ES2262737T3 - CONTRACORRANT HEAT EXCHANGER. - Google Patents

CONTRACORRANT HEAT EXCHANGER.

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ES2262737T3 ES02020924T ES02020924T ES2262737T3 ES 2262737 T3 ES2262737 T3 ES 2262737T3 ES 02020924 T ES02020924 T ES 02020924T ES 02020924 T ES02020924 T ES 02020924T ES 2262737 T3 ES2262737 T3 ES 2262737T3
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Abstract

The heat exchanger comprises hexagonal profiled plates (1) with two triangle profiles (6, 7) abutting two opposing sides (10, 11) of a rectangle profile. Flow communication can be achieved between the two triangle profiles. Individual profiled plates with at least one rectangle profile are arranged one above the other, forming channels (12-14) in between for two air flows.

Description

Intercambiador de calor a contracorriente.Countercurrent heat exchanger.

El objeto de la invención es un intercambiador de calor a contracorriente de acuerdo con el concepto general de la reivindicación 1.The object of the invention is an exchanger of countercurrent heat according to the general concept of the claim 1.

Un intercambiador de calor a contracorriente de esta índole es conocido por la patente EP-A 0 844 454. En este intercambiador de calor, en la zona de la forma rectangular, están provistos unos canales perfilados que tienen una influencia termodinámicamente favorable sobre el cambio de calor entre los flujos de gas. En la zona de las formas triangulares que corresponden a la sección de entrada y la sección de salida, están provistos unos elementos de soporte que aseguran una estabilidad suficiente con las placas opuestas en la zona de las dos secciones finales y también sirven como elementos conductores para los gases.A countercurrent heat exchanger of this type is known by the patent EP-A 0 844 454. In this heat exchanger, in the area of the form rectangular, profiled channels are provided that have a thermodynamically favorable influence on heat change between gas flows. In the area of triangular shapes that correspond to the input section and the output section, are provided with support elements that ensure stability enough with the opposite plates in the area of the two sections endings and also serve as conductive elements for gases

Otro intercambiador de calor a contracorriente se conoce por la patente JP 08 200972 A. Este intercambiador de calor también dispone de unas placas perfiladas de forma hexagonal, estando las placas perfiladas para la primera corriente de aire y las placas perfiladas para la segunda corriente de aire giradas las unas contra las otras en un ángulo de 180º y estando dispuesta una capa de separación entre respectivamente dos placas perfiladas.Other counter current heat exchanger It is known by the patent JP 08 200972 A. This heat exchanger heat also has hexagonal shaped profile plates, the plates being profiled for the first air flow and the profiled plates for the second air stream rotated the against each other at an angle of 180º and being arranged a separation layer between respectively two profiled plates.

Otro intercambiador de calor se ha dado a conocer por la patente DE 198 13 119 A1. En este intercambiador de calor, las placas perfiladas para las dos corrientes de aire se sobreponen alternadamente en diferentes posiciones inclinadas. El paquete de placas perfiladas con estructura rectangular formado de esta manera se introduce en un transmisor térmico de placas abierto que tiene la forma de un cuadrado longitudinal con extremidades de ángulo agudo, de modo que la forma de la sección longitudinal de este intercambiador de calor con las placas perfiladas de forma rectangular en su conjunto es hexagonal. Los canales perfilados de las placas perfiladas se extienden hacia los lados frontales en placas planas, situadas en la línea central de la placa perfilada. La distribución de las corrientes de aire se efectúa alternadamente en dirección opuesta. Con el intercambiador de calor conocido no se logra una recuperación satisfactoria del calor.Another heat exchanger has been given to know by patent DE 198 13 119 A1. In this exchanger of heat, the profiled plates for the two air currents are alternately overlap in different inclined positions. He package of profiled plates with rectangular structure formed of this way is introduced into a plate thermal transmitter open that has the shape of a longitudinal square with acute angle limbs, so that the shape of the section Longitudinal of this heat exchanger with plates Rectangular shaped as a whole is hexagonal. The profiled channels of profiled plates extend towards the front sides in flat plates, located in the central line of the profiled plate. The distribution of air currents is performs alternately in the opposite direction. With the exchanger of known heat a satisfactory recovery of the hot.

