der Plattenteile erfolgen. Auf diese letzte Weise wird eine bessere Stabilität des Plattenverbunds erreicht.
Die Stege können entweder in Längsrichtung oder Strömungsrichtung durchgehend ausgebildet sein, was sich für die Ausbildung einer laminaren Strömung als vorteilhaft erweist, oder sie können in Längsrichtung geteilt und die Stegteilstücke quer zur Längsrichtung zueinander versetzt angeordnet sein, was sich für die Ausbildung einer turbulenten Strömung als vorteilhaft erweist. In lezterem Fall kommt es zu Verwirbelungen und damit zu einem besseren Wärmeaustausch zwischen dem strömenden Medium und den die Luftführungskanäle begrenzenden Stegen und Plattenteilen. Insbesondere in diesem Fall erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Folie eine Kunststofffolie ist und die Stege durch eine entsprechende Werkzeugausbildung aus der Folie geformt sind ohne dass die Folie an dieser Stelle durchtrennt wurde. Die Stegteilstücke bilden dann eine verundete geschlossene Umfangskontur.
Ein für eine gewünschte Kühlleistung ausgelegtes Plattenpaket ist dabei stirnseitig in jeweils einem Rahmen abgedichtet zu fixieren.
Somit läßt sich die Entfeuchtungsleistung durch die Anzahl von Platten festlegen, wobei die Anzahl der von den Platten oberund unterseitig abragenden Stege so zu wählen ist, daß sich ein optimales Verhältnis der Kühlleistung, abhängig von der gewählten Oberflächenvergrößerung, zu dem durch die Anzahl der Stege bewirkten Druckverlust in den durch sie definierten Kühlluftkanälen erzielen läßt.
Die Erfindung ermöglicht es, auf denkbar einfache Weise leistungsfähige Kreuzstrom-Wärmetauscher für unterschiedliche Leistungen auszulegen, ohne zu kostenintensiven Eingriffen in deren konstruktive Grundkonzeption gezwungen zu sein.
Es ist somit möglich, über eine kostengünstige Variantenbildung sowohl unterschiedliche Hersteller von Kondensationswäschetrocknern zu bedienen als auch eine Differenzierung innerhalb einer Gerätereihe zu erreichen.
Die Erfindung bietet somit ein in sich ausgereiftes, komplettes Bausystem für Kreuzstrom-Wärmetauscher, das für bestehende Gerätegenerationen kompatibel ist.
Demgemäß können sowohl Auslegung, Prüfung und Überwachung sämtlicher technischer Werte vom Hersteller solcher Wärmetauscher selbst vorgenommen werden.
Zur Herstellung der Plattenteile eignen sich verschiedene Werkstoffe, wobei der Einsatz von Folie den Vorteil bietet, nicht ausschließlich auf gut wärmeleitende Materialien zurückgreifen zu müssen.
So ist es beispielsweise möglich, thermogeformte Folien aus Kunststoff zu verwenden, wobei sich zur Fertigung der Plattenteile mit Vorzug Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere (ABS) oder Polypropylen eignen. Hierbei hat sich zur Erzielung notwendiger Kühlleistungen bzw. der hierzu erforderlichen Wärmeleitfähigkeit und Stabilität eine Foliendicke zwischen 0,15 mm und 0,50 mm , vorzugsweise 0,3 mm als vorteilhaft erwiesen.
Obgleich solche Kunststoffe wärmetechnisch als Isolatoren wirken, ist, im Vergleich zu Materialien mit guter Wärmeleitfähigkeit, aufgrund ihrer Verwendung als Folie, lediglich eine Leistungseinbuße von 3 - 8 % in Kauf zu nehmen. Dies wird jedoch bei weitem dadurch kompensiert, daß die Kunststoffolie thermoformbar ist und sich die Plattenteile dementsprechend preisgünstig und mit beliebiger Oberflächenvergrößerung herstellen lassen.
Als weiterer, mit Vorteil einzusetzender Werkstoff empfiehlt sich Aluminiumfolie mit einer Dicke von ebenfalls vorzugsweise 0,15 mm bis 0,20 mm.
