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(11) |
EP 3 414 508 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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13.11.2019 Patentblatt 2019/46 |
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Anmeldetag: 11.02.2016 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC):
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| (86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP2016/000227 |
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Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2017/137054 (17.08.2017 Gazette 2017/33) |
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KREUZSTROMPLATTENWÄRME- UND/ODER -FEUCHTEAUSTAUSCHER
CROSS-FLOW PLATE HEAT AND/OR MOISTURE EXCHANGER
ECHANGEUR DE CHALEUR ET/OU D'HUMIDITÉ À PLAQUES À COURANTS CROISÉS
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Benannte Vertragsstaaten: |
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AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL
NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
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Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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19.12.2018 Patentblatt 2018/51 |
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Patentinhaber: Klingenburg International Sp.z o.o. |
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58-100 Swidnica (PL) |
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| (72) |
Erfinder: |
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- KLINGENBURG, Kai
Oak Ridge, NC 27310 (US)
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| (74) |
Vertreter: Lelgemann, Karl-Heinz |
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Patentanwälte Spalthoff und Lelgemann
Huyssenallee 70/72 45128 Essen 45128 Essen (DE) |
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Entgegenhaltungen: :
WO-A1-2014/109184 US-A- 4 347 896
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WO-A2-2009/024953 US-A1- 2014 076 527
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauscher,
dessen Platten über-, unter- oder nebeneinander angeordnet sind und Strömungsdurchlässe
alternierend für ein erstes und ein zweites Fluid bilden.
[0002] Ausgehend von dem vorstehend geschilderten Stand der Technik liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauscher
zur Verfügung zu stellen, der einerseits eine bessere Übertragungsleistung bei der
Übertragung von Wärme und/oder Feuchtigkeit zwischen den beiden Fluiden hat und der
darüber hinaus gegenüber Differenzdrücken zwischen den beiden Fluidströmen druckstabiler
ist.
[0003] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kreuzstromplattenwärme- und/oder feuchteaustauscher
gemäß Anspruch 1 gelöst.
[0004] Durch diese Ausgestaltung der beiden in unterschiedlicher Bauart ausgeführten Platten,
die zu dem Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauscher zusammengestellt werden,
wird erreicht, dass die beiden den Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauscher
durchströmenden Fluide in den Gegenströmungsbereichen im Wesentlichen anti-parallel
zueinander strömen, wodurch der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Kreuzstromplattenwärme-
und/oder -feuchteaustauschers im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten
entsprechenden Aggregaten erheblich erhöht ist. Aufgrund der zueinander senkrecht
verlaufenden Strömungskanäle ergibt sich eine mechanisch stabile Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauschers. Da in jedem
Strömungsdurchlass des erfindungsgemäßen Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauschers
ein Gegenströmungsbereich vorgesehen ist, wird sichergestellt, dass die beiden Fluide
in diesem Gegenströmungsbereich etwa anti-parallel aneinander vorbeigeführt werden.
Erfindungsgemäß wird ermöglicht, dass die Strömungsrichtung des ersten Fluids in Richtung
des Eintritts des zweiten Fluids geführt ist, so dass sich die Temperatur bzw. die
Feuchte des ersten Fluids der Eintrittstemperatur bzw. -feuchte des zweiten Fluids
annähern kann. Ebenso kann sich die Temperatur und/oder die Feuchte des zweiten Fluids
der Eintrittstemperatur bzw. -feuchte des ersten Fluids annähern. Durch eine derartige
Vorgehensweise sind hohe Übertragungsgrade, die im Bereich bis zu 90 % liegen können,
erreichbar.
[0005] Der erste Kreuzströmungsbereich jeder Platte bewirkt eine gleichmäßige Verteilung
der jeweiligen Fluidströmung auf den Gegenströmungsbereich jeder Platte. Aufgrund
der unterschiedlichen Ausgestaltung der einander benachbarten Platten können sich
diese sehr gut aneinander abstützen, wobei dennoch im Bereich der jeweiligen Gegenströmungsbereiche
ein etwa paralleler Verlauf der jeweiligen Strömungskanäle ermöglicht ist.