Gracias a la patente DE 296 20 248 U1 se conoce también un intercambiador de calor a contracorriente con placas perfiladas, en cuyo caso cada placa perfilada presenta una forma rectangular. Por otra parte el intercambiador de calor tiene una forma hexagonal en su conjunto, efectuándose la entrada y la salida de la misma corriente de aire en el mismo lado, visto en dirección longitudinal del intercambiador de calor.Thanks to the patent DE 296 20 248 U1 it is known also a countercurrent heat exchanger with plates profiled, in which case each profiled plate has a shape rectangular. On the other hand the heat exchanger has a hexagonal shape as a whole, the entry and exit being made of the same air stream on the same side, seen in the direction longitudinal heat exchanger.

Adicionalmente se conoce un intercambiador de calor a contracorriente con placas perfiladas por la patente DE 196 35 552 C1. El intercambiador de calor a contracorriente tiene una forma hexagonal en su conjunto, pero las placas perfiladas presentan una forma rectangular. Asimismo en un intercambiador de calor descrito por la patente GB 12 23 752 las placas perfiladas en su conjunto presentan una forma rectangular.Additionally, a heat exchanger is known countercurrent heat with plates profiled by DE 196 35 552 C1. The countercurrent heat exchanger has a hexagonal shape as a whole, but profiled plates They have a rectangular shape. Also in an exchanger of heat described by GB 12 23 752 the plates profiled in their set has a rectangular shape.

El objetivo de la invención presente es desarrollar un intercambiador de calor a contracorriente de la índole inicialmente indicada de tal manera que se logre una buena compensación de temperaturas y una buena recuperación del calor.The object of the present invention is develop a countercurrent heat exchanger of the initially indicated in such a way as to achieve a good temperature compensation and a good recovery of hot.

De acuerdo con la invención, el objetivo se logra mediante la configuración del intercambiador de calor a contracorriente, de acuerdo con el concepto general de la reivindicación 1, en correspondencia con la parte caracterizadora de esta reivindicación.According to the invention, the objective is achieved by configuring the heat exchanger to countercurrent, in accordance with the general concept of the claim 1, in correspondence with the characterizing part of this claim.

En el intercambiador de calor a contracorriente de acuerdo con la invención, la totalidad de la base inferior está cubierta por las placas perfiladas de forma hexagonal, de modo que, visto desde la superficie entera de la sección longitudinal, este intercambiador de calor pueda ser utilizado de manera óptima. De esta manera se logra una buena compensación de temperaturas y una buena recuperación del calor. En el intercambiador de calor conocido, se podía utilizar como zona de compensación de temperaturas eficaz solo la parte en forma rectangular de las placas perfiladas, y no la superficie entera de la sección longitudinal de este intercambiador de calor conocido.In the countercurrent heat exchanger according to the invention, the entire lower base is covered by hexagonal shaped plates, so that, seen from the entire surface of the longitudinal section, this Heat exchanger can be used optimally. From this way a good temperature compensation is achieved and a Good heat recovery. In the heat exchanger known, could be used as compensation zone of effective temperatures only the rectangular part of the profiled plates, and not the entire surface of the section longitudinal of this known heat exchanger.

Adicionalmente, cada canal perfilado de la primera forma triangular y cada canal perfilado de la segunda forma triangular está conectado en términos de flujo con dos canales perfilados de la forma rectangular o con un canal perfilado de la forma rectangular que presenta el doble de la anchura con respecto a la anchura del canal perfilado de cada forma triangular, en cuyo caso los canales perfilados de las formas triangulares discurren en un ángulo de 60º con respecto a la dirección longitudinal. En cada forma triangular la relación entre la hipotenusa y la altura es de 3.5 a 1.Additionally, each profiled channel of the first triangular shape and each profiled channel of the second shape triangular is connected in terms of flow with two channels profiled of the rectangular shape or with a profiled channel of the rectangular shape that is twice the width with respect to the width of the profiled channel of each triangular shape, in whose If the profiled channels of the triangular shapes run in An angle of 60º with respect to the longitudinal direction. In each triangular shape the relationship between the hypotenuse and the height is 3.5 to 1

