Wärmetauscher und Vorrichtung zum Durchführen eines Kreisprozesses

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf Wärmetauscher nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und auf eine Vorrichtung zum Durchführen eines Kreisprozesses.

[0002] Wärmetauscher sollen eine möglichst schnelle und vollständige Wärmeübertragung zwischen zwei Fluiden mit unterschiedlichen Ausgangstemperaturen ermöglichen. Dazu werden die beiden Fluide beidseits von wärmeleitenden Kontaktflächen geführt. Um eine möglichst grosse aktive Kontaktfläche zu erhalten, werden die Fluide meist durch komplexe Kanalsysteme geführt. Rohrbündeltauscher ermöglichen für den Wärmeaustauch effiziente Kanalführungen, sind aber sehr aufwendig aufgebaut. Deutlich einfacher im Aufbau sind Plattenwärmetauscher. Es sind nun Plattenwärmetauscher bekannt, bei denen zwischen parallel angeordneten Platten abwechslungsweise Kanäle für das eine und das andere Fluid so angeordnet sind, dass ähnlich komplexe Kanalsysteme, wie bei Rohrbündeltauschern entstehen. Insbesondere sind die Kanäle für beide Fluide so ausgelegt, dass möglichst lange und stark strukturierte Fliesswege entstehen. Die stark strukturierten Fliesswege führen zu unerwünscht hohen Durchströmwiderständen.

[0003] Aus der WO 95/17272 ist ein Plattenwärmetauscher bekannt bei dem das erste Kanalsystem so ausgebildet ist, dass zumindest ein Teil der Kanäle als erste und zweite Hauptkanäle für mindestens ein erstes Fluid über ihre gesamte Länge im wesentlichen entlang einer ersten und einer zweiten Hauptrichtung verlaufen. Der Durchströmungs-Widerstand wird für reine Flüssigkeiten oder Gase verkleinert. Es hat sich aber gezeigt das Phasenübergänge in diesem Kanalsystem zu einer Verringerung des Durchflusses, bzw. zu unerwünscht hohen Durchströmungs-Widerständen führen. Dabei werden einzelne Kanalbereiche zumindest von einer Phase mindestens eines Fluids nicht oder nur schlecht durchströmt, was zu einer Reduktion des Wärmeaustausches führt. Insbesondere bei der Verwendung eines solchen Wärmetauschers als Verdampfer können entstehende Dampfblasen in einzelnen Kanalabschnitten zurückbleiben und den Durchtritt von Gas und oder Flüssigkeit behindern. Entsprechende Probleme ergeben sich bei der Verwendung als Kondensator, wobei die Durchtrittsbehinderung von zurückbleibenden Tropfen ausgeht.

[0004] Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen einfach aufgebauten Wärmetauscher zu finden, der auch bei der Verwendung als Verdampfer oder Kondensator einen optimalen Wärmeaustausch gewährleistet.

[0005] Die Lösung der Aufgabe gelingt durch die Verwirklichung der Oberbegriffsmerkmale zusammen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 bzw. durch die Merkmale des Anspruches 8.

[0006] Die Hauptrichtungen sind für den Betrieb so ausgerichtet, dass zumindest eine Hauptrichtung zur Vertikalen einen Winkel einschliesst, der kleiner als 30°, insbesondere kleiner als 20°, gegebenenfalls im wesentlichen 0° ist. Zudem beträgt der Winkel zwischen den beiden Hauptichtungen weniger als 60°. Vorzugsweise sind beide Hauptrichtungen so ausrichtbar, dass sie zwischen 10° und 20°, vorzugsweise beide im wesentlichen um 15° zur Vertikalen geneigt sind.

[0007] Die beiden ersten Anschlussbereiche der ersten Kanäle für das erste Fluid werden bei Verdampfungswärmetauschern an zwei einander gegenüberliegenden Umfangsbereichen der Platten angeordnet und gehen gegebenenfalls ineinander über. Im Betriebszustand sind die beiden ersten Anschlussbereiche übereinander angeordnet und werden zumindest von einem Teil der Hauptkanäle direkt miteinander verbunden. Weil zumindest eine Hauptrichtung zur Vertikalen einen Winkel einschliesst, der kleiner als 30°, insbesondere kleiner als 20°, gegebenenfalls im wesentlichen 0°, oder aber vorzugsweise 15° ist, sind die beiden ersten Anschlussbereiche direkt durch Hauptkanäle verbunden, welche in einer Richtung verlaufen, die weniger als 30° zur Vertikalen geneigt ist. Dadurch wird ein gutes Aufsteigen von Gasblasen bzw. bei Kondensations-Wärmetauschern ein gutes Absinken von kondensierten Flüssigkeitstropfen gewährleistet.

[0008] Um bei einfachem Aufbau eine möglichst vielseitige Einsetzbarkeit des Wärmetauschers zu ermöglichen, sind die zweiten Kanäle ähnlich wie die ersten aufgebaut und umfassen dabei dritte und vierte Hauptkanäle für das zweite Fluid, die im wesentlichen entlang je einer Hauptrichtung verlaufen. Die ersten und zweiten bzw. die dritten und vierten Kanäle sind gegebenenfalls in äusseren Endbereichen, vorzugsweise aber in allen Kreuzungsbereichen miteinander verbunden. Die ersten und zweiten bzw. dritten und vierten Hauptkanäle sind beidseits einer ersten bzw. zweiten Verbindungsebene als gegen die Verbindungsebene offene Halbkanäle ausgebildet. In den Kreuzungsbereichen liegen die ersten und zweiten bzw. dritten und vierten Hauptkanäle in der ersten bzw. zweiten Verbindungsebene offen aneinander an, so dass die ersten und zweiten Kanäle je als von den Hauptkanälen mit den Verbindungen in den Kreuzungsbereichen gebildete Kanalnetze betrachtet werden müssen. Plattenstapel mit den beschriebenen Kanalnetzen sind aus abwechslungsweise aneinander anschliessenden ersten und zweiten Platten aufgebaut, wobei auf der einen Seite der ersten bzw. zweiten Platten die vierten bzw. zweiten und auf der anderen die ersten bzw. dritten Halbkanäle ausgebildet sind. Alle Kanäle einer Platte verlaufen im wesentlichen parallel zueinander.

[0009] Um einfach eine vollständige Trennung zwischen den beiden Kanalsystemen zu erzielen, sind die beiden zweiten Anschlussbereiche für die, das zweite Fluid führenden, zweiten Kanäle als quer zu den Platten vorzugsweise durch diese verlaufende Kammern ausgebildet. Diese beiden Kammern sind gegenseitig nur über die zweiten Kanäle miteinander verbunden und vollständig von den ersten Kanälen getrennt. Die zweiten Anschlussbereiche sind dazu quer zur Winkelhalbierenden der beiden Hauptrichtungen voneinander beabstandet, so dass sie nicht direkt durch einzelne Hauptkanäle miteinander verbunden sind. Die Verbindung ist somit nur durch mindestens zwei miteinander verbundene Kanalabschnitte möglich, wobei mindestens ein Kanalabschnitt in der ersten und mindestens einer in der zweiten Hauptrichtung ausgerichtet ist.

[0010] Um einen möglichst einfachen Aufbau des Plattenwärmetauschers zu ermöglichen, wird dieser vorzugsweise aus im wesentlichen identischen Platten bzw. Blechen aufgebaut. In jeder Platte sind beidseits in einer Hauptrichtung verlaufende Rillen angeordnet. Indem die Platten vorzugsweise als Bleche ausgebildet sind, können diese beidseitig vorgesehenen Rillen durch einen Press- bzw. Stanzvorgang als Sicken ausgebildet werden, die von der einen Blechseite als Vertiefungen und von der anderen Blechseite als gratförmige Vorsprünge in Erscheinung treten. Um durch das Verbinden der Platten zwei voneinander vollständig getrennte Kanalsysteme ausbilden zu können, ist entlang des ganzen Plattenumfanges in einer ersten, die Platte auf einer ersten Seite berandenden, Ebene eine erste ebene Kontaktfläche vorgesehen. In einer zweiten, die Platte auf der zweiten Seite berandenden, Ebene sind zwei Kontaktbereiche vorgesehen, die je um eine Durchtrittsöffnung angeordnet sind. Die Platten bzw. Bleche des Wärmetauschers schliessen je mit gleichen Seiten, bzw. Ebenen aneinander an. Entsprechend schliessen abwechslungsweise immer Kontaktflächen und Kontaktbereiche aneinander an und werden je dicht miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschweist oder verlötet.

[0011] Die im wesentlichen parallel angeordneten Sicken bzw. ihre Längsachsen schliessen zu einer Normalebene der Verbindungslinie zwischen den Zentren der Durchtrittsöffnungen einen Winkel ein, der kleiner als 30°, insbesondere kleiner als 20° ist, vorzugsweise aber im wesentlichen 15° beträgt. Die Sicken gehen von der ersten Ebene aus und haben ihre auf der Rückseite vorstehenden Gratlinien in der zweiten Ebene. Die Vertiefungen zwischen den Gratlinien haben vorzugsweise im wesentlichen die gleiche Form wie die Sicken, das heisst im Querschnitt bilden die parallelen Sicken eine Wellenlinie, insbesondere mit Halbwellen in der Form eines Trapezes, dessen kleine Seite abgerundet ist. Um die benetzbare Fläche beidseits der Gratlinien nicht unnötig zu verkleinern, hat die Rundung der Gratlinie vorzugsweise einen kleinen Radius.

[0012] Die aus den oben beschriebenen Platten bzw. Blechen aufgebaute Plattenpackung des Wärmetauschers ist mit Ihren beiden ersten bzw. zweiten Anschlussbereichen an erste bzw. zweite Anschlussleitungen anschliessbar. Die Ausbildung der Anschlussbereiche, der Anschlussleitungen und der Verbindungen zwischen diesen ist der jeweiligen Verwendung anpassbar.

[0013] Für Fluide, die im Normalbetrieb im Wärmetauscher nur in einer Phase vorkommen, werden die Anschlüsse vorzugsweise so ausgestaltet, dass für beide Fluide eine klare Trennung zwischen Zufluss und Abfluss besteht bzw. dass beide durch den Wärmetauscher geführten Fluidvolumen vollständig durch je ein Kanalsystem fliessen müssen. Es kann dabei zweckmässig sein, die beiden Kanalsysteme und ihre Anschlussbereiche im wesentlichen gleich, insbesondere wie für die zweiten Kanäle beschrieben, auszubilden. Gegebenenfalls ist das vollständige Durchfliessen eines Kanalnetzes auf ein Fluid beschränkt und das andere Fluid bildet etwa ein Bad, in dem die Plattenpackung mit dem abgeschlossenen Kanalsystem aufgenommen ist. Dabei muss aber zumindest ein Teil des Bad-Fluides, beispielsweise als Konvektionsströmung, durch Hauptkanäle in der Plattenpackung strömen, um einen genügend grossen Wärmeaustausch zu gewährleisten.

[0014] Für Wärmetauscher, in denen zumindest ein Teil des ersten Fluides einen Phasenübergang durchläuft, ist es zweckmässig die beiden ersten Anschlussbereiche nicht vollständig voneinander getrennt auszubilden. Dadurch können unvollständig getrennte Phasenanteile im Wärmetauscher den jeweiligen getrennten Hauptanteilen der beiden Phasen zugeführt werden. Vorzugsweise wird dazu etwa die Plattenpackung teilweise in oder über einem Badbereich für das erste Fluid angeordnet.

[0015] Bei einem Verdampfer wird der Flüssigkeitsspiegel im Arbeitszustand so gewählt, dass ein grosser Teil der Plattenpackung bzw. des ersten Kanalnetzes mit der flüssigen Phase des ersten Fluides gefüllt ist. Dadurch wird ein grosser Bereich der Kontaktfläche zwischen den beiden Fluiden zum Erwärmen des zu verdampfenden Fluides genutzt. Bei einem hohen Flüssigkeitsspiegel, insbesondere wenn die Plattenpackung im wesentlichen vollständig in der ersten Flüssigkeit aufgenommen ist, muss darauf geachtet werden, dass der Gasaustritt so angeordnet ist, dass keine Flüssigkeit austreten kann, bzw. dass austretende Flüssigkeit von einem Ausscheider wieder in das Bad rückführbar ist. In der Flüssigkeit austretendes Gas kann durch die ersten und/oder zweiten Hauptkanäle in den Gasbereich aufsteigen. Gas, das beim Eintreten in das Bad durch Entspannung oder im Bad spontan entsteht, kann seitlich von der Plattenpackung durch das Bad in den Gasbereich aufsteigen.

[0016] Ein besonders kompakter und wirksamer Verdampfer bzw. Verdampfungswärmetauscher umfasst ein Gehäuse mit einer seitlich angebrachten Kältemittel-Eintrittsöffnung für die flüssige Phase des Kältemittels und mit einer im höchstgelegenen Gehäusebereich über einer Flüssigkeitsabscheidevorrichtung angeordneten Kältemittel-Austrittsöffnung für die Gasphase des Kältemittels, sowie eine Plattenpackung mit durch das Gehäuse geführten Ein- und Austrittsanschlüssen für ein Wärmeträger-Fluid. Im Betriebszustand befindet sich die Plattenpackung zu einem grossen Teil in der flüssigen Phase des Kältemittels. Im Gehäuse schliesst an die Kältemittel-Eintrittsöffnung eine Entspannungskammer an, von der bei der Entspannung austretendes Gas in den über der Flüssigkeit liegenden Gasbereich aufsteigen und dort zur Kältemittel-Austrittsöffnung gelangen kann. Die flüssige Phase gelangt von der Entspannungskammer gegebenenfalls direkt, oder aber über eine Niveaukammer in den Badbereich mit der Plattenpackung, wo die Flüssigkeit die ersten Kanäle im wesentlichen bis zum Flüssigkeitsspiegel auffüllt. Das Kälteträgerfluid strömt durch die zweiten Kanäle und verliert dabei die für das Verdampfen des Kältemittels nötige Wärme.

[0017] Bei einem Kondensator wird der Flüssigkeitsspiegel so gewählt, dass er zumindest im Arbeitszustand unter der Kondensator-Plattenpackung liegt, so dass in der Plattenpackung entstehende Flüssigkeitstropfen durch erste und/oder zweite Hauptkanäle nach unten abfliessen und aus der Plattenpackung austreten können. Die Kondensationswärme wird durch das durch die zweiten Kanäle der Kondensator-Plattenpackung geführte Rückkühlmittel aufgenommen.

[0018] Durch die Kombination eines Verdampfungs Wärmetauschers mit einem Kondensations-Wärmetauscher, welche beide eine oben beschriebenen Plattenpackung umfassen, kann eine einfache und effiziente Kältemaschine bzw. Wärmepumpe zusammengestellt werden. Dabei wird das Gas vom Verdampfer über einen Verdichter zum Kondensator geführt. Die flüssige Phase des Kältemittels gelangt vom Kondensator über ein Drosselventil in den Verdampfer.

[0019] Da der Verdampfer und der Kondensator aufgrund der Leitung mit der Drossel als kommunizierende Gefässe eingesetzt sind, stellt sich im Stillstand bzw. bei ausgeschaltetem Verdichter in beiden ein Kältemittelspiegel im wesentlichen auf der gleichen Höhe ein. Im Betriebszustand wird durch die Druckerhöhung im Verdichter der Spiegel im Kondensator abgesenkt und im Verdampfer angehoben. Indem das Volumen des flüssigen Kältemittels kleiner als das Kältemittel-Aufnahmevolumen des Verdamfpers gewählt wird, kann verhindert werden, dass flüssiges Kältemittel aus dem Verdampfer ausfliesst und in den Verdichter gelangt. Um zu verhindern, dass der im Verdichter aufgebaute Druck das gesamte kondensierte Kältemittel aus dem Kondensator ausstösst und somit direkt Gas vom Kondensator in den Verdampfer gelangt, muss gewährleistet sein, dass der Verdichterdruck immer kleiner ist als der hydrostatische Druck beim Drosselventil, wenn das gesamte flüssige Kältemittel auf der Verdampferseite des Drosselventils ist.

[0020] Die relative Vertikalanordnung von Verdampfer und Kondensator wird so gewählt, dass der Kältemittelspiegel im Verdampfer und im Kondensator im Betriebszustand in einem gewünschten Bereich relativ zu den Plattenpackungen liegt. Dabei soll die Kondensator-Plattenpackung im wesentlichen über dem entsprechenden Spiegel liegen und die Verdampfer-Plattenpackung soll grösstenteils in der flüssigen Phase des Kältemittels liegen. Aufgrund des im wesentlichen gleichen Aufbaus von Verdampfer und Kondensator wird die Kältemaschine einfach dimensionierbar, aufbaubar und regulierbar.

[0021] Erfindungsgemässe Wärmetauscher sind in beliebigen Vorrichtungen zur Durchführung von Prozessen mit einem Wärmeaustausch-Schritt einsetzbar. Aufgrund der unter einem kleinen Winkel zur Vertikalen ausrichtbaren im wesentlichen geraden Hauptkanäle für ein erstes Fluid, kann in diesen Kanälen sowohl austretendes Gas, als auch erwärmte Flüssigkeit eines Bades im Sinne einer geführten Konvektionsströmung, nach oben ausströmen. Die Hauptkanäle für das erste Fluid ermöglichen auch ein gutes Ausfliessen von Kondensat-Tropfen. Durch entsprechende Ausgestaltungen der Anschlussberiche ist es möglich die ersten und zweiten Kanäle der jeweiligen Verwendung entsprechend mit direkten Hauptkanälen zwischen den Anschlussbereichen oder mit Verbindungen über mindestens zwei verschieden ausgerichtete Kanalabschnitte benützbar zu machen.

[0022] Zu den Prozessen bei denen erfindungsgemässe Wärmetauscher einsetzbar sind, gehören auch die fraktionierte Verdampfung und die Destillation. Die erfindungsgemässen Wärmetauscher sind somit vielseitig einsetzbar und haben einen einfachen Aufbau.

[0023] Die Zeichnungen stellen eine Ausführungsform der Erfindung dar, auf welche die Erfindung aber nicht eingeschränkt ist. Es zeigen

Fig. 1:

eine Ansicht zweier aneinander anschliessender Platten,

Fig. 2:

einen Schnitt (II-II gemäss Fig. 1) durch vier Platten,

Fig. 3 und 4:

eine Ansicht von zwischen zwei Platten ausgebildeten ersten a) und zweiten b) Kanälen,

Fig. 5:

einen Längsschnitt durch einen Wärmetauscher,

Fig. 6:

Querschnitte durch einen Wärmetauscher, wobei a) durch die Ebene A-A und b) durch B-B gemäss Fig. 5 geht; und

Fig. 7:

eine schematische Darstellung einer Kältemaschine

[0024] Fig. 1 veranschaulicht zwei aneinander anschliessende Platten einer Wärmetauscher-Plattenpackung. Die Platten sind als kreisscheibenförmige Bleche 1a und 1b mit einer ringförmigen, die Aussenberandung der Scheibe bildenden Kontaktfläche 2a, 2b, mit zwei um Durchtrittsöffnungen 3a, 3b angeordneten Kontaktbereichen 4a, 4b und mit parallel ausgerichteten, durch Sicken 5a, 5b gebildeten, beidseits angeordneten Hauptkanälen ausgebildet. Die Sicken 5a erstrecken sich über den ganzen Blechbereich, der nicht als Kontaktfläche 2a und nicht als Kontaktbereich 4a ausgebildet ist. In der Darstellung gemäss Fig. 1 stehen die Sicken 5a eines oberen Bleches la von einer zweiten Ebene - der Zeichnungsebene - in der die Kontaktfläche 2a liegt, nach oben vor. Die Sicken 5b eines unteren Bleches 1b stehen von der gleichen Ebene nach unten vor, so dass nach dem dichten Verbinden der Kontaktfläche 2a des oberen Bleches la mit der Kontaktfläche 2b des unteren Bleches 1b ein von den Hauptkanälen gebildetes zweites Kanalsystem entsteht, das nur durch die Durchtrittsöffnungen 3a, 3b zugänglich ist.

[0025] In der dargestellten Ausführungsform sind die Achsen der Hauptkanäle des oberen und des unteren Bleches 1a, 1b um einen ersten Winkel von 30° zueinander geneigt. Die gegeneinander offenen Hauptkanäle sind in den Verbindungsbereichen 6, in denen sie einander gegenüber liegen, miteinander verbunden. Die Kontaktbereiche 4a, 4b sind voneinander abgewandt, so dass durch die Durchtittsöffnungen 3a, 3b ein zweites Fluid in das zwischen den dargestellten Blechen 1a und 1b liegende zweite Kanalsystem eintreten bzw. aus diesem austreten kann. Die Ausbildung der Bleche 1a, 1b und das von den Hauptkanälen gebildete zweite Kanalsystem wird durch den in Fig. 2 dargestellten Schnitt weiter verdeutlicht.

[0026] Fig. 2 zeigt einen Schnitt (II-II, gemäss Fig. 1) durch vier Bleche 1a, 1b, 1c, 1d. Die in Fig. 1 dargestellte Ansicht ist in Fig. 2 mit B-B gekennzeichnet, wobei diese Ebene als erste Ebene 7 bezeichnet wird. Eine weitere erste Ebene 7' liegt zwischen den Blechen 1b und lc. Die oben erwähnte zweite Ebene ist zwischen den Blechen 1a und 1b mit 8 und zwischen den Blechen 1c und 1d mit 8' gekennzeichnet. Die Bleche 1a und 1b liegen mit ihren Kontaktflächen 2a und 2b in der zweiten Ebene 8 aneinander an. Die von der zweiten Ebene 8 weggehenden Sicken 5a und 5b erstrecken sich mit ihren äusseren Gratlinien 9a und 9b, wie die Kontaktbereiche 4a und 4b, bis zu den ersten Ebenen 7 und 7'. Durch das dichte Verbinden der Kontaktbereiche 4b und 4c, der Bleche 1b und 1c miteinander wird das zweite Kanalsystem dicht abgeschlossen. Die sich durch die Durchtrittsöffnungen erstreckenden zweiten Kammern 10 sind mit den zwischen den beiden Blechen 1a und 1b ausgebildeten zweiten Kanälen 11 verbunden und bilden die zweiten Anschlussbereiche. Von den Verbindungsbereichen 6 gehen die Hauptkanäle des zweiten Kanalsystems je als Halbkanäle in den beiden Richtungen der Sicken weg, was mit der eingezeichneten Schraffur angedeutet ist.

[0027] Die ersten Kanäle 12 sind zwischen den beiden Blechen 1b und 1c ausgebildet, wobei analog zu den zweiten Kanälen 11 beidseits der ersten Ebene 7' Halbkanäle in den Richtungen der Sicken verlaufen. Die ersten Anschlussbereiche sind zwischen den Kontaktflächen 2b und 2c angeordnet. Bei der Verwendung der Plattenpackung in einem Bad oder als Kondensator ergibt sich die Aufteilung der ringförmigen ersten Anschlussbereiche in einen Zuström und einen Ausströmbereich durch die Betriebsweise, insbesondere durch den Flüssigkeitsspiegel des Bades oder durch die Tatsache, dass Kondensattropfen nur durch nach unten führende Kanäle ausfliessen können. Gegebenenfalls werden die ersten Anschlussbereiche aber durch dichte Verbindungen zwischen den Kontaktflächen 2b und 2c abgegrenzt, bzw. werden analog zu den zweiten Kammern 10 klar definierte erste Kammern ausgebildet.

[0028] Fig. 3 und Fig. 4 zeigen für einen Verdampfungs-Wärmetauscher anhand zweier verschieden ausgerichteter Plattenpackungen die charakteristisch unterschiedlichen Fliesswege für die beiden Fluide. Dabei ist jeweils die Darstellung a) eine Ansicht A-A und b) eine Ansicht B-B gemäss Fig.2. Das erste Kanalsystem 12 ist so ausgebildet, dass direkte Kanäle zwischen dem unteren und dem oberen Randbereich der Plattenpackung, bzw. der Bleche 1 als erste und zweite Hauptkanäle 13 und 14 über ihre gesamte Länge entlang einer ersten und einer zweiten Hauptrichtung verlaufen. Durch den Fluidspiegel 15 ist festgelegt, in welche Kanäle die flüssige Phase des ersten Fluides eintritt und somit auch der Anschlussbereich in dem Flüssigkeit zuströmt. Die nach oben offenen Enden der Kanäle 13 und 14 münden in den Anschlussbereich in den das entstehende Gas ausströmt.

[0029] Durch die Tatsache, dass die ersten und/oder zweiten Kanäle nur wenig gegen die Vertikale geneigt sind und eine direkte Verbindung zwischen dem Zuström-Anschlussbereich, bzw. dem Kanalbereich in dem Gasblasen entstehen und dem Ausström-Anschlussbereich besteht, wird eine kaum behinderte Durchströmung 13a und 14a durch das erste Fluid gewährleistet. In den Kreuzungsbereichen 6 mit der flüssigen Phase strömen zwei in den aneinander angrenzenden ersten und zweiten Hauptkanälen geführte Teilströmungen mit Grenzschichtkontakt quer aneinander vorbei, was in beiden Teilströmungen zu einer leichten Turbulenzanregung führt. Dadurch wird eine an die Kanalwände angrenzende erwärmte Grenzschicht aufgelöst und der Wärmeübertrag zwischen der Kanalwand und dem erstem Fluid verbessert.

[0030] Die beiden Hauptrichtungen verlaufen unter einem Winkel von weniger als 60°, insbesondere weniger als 40°, vorzugsweise von im wesentlichen 30° zueinander. Die Hauptrichtungen sind für den Betrieb so ausrichtbar, dass zumindest eine Hauptrichtung zur Vertikalen einen Winkel einschliesst, der kleiner als 30°, insbesondere kleiner als 20° ist. Vorzugsweise sind, wie in Fig. 4 dargestellt, die Kanäle 14 im wesentlichen vertikal ausgerichtet. Gegebenenfalls sind aber beide Hauptrichtungen gemäss Fig. 3 im wesentlichen um 15° zur Vertikalen geneigt. Die ersten und/oder die zweiten Hauptkanäle gewährleisten in den gewählten Ausrichtungen ein gutes Aufsteigen von Gasblasen bzw. bei Kondensations-Wärmetauschern ein gutes Absinken von kondensierten Flüssigkeitstropfen.

[0031] Die zweiten Kanäle sind analog aufgebaut wie die ersten und umfassen dabei dritte und vierte Hauptkanäle 16, 17 für das zweite Fluid, die im wesentlichen entlang je einer Hauptrichtung verlaufen und an den Enden durch die miteinander verbundenen Kontaktflächen 2a, 2b verschlossen sind. In den Kreuzungsbereichen 6 liegen die dritten und vierten Hauptkanäle beidseits der zweiten Verbindungsebenen 8, 8' offen aneinander an. Entsprechend ist das dabei entstehende zweite Kanalsystem netzförmig aufgebaut. Weil die zweiten Anschlussbereiche 10 kleine Ausdehnungen haben und auf einer quer zu den Hauptrichtungen verlaufenden Linie angeordnet sind, gibt es keine Hauptkanäle 16, 17, die die beiden Anschlussbereiche 10 direkt miteinander verbinden.

[0032] Die Fliesswege 18 erstrecken sich über mindestens zwei, vorzugsweise aber über mindestens drei, Hauptkanalabschnitte 16, 17 und die diese verbindenden Kreuzungsbereiche 6. Das zweite Kanalsystem eignet sich für ein Fluid das keinen Phasenübergang macht, insbesondere für eine Flüssigkeit. Das zweite Fluid muss somit zwischen den beiden zweiten Anschlussbereichen 10 einen langen Weg mit starken Richtungsänderungen zurücklegen. Zudem wird auch in aneinander vorbei strömenden Teilströmungen die Turbulenz erhöht, so dass die Teilströmungen gut homogenisiert sind und die Wärmeübertragung optimiert wird. Das durch die dritten und vierten Hauptkanäle 16, 17 gebildete Kanalnetz ist unabhängig von der Ausrichtung der Plattenpackung (Fig. 3 und 4 b) vorteilhaft.

[0033] Fig. 5 und 6 zeigen einen besonders kompakten und wirksamen Verdampfer bzw. Verdampfungswärmetauscher, der ein Gehäuse 20 umfasst mit einer seitlich angebrachten Kältemittel-Eintrittsöffnung 21 für die flüssige Phase des Kältemittels und mit einer im höchstgelegenen Gehäusebereich über einer Flüssigkeitsabscheidevorrichtung 22 angeordneten Kältemittel-Austrittsöffnung 23 für die Gasphase des Kältemittels, sowie eine Plattenpackung 24 mit durch das Gehäuse 20 geführten Ein- und Austrittsanschlüssen 25 für ein Wärmeträger-Fluid. Im Betriebszustand befindet sich die Plattenpackung 24 zu einem grossen Teil in der flüssigen Phase des Kältemittels. Im Gehäuse 20 schliesst an die Kältemittel-Eintrittsöffnung 21 eine Entspannungskammer 26 an, von der bei der Entspannung austretendes Gas über eine Trennwand 27 und unter einem Umlenkelement 28 durch in den über der Flüssigkeit liegenden Gasbereich 29 strömen und von dort über seitliche Leitelemente 22a der Abscheidevorrichtung 22 zur Kältemittel-Austrittsöffnung 23 gelangen kann.

[0034] Die flüssige Phase gelangt von der Entspannungskammer 26 gegebenenfalls direkt, oder aber über eine Niveaukammer 30, die zwischen einer Gehäusewand 20a bzw. der Entspannungskammer 26 und der Trennwand 27 ausgebildet ist, in einen Badbereich 31 mit der Plattenpackung 24, wo die Flüssigkeit die ersten Kanäle im wesentlichen bis zu einem Flüssigkeitsspiegel 32 auffüllt. Um das Volumen des Badbereiches zu verkleinern sind vorzugsweise zwei Füllkörper 39 beidseits der Plattenpackung 24 zwischen dieser und der Innenwand des Gehäuses 20 angeordnet. Im tiefstliegenden Gehäusebereich bleibt ein Zuleitungskanal 40 frei, durch den die Flüssigkeit zu den parallel geschalteten ersten Kanälen gelangen kann. Das Kälteträgerfluid strömt durch die Ein- und Austrittsanschlüsse 25 und durch die zweiten Kanäle der Plattenpackung 24 und verliert dabei die für das Verdampfen des Kältemittels nötige Wärme.

[0035] Fig. 7 zeigt eine Kältemaschine bzw. Wärmepumpe 33, mit einen Verdampfungs-Wärmetauscher 34 und einem Kondensations-Wärmetauscher 35, welche beide eine oben beschriebenen Plattenpackung umfassen. Dabei wird das Gas vom Verdampfer 34 über einen Verdichter 36 zum Kondensator 35 geführt. Die flüssige Phase des Kältemittels gelangt vom Kondensator 35 über ein Drosselventil 37 oder eine Blende in den Verdampfer 34. Der Verdampfer 34 umfasst Kälteträgermittel-Anschlüsse 25 und der Kondensator 35 Rückkühlmittelanschlüsse 38. Es versteht sich von selbst, dass alle bekannten verdampfbaren Kältemittel und alle zweckmässigen Kälteträgerund Rückkühl-Mittel eingesetzt werden können.

[0036] Da der Verdampfer 34 und der Kondensator 35 aufgrund der Leitung mit der Drossel 37 als kommunizierende Gefässe eingesetzt sind, stellt sich im Stillstand bzw. bei ausgeschaltetem Verdichter 36 in beiden ein Kältemittelspiegel im wesentlichen auf der gleichen Höhe ein. Im Betriebszustand wird durch die Druckerhöhung im Verdichter 36 der Spiegel 35a im Kondensator 35 abgesenkt und der Spiegel 34a im Verdampfer 34 angehoben.

[0037] Die relative Vertikalanordnung von Verdampfer 34 und Kondensator 35 wird so gewählt, dass der Kältemittelspiegel im Verdampfer und im Kondensator 34a und 35a im Betriebszustand in einem gewünschten Bereich relativ zu den Plattenpackungen 24a und 24b liegt. Dabei soll die Kondensator-Plattenpackung 24b im wesentlichen über dem entsprechenden Spiegel 35a liegen und die Verdampfer-Plattenpackung 24a soll grösstenteils in der flüssigen Phase des Kältemittels liegen. Aufgrund des im wesentlichen gleichen Aufbaus von Verdampfer 34 und Kondensator 35 wird die Kältemaschine einfach dimensionierbar, aufbaubar und regulierbar.

Ansprüche

1. Wärmetauscher mit einer Plattenpackung (24), bestehend aus abwechselnd aneinandergereihten ersten und zweiten Platten (1a,1b,1c,1d) zwischen denen erste und zweite Kanäle (12,11) ausgebildet sind, die über erste und zweite Anschlussbereiche mit ersten und zweiten Anschlussöffnungen (21,23,25) verbunden sind, wobei die ersten Anschlussöffnungen (21,23), Anschlussbereