Lamellenrohr-Wärmeaustauscher in Blockbauweise zur Wärmeübertragung zwischen gas-, dampfförmigen oder flüssigen Medien mit horizontalen Trennflächen

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stand der Technik:

[0002] Lamellenrohr-Wärmeaustauscher in Blockbauweise oder in Modul-Schichtbauweise zur Wärmeübertragung zwischen gas-, dampfförmigen oder flüssigen Medien gehören zum Stand der Technik und werden als Luftkühler oder -erhitzer in den meisten Lüftungsgeräten eingesetzt.

[0003] Ein solcher Wärmeaustauscher ist z.B. aus der EP 0 177 751 A2 bekannt. Weiterhin ist aus der US 2 948 515 ein Wärmeaustauscher bekannt, bei dem zur Unterteilung des Luftweges in den Lamellen Vorsprünge vorgesehen sind, die mit einer benachbarten Lamelle in Kontakt stehen, um eine Luftbarriere zu bilden. Die Baulänge von Blockwärmeaustauschern ist in der Regel auf eine Baulänge von ca. 300 mm begrenzt. Die Blockwärmeaustauscher können maschinell preisgünstig hergestellt werden.

[0004] Modul-Schicht-Wärmeaustauscher (EP 0177751) werden durch Stapeln von 50-100 mm hohen Wärmeaustauscher-Schichten vorort auf der Baustelle montiert. Zwischen den Schichten werden Trennschichten eingefügt. Die Wärmeaustauscher-Schichten weisen eine maximale Baulänge von bis zum 1200 mm auf. Nach Montage, meistens in einem Lüftungsgerät, werden die einzelnen Module lösbar an die Verteiler und Sammler angeschlossen.

[0005] Durch die Trennschichten weist der Modul-Schicht-Wärmeaustauscher eine sehr geringe Verschmutzungsneigung auf, bzw. kann zu Reinigungszwecken in Einzelteile zerlegt werden.

Kritik am Stand der Technik:

[0006] Trotz der kurzen Baulänge von ca. 300 mm verschmutzten Block-Wärmeaustauscher, da einerseits die zur Wärmeübertragung notwendige Fläche durch enge Lamellenabstände erbracht wird, wodurch eine Ablagerung von Störpartikel begünstigt wird, und andererseits die Luft in der Höhe, bei geteilten Lamellen, auch in der Breite ausweichen kann. Es wird kein Staudruck aufgebaut, der die Störpartikel austragen kann.

[0007] Durch die kurze Baulänge kann bei den Block-Wärmeaustauscher nur bedingt ein Gegenstromverhalten erzeugt werden, welches jedoch zur Erzielung eines hohen Austauschgrades notwendig ist. Eine direkte Verlängerung der Lamelle würde die Verschmutzungsneigung noch vergrößern.

[0008] Der Versuch die Baulänge durch Hintereinanderschalten von Block-Wärmeaustauscher mit und ohne Revisionraum zu vergrößern birgt neben der oben erwähnten Verschmutzungsneigung zudem weitere Störstellen durch neue Lamellenstirnseiten, der bauliche Aufwand wird vergrößert, ebenfalls vergrößert sich der Gesamtdruckverlust durch erneutes An- und Abströmen der Blöcke.

[0009] Desweiteren erhöht sich die Leckluftrate an den Einschiebe- bzw. den Montagerahmen.

[0010] Der Modul-Schicht-Wärmeaustauscher ist aufgrund der Einzelherstellung in Modulschichtbauweise in Herstellung und Montage relativ kostenintensiv. Außerdem kann die Montage der Verteiler und Sammler sowie die Abschottung erst vorort erfolgen. Eine werksseitige Montage in Lüftungsgeräte ist nur bedingt möglich.

Aufgabe der Erfindung:

[0011] Aufgabe der Erfindung ist es, für einen Wärmetauscher die preiswerten Fertigungsmöglichkeiten eines Blockwärmeaustauschers mit der geringen Verschmutzungsneigung des Modul-Schicht-Wärmeaustauschers zu kombinieren.