Zur Fertigung von Plattenteilen aus Folien aus den angegebenen Werkstoffen empfiehlt sich dabei ein Verfahren mit folgenden Verfahrensschritten:
Zur Fertigung von Plattenteilen aus thermoplastischen Folien empfiehlt sich die Anwendung des Verfahrens der Vakuum-Thermo-Umformung. Die zu verarbeitende Folie wird vorgeheizt und in einem Werkzeug in einem Zug in die gewünschte Form gezogen. Die quer zu den rinnenartigen Vertiefungen gebildeten Stege werden durch dünne, in das Werkzeug eingesetzte Metallstreifen gebildet, welche schwertartig in die Folie eingreifen. Dabei erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Metallstreifen die Folie nicht durchtrennen sondern quasi nur tiefziehen. Als besonders vorteilhaft erweist sich dies, wenn die Stege nicht in Längsrichtung durchgehend sondern geteilt ausgebildet und vorzugsweise quer zur Längsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind, da dann das strömende Medium nicht auf Schnittflächen auftrifft sondern die Stegteilstücke eine verrundete, geschlossene Anströmkante aufweisen.
Zur Fertigung von Plattenteilen aus Metallfolie werden in einem Verfahrensschritt rinnenartige Vertiefungen eingeformt. Zwischen Vertiefungsteilstücken dieser rinnenartigen Vertiefungen wird die Folie quer zu deren Längsrichtung giebeldachartig vorgeformt. Schließlich wird die Folie zur Stegausbildung in Längsrichtung der Vertiefungsteilstücke derart zusammengeschoben, daß sich die Vertiefungsteilstücke zur Bildung durchgehender rinnenartiger Vertiefungen stirnseitig berühren und die beiden Hälften der giebeldachartig ausgeformten Folienteilstücke zur Stegbildung aneinander anliegen. Die Stegdicke ergibt sich aus zweimal Materialdicke und minimiert damit den Druckverlust auf der Kühlluftseite.
Dabei sei erwähnt, daß bereits Kreuzstrom-Wärmetauscher bekannt sind, bei denen, analog zur erfindungsgemäßen Konstruktion, die Kühlluft zwischen Stegen hindurchgeführt ist, die sich zwischen und quer zu Feucht- bzw. Prozeßluftkanälen erstrecken. Diese Feucht- bzw. Prozeßluftkanäle sind hierbei durch aus Al-Platinen gefalzten Kastenrohren gebildet, während die Stege zur Bildung der Kühlluftkanäle aus mäanderförmig gefalzten Al-Lamellen gefertigt sind, die zwischen die Ebenen von Kastenrohren eingebracht bzw. eingeklebt sind.
Für die beiden Arten von sich kreuzenden Kanälen sind somit verschiedene, für sich herzustellende und zu montierende Bauelemente vorgesehen.
Derartige Kreuzstrom-Wärmetauscher werden von der Firma AKG Thermotechnik GmbH & Co. KG in 34369 Hofgeismar hergestellt und vertrieben.
In der Zeichnung ist ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Figur 1
einen Längsschnitt eines Kreuzstrom-Wärmetauschers entlang der Linie B-B der Figur 2,
Figur 2
einen Querschnitt des Kreuzstrom-Wärmetauschers entlang der Linie A-A der Figur 1,
Figur 3
einen durch einen strichpunktierten Kreis angedeuteten Ausschnitt der Darstellung gemäß Figur 1, in stark vergrößertem und verkürztem Maßstab,
Figur 4
eine schaubildliche Darstellung des Plattenpakets des Kreuzstrom-Wärmetauschers gemäß Figur 1 und 2,
Figur 5
einen Teillängsschnitt durch ein vorgeformtes Plattenteil aus Aluminiumfolie,
Figur 6
eine Darstellung des Plattenteils gemäß Figur 5 in zusammengeschobenem Zustand.
Figur 7
eine schematische Schnittansicht der zueinander versetzten Anordnung von Stegteilstücken.
Der dargestellte Kreuzstrom-Wärmetauscher weist beispielsweise fünf horizontale Ebenen von von Feuchtluft durchströmten, im Querschnitt vorzugsweise in etwa zylindrischen Prozeßluftkanälen 10 auf, die in radialem Abstand zueinander parallel verlaufen und von Ebene zu Ebene vorzugsweise auf Lücke versetzt sind. Quer zu den Prozßluftkanälen 10 und parallel zu deren Ebenen erstrecken sich in insgesamt sechs Ebenen im Querschnitt rechteckförmige Kühlluftkanäle 12.
Beide Arten von Kanälen 10 und 12 sind durch übereinander gestapelte, vorzugsweise rechteckförmige Platten 14 gebildet, die ihrerseits jeweils aus zwei zueinander gleich geformten und einander symmetrisch zugeordneten Plattenteilen 16 und 18 hergestellt sind (siehe Fig. 3 und 4).
Im vorliegenden Falle sind diese Plattenteile 16, 18 einstückig aus einer Folie aus thermoplastischem Kunststoff, vorzugsweise Polyproylen, gefertigt. Sie können ebenso gut einstückig aus einer-Folie aus gut wärmeleitendem Metall, vorzugsweise Aluminium, geformt sein.
Jedes Plattenteil 18 ist entlang seiner beiden gegenüberliegenden Längsrandstücke 20 und 22 mit solchen mit 20' und 22' bezeichneten des diesen symmetrisch zugeordneten Plattenteils 16 vorzugsweise durch Kleben, Verschweißen, Druckfügen oder Falzen dicht verbunden.
Zur Bildung der Führungskanäle 10 für die feuchte Luft ist jedes Plattenteil 16 bzw. 18 mit eingeformten, zueinander parallelen, rinnenartigen Vertiefungen 24 ausgestattet. Zur Bildung der Kühlluftkanäle 12 sind an die Plattenteile 16, 18 sich quer zu deren Vertiefungen 24 bzw. deren luftdicht miteinander verbundenen Längsrandteilen 20, 22 erstreckende, senkrecht abragende und zueinander parallele Stege 26 angeformt.
Jede Platte 14 zeichnet sich somit durch obere und untere, in einer gemeinsamen vertikalen Ebene liegende Stege 26 aus. Vertiefungen 24 und Stege 26 verleihen den aus dünnen Kunststoffolien von vorzugsweise lediglich 0,20 mm bis 0,40 mm Dicke eine Steifigkeit, die sicherstellt, daß im gegenseitigen festen Verbund von aufeinandergestapelten Platten 14 gemäß Figur 1 eine in sich ausgesteifte Baueinheit erzielt wird.
In diesen Plattenverbund greifen, wie Figur 3 zeigt, die Stege 26 einer Platte 14 zur Bildung der Kühlluftkanäle 12 zwischen zwei Stege 26 einer sich darunter bzw. darüber befindenden Platte 14 ein, vorzugsweise derart, daß sich benachbarte Stege 26 einander berühren (1. Variante). Es ist aber auch denkbar, die Stege 26 zweier Platten 14, wie strichpunktiert angedeutet, jeweils mittig zwischen diejenigen der anderen Platte 16 eingreifen zu lassen, wodurch sich die Anzahl der Kühlluftkanäle 12 verdoppeln läßt und die Effizienz des Wärmetauschers steigt (2. Variante).
Die Platten 14 des Plattenpaketes sind an ihren Stirnenden gemeinsam in bekannter Weise jeweils in einem aus Kunststoff bestehenden Halterahmen 28 bzw. 30 abgedichtet gehalten, was mittels eines Klebers 32, vorzugsweise aus Gießharz, bewerkstelligt ist.
Die Stege 26 der oberen und unteren Platten 14 sind zur Bildung von am Wärmetauscher außenseitig liegenden Kühlluftkanälen 12 jeweils durch eine Platine 32 bzw. 34 abgedeckt, die stirnseitig gleichfalls in den Halterahmen 28, 30 festgelegt sind.
Der so gebildete Kreuzstrom-Wärmetauscher weist somit selbst kein zur Bildung der Kanäle 10 für den Kondensatabfluß erforderliches Gehäuse auf. Er ist als Baueinheit in eine Gehäuseöffnung eines Kondensations-Wäschetrockners einschiebbar, wobei zu dessen Handhabung an seiner vorderen Stirnseite ein Handgriff 38 vorgesehen ist.
Ein Verfahren zur Fertigung der Plattenteile 18 aus Metallfolie ist in den Figuren 5 und 6 veranschaulicht.
In eine Aluminiumfolie 40 werden in Längsrichtung der zu bildenden Führungskanäle 10 für die feuchte Luft rinnenartige Vertiefungsteilstücke 42 und quer zu deren Längserstreckung giebeldachartige Abscnhnitte 44, 46 eingeformt. Hierzu werden durchgehende rinnenförmige Vertiefungen und quer hierzu und in dieselbe Einformungsrichtung giebeldachartige Abschnitte eingeformt. Schließlich wird die Folie 40 in Erstreckungsrichtung der rinnenartigen Vertiefungsteilstücke 42 derart zusammengeschoben, daß sich diese stirnseitig berühren und die beiden Hälften der giebeldachartig ausgeformten Abschnitte 44, 46 zur Ausbildung der Stege 26 im wesentlichen aneinander anliegen.
Zur Fertigung der Plattenteile aus Kunststofffolie, beispielsweise Polyproylen in einer zu bevorzugenden Dicke von ca. 0,20 mm kann eine Vakuum-Thermo-Umformung angewandt werden. Die Folie wird vorgeheizt und in einem Werkzeug vorzugsweise in einem einzigen Zug in die gewünschte Form gezogen. Der vorstehend erwähnte Verfahrensschritt des Zusammensschiebens ist dann nicht erforderlich. In dem Werkzeug sind finnen- oder schwertartige Metallstreifen eingesetzt, welche die in den Figuren dargestellten Stege 26 ausformen.
Wie aus Figur 7 ersichtlich ist, sind gemäß einer weiteren Ausführungsform die Stegteilstücke 50 in Längsrichtung geteilt und quer zu ihrer Längsrichtung versetzt zueinander angeordnet. Die finnen- oder schwertartigen Metallstreifen durchtrennen die Kunststofffolie nicht, sondern diese wird quasi tiefgezogen. Auf diese Weise wird eine in Umfangsrichtung geschlossene Umfangskontur der Stegteilstücke 50 und eine verrundete Anströmkante 52 erreicht.

Claims (13)

  1. Kreuzstrom-Wärmetauscher für Kondensationswäschetrockner, mit einer Vielzahl von im wesentlichen horizontal angeordneten, einander fest zugeordneten Platten (14), die senkrecht zur Plattenebene mit Abstand zueinander parallel angeordnet sind und die jeweils durch zwei parallel zueinander angeordnete Plattenteile (16, 18) gebildet sind, die entlang von zwei gegenüberliegenden Randteilen (20, 22 bzw 20', 22') luftdicht miteinander verbunden sind und so einen flachen, an einander gegenüberliegenden Stirnenden offenen Luftführungskörper bilden, wobei einer der Plattenteile (16 bzw. 18) an einer seiner Flachseiten eine Vielzahl von an den Plattenteil angeformten Stegen (26) trägt, die im Abstand parallel zueinander angeordnet sind, die von der Flachseite senkrecht abragen und die zusammen mit einem sich auf den Stegen (26) abstützenden Plattenteil (16 bzw. 18) Luftführungskanäle (12) für die Kühlluft bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (14) von Feucht- bzw. Prozeßluft durchströmt sind, deren beide Plattenteile (16, 18) aus einer aus gut wärmeleitendem Metall oder aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Folie (40) gebildet sind, daß die Platten (14) an ihren offenen Stirnenden gegenseitig in jeweils einem Halterahmen (28 bzw. 30) abgedichtet festgelegt sind, daß die Stege (26) von der äußeren Flachseite jedes Plattenteils (16 bzw. 18) einer Platte (14), sich quer zu deren miteinander luftdicht verbundenen Randteilen (20, 22 bzw. 20', 22') erstreckend, abragen und durch Anformen gebildet sind und sich gemeinsam an einem Plattenteil (16 bzw. 18) einer benachbarten Platte (14) abstützen und daß die Platten (14) jeweils eine Vielzahl von sich in Strömungsrichtung der Feuchtluft erstreckenden, zueinander parallelen Prozeßluftkanälen (10) aufweisen, die durch in deren Plattenteile (16, 18) symmetrisch eingeformte rinnenartige Vertiefungen (24) gebildet sind.
  2. Kreuzstrom-Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (40) zur Herstellung der Plattenteile (16, 18) eine Aluminium-Folie mit einer Dicke zwischen 0,14 mm bis 0,20 mm, vorzugsweise 0,15 mm, ist.
  3. Kreuzstrom-Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aus Al-Folie (40) bestehenden und entlang zweier gegenüberliegenden Randteile (20, 22 bzw. 20', 22') miteinander luftdicht verbundenen Plattenteile (16, 18) der Platten (14) gegenseitig verklebt, gefalzt oder druckgefügt sind.
  4. Kreuzstrom-Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kuststofffolie (40) zur Herstellung der Plattenteile (16, 18) aus thermoplastischem Kunststoff, wie Acrylnitril-Buthadien-Styrol-Copolymere (ABS) oder Polypropylen, besteht und eine Dicke zwischen 0,15 und 0,50 mm, vorzugsweise 0,3 mm aufweist.
  5. Kreuzstrom-Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aus thermoplastischer Kunststoffolie (40) bestehenden Plattenteile (16, 18) zur Bildung einer Platte (14) an gegenüberliegenden Randteilen (20, 22 bzw. 20', 22') durch Schweißen, Kleben oder Druckfügen verbunden sind.
  6. Kreuzstrom-Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattenteile (16, 18) an einer Vielzahl von Auflagepunkten, vorzugsweise über die ganze Plattenfläche verteilt durch Schweißen, Kleben, Druckfügen verbunden sind.
  7. Kreuzstrom-Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (26) in Ihrer Längsrichtung durchgehend ausgebildet sind.
  8. Kreuzstrom-Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (26) in ihrer Längsrichtung geteilt und die Stegteilstücke (50) quer zu ihrer Längsrichtung zueinander versetzt sind.
  9. Kreuzstrom-Wärmetauscher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie eine Kunststofffolie ist und die Stege (26) aus der Kunststofffolie geformt sind ohne dass diese an dieser Stelle durchtrennt wurde, so dass die Stege (26) in Umfangsrichtung geschlossen sind.
  10. Verfahren zur Herstellung von Plattenteilen (16, 18) zur Bildung eines Kreuzstromwärmetauschers gemäß den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Folien (40) im Abstand hintereinander liegende Vertiefungsteilstücke (42) der rinnenartigen Vertiefungen (24) eingeformt werden und daß die Folie (40) zwischen den Vertiefungsteilstücken (42) quer zu deren Längsrichtung zur Stegausbildung geformt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kunststofffolie (40) vorgeheizt und in einem Werkzeug vakuum-thermo-umgeformt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in einem einzigen Umformungsvorgang ausgeführt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Verarbeitung von Metallfolie (40) diese zwischen den Vertiefungsteilstücken (42) quer zu deren Längsrichtung und in deren Einformrichtung giebeldachartig vorgeformt wird und daß schließlich die Folie (40) zur Stegausbildung in Längsrichtung der Vertiefungsteilstücke (42) derart zusammengeschoben wird, daß sich die Vertiefungsteilstücke (42) stirnseitig berühren und die beiden Hälften der giebeldachartig ausgeformten Abschnitte (44, 46) zur Stegbildung nahe beieinander liegen oder aneinander anliegen.
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