[0006] Um die Stabilität des Plattenpakets des erfindungsgemäßen Kreuzstromplattenwärme-
und/oder -feuchteaustauschers auch im Bereich der Gegenströmungsbereiche der Platten
mit hoher Qualität und bei unterschiedlichsten Drücken in den unterschiedlichen Fluiden
sicher zu gewährleisten, verlaufen die Gegenströmungskanäle des Gegenströmungsbereichs
jeder Platte zu den Gegenströmungskanälen des Gegenströmungsbereichs jeder benachbarten
Platte geringfügig, vorzugsweise um 5 Grad bis 25 Grad, geneigt. Hierdurch ist ein
etwa paralleler Verlauf der von den benachbarten Platten in den benachbarten Strömungsdurchlässen
ausgebildeten Gegenströmungskanälen gewährleistet, wobei darüber hinaus gesichert
ist, dass sich die benachbarten Platten auch in den Gegenströmungsbereichen mechanisch
fest aneinander abstützen können.
[0007] Wenn sich die Richtung von Gegenströmungskanälen der Gegenströmungsbereiche der Platten
ändert, können in den Strömungen der beiden Fluide Turbulenzen bewirkt werden, die
zu einer Verbesserung der Übertragungsverhältnisse von Wärme und/oder Feuchte durch
die Platten hindurch zwischen den beiden Fluiden beitragen können.
[0008] Um den Montageaufwand für den erfindungsgemäßen Kreuzstromplattenwärme- und/oder
-feuchteaustauscher möglichst gering zu halten und um eine sichere Abdichtung an den
Plattenkanten mit einem möglichst geringen technisch-konstruktiven Aufwand gewährleisten
zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Platten rechteckig oder quadratisch ausgebildet
sind.
[0009] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kreuzstromplattenwärme-
und/oder -feuchteaustauschers sind die Gegenströmungsbereiche jeder Platte etwa oval
bzw. elliptisch ausgebildet und erstrecken sich zwischen zwei einander gegenüberliegenden
Ecken der Platte.
[0010] Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kreuzstromplattenwärme-
und/oder -feuchteaustauschers ist die generelle Strömungsrichtung A, B der beiden
durch die Platten voneinander getrennten Fluide durch den Kreuzstromplattenwärme-
und/oder -feuchteaustauscher so gewählt, dass die beiden Fluide die Gegenströmungsbereiche
des Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauschers in Gegenrichtung, d.h. etwa
anti-parallel, durchströmen.
[0011] Wenn zwischen den Platten angeordnete Wandungen der Strömungskanäle der Kreuzströmungsbereiche
stetig bzw. unterbrechungsfrei ausgebildet sind, herrschen in den Kreuzströmungsbereichen
des erfindungsgemäßen Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauschers vergleichsweise
regelmäßige und geordnete Strömungsverhältnisse, was bei bestimmten Anforderungssprofilen
an den Kreuzstromplattenwärme- und/oder - feuchteaustauscher zweckmäßig und vorteilhaft
ist.
[0012] Falls für anders geartete Anforderungsprofile an den erfindungsgemäßen Kreuzstromplattenwärme-
und/oder -feuchteaustauscher in den Kreuzströmungsbereichen desselben turbulentere
Strömungsverhältnisse angestrebt werden, ist es zweckmäßig, wenn zwischen den Platten
angeordnete Wandungen der Strömungskanäle der Kreuzströmungsbereiche Unterbrechungen
aufweisen.
[0013] Als besonders vorteilhafte Werkstoffe für die Platten des erfindungsgemäßen Kreuzstromplattenwärme-
und/oder -feuchteaustauschers haben sich Aluminium und Kunststoff, vorzugsweise PET-Kunststoff,
erwiesen, insbesondere dann, wenn der erfindungsgemäße Kreuzstromplattenwärme- und/oder
-feuchteaustauscher lediglich zur Temperaturübertragung zwischen den beiden Fluiden
eingesetzt werden soll.
[0014] Wenn der erfindungsgemäße Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauscher auch
oder im Wesentlichen zum Feuchte- bzw. Enthalpieaustausch zwischen den beiden Fluiden
eingesetzt werden soll, ist es vorteilhaft, wenn die Platten als Membranplatten ausgebildet
sind. Hierbei weist jede Membranplatte eine Membranschicht und eine Trägerschicht
auf. Mittels der Membranschicht ist Enthalpie zwischen den beiden Fluiden übertragbar.
Die zumindest eine Trägerschicht ist durchbrochen ausgestaltet. Mittels dieser durchbrochenen
Trägerschicht werden der Membranplatte eine vorgebbare mechanische Festigkeit und
eine räumliche Struktur verliehen, wobei sowohl die mechanische Festigkeit als auch
die räumliche Struktur auf Dauer aufrecht erhaltbar sind.
[0015] Die Membranschicht der Platten ist zweckmäßigerweise aus einem geeigneten Kunststoffwerkstoff,
vorzugsweise einem Polyurethan- oder einem Polymerwerkstoff, ausgebildet.
[0016] Die Trägerschicht der Platten ist zweckmäßigerweise aus einem geeigneten Vlieswerkstoff,
vorzugsweise aus einem Polyesterwerkstoff, ausgebildet.
[0017] Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf
die Zeichnung näher erläutert.
[0018] Es zeigen:
- Figur 1
- eine Ausführungsform einer Platte der ersten Bauart eines Platten zweier unterschiedlicher
Bauarten aufweisenden erfindungsgemäßen Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauschers;
- Figur 2
- eine Ausführungsform einer Platte der zweiten Bauart des Platten zweier unterschiedlicher
Bauarten aufweisenden erfindungsgemäßen Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauschers;
und
- Figur 3
- eine Prinzipdarstellung eines die in Figur 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen
von Platten aufweisenden erfindungsgemäßen Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauschers.
[0019] Ein in Figur 3 in einer Prinzipdarstellung gezeigter erfindungsgemäßer Kreuzstromplattenwärme-
und/oder -feuchteaustauscher 1 besteht aus einem Plattenpaket, das aus Platten 2,
3 unterschiedlicher Bauart bzw. Ausgestaltung zusammengesetzt ist. Innerhalb des Plattenpakets
sind die Platten 2 und die Platten 3 alternierend angeordnet, d.h., auf eine Platte
2 der ersten Bauart folgt jeweils eine Platte 3 der zweiten Bauart. Entsprechend hat
jede Platte 2 der ersten Bauart zwei benachbarte Platten 3 der zweiten Bauart und
umgekehrt. Im Falle der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform sind die Platten 2, 3
übereinander angeordnet. Selbstverständlich ist es möglich, die Platten 2, 3 auch
nebeneinander anzuordnen.
[0020] Die beiden einander zugewandten Seiten der Platten 2, 3 begrenzen Strömungsdurchlässe
für ein erstes Fluid, das den Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauscher
1 in einer in Figur 1 durch Pfeile A angezeigten Generalrichtung durchströmt, und
für ein zweites Fluid, das den Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauscher
1 in einer in Figur 2 durch Pfeile B angezeigten Generalrichtung durchströmt. Die
Generalrichtung A des ersten Fluids ist etwa senkrecht zur Generalrichtung B des zweiten
Fluids angeordnet.
[0021] Die Strömungsdurchlässe für das erste Fluid und für das zweite Fluid sind in dem
in Figur 3 gezeigten Plattenpaket aus den Platten 2, 3 alternierend angeordnet.
[0022] Die Strömungsdurchlässe für das erste Fluid werden durch die in Figur 1 gezeigte
Ausgestaltung der Platte 2 der ersten Bauart bestimmt. Die Strömungsdurchlässe für
das zweite Fluid werden durch die in Figur 2 gezeigte Platte 3 der zweiten Bauart
bestimmt.
[0023] Die Platten 2, 3 des Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauschers 1 können
aus jedem geeigneten Werkstoff, z.B. aus Aluminium oder einem PET-Kunststoff, ausgebildet
sein.
[0024] Wenn der Kreuzstromplatten- und/oder -feuchteaustauscher 1 auch oder im Wesentlichen
zum Feuchte- bzw. Enthalpieaustausch zwischen den beiden ihn durchströmenden Fluiden
eingesetzt werden soll, sind die Platten 2, 3 des Kreuzstromplattenwärme- und/oder
-feuchteaustauschers 1 als Membranplatten ausgebildet. Die betreffenden Membranplatten
bestehen aus einer Membranschicht, mittels der Enthalpie zwischen den beiden Fluiden
übertragbar ist, und zumindest einer durchbrochenen Trägerschicht, mittels der der
Membranplatte eine vorgebbare mechanische Festigkeit und eine räumliche Struktur verleih-
und diese aufrecht erhaltbar sind.
[0025] Die Membranschicht der Platten 2, 3 ist dann aus einem geeigneten Kunststoffwerkstoff,
insbesondere einem Polyurethan- oder einem Polymerwerkstoff, ausgebildet.
[0026] Die Trägerschicht der Platten 2, 3 ist dann aus einem geeigneten Vlieswerkstoff,
vorzugsweise aus einem Polyestervlies od.dgl., ausgebildet.
[0027] Die Strömungsdurchlässe, welche im Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauscher
1 für das erste Fluid vorgesehen sind, werden durch die im Folgenden anhand der Figur
1 veranschaulichte Struktur der Platte 2 der ersten Bauart ausgestaltet. Die Platte
2 hat im Falle der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform einen ersten Kreuzströmungsbereich
4, in den das erste Fluid eintritt. Der erste Kreuzströmungsbereich 4 hat zueinander
parallele Strömungskanäle 5, durch die hindurch das erste Fluid zu einem auf den ersten
Kreuzströmungsbereich 4 folgenden Gegenströmungsbereich 6 geleitet wird. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel weist der Gegenströmungsbereich 6 eine im Vergleich zu der der
Strömungskanäle 5 des ersten Kreuzströmungsbereichs 4 größere Anzahl von Gegenströmungskanälen
7 auf. Die Gegenströmungskanäle 7 sind geneigt zu den Strömungskanälen 5 angeordnet.
Darüber hinaus weisen die Gegenströmungskanäle 7 ab einer bestimmten Länge Längenabschnitte
unterschiedlicher Richtung auf. Die unterschiedliche Länge der Gegenströmungskanäle
7 ergibt sich dadurch, dass sich der Gegenströmungsbereich 6 der ersten Platte 2 von
deren in Figur 1 rechten oberen Ecke 8 zu deren in Figur 1 linken unteren Ecke 9 erstreckt
und eine sich in Richtung der beiden Ecken 8, 9 verjüngende elliptische bzw. ovale
Form aufweist.
[0028] Durch die Vielzahl der Gegenströmungskanäle 7 wird das erste Fluid zu einem zweiten
Kreuzströmungsbereich 10 der Platte 2 geführt. Der zweite Kreuzströmungsbereich 10
hat Strömungskanäle 11, die parallel zu den Strömungskanälen 5 des ersten Kreuzströmungsbereichs
4 verlaufen und entsprechend in der Generalrichtung A, in der das erste Fluid den
Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauscher 1 durchströmt, sich erstrecken.
[0029] Die Strömungsdurchlässe, welche im Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauscher
1 für das zweite Fluid vorgesehen sind, werden durch die im Folgenden anhand der Figur
2 veranschaulichte Struktur der Platte 3 der zweiten Bauart ausgestaltet. Die Platte
3 hat im Falle der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform einen ersten Kreuzströmungsbereich
12, in den das zweite Fluid eintritt. Der erste Kreuzströmungsbereich 12 hat zueinander
parallele Strömungskanäle 13, durch die hindurch das zweite Fluid zu einem auf den
ersten Kreuzströmungsbereich 12 folgenden Gegenströmungsbereich 14 geleitet wird.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Gegenströmungsbereich 14 eine im Vergleich
zu der der Strömungskanäle 13 des ersten Kreuzströmungsbereichs 12 größere Anzahl
von Gegenströmungskanälen 15 auf. Die Gegenströmungskanäle 15 sind geneigt zu den
Strömungskanälen 13 angeordnet. Darüber hinaus weisen die Gegenströmungskanäle 15
ab einer bestimmten Länge Längenabschnitte unterschiedlicher Richtung auf. Die unterschiedliche
Länge der Gegenströmungskanäle 15 ergibt sich dadurch, dass sich der Gegenströmungsbereich
14 der zweiten Platte 3 von deren in Figur 2 rechten oberen Ecke 16 zu deren in Figur
2 linken unteren Ecke 17 erstreckt und eine sich in Richtung der beiden Ecken 16,
17 verjüngende elliptische bzw. ovale Form aufweist.
[0030] Durch die Vielzahl der Gegenströmungskanäle 15 wird das zweite Fluid zu einem zweiten
Kreuzströmungsbereich 18 der Platte 3 geführt. Der zweite Kreuzströmungsbereich 18
hat Strömungskanäle 19, die parallel zu den Strömungskanälen 13 des ersten Kreuzströmungsbereichs
12 verlaufen und entsprechend in der Generalrichtung B, in der das zweite Fluid den
Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauscher 1 durchströmt, sich erstrecken.
[0031] Wie bereits dargelegt, werden zur Ausgestaltung des Plattenpakets des Kreuzstromplattenwärme-
und/oder -feuchteaustauschers 1 die in Figur 1 und Figur 2 gezeigten Platten 2, 3
unterschiedlicher Bauart alternierend übereinander angeordnet. Aus Figur 1 und Figur
2 ist ersichtlich, dass der erste Kreuzströmungsbereich 4 der Platte 2 hinsichtlich
seiner Anordnung und seiner Abmessungen dem zweiten Kreuzströmungsbereich 18 der in
Figur 2 dargestellten Platte 3 entspricht. Entsprechend entspricht der zweite Kreuzströmungsbereich
10 der in Figur 1 dargestellten Platte 2 hinsichtlich seiner Form und seiner Abmessungen
dem ersten Kreuzströmungsbereich 12 der in Figur 2 dargestellten Platte 3. Das erste
Fluid und das zweite Fluid strömen in den Kreuzströmungsbereichen 4, 10, 12, 18 der
beiden Platten 2, 3 in ihren Generalrichtungen A bzw. B und damit in etwa senkrecht
zueinander.
[0032] Die Platten 2, 3 sind in den in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen etwa
quadratisch ausgebildet. Da die Umrisse und die Anordnung der einander zugeordneten
Kreuzströmungsbereiche 4 und 18 bzw. 10 und 12 der Platten 2, 3 einander entsprechen,
gilt dies auch für die Umrisse und die Anordnung der Gegenströmungsbereiche 6, 14
der beiden Platten 2, 3.
[0033] In den Gegenströmungsbereichen 6 bzw. 14 strömen das erste Fluid und das zweite Fluid
in einer entgegengesetzt bzw. anti-parallelen Strömungsrichtung. Durch die in den
Gegenströmungsbereichen 6, 14 vorgesehenen Richtungsänderungen der Gegenströmungskanäle
7 bzw. 15 werden Unregelmäßigkeiten bzw. Turbulenzen der Strömungen des ersten Fluids
und des zweiten Fluids bewirkt, die zur Verbesserung der Wärme- und/oder Feuchteübertragung
zwischen den beiden Fluiden 1, 2 beitragen.
[0034] Die generelle Strömungsrichtung des Fluids 1 im Gegenströmungsbereich 6 sowie des
Fluids 2 im Gegenströmungsbereich 14 verlaufen bei den in den Figuren 1 und 2 gezeigten
Platten 2, 3 etwa in einem Winkel von 45 Grad zu den Generalrichtungen A bzw. B des
Fluids 1 bzw. des Fluids 2. Die Gegenströmungskanäle 7 des Gegenströmungsbereichs
6 der Platte 2 verlaufen im Falle der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Platten 2,
3 um einen vergleichsweise kleinen Winkel, der zwischen 5 Grad und 25 Grad liegen
kann, geneigt zu den Gegenströmungskanälen 15 des Gegenströmungsbereichs 14 der Platte
3. Hierdurch wird sichergestellt, dass die mechanische Struktur des den Kreuzstromplattenwärme-
und/oder -feuchteaustauscher 1 ausbildenden Plattenpakets stabil ist und sich die
Abstände zwischen den Platten 2, 3 auch im Bereich von deren Gegenströmungsbereichen
6, 14 nicht ändern. Bei der Zusammenstellung des Plattenpakets des vorstehend geschilderten
Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauschers 1 muss sichergestellt werden,
dass der dem ersten Fluid zugeordnete Eingangsabschnitt und der dem zweiten Fluid
zugeordnete Eingangsabschnitt so zueinander angeordnet sind, dass das erste Fluid
und das zweite Fluid in den Gegenströmungsbereichen 6, 14 einander entgegengesetzt
strömen.
[0035] Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind Wandungen 20 der Strömungskanäle 5 des
ersten Kreuzströmungsbereichs 4 der Platte 2, Wandungen 21 der Strömungskanäle 11
des zweiten Kreuzströmungsbereichs 10 der Platte 2, Wandungen 21 der Strömungskanäle
13 des ersten Kreuzströmungsbereichs 12 der Platte 3 und Wandungen 23 der Strömungskanäle
19 des zweiten Kreuzströmungsbereichs 18 der Platte 3 ohne Unterbrechungen, d.h. stetig
und kontinuierlich, gestaltet. Unterbrechungen zwischen den genannten Wandungen liegen
im Falle der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Platten 2, 3 insbesondere an den Übergängen
zwischen den Kreuzströmungsbereichen 4, 10, 12, 18 und den Gegenströmungsbereichen
6, 14 vor.
[0036] Wenn turbulentere Strömungsverhältnisse in den Kreuzströmungsbereichen 4, 10, 12,
18 angestrebt werden bzw. erforderlich sind, können die Wandungen der Strömungskanäle
5, 11, 13, 19 selbstverständlich auch Unterbrechungen aufweisen.
1. Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauscher, dessen Platten (2, 3) über-,
unter- oder nebeneinander angeordnet sind und Strömungsdurchlässe alternierend für
ein erstes und ein zweites Fluid bilden, wobei jede Platte (2, 3) einen ersten Kreuzströmungsbereich
(4, 12), einen in Strömungsrichtung auf den ersten Kreuzströmungsbereich (4, 12) folgenden
Gegenströmungsbereich (6, 14) und einen in Strömungsrichtung auf den Gegenströmungsbereich
(6, 14) folgenden zweiten Kreuzströmungsbereich (10, 18) aufweist, die Kreuzströmungsbereiche
(4, 10, 12, 18) benachbarter Platten (2, 3) etwa senkrecht zueinander verlaufende
Strömungskanäle (5, 11, 13, 19) ausbilden, die Gegenströmungsbereiche (6, 14) benachbarter
Platten (2, 3) Gegenströmungskanäle (7, 15) ausbilden, der erste bzw. zweite Kreuzströmungsbereich
(4, 10) jeder Platte (2) in seinen Abmessungen dem zweiten bzw. ersten Kreuzströmungsbereich
(18, 12) jeder benachbarten Platte (3) entspricht und oberhalb, unterhalb oder neben
demselben angeordnet ist, und der Gegenströmungsbereich (6) jeder Platte (2) in seinen
Abmessungen dem Gegenströmungsbereich (14) jeder benachbarten Platte (3) entspricht
und oberhalb, unterhalb oder neben demselben angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenströmungskanäle (7) des Gegenströmungsbereichs jeder Platte (2) zu den Gegenströmungskanälen
(15) des Gegenströmungsbereichs (14) jeder benachbarten Platte (3) geringfügig, vorzugsweise
um 5 Grad bis 25 Grad, geneigt verlaufen.
2. Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauscher nach Anspruch 1 bei dem sich
die Richtung von Gegenströmungskanälen (7, 15) der Gegenströmungsbereiche (6, 14)
der Platten (2, 3) ändert.
3. Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauscher nach Anspruch 1 oder 2 deren
Platten (2, 3) rechteckig oder quadratisch ausgebildet sind.
4. Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis
3, bei dem die Gegenströmungsbereiche (6, 14) jeder Platte (2, 3) etwa oval bzw. elliptisch
ausgebildet sind und sich zwischen zwei einander gegenüberliegenden Ecken (8, 9; 16,
17) der Platte (2, 3) erstrecken.
5. Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis
4, bei dem die generelle Strömungsrichtung (A, B) der beiden durch die Platten (2,
3) voneinander getrennten Fluide durch den Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauscher
(1) so gewählt ist, dass die beiden Fluide die Gegenströmungsbereiche (6, 14) des
Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauschers (1) in Gegenrichtung durchströmen.
6. Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis
5, bei dem zwischen den Platten (2, 3) angeordnete Wandungen (20, 21, 22, 23) der
Strömungskanäle (5, 11, 13, 19) der Kreuzströmungsbereiche (4, 10, 12, 18) stetig
bzw. unterbrechungsfrei ausgebildet sind.
7. Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis
5 bei dem zwischen den Platten (2, 3) angeordnete Wandungen der Strömungskanäle (5,
11, 13, 19) der Kreuzströmungsbereiche (4, 10, 12, 18) Unterbrechungen aufweisen.
8. Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis
7, dessen Platten (2, 3) aus Aluminium ausgebildet sind.
9. Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis
7, dessen Platten (2, 3) aus Kunststoff, vorzugsweise aus einem PET-Kunststoff, ausgebildet
sind.
10. Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis
7, dessen Platten (2, 3) als Membranplatten ausgebildet sind, mit einer Membranschicht,
mittels der Enthalpie zwischen den beiden Fluiden übertragbar ist, und zumindest einer
durchbrochenen Trägerschicht, mittels der der Membranplatte eine vorgebbare mechanische
Festigkeit und eine räumliche Struktur verleih- und diese aufrecht erhaltbar sind.
11. Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauscher nach Anspruch 10, bei dem die
Membranschicht der Platten (2, 3) aus einem geeigneten Kunststoffwerkstoff, vorzugsweise
einem Polyurethan- oder einem Polymerwerkstoff, ausgebildet ist.
12. Kreuzstromplattenwärme- und/oder -feuchteaustauscher nach Anspruch 10 oder 11, bei
dem die Trägerschicht der Platten (2, 3) aus einem geeigneten Vlieswerkstoff, vorzugsweise
aus einem Polyesterwerkstoff, ausgebildet ist.
1. A cross-flow plate heat and/ moisture exchanger, the plates (2, 3) of which are arranged
above, below and next to each other and which form flow passages alternating for a
first and a second fluid, wherein each plate (2, 3) comprises a first cross-flow region
(4, 12), a counter-flow region (6, 14) following the first cross-flow region (4, 12)
in flow direction and a second cross-flow region (10, 18) following the counter-flow
region (6, 14), the cross-flow regions (4, 10, 12, 18) of adjacent plates (2, 3) forming
flow channels (5, 11, 13, 19) extending approx. vertically to each other, the counter-flow
regions (6, 14) of adjacent plates (2, 3) forming counter-flow channels (7, 15), the
first / second cross-flow region (4, 10) of each plate (2) corresponding in its dimensions
to the second / first cross-flow region (18, 12) of each adjacent plate (3) and being
arranged above, below or next to the same, and the counter-flow region (6) of each
plate (2) corresponding in its dimensions to the counter-flow region (14) of each
adjacent plate (3) and being arranged above, below or next to the same, characterised in that the counter-flow channels (7) of the counter-flow region (14) of each plate (2) are
slightly, preferably by 5 to 25 degrees, inclined to the counter-flow channels (15)
of the counter-flow region (14) of each adjacent plate (3).
2. The cross-flow plate heat and/or moisture exchanger according to claim 1, in which
the direction of counter-flow channels (7, 15) of the counter-flow regions (6, 14)
of the plates (2, 3) changes.
3. The cross-flow plate heat and/or moisture exchanger according to claim 1 or 2, the
plates (2, 3) of which are shaped as rectangles or squares.
4. The cross-flow plate heat and/or moisture exchanger according to one of claims 1 to
3, in which the counter-flow regions (6, 14) of each plate (2, 3) are shaped as an
oval or an ellipse and extend between two opposite corners (8, 9; 16, 17) of the plate
(2, 3).
5. The cross-flow plate heat and/or moisture exchanger according to one of claims 1 to
4, in which the general direction of flow (A, B) of the two fluids separated from
each other by the plates (2, 3) through the cross-flow plate heat and/or moisture
exchanger (1) is chosen such that the two fluids flow in opposite directions through
the counter-flow regions (6, 14) of the cross-flow plate heat and/or moisture exchanger
(1).
6. The cross-flow plate heat and/or moisture exchanger according to one of claims 1 to
5, in which walls (20, 21, 22, 23) of the flow channels (5, 11, 13, 19) of the cross-flow
regions (4, 10, 12, 18), which are arranged between the plates (2, 3), are formed
so as to be continuous or without interruptions.
7. The cross-flow plate heat and/or moisture exchanger according to one of claims 1 to
5, in which walls of the flow channels (5, 11, 13, 19) of the cross-flow regions (4,
10, 12, 18), which are arranged between the plates (2, 3) comprise interruptions.
8. The cross-flow plate heat and/or moisture exchanger according to one of claims 1 to
7, the plates (2, 3) of which are formed from aluminium.
9. The cross-flow plate heat and/or moisture exchanger according to one of claims 1 to
7, the plates (2, 3) of which are formed from plastic, preferably from a PET plastic.
10. The cross-flow plate heat and/or moisture exchanger according to one of claims 1 to
7, the plates (2, 3) of which are formed as membrane plates, comprising a membrane
layer by means of which enthalpy is transferable between the two fluids, and at least
one broken carrier layer, by means of which a definable mechanical strength and a
spatial structure can be imparted to the membrane plates and maintained.
11. The cross-flow plate heat and/or moisture exchanger according to claim 10, in which
the membrane layer of the plates (2, 3) is formed from a suitable plastic material,
preferably a polyurethane or polymer material.
12. The cross-flow plate heat and/or moisture exchanger according to claim 10 to 11, in
which the carrier layer of the plates (2, 3) is formed from a suitable fleece material,
preferably a polyester material.
1. Echangeur de chaleur et/ou d'humidité à plaques à courants croisés, dont les plaques
(2, 3) sont disposées au-dessus, en dessous ou à côté l'une de l'autre et forment
de façon alternée des passages d'écoulement pour un premier et un deuxième fluide,
sachant que chaque plaque (2,3) comporte une première zone de courants croisés (4,
12), une zone de contre-courant (6, 14) suivante dans la direction d'écoulement de
la première zone de courants croisés (4, 12) et une deuxième zone de courants croisés
(10, 18) suivante dans la direction d'écoulement de la zone de contre-courant (6,
14), les zones de courants croisés (4, 10, 12, 18) des plaques voisines (2, 3) constituent
des conduits d'écoulement (5, 11, 13, 19) passant à peu près perpendiculairement l'un
à l'autre, les zones de contre-courant (6, 14) des plaques voisines (2, 3) constituent
des conduits de contre-courant (7, 15), la première ou la deuxième zone de courants
croisés (4, 10) de chaque plaque (2) correspond dans ses dimensions à la deuxième
ou à la première zone de courants croisés (18, 12) de chaque plaque voisine (3) et
est disposée au-dessus, en dessous ou à côté de cette même zone et la zone de contre-courant
(6) de chaque plaque voisine (2) correspond dans ses dimensions à la zone de contre-courant
(14) de chaque plaque voisine (3) et est disposée au-dessus, en dessous ou à côté
de cette même zone, caractérisé en ce que les conduits de contre-courant (7) de la zone de contre-courant de chaque plaque
(2) passent légèrement inclinés, de préférence de 5 degrés à 25 degrés par rapport
aux conduits de contre-courant (15) de la zone de contre-courant (14) de chaque plaque
voisine (3).
2. Echangeur de chaleur et/ou d'humidité à plaques à courants croisés selon la revendication
1, pour lequel la direction des conduits de contre-courant (7, 15) des zones de contre-courant
(6, 14) des plaques (2, 3) est modifiée.
3. Echangeur de chaleur et/ou d'humidité à plaques à courants croisés selon la revendication
1 ou 2, dont les plaques (2, 3) sont constituées de façon rectangulaire ou quadratique.
4. Echangeur de chaleur et/ou d'humidité à plaques à courants croisés selon l'une quelconque
des revendications 1 à 3, pour lequel les zones de contre-courant (6, 14) de chaque
plaque (2, 3) sont constituées de façon à peu près ovale ou elliptique et s'étendent
entre deux angles opposés (8, 9 ; 16, 17) de la plaque (2, 3).
5. Echangeur de chaleur et/ou d'humidité à plaques à courants croisés selon l'une quelconque
des revendication 1 à 4, pour lequel la direction d'écoulement générale (A, B) des
deux fluides séparés l'un de l'autre à travers les plaques (2, 3) est choisie par
l'échangeur de chaleur et/ou d'humidité à courants croisés (1) de telle manière que
les deux fluides traversent en sens inverse les zones de contre-courant (6, 14) de
l'échangeur de chaleur et/ou d'humidité à plaques à courants croisés (1).
6. Echangeur de chaleur et/ou d'humidité à plaques à courants croisés selon l'une quelconque
des revendications 1 à 5, pour lequel les parois (20, 21, 22, 23) des conduits d'écoulement
(5, 11, 13, 19) disposées entre les plaques (2, 3) des zones de courants croisés (4,
10, 12, 18) sont constituées continues ou sans interruption.
7. Echangeur de chaleur et/ou d'humidité à plaques à courants croisés selon l'une quelconque
des revendications 1 à 5, pour lequel les parois des conduits d'écoulement (5, 11,
13, 19) disposées entre les plaques (2, 3) des zones de courants croisés (4, 10, 12,
18) comportent des interruptions.
8. Echangeur de chaleur et/ou d'humidité à plaques à courants croisés selon l'une quelconque
des revendications 1 à 7, dont les plaques (2, 3) sont constituées en aluminium.
9. Echangeur de chaleur et/ou d'humidité à plaques à courants croisés selon l'une quelconque
des revendications 1 à 7, dont les plaques (2, 3) sont constituées de matière plastique,
de préférence d'une matière plastique à base de polyéthylène (PET).
10. Echangeur de chaleur et/ou d'humidité à plaques à courants croisés selon l'une quelconque
des revendications 1 à 7, dont les plaques (2, 3) sont constituées comme des plaques
à membrane avec une couche de membrane au moyen de laquelle l'enthalpie peut être
transmise entre les deux fluides et au moins une couche porteuse percée au moyen de
laquelle une résistance mécanique et une structure spatiale prédéterminables peuvent
être conférées à la plaque à membrane et maintenues.
11. Echangeur de chaleur et/ou d'humidité à plaques à courants croisés selon la revendication
10, pour lequel la couche de membrane des plaques (2, 3) est constituée d'une matière
plastique adaptée, de préférence d'une matière à base de polyuréthane ou de polymère.
12. Echangeur de chaleur et/ou d'humidité à plaques à courants croisés selon la revendication
10 ou 11, pour lequel la couche porteuse des plaques (2, 3) est constituée d'une matière
non-tissée adaptée, de préférence d'une matière à base de polyester.