[0001] Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher der im Oberbegriff des Anspruchs 1
angegebenen Gattung.
[0002] Bekannte Wärmeaustauscher dieser Art werden bevorzugt als Kondensatoren in Wäschetrocknern
angewendet (z. B.
EP 0 982 427 B1,
EP 1 106 729 B1,
DE 102 18 274 A1,
DE 103 56 417 A1). Sie zeichnen sich vor allem dadurch aus, dass die Strömungskanäle durch Wände begrenzt
sind, die aus gut wärmeleitenden Kunststoff- oder Metallfolien hergestellt und z.
B. durch Vakuum-Thermo-Umformung, Tiefziehen oder sonstwie in ihre endgültige Form
gebracht werden. Ein dadurch erhaltener Vorteil besteht darin, dass die Wände auf
einfache Weise und in einem Stück mit Profilierungen, die die Wärmeaustauschleistung
verbessern, sowie mit Abstandhaltern versehen werden können, die die vergleichsweise
flexiblen Wände auf Abstand halten. Allerdings sind die bisher bekannt gewordenen
Wärmeaustauscher dieser Art nicht frei von Mängeln.
[0003] Aufgrund der dünnwandigen, z. B. 0,2 mm dicken Wände bzw. Folien ergeben sich trotz
der bekannten Profilierungen und Abstandhalter insbesondere Probleme im Hinblick auf
die benötigte Druckfestigkeit beim Betrieb der Wärmeaustauscher. Höhere Temperaturen
lassen die aus Kostengründen überwiegend verwendeten, aus Polypropylen oder einem
Copolymer wie z. B. ABS hergestellten Wände weich werden mit der Folge, dass sie sich
in Richtung des kleinsten Drucks verformen. Außerdem haben hohe Temperaturen Längendehnungen
zur Folge, die zu Verwerfungen der Wände zwischen ihren fest in den Rahmen befestigten
Enden führen. Dadurch ändern sich beim Betrieb die konstruktiv vorgegebenen Strömungsquerschnitte,
was nicht nur einen ungünstigen Einfluss auf die Leistung der Wärmeaustauscher hat,
sondern im Fall von Wäschetrockner-Kondensatoren auch die Bildung von Vertiefungen
in den die Prozessluft führenden Strömungskanälen verursachen kann. In diesen Vertiefungen
kann sich in unerwünschter Weise kondensiertes Wasser ansammeln (Pfützenbildung),
das die Kondensationsleistung beeinträchtigt und eigentlich in einen dafür vorgesehenen
Sammelbehälter abfließen soll.
[0004] Nicht erwünscht sind weiterhin die vergleichsweise hohen Fertigungskosten, die u.
a. durch das umständliche, gasdichte Befestigen der einzelnen rohrförmigen Strömungskanäle
in den Rahmen durch Kleben entstehen.
[0005] Schließlich können zwar auch mit aus Kunststoff-Folien hergestellten Wärmeaustauschern
der genannten Art gute Wärmeaustauschleistungen erzielt werden, doch sind diese immer
noch geringer als bei entsprechend dimensionierten, gelöteten, geklebten oder gefalzten
Kühlern od. dgl. aus Metall.
[0006] Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
die Wärmeaustauscher der eingangs bezeichneten Gattung so auszubilden, dass sie trotz
Reduzierung der Fertigungskosten eine erhöhte Leistung und eine größere Druckfestigkeit
aufweisen.
[0007] Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.
[0008] Dadurch, dass die Profilierungen erfindungsgemäß zusätzlich mit an sich bekannten
Noppen versehen werden, tritt auch bei Anwendung von Wänden aus Folienmaterial eine
merkliche Leistungssteigerung ein. Die erfindungsgemäße Ausbildung und Anordnung der
Abstandhalter ermöglicht die Anwendung einer ausreichend großen Anzahl von Abstandhaltern,
ohne dass dadurch die Druckverluste beim Betrieb übermäßig ansteigen. Schließlich
wird eine erhebliche Kostensenkung dadurch ermöglicht, dass nicht nur die ersten Strömungskanäle
an ihren seitlichen Rändern, sondern auch die zweiten Strömungskanäle an ihren vorderen
und hinteren Stirnseiten durch Schweißen verbunden werden. Dadurch wird ein zusammenhängender,
als Ganzes in die Rahmen einsetzbarer Block erhalten, der nur an seinem Umfang durch
Kleben mit dem Rahmen verbunden werden muss. Das führt zur Einsparung von Klebstoff
und von aufwendigen Arbeitsschritten bei der Fertigung.