[0012] Desweiteren soll der Wärmeaustauscher konstruktiv an die gewünschten Gas-, Dampf- oder Flüssigkeitsmengen, bzw. dem gewünschten Wärmeübertragungsprozeß angepaßt werden können.

Lösung der Aufgabe:

[0013] Die Erfindung wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 beschriebenen Merkmale gelöst.

[0014] Durch die Ausführung der Lamellen mit Sicken, Abkantungen oder Ausbuchtungen wird durch Stapeln der einzelnen Fertigungsmodule aber auch durch die Sicken, Abkantungen oder Ausbuchtungen selbst eine horizontale Trennfläche erzeugt. Diese Trennflächen bilden mit den Lamellen reinigungsaktive Strömungskanäle aus, die die Luft durchströmen muß; ein Ausweichen in der Höhe oder zur Seite ist damit ausgeschlossen. Störpartikel erzeugen nun einen Staudruck, der die Partikel austrägt. Sollten sich dennoch Störpartikel ansetzen, z.B. in Verbindung mit Fett oder Nässe, kann nun mit einem Dampfstrahl- oder Druckluftgerät vorzugsweise entgegen der üblichen Luftrichtung der Wärmeaustauscher gereinigt werden. Dabei muß der Dampf und die Druckluft durch diese Strömungskanäle, weil in der Höhe oder Breite keine Ausweichmöglichkeit besteht. Die volle Reingiugngskraft verpufft nicht und dient voll dem Reinigungszweck.

[0015] Weiterhin sind zwischen den Fertigungsmodulen Trennplatten einzusetzen und danach, nach den gewünschten Erfordernissen, die entsprechende Verrohrung vorzunehmen.

[0016] Je länger die Lamellenlänge in Luftrichtung ist, desto flacher sollten die Strömungskanäle bzw. die Höhen zwischen den Trennflächen ausgebildet sein.

[0017] Zum werksseitigen Einbau in Lüftungsgeräte oder zum Kompletteinbau in Lüftungsgeräte auf der Baustelle wird der Modulaufbau zur Stabilisierung in einen Rahmen gefaßt bzw. eingebaut.

[0018] Diese Fertigungsmöglichkeiten lassen eine Teilautomatisierung zu, wodurch der Wärmeaustauscher preiswerter herzustellen und zu montieren ist.

Beschreibung der Figuren:

[0019] Fig. 1 zeigt einen Teil der möglichen Lamellenrohr-Wärmeaustauscher in Blockbauweise mit eingelegten Trennflächen, wobei die einzelnen Fertigungsmodule zwischen den Trennflächen ein bis mehrere Rohrlagenhöhen aufweisen. Jedes Fertigungsmodul weist einen oder mehrere Wasserwege auf, wobei die Wasserwege als Beispiel verschieden verrohrt sind.

[0020] Dieses Ausführungsbeispiel fällt jedoch nicht unter den Schutzbereich der Ansprüche.

[0021] Fig. 2 zeigt einen Teil der möglichen Lamellenrohr-Wärmeaustauscher in Blockbauweise, bei denen die einzelnen Fertigungsmodule aus speziell angeformten Lamellen bestehen bzw. sich die Verrohrung der Wasserwege über die Trennflächen, auch über eingelegte Trennflächen, erstreckt.

[0022] Fig. 3 zeigt ein Fertigungsmodul mit einer Höhe von einer Rohrlage mit eingelegter Trennfläche und glatter Lamelle.

[0023] Dieses Ausführungsbeispiel fällt jedoch nicht unter den Schutzbereich der Ansprüche.

[0024] Fig. 4 zeigt ein Fertigungsmodul mit einer Höhe von zwei Rohrlagen, wobei die Trennfläche durch Ausbildung der Lamelle mit einer speziell angeformten Abkantung entsteht.

[0025] Fig. 5 zeigt zwei Fertigungsmodule mit einer Höhe von jeweils 2 Rohrlagen, wobei die Trennfläche durch Ausbildung der Lamelle mit einer speziell angeformten Sicke entsteht und die Verrohrung trennflächenüberschreitend dargestellt ist.

[0026] Fig. 6 zeigt ein Fertigungsmodul mit einer Höhe von drei Rohrlagen, wobei die Trennfläche durch Ausbildung der Lamelle mit speziell angeformten Ausbuchtungen entsteht.

Ansprüche

1. Lamellenrohr-Wärmeaustauscher in Blockbauweise zur Wärmeübertragung zwischen gas-, dampfförmigen oder flüssigen Medien, wobei der Wärmeaustauscher-Block (31) aus mehreren Lamellenrohr-Fertigungsmodulen (20-30) zusammengesetzt ist, zwischen denen durchgehend verlaufende horizontale Trennflächen (13) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß auch innerhalb der Fertigungsmodule ein oder mehrere durchgehend verlaufende horizontale Trennflächen (13) angeordnet sind, so dass sich reinigungsaktive ununterbrochene Strömungskanäle ausbilden, die vom Eintritt bis zum Austritt verlaufen, wobei wenigstens die Trennflächen innerhalb der Fertigungsmodule beim Zusammenbau der Lamellen entstehen, die hierzu angeformte Abkantungen (13a), Sicken (13b), Ausbuchtungen (13c) oder Kombinationen dieser Anformungen aufweisen.

2. Lamellenrohr-Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennflächen zwischen den Fertigungsmodulen (13) eingelegt sind.

3. Lamellenrohr-Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennflächen zwischen den Fertigungsmodulen beim Zusammenbau der Lamellen enstehen, die hierzu angeformte Abkantungen (13a), Sicken, Ausbuchtungen (13c) oder Kombinationen dieser Anformungen aufweisen.

4. Lamellenrohr-Wärmeaustauscher nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserwege (18) zwischen den Trennflächen und/oder trennflächenüberschreitend angeordnet sind und jeder Wasserweg über eine oder mehrere Rohrlagen verfügt.

5. Lamellenrohr-Wärmeaustauscher nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe zwischen den Trennflächen im Raster 1 bis 8 Rohrlagen-Höhen entspricht.

6. Lamellenrohr-Wärmeaustauscher nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Strömungskanäle bzw. die Höhe zwischen den Trennflächen in Abhängigkeit der Lamellenlänge in Luftrichtung, dem lichten Lamellenabstand und der Luftgeschwindigkeit derart variiert, dass bei einer Lamellenlänge von 100 mm die Höhe zwischen den Trennflächen zwischen 1 und 8 Rohrlagenhöhen beträgt.

7. Lamellenrohr-Wärmeaustauscher nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Strömungskanäle bzw. die Höhe zwischen den Trennflächen in Abhängigkeit der Lamellenlänge in Luftrichtung, dem lichten Lamellenabstand und der Luftgeschwindigkeit derart variiert, dass bei einer Lamellenlänge von 1200 mm die Höhe zwischen den Trennflächen zwischen 1 und 4 Rohrlagenhöhen beträgt.

Claims

1. Heat exchanger with finned tubes cores for heat exchange between gaseous or liquid media, in which the heat exchanger block (31) is made up of several finned tube production modules (20-30), between which horizontal partitions (13) which run through are arranged, characterised by the fact that also inside the production module one or several horizontal partitions (13) which run through are arranged, so that continuous flow channels with active cleaning are formed, which run from entry to exit, in which the partitions occur inside the production module at least when putting together the fins, which have chamfers (13a), beads (13b), hollows (13c) or combinations of these shapes formed for this.

2. Heat exchanger with finned tubes according to claim 1, characterised by the fact that the partitions (13) are inserted between the production modules.

3. Heat exchanger with finned tubes according to claim 1, characterised by the fact that the partitions between the production modules occur when putting together the fins, which have chamfers (13a), hollows (13c) or combinations of these shapes formed for this.

4. Heat exchanger with finned tubes according to one of the previous claims, characterised by the fact that the waterways (18) are arranged between the partitions and/or going beyond the partitions and each waterway has one or several tube racks.

5. Heat exchanger with finned tubes according to one of the previous claims, characterised by the fact that the height between the partitions in the framework corresponds to the height of 1 to 8 tube racks.

6. Heat exchanger with finned tubes according to one of the previous claims, characterised by the fact that the height of the flow channels or height between the partitions varies depending on the fin length in the direction of air flow, fin clearance and air speed, so that with a fin length of 100 mm the height between the partitions is the height of between 1 and 8 tube racks.

7. Heat exchanger with finned tubes according to one of the previous claims, characterised by the fact that the height of the flow channels or height between the partitions varies depending on the fin length in the direction of air flow, fin clearance and air speed, so that with a fin length of 1200 mm the height between the partitions is the height of between 1 and 4 tube racks.

Revendications

1. Échangeur de chaleur à tubes à ailettes en mode de construction en blocs pour la transmission de chaleur entre des milieux gazeux, à l'état de vapeur ou liquides, le bloc d'échangeur de chaleur (31) étant constitué par plusieurs modules de fabrication de tubes à ailettes (20 - 30) entre lesquels sont disposées des surfaces de séparation (13) horizontales s'étendant en continu, caractérisé en ce qu'une ou plusieurs parois de séparation (13) horizontales s'étendant en continu sont également disposées à l'intérieur du module de fabrication de telle manière que se forment des canaux d'écoulement ininterrompus actifs pour le nettoyage qui s'étendent depuis l'entrée jusqu'à la sortie, au moins les surfaces de séparation à l'intérieur des modules de fabrication qui se forment lors de l'assemblage des lamelles présentant des replis (13a), des moulures (13b), des indentations (13c) conformés à cet effet ou des combinaisons de ces conformations.

2. Échangeur de chaleur à tubes à ailettes selon la revendication 1,
caractérisé en ce que les surfaces de séparation (13) sont logées entre les modules de fabrication.

3. Échangeur de chaleur à tubes à ailettes selon la revendication 1,
caractérisé en ce que les surfaces de séparation se forment entre les modules de fabrication lors de l'assemblage des lamelles qui présentent des replis (13a), des moulures, des indentations (13c) conformés à cet effet ou des combinaisons de ces conformations.

4. Échangeur de chaleur à tubes à ailettes selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que les chemins d'eau (18) sont disposés entre les surfaces de séparation et/ou traversant les surfaces de séparation et chaque chemin d'eau dispose d'une ou plusieurs couches de tubes.

5. Échangeur de chaleur à tubes à ailettes selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la hauteur entre les surfaces de séparation dans le réseau correspond à 1 à 8 hauteurs de couches de tubes.

6. Échangeur de chaleur à tubes à ailettes selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la hauteur des canaux d'écoulement ou respectivement la hauteur entre les surfaces de séparation varie en dépendance de la longueur des lamelles en direction de l'air, de l'écartement des lamelles et de la vitesse de l'air de telle manière que, avec une longueur des lamelles de 100 mm, la hauteur entre les surfaces de séparation est comprise entre 1 et 8 hauteurs de couches de tubes.

7. Échangeur de chaleur à tubes à ailettes selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la hauteur des canaux d'écoulement ou respectivement la hauteur entre les surfaces de séparation varie en dépendance de la longueur des lamelles en direction de l'air, de l'écartement des lamelles et de la vitesse de l'air de telle manière que, avec une longueur des lamelles de 1200 mm, la hauteur entre les surfaces de séparation est comprise entre 1 et 4 hauteurs de couches de tubes.

Zeichnung