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

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Lamellenrohr-Wärmeaustauscher in Blockbauweise zur Wärmeübertragung zwischen gas-, dampfförmigen oder flüssigen Medien, wobei der Block aus mehreren Fertigungsmodulen besteht und zwischen den Fertigungsmodulen aber auch innerhalb eines Fertigungsmoduls horizontale Trennflächen derart angeordnet sind, daß reinigungsaktive Strömungskanäle entstehen.
Die Fertigungsmodule weisen ein bis mehrere Wasserwege auf und können zwischen den Trennflächen aber auch trennflächenüberschreitend in einer oder mehren Rohrlagen verrohrt werden.
Die Höhe zwischen den Trennflächen wird umgekehrt proportional zur Länge der Lamelle angepaßt.

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] Die Baulänge von Blockwärmeaustauscher 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 Erfingund 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 in den Kennzeichen der Schutzansprüche vorgeschlagenen 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 eine 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] Eine weitere Lösung besteht darin, 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 ein oder mehrere Wasserwege auf, wbei die Wasserwege als Beispiel verschieden verrohrt sind.

[0020] 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.

[0021] Fig. 3 zeigt ein Fertigungsmodul mit einer Höhe von einer Rohrlage mit eingelegter Trennfläche und glatter Lamelle.

[0022] Fig. 4 zeigt ein Fertigungsmodul mit einer Höhe von zwei Rohrlagen, wobei die Trennfläche durch Ausbildung der Lamelle mit einer speziell angeformten Abkantung entsteht.

[0023] 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.

[0024] 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, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher-Block (Fig. 1, Fig. 2) aus einem oder mehreren Fertigungsmodulen (1 bis 12 und 19 bis 30) zusammengesetzt ist und zwischen den Fertigungsmodulen und auch innerhalb eines Fertigungsmoduls ein oder mehrere durchgehend verlaufende horizontale Trennflächen (13) derart angeordnet sind, daß sich reinigungsaktive ununterbrochene Strömungskanäle (Fig. 3 bis Fig. 6) ausbilden, die vom Eintritt bis zum Austritt verlaufen.

2. Lamellenrohr-Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennflächen (13) beim Zusammenbau der Fertigungsmodule eingelegt (Fig. 3) werden oder die Lamellen bei deren Herstellung speziell angeformte Abkantungen (Fig. 4), Sicken (Fig. 5) oder Ausbuchtungen (Fig. 6) aufweisen oder eine Kombination der Anformungen, so daß durch die Lamellen in sich oder beim Zusammenbau der Lamellen horizontale Trennflächen entstehen.

3. Lamellenrohr-Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (1-12) zwischen den Trennflächen (13) im Raster von Rohrlagenhöhen 1 bis 8 Rohrlagen aufweist.

4. Lamellenrohr-Wärmeaustauscher nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserwege (18) zwischen den Trennflächen (Fig. 1) oder aber auch trennflächenüberschreitend (Fig. 2) 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 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 vorzugsweise zwischen 1 und 8 Rohrlagenhöhen und bei einer Lamellenlänge von 1200 mm die Höhe zwischen den Trennflächen vorzugsweise zwischen 1 und 4 Rohrlagenhöhen beträgt.

Zeichnung