[0009] Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
[0010] Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen an
einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Wärmeaustauschers;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen, ersten Strömungskanals,
bestehend aus zwei an ihren Längsseiten verbundenen Wänden;
Fig. 3 und 4 in je einem Schnitt längs der Linie III - III der Fig. 2 je eine obere
und untere, einen ersten Strömungskanal begrenzende Wand;
Fig. 5 die Wände nach Fig. 3 und 4 in einem Schnitt längs der Linie III - III der
Fig. 2, jedoch in einem Zustand, in dem die beiden Wände fest miteinander verbunden
sind;
Fig. 6 in einer perspektivischen, vom geschnittenen Vorderansicht mehrere übereinander
angeordnete, erfindungsgemäß ausgebildete, erste und zweite Strömungskanäle;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Blocks des
Wärmeaustauschers nach Fig. 1; und
Fig. 8 eine der Fig. 6 entsprechende Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der
erfindungsgemäßen Strömungskanäle.
[0011] Nach Fig. 1 enthält ein Wärmeaustauscher einen mit ersten und zweiten Strömungskanälen
versehenen Block 1, der an zwei Längsenden in je einem Rahmen 2 befestigt ist. Die
ersten Strömungskanäle werden in einer ersten, durch Pfeile 3 angedeuteten Richtung,
die zweiten Strömungskanäle dagegen in einer zweiten, durch Pfeile 4 angedeuteten
Richtung, die nach Art eines Kreuzstrom-Wärmeaustauschers vorzugsweise senkrecht zur
ersten Richtung liegt, von je einem Gas durchströmt.
[0012] Im nachfolgend beschriebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein insbesondere
als Kondensator für Wäschetrockner geeigneter Wärmeaustauscher beschrieben, der in
Richtung der Pfeile 3 von der Prozessluft und in Richtung der Pfeile 4 von der Kühlluft
durchströmt wird.
[0013] Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäß ausgebildeten, ersten Strömungskanal 5, der von
zwei entsprechend Fig. 3 und 4 ausgebildeten Wänden 6 und 7 begrenzt ist, wie insbesondere
auch aus Fig. 5 ersichtlich ist. Fig. 6 zeigt eine Mehrzahl von übereinander angeordneten,
ersten Strömungskanälen 5, die mit vorgewählten Abständen angeordnet sind und daher
zwischen sich zweite Strömungskanäle 8 bilden, die gemäß Fig. 1 in Richtung der Pfeile
4 z. B. von Kühlluft durchströmt werden.
[0014] Die die ersten Strömungskanäle 5 begrenzenden, abwechselnd übereinander liegenden
Platten bzw. Wände 6 und 7 sind aus einem Folienmaterial, z. B. einer Polypropylen-
oder Aluminiumfolie, hergestellt und weisen eine zweckmäßig durchgehend konstante
Wandstärke auf, die vorzugsweise 0,2 mm bis 0,5 mm beträgt. In der Draufsicht haben
die Wände 6 und 7 im Wesentlichen eine Rechteckform. Die beiden Wände 6 und 7 weisen,
wie insbesondere Fig. 3 bis 5 erkennen lassen, parallel zur ersten Richtung und im
Ausführungsbeispiel auch parallel zu ihren Längsseiten erstreckte Seitenstreifen 6a
und 7a auf, die durch Schweißen gasdicht miteinander verbunden sind (Fig. 5). Dadurch
entstehen Strömungskanäle 5 in Form von seitlich geschlossenen, an ihren vorderen
und hinteren Enden offenen Rohren.
[0015] Die ersten Strömungskanäle 5 sind weiterhin mit inneren, d. h. nach innen ragenden
Abstandhaltern 9 versehen, die an die in Fig. 4, 5 und 6 unteren Wände 7 angeformt
sind, im Wesentlichen senkrecht von diesen aufragen und mit ihren freien Enden an
den darüber liegenden, oberen Wänden 6 anliegen. Dadurch werden die Wände 6 und 7
der Strömungskanäle 5 auf einem vorgewählten Abstand gehalten. Außerdem sind die in
Fig. 3, 5 und 6 oben liegenden Wände 6 mit äußeren Abstandhaltern 10 versehen. Diese
ragen nicht in die ersten Strömungskanäle 5 hinein, sondern stehen von deren Wänden
6 im Wesentlichen senkrecht nach außen ab. Im gestapelten Zustand der Wände 6 und
7 (Fig. 6) liegen die freien Enden dieser äußeren Abstandhalter 10 an den Unterseiten
der darüber liegenden Wände 7 an und legen daher die Abstände zwischen den im Stapel
übereinander liegenden Strömungskanälen 5 bzw. die Höhen der zwischen diesen befindlichen
zweiten Strömungskanäle 8 fest.
[0016] Weiterhin zeigen vor allem Fig. 3 und 4, dass die Wände 6 und 7 quer zur ersten Strömungsrichtung
(Pfeile 3 in Fig. 2) erstreckte, wellenförmige Profilierungen aufweisen, die bei beiden
Wänden 6 und 7 im Wesentlichen identisch ausgebildet und parallel zueinander angeordnet
sind.
[0017] Wärmeaustauscher der beschriebenen Art sind aus den eingangs erwähnten Druckschriften
im Wesentlichen bekannt und brauchen dem Fachmann daher nicht näher erläutert werden.
[0018] Erfindungsgemäß sind Profilierungen 11 mit zumindest teilweise ebenen Abschnitten
vorgesehen. Besonders vorteilhaft sind im Querschnitt trapezförmige Profilierungen
11, die gemäß Fig. 2 bis 4 in der zweiten Richtung (Pfeile 4 in Fig. 2 bis 4 und 6)
ansteigende Abschnitte 11a, abfallende Abschnitte 11b und diese verbindende Abschnitte
11c aufweisen. Die Profilierungen 11 haben gemäß Fig. 5 Wellenlängen 1 und Höhen h,
die vorzugsweise in einem Verhältnis 1/h zueinander stehen, das wenigstens fünf beträgt
und vorzugsweise kleiner als zwanzig ist.
[0019] Die Abschnitte 11a, 11b sind mit besonderem Vorteil eben, während die Abschnitte
11c vorzugsweise eben und parallel zur zweiten Richtung erstreckt sind. Außerdem sind
die Abschnitte 11a, 11b und 11c erfindungsgemäß mit vorzugsweise linsenförmig ausgebildeten
Noppen 12 versehen, die zu einer erhöhten Wärmeaustauschleistung führen und insbesondere
dann zu keiner wesentlichen Erhöhung der Druckverluste, insbesondere in der zweiten
Richtung für die Kühlluft führen, wenn ihre Tiefe etwa zwischen dem 0,2- und 0,8-fachen
des Abstandes zwischen den oberen und unteren Wänden 6 und 7 beträgt. Die anderen
Abmessungen und auch die Formen der Noppen 12 sind in Abhängigkeit von den im Einzelfall
gewünschten Leistungssteigerungen bzw. maximal in Kauf zu nehmenden Druckverlusten
zu wählen. Insbesondere können anstelle von linsenförmigen Noppen auch solche mit
ovalen oder eckigen Grundflächen sowie rauten- oder pyramidenförmig oder sonstwie
zweckmäßig gestaltete Noppen 12 vorgesehen werden.
[0020] Die Noppen 12 können, wie insbesondere Fig. 3 und 4 zeigen, durch Ausprägungen gebildet
werden, die von entgegen gesetzten Breitseiten der Wände 6, 7 abstehen, daher wahlweise
in die ersten oder in die zweiten Strömungskanäle 5 bzw. 8 ragen und auf ihren Rückseiten
zu entsprechenden Vertiefungen führen. Werden die Wärmeaustauscher beim Gebrauch so
angeordnet, dass die Wände 6 jeweils eine obere und die Wände 7 jeweils eine untere
Begrenzung der Strömungskanäle 5 bilden, dann empfiehlt es sich im Fall von Wäschetrockner-Kondensatoren
allerdings, die unteren Wände 7 auf ihren den Strömungskanälen 5 zugewandten Innenseiten
nur mit erhaben vorstehenden, in die Strömungskanäle 5 hinein ragenden Noppen zu versehen.
Dadurch wird vermieden, dass auf diesen Innenseiten der Wände 7, d. h. an den Böden
der Strömungskanäle 5 Vertiefungen vorhanden sind, die beim Kondensieren von Wasser
aus der Prozessluft zur Bildung von Pfützen führen und das gewünschte Abfließen des
Kondensats behindern. Derartige Pfützen, in denen sich Kondensat ansammelt statt abzufließen,
sind wegen des verschlechterten Wärmeübergangs an diesen Stellen unerwünscht. An oben
liegenden Wänden sind nach innen ragende Noppen dagegen weniger kritisch, da sich
bildendes Kondensat von ihnen abtropfen kann.
[0021] Die aus Fig. 2 bis 6 ersichtlichen Abstandshalter 9 und 10 sind vorzugsweise länglich
und in der Draufsicht flachoval oder bikonvex ausgebildet. Sie erstrecken sich mit
ihren Längsachsen zweckmäßig in den ersten Strömungskanälen 5 parallel zur ersten
Richtung und in den zweiten Strömungskanälen 8 parallel zur zweiten Richtung. Insbesondere
die Anströmkanten der Abstandhalter 9, 10 sind vorzugsweise mit kleinen Krümmungsradien
versehen, was günstige Strömungsverhältnisse und kleine Druckverluste zur Folge hat.
[0022] Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die Zahl der Abstandhalter 9 und 10 innerhalb
gewisser Grenzen bleibt. Ist die Zahl der Abstandhalter zu groß, steigen einerseits
die Druckverluste an, während andererseits die zur Anbringung der Noppen 12 verbleibende
Fläche reduziert wird. Ist die Zahl der Abstandhalter dagegen zu niedrig, dann besteht
die Gefahr, dass die Wände 6, 7 aufgrund der natürlichen Flexibilität des Folienmaterials
beim Betrieb wegen der dann herrschenden Druckverhältnisse zu stark verformt werden,
sich einbeulen und dadurch ebenfalls zu Druckverlusten führen. Im Rahmen der vorliegenden
Erfindung hat sich erwiesen, dass die Zahl der Abstandhalter 9, 10 bei gleichförmiger
Verteilung nicht kleiner als vier Stück pro 100 cm
2 Wandfläche sein sollte, wobei unter einer derartigen Wandfläche vorzugsweise ein
im Wesentlichen quadratisches Flächenstück von ca. 10 cm · 10 cm verstanden wird.
Für diesen Fall sind die zwischen zwei Abstützstellen befindlichen Flächenbereiche
so klein, dass die dort noch möglichen Verformungen weitgehend unschädlich sind. Die
obere Grenze für die Zahl der Abstandhalter 9, 10 pro 100 cm
2 bzw. vorzugsweise 10 cm · 10 cm Wandfläche hängt weitgehend davon ab, welche Druckverluste
tolerierbar sind. Die Querschnittsflächen der Abstandhalter 9, 10 sollten außerdem
möglichst klein sein, insbesondere quer zur jeweiligen Strömungsrichtung. Da sie zum
Wärmeaustausch nichts oder nur wenig beitragen, genügt es, wenn sie gerade so groß
sind, dass die Abstandhalter 9, 10 durch die zur Anwendung kommenden Herstellungsverfahren
wie z. B. Tiefziehen gerade noch mit der erforderlichen Stabilität herstellbar sind.
Außerdem sollten die Abstandhalter 9, 10 im fertigen Stapel abwechselnd übereinander
zu liegen kommen, damit von oben nach unten durchgehende, vorzugsweise senkrecht zu
den beiden Richtungen 3 und 4 erstreckte Stützlinien erhalten werden, wie sich insbesondere
aus Fig. 6 ergibt. Werden die Abstandhalter 9 und 10 mit einem beliebigen seitlichen
Versatz relativ zueinander angeordnet, dann besteht die Gefahr, dass beim Betrieb
auftretende Druckunterschiede zu Momenten insbesondere im Bereich einzelner Abstützstellen
führen, was unerwünschte Verformungen der Wände 6 und 7 zur Folge haben könnte.
[0023] Weiter wird es für die Zwecke der Erfindung als vorteilhaft angesehen, wenn die Wände
6 und 7 über die ganze Fläche im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind
und damit die Strömungskanäle 5 und 8 eine durchgehend konstante Höhe haben, ausgenommen
natürlich dort, wo die Abstandhalter 9, 10 angeordnet, in entgegengesetzte Richtungen
ausgeprägte Noppen 12 vorgesehen und die Wände 6, 7 an ihren Rändern miteinander verbunden
sind. Dadurch werden durchgehend nahezu gleichmäßige Strömungsverhältnisse erzielt.
[0024] Als wellenförmige Profilierungen 11 zur Erzielung einer guten Druckfestigkeit hat
sich die aus Fig. 2 bis 6 ersichtliche Trapezform mit den vorzugsweise gleich langen,
ansteigenden und abfallenden Abschnitten 11a, 11b als zweckmäßig erwiesen. Diese besitzen
u. a. den Vorteil, dass die Noppen 12 in ebenen Wandbereichen angebracht werden können.
Allerdings empfiehlt es sich, die Verbindungszonen der verschiedenen Bereiche 11a,
11b und 11c leicht gekrümmt auszubilden, um auf der Seite der Kühlluft, d. h. in den
zweiten Strömungskanälen 8, günstige Strömungsverhältnisse durch gerundete Umlenkzonen
zu erhalten. Alternativ sind jedoch auch andere, z. B. sinus- oder zickzackförmige
Wellenformen anwendbar. Wichtig ist in diesem Zusammenhang eine Wellenform, die eine
hohe Druckfestigkeit mit sich bringt, ohne einen zu großen Druckverlust zu erzeugen.
Zur Leistungssteigerung tragen derartige Wellenformen nur geringfügig bei, weshalb
erfindungsgemäß die Noppen 12 zusätzlich vorgesehen sind.
[0025] Wie insbesondere Fig. 5 und 6 zeigen, sind die beiden Wände 6 und 7, die jeweils
einen der ersten Strömungskanäle 5 bilden, jeweils an ihren seitlichen Rändern fest
miteinander verbunden. Um dies zu ermöglichen, sind die trapezförmigen Wände 6 (vgl.
auch Fig. 3) an ihren Seiten mit schräg nach unten und außen gekrümmten oder abgewinkelten
Übergangsbereichen 6b versehen, an die sich nach außen hin die Seitenstreifen 6a anschließen.
Die Wände 7 sind dagegen an ihren Rändern mit schräg nach oben und außen gekrümmten
oder abgewinkelten Übergangsabschnitten 7b versehen, an die sich die Seitenstreifen
7a anschließen. Beide Seitenstreifen 6a, 7a sind vorzugsweise im Wesentlichen eben
und sowohl parallel zueinander als auch parallel zu gedachten Mittelebenen der Wände
6, 7 angeordnet. Dadurch erhalten die Wände 6, 7 ein schalenförmiges Aussehen, wobei
im Ausführungsbeispiel die Wände 6 die Decken und die Wände 7 die Böden der Strömungskanäle
5 bilden. Die Lage der Übergangsabschnitte 6b, 7b ist so gewählt, dass die Wände 6,
7 beim Aufeinanderlegen der Seitenstreifen 6a, 7a automatisch die auch von den Abstandhaltern
9 vorgegebenen Abstände aufweisen.
[0026] Weiter sieht die Erfindung vor, die Wände 6, 7 auch an ihren vorderen und hinteren
Stirnseiten durch Schweißen gasdicht miteinander zu verbinden, um dadurch die zweiten
Strömungskanäle 8 seitlich abzudichten. Wie insbesondere Fig. 2 und 7 zeigen, sind
die Wände 6, 7 zu diesem Zweck an ihren vorderen und hinteren Enden mit Verbindungsstreifen
6c, 7c versehen, die wie die Seitenstreifen 6a, 7a im Wesentlichen sowohl parallel
zueinander als auch parallel zu den gedachten Mittelebenen der Wände 6, 7 angeordnet
sind. Wie die Seitenstreifen 6a, 7a sind auch die Verbindungsstreifen 6c, 7c über
kurze, schräg zu den Mittelebenen angeordnete Übergangsabschnitte mit den Wänden 6,
7 verbunden. Diese nicht näher dargestellten Übergangsabschnitte sind jedoch im Vergleich
zu den an denselben Wänden 6, 7 angebrachten Seitenstreifen 6a, 7a jeweils in die
entgegengesetzte Richtung gekrümmt bzw. abgewinkelt, d. h. z. B. bei der in Fig. 2
und 5 oberen Wand 6 nach oben und bei der in Fig. 2 und 5 unteren Wand 7 nach unten.
Werden daher zwei Strömungskanäle 5, bestehend aus zwei Wänden 6 und 7, entsprechend
Fig. 6 und 7 übereinander gelegt, dann werden diese beiden Strömungskanäle 5 nicht
nur durch die entsprechend bemessenen Abstandhalter 10, sondern auch unter Bildung
der seitlichen Strömungskanäle 8 durch die zur Anlage kommenden Verbindungsstreifen
6c, 7c auf Abstand gehalten. Nach dem Verschweißen der Verbindungsstreifen 6c, 7c
aller im Stapel vorhandenen Strömungskanäle 5 wird somit ein zusammenhängender Wärmeaustauscherblock
1 (Fig. 1) erhalten, in welchen die ersten und zweiten Strömungskanäle 5, 8 an ihren
zu den jeweiligen Strömungsrichtungen 3, 4 parallelen Seiten bereits gasdicht und
fest miteinander verbunden sind. Zur Fertigstellung eines Wärmeaustauschers, insbesondere
eines Kondensators od. dgl., ist es dann nur noch erforderlich, die beiden stirnseitigen,
mit den Verbindungsstreifen 6c, 7c versehenen Enden des Blocks 1 gemäß Fig. 1 in die
entsprechend dem Außenumfang des Blocks 1 bemessenen Rahmen 2 einzusetzen und mit
diesen durch Kleben zu verbinden.
[0027] Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Konstruktion besteht darin, dass die Seiten-
und Verbindungsstreifen 6a, 7a und 6c, 7c mittels der zusätzlichen Übergangsabschnitte
6b, 7b mit den Wänden 6, 7 verbunden sind und daher über die eigentlichen Strömungskanäle
5, 8 hinaus nach außen ragen. Dadurch sind die Seiten- und Verbindungsstreifen 6a,
7a und 6c, 7c für die Schweißwerkzeuge gut erreichbar, und es werden keine innen liegenden
Halterungen od. dgl. benötigt, um den Schweißvorgang sicher durchführen zu können.
Das gilt unabhängig davon, ob erst die Wände 6, 7 der einzelnen Strömungskanäle 5
seitlich verschweißt und letztere dann gestapelt und auch an den Stirnseiten verschweißt
oder umgekehrt erst alle Wände 6, 7 übereinander gestapelt und dann seitlich und stirnseitig
verschweißt werden.
[0028] Aufgrund der beschriebenen Ausbildung sind die Wände 6 und 7, die auch als Platten
oder Schalen bezeichnet werden können, nicht baugleich und lediglich um 180° gedreht
angeordnet. Sie unterscheiden sich vielmehr durch die Lage und Richtung ihrer Seiten-
und Verbindungsstreifen 6a, 6c bzw. 7a und 7c, ihrer Abstandhalter 9 und 10 und ggf.
ihrer Noppen 12.
[0029] Oberhalb und unterhalb der Strömungskanäle 5 sind zweckmäßig Seitenteile 14 (Fig.
1) aus einem dickwandigen, mechanisch stabilen Material angeordnet. Diese bilden bevorzugt
zumindest mit den endseitigen Wänden 6 einen weiteren Strömungskanal 8, indem sie
auf deren Abstandhaltern 10 aufliegen. Auf der entgegengesetzten Seite liegen die
Seitenteile 14 dagegen z.B. unmittelbar an den Unterseiten der Wände 7 an. Die stirnseitigen
Enden der Seitenteile 14 ragen ebenfalls in die Rahmen 2 und werden mit diesen fest
verbunden. Dadurch dienen die Seitenteile 14 einerseits dem Zweck, die beiden Rahmen
2 gegeneinander abzustützen und dadurch den aus den Wänden 6, 7 gebildeten Stapel
von etwa auftretenden Montage- und Dichtungskräften zu entlasten. Andererseits dienen
die Seitenteile 14 dazu, den zwischen ihnen liegenden Stapel senkrecht zu den Richtungen
3 und 4 zu verspannen und dadurch die Abstandhalter 9, 10 mit den zugehörigen Wänden
6, 7 in Anlage zu halten.
[0030] Das beispielsweise ebenfalls einen Wäschetrockner-Kondensator darstellende Ausführungsbeispiel
nach Fig. 8 unterscheidet sich von dem nach Fig. 2 bis 7 vor allem dadurch, dass die
Prozessluft die zweiten Strömungskanäle 8 und die Kühlluft die ersten, in den Rahmen
2 befestigten Strömungskanäle 5 durchströmt, wie durch die gegenüber Fig. 6 vertauschten
Pfeile 3 und 4 angedeutet ist. Daher sind die Profilierungen 11 in diesem Fall vorzugsweise
in Richtung der ersten Strömungskanäle 5 erstreckt. Außerdem sind im Gegensatz zu
Fig. 2 bis 6 sowohl die inneren Abstandhalter 9 als auch die äußeren Abstandhalter
10 jeweils durchgehend ausgebildet, d. h. über die ganze Länge oder wenigstens annähernd
über die ganze Länge der ersten bzw. zweiten Strömungskanäle 5 bzw. 8 erstreckt. Daher
sollte hier zur Erzielung einer ausreichenden Stabilität nicht die Zahl der Abstandhalter
selbst, sondern die Zahl ihrer Kreuzungspunkte einen gewissen Mindestwert aufweisen.
Die Kreuzungspunkte sind in diesem Fall diejenigen Bereiche (oder besser deren Mittelpunkte),
an denen sich die senkrecht zueinander stehenden, in verschiedenen Ebenen liegenden
und durchgehend ausgebildeten Abstandhalter 9, 10 jeweils kreuzen. Als zweckmäßig
hat sich erwiesen, wenigstens vier derartige Kreuzungspunkte pro 100 cm
2 bzw. vorzugsweise pro 10 cm · 10 cm Wandfläche vorzusehen. Die Lage und Anordnung
der übrigen Teile ist gegenüber Fig. 2 bis 7 unverändert.
[0031] Schließlich kann es im Fall der Fig. 8 zweckmäßig sein, die in die Strömungskanäle
8 ragenden Noppen 12 in der Weise erhaben auszubilden, wie oben anhand der Fig. 3
und 4 ausführlich erläutert ist.
[0032] Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, das
auf vielfache Weise abgewandelt werden kann. Das gilt, wie schon erwähnt wurde, insbesondere
für die im Einzelfall verwendete Wellenform der Profilierungen 11. Bevorzugt kommen
insbesondere solche Wellenformen infrage, die durchgehend gleiche Wellenlängen 1 haben
und bei denen die an- und absteigenden Abschnitte 11a, 11b im Wesentlichen gleich
lang sind. Auch die Größe der Radien, die in den Verbindungszonen zwischen den Abschnitten
11a, 11b, 11c sowie vorzugsweise auch in den Verbindungszonen zwischen den Übergangsabschnitten
6b, 7b und den angrenzenden Wandteilen bzw. Seiten- und Verbindungsstreifen 6a, 7a
und 6c, 7c vorgesehen werden, ist in Abhängigkeit vom Einzelfall wählbar. Außerdem
können die Abstandhalter 9,10 andere als die aus Fig. 6 und 8 ersichtlichen Längen
aufweisen. Weiter können die beschriebenen Wärmeaustauscher für andere als die angegebenen
Zwecke und andere Gase als Luft bzw. Dampf angewendet werden. In Abhängigkeit vom
Anwendungszweck können außerdem entgegen Fig. 1 die ersten Strömungskanäle 5 kürzer
als die zweiten Strömungskanäle 8 sein. Außerdem ist klar, dass sich die Angaben "oben"
und "unten" im Hinblick auf die Wände 6, 7 nur auf das beschriebene Ausführungsbeispiel
beziehen, in welchem die ersten Strömungskanäle 5 jeweils oben durch die Wände 6 und
unten durch die Wände 7 begrenzt werden, während für die zweiten Strömungskanäle 8
das Umgekehrte gilt. Stattdessen können die Wärmeaustauscher natürlich auch z. B.
in einer leicht schrägen Lage oder in einer um 90° gedrehten Lage derart angewendet
werden, dass die Strömungskanäle 5 oder 8 vertikal angeordnet sind. Schließlich versteht
sich, dass die verschiedenen Merkmale auch in anderen als den beschriebenen und dargestellten
Kombinationen angewendet werden können.
1. Wärmeaustauscher für gasförmige Medien, enthaltend: eine Mehrzahl von ersten, in einer
ersten Richtung (3) erstreckten Strömungskanälen (5), die in einem Stapel und mit
Abständen übereinander angeordnet sind, mit ihren Enden in je einen Halterahmen (2)
ragen und zwischen sich zweite, in einer zweiten Richtung (4) erstreckte Strömungskanäle
(8) bilden, wobei die ersten Strömungskanäle (5) durch abwechselnd übereinander liegende,
aus Folienmaterial bestehende Wände (6, 7) begrenzt sind, die mittels seitlich und
parallel zur ersten Richtung (3) angeordneten Seitenstreifen (6a, 7a) durch Schweißen
gasdicht miteinander verbunden sind, und wellenförmige Profilierungen (11) sowie an
sie angeformte innere, in die ersten Strömungskanäle (5) ragende Abstandhalter (9)
und äußere Abstandhalter (10) aufweisen, die die im Stapel übereinander liegenden
ersten Strömungskanäle (5) voneinander beabstanden, dadurch gekennzeichnet, dass die wellenförmigen Profilierungen (11) mit zumindest teilweise in ebenen Abschnitten
(11a, 11b, 11c) angeordneten Noppen (12) versehen sind, die Wände (6, 7) vordere und
hintere, parallel zur zweiten Richtung angeordnete Verbindungsstreifen (6c, 7c) aufweisen,
wobei die Verbindungsstreifen (6c, 7c) der Wände (6, 7) irgendeines ersten Strömungskanals
(5) jeweils mit den Verbindungsstreifen der Wände (6, 7) eines im Stapel darüber oder
darunter liegenden ersten Strömungskanals (5) unter Bildung eines zusammenhängenden,
mit den ersten und zweiten Strömungskanälen (5, 8) versehenen Blocks (1) durch Schweißen
gasdicht miteinander verbunden sind, und die Abstandhalter (9, 10) aus länglichen
Ausprägungen bestehen, wobei die inneren Abstandhalter (9) mit ihren Längsachsen parallel
zur ersten Richtung (3) und die äußeren Abstandhalter (10) mit ihren Längsachsen parallel
zur zweiten Richtung (4) angeordnet sind.
2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Block (1) an die Verbindungsstreifen (6c, 7c) aufweisenden Enden durch Kleben
in den Rahmen (2) befestigt ist.
3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierungen (11) in der ersten oder zweiten Richtung wellenförmig ausgebildet
sind.
4. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierungen (11) trapezförmig ausgebildet und die Wände (6, 7) derart parallel
zueinander angeordnet sind, dass die Höhen der Strömungskanäle (5, 8) in den von den
Abstandhaltern (9, 10) und Noppen (12) freien Bereichen im Wesentlichen durchgehend
gleich sind.
5. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierungen (11) eine in der zweiten Richtung (4) gemessene Länge (1) und
eine senkrecht zu den Wänden (6, 7) gemessene Höhe (h) aufweisen und das Verhältnis
20 ≥ 1/h ≥ 5 ist.
6. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren und äußeren Abstandhalter (9, 10) im Wesentlichen gleichförmig über die
Wände (6, 7) verteilt und in Flächenabschnitten der Wände von 100 cm2, vorzugsweise quadratischen Flächenabschnitten von 10 cm · 10 cm, jeweils mindestens
vier Abstandhalter (9, 10) vorhanden sind.
7. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren und äußeren Abstandhalter (9, 10) so angeordnet sind, dass sie im Stapel
übereinander liegen und von oben nach unten durchgehende Stützlinien bilden.
8. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände (6, 7) eine im Wesentlichen konstante, 0,1 mm bis 0,5 mm betragende Dicke
aufweisen.
9. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Noppen (12) in den Wänden (6, 7) erhaben und/oder vertieft ausgebildet sind.
10. Wärmeaustauscher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Noppen (12) zumindest an denjenigen Wänden (7), an denen beim Betrieb entstehendes,
flüssiges Kondensat fließen soll, erhaben ausgeprägt sind.
11. Wärmeaustauscher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Noppen (12) in beim Betrieb unteren Wänden (7) der ersten Strömungskanäle (5)
erhaben und so ausgeprägt sind, dass sie in die ersten Strömungskanäle (5) ragen.
12. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenstreifen (6a, 7a) und die Verbindungsstreifen (6c, 7c) in über die Strömungskanäle
(5, 8) nach außen ragenden Bereichen vorgesehen und durch nach oben bzw. unten gekrümmte
Abschnitte mit den Wänden (6, 7) verbunden sind.
13. Wärmeaustauscher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei jeder Wand (6, 7) die zu den Seitenstreifen (6a, 7a) führenden Abschnitte und
die zu den Verbindungsstreifen (6c, 7c) führenden Abschnitte jeweils zu entgegen gesetzten
Seiten hin gekrümmt sind.
14. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Seiten- und Verbindungsstreifen (6a, 7a bzw. 6c, 7c) untereinander im Wesentlichen
parallel angeordnet sind.
15. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Abstandhalter (9, 10) annähernd über die ganze Länge der zugehörigen Strömungskanäle
(5, 8) erstrecken.
16. Wärmeaustauscher nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in Flächenabschnitten der Wände (6, 7) von 100 cm2, vorzugsweise quadratischen Flächenabschnitten von 10 cm · 10 cm, jeweils mindestens
vier Kreuzungsstellen zwischen den inneren und äußeren Abstandhaltern (9, 10) vorhanden
sind.