El intercambiador de calor a contracorriente puede estar colocado en un dispositivo de ventilación. El dispositivo de ventilación presenta una cámara de salida de aire, una cámara intermedia de salida de aire y una cámara de extracción de aire para la primera corriente de aire, así como una cámara de aire fresco, una cámara intermedia de aire fresco y una cámara de entrada de aire para la segunda corriente de aire. Por lo menos un elemento Peltier está dispuesto para refrigerar o calentar los flujos de aire entre la cámara de salida de aire y la cámara de aire fresco, o entre la cámara de extracción de aire y una cámara de entrada de aire, formando el elemento Peltier esencialmente una pared de separación entre la cámara de salida de aire y la cámara de aire fresco, o entre la cámara de extracción de aire y la cámara de entrada de aire. De este modo se crea un dispositivo de ventilación compacto con el cual el flujo de aire fresco puede refrigerarse o calentarse y adicionalmente también el flujo de aire de salida puede refrigerarse o calentarse.The countercurrent heat exchanger It can be placed in a ventilation device. He Ventilation device features an air outlet chamber, an intermediate air outlet chamber and an extraction chamber of air for the first air stream, as well as a chamber of fresh air, an intermediate chamber of fresh air and a chamber of air inlet for the second air stream. At least one Peltier element is arranged to cool or heat the air flows between the air outlet chamber and the chamber of fresh air, or between the air extraction chamber and a chamber of air inlet, forming the Peltier element essentially a separation wall between the air outlet chamber and the chamber of fresh air, or between the air extraction chamber and the chamber of air entrance. This creates a ventilation device compact with which the flow of fresh air can be cooled or to heat up and additionally also the flow of outlet air can Cool or heat up.

A continuación, la invención se describe en detalle a través del dibujo. El dibujo muestra un ejemplo de realización de la invención. En este caso representanNext, the invention is described in Detail through the drawing. The drawing shows an example of embodiment of the invention. In this case they represent

La figura 1 una vista en planta de una placa perfilada,Figure 1 a plan view of a plate profiled,

La figura 2 una representación de acuerdo con la figura 1 con una primera corriente de aire,Figure 2 a representation according to Figure 1 with a first air stream,

La figura 3 una representación de acuerdo con la figura 1 con una segunda corriente de aire,Figure 3 a representation according to Figure 1 with a second air stream,

La figura 4 una vista frontal del intercambiador de calor a contracorriente según la invención, yFigure 4 a front view of the countercurrent heat exchanger according to the invention, and

La figura 5 una vista en planta de una capa de separación.Figure 5 a plan view of a layer of separation.

El intercambiador de calor a contracorriente de acuerdo con la invención presenta unas placas perfiladas 1,2 separadas, colocadas una encima de otra, estando configurada cada placa perfilada en su totalidad de forma hexagonal. Las placas perfiladas 1 para una primera corriente de aire 3 y las placas perfiladas 2 para una segunda corriente de aire 4 descansan alternadamente las unas encima de las otras, estando giradas las placas perfiladas 1 para la primera corriente de aire 3 y las placas perfiladas 2 para la segunda corriente de aire 4 las unas contra las otras en un ángulo de 180º en el plano de la placa. Entre cada placa perfilada 1 para la primera corriente de aire 3 y cada placa perfilada 2 para la segunda corriente de aire 4 está dispuesta una capa de separación 5. La capa de separación 5 presenta, tal como es ilustrado en la figura 5 esquemáticamente, en sola una pequeña parte de su superficie, un patrón 15 estampado en rombo o en escama. Gracias a ello se obtiene un intercambio de calor mejorado. Las placas perfiladas 1,2 y las capas de separación 5 pueden consistir de materia plástica o de metal, como aluminio, cobre, acero o similares.The countercurrent heat exchanger of according to the invention it has profiled plates 1,2 separated, placed one on top of the other, each configured Hexagonal shaped profile plate. Plates profiled 1 for a first air stream 3 and the plates profiled 2 for a second air stream 4 rest in turn, one on top of the other, the turns being turned profiled plates 1 for the first air stream 3 and the plates profiled 2 for the second air stream 4 against each other others at an angle of 180º in the plane of the plate. Between each plate profiled 1 for the first air stream 3 and each plate profiled 2 for the second air stream 4 a separation layer 5. The separation layer 5 has, as is illustrated in figure 5 schematically, in only a small part of its surface, a pattern 15 stamped in rhombus or scale. Thanks to this, an improved heat exchange is obtained. The profiled plates 1.2 and the separation layers 5 may consist of plastic or metal, such as aluminum, copper, steel or Similar.

Cada placa perfilada 1,2 presenta un perfil de forma ondulada y consiste de una primera forma triangular 6, una segunda forma triangular 7 y una forma rectangular 8. Con los lados opuestos 10,11 de la forma rectangular 8, vistos en dirección longitudinal 9 de la placa perfilada, linda respectivamente una forma triangular 6,7. Cada forma triangular 6,7 está conformada de tal modo que cada canal perfilado 12 de la forma triangular 6 y cada canal perfilado de la forma triangular 7 linde exactamente con dos canales perfilados 14 de la forma rectangular 8. Esta determinación exacta de las anchuras de los canales perfilados 12, 13 y 14 se obtiene por el hecho de que cada forma triangular 6,7 es cortada o estampada de un material de tal manera que la relación entre la hipotenusa y la altura es de 3.5 a 1 en cada forma triangular. Los canales perfilados 12,13 de las formas triangulares 6,7 discurren de modo oblicuo, particularmente en un ángulo de unos 60º con respecto a la dirección longitudinal 9, mientras que los canales perfilados 14 de la forma rectangular 8 discurren paralelamente con respecto a la dirección longitudinal 9.Each profiled plate 1,2 has a profile of wavy shape and consists of a first triangular shape 6, a second triangular shape 7 and a rectangular shape 8. With the sides opposites 10.11 of rectangular form 8, viewed in the direction longitudinal 9 of the profiled plate, adjoins respectively a triangular shape 6.7. Each triangular shape 6.7 is made up of such that each profiled channel 12 of the triangular shape 6 and each profile channel of the triangular shape 7 borders exactly with two profiled channels 14 of rectangular shape 8. This exact determination of the widths of the profiled channels 12, 13 and 14 is obtained by the fact that each triangular shape 6.7 is cut or stamped of a material such that the ratio between the hypotenuse and the height is 3.5 to 1 in each form triangular. The profiled channels 12,13 of the triangular shapes 6.7 run obliquely, particularly at an angle of about 60º with respect to the longitudinal direction 9, while the profiled channels 14 of rectangular shape 8 run in parallel with respect to the longitudinal direction 9.

En la operación del intercambiador de calor a contracorriente, la primera corriente de aire 3 fluye a través de los canales perfilados 13 de la segunda forma triangular 7 hacia los canales perfilados 8 y sale a través de los canales perfilados 12 de la primera forma triangular 6. La corriente de aire contraria o segunda corriente de aire 4 fluye generalmente de una manera idéntica a través de la placa perfilada 2 que está configurada de modo idéntico como la placa perfilada 1. No obstante, la placa perfilada 2 está girada 180º en el plano de la placa con respecto a la placa perfilada 1. El paso de la primera corriente de aire 3 y de la segunda corriente de aire 4 se muestra en las figuras 2 y 3. Las placas perfiladas pueden estar configuradas de una sola pieza o en tres piezas, según sus formas. Al montar el intercambiador de calor, las placas perfiladas 1,2 y las capas de separación 5 se sobreponen de una manera correspondiente y se proveen de una placa de base y una placa final. Mediante unas piezas de unión de perfiles distanciadoras, las piezas separadas pueden componerse para construir una forma de construcción compacta. Con este intercambiador de calor a contracorriente según la invención se obtiene un rendimiento muy elevado de intercambio de calor con unas dimensiones reducidas.In the operation of the heat exchanger a countercurrent, the first air stream 3 flows through the profiled channels 13 of the second triangular shape 7 towards the profiled channels 8 and exits through profiled channels 12 of the first triangular shape 6. The opposite air flow or second air stream 4 generally flows in a way identical through profiled plate 2 which is configured of identical way as the profiled plate 1. However, the plate profiled 2 is rotated 180º in the plane of the plate with respect to the profiled plate 1. The passage of the first air stream 3 and of the second air stream 4 is shown in figures 2 and 3. The profiled plates can be configured in one piece or in Three pieces, according to their shapes. When mounting the heat exchanger, profiled plates 1,2 and separation layers 5 overlap in a corresponding manner and are provided with a base plate and an end plate By means of joining pieces of profiles spacers, separate parts can be composed to Build a compact construction form. With this countercurrent heat exchanger according to the invention is obtains a very high heat exchange performance with some small dimensions

Claims (3)

1. Intercambiador de calor a contracorriente comprendiendo placas perfiladas (1,2) individuales, dispuestas las unas sobre las otras, presentando al menos una forma rectangular (8), comprendiendo las placas perfiladas (1,2) canales perfilados para una primera corriente de aire (3) y una segunda corriente de aire (4), y estando cada placa perfilada (1,2) configurada en forma de hexágono y presentando una primera forma triangular (6) y una segunda forma triangular (7) que lindan respectivamente con un lado opuesto (10,11) de la forma rectangular (8), visto en dirección longitudinal (9) de la placa perfilada (1,2) y están conectadas en términos de flujo, caracterizado por el hecho que cada canal perfilado (12) de la primera forma triangular (6) y cada canal perfilado (13) de la segunda forma triangular (7) está conectado en términos de flujo con dos canales perfilados (14) de la forma rectangular (8) o con un canal perfilado (14) de la forma rectangular (8) que presenta la doble anchura con respecto a la del canal perfilado (12,13) de cada forma triangular (6,7), discurriendo los canales perfilados (12,13) de las formas triangulares (6,7) en un ángulo de 60º con respecto a la dirección longitudinal (9) y estando las placas perfiladas (1) para la primera corriente de aire (3) y las placas perfiladas (2) para la segunda corriente de aire (4) giradas las unas contra las otras en un ángulo de 180º en el plano de la placa, y estando dispuesta una capa de separación (5) entre cada placa perfilada (1) y cada placa perfilada (2).1. Countercurrent heat exchanger comprising individual profiled plates (1,2), arranged one above the other, having at least one rectangular shape (8), the profiled plates (1,2) comprising profiled channels for a first current of air (3) and a second air stream (4), and each profiled plate (1,2) being configured in the form of a hexagon and having a first triangular shape (6) and a second triangular shape (7) that border respectively with an opposite side (10.11) of the rectangular shape (8), seen in the longitudinal direction (9) of the profiled plate (1,2) and are connected in terms of flow, characterized by the fact that each profiled channel (12 ) of the first triangular shape (6) and each profiled channel (13) of the second triangular shape (7) is connected in terms of flow with two profiled channels (14) of the rectangular shape (8) or with a profiled channel ( 14) of the rectangular shape (8) that has the double anch hura with respect to that of the profiled channel (12,13) of each triangular shape (6,7), the profiled channels (12,13) of the triangular shapes (6,7) running at an angle of 60 ° with respect to the longitudinal direction (9) and the profiled plates (1) being for the first air stream (3) and the profiled plates (2) for the second air stream (4) rotated against each other at an angle of 180 ° in the plate plane, and a separation layer (5) being arranged between each profiled plate (1) and each profiled plate (2). 2. Intercambiador de calor según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho que cada capa de separación (5) comprende una estructura en su superficie.2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that each separation layer (5) comprises a structure on its surface. 3. Intercambiador de calor según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho que la estructura de la capa de separación (5) es un patrón (15) estampado en rombo o en escama.3. Heat exchanger according to claim 2, characterized in that the structure of the separation layer (5) is a pattern (15) stamped in rhombus or flake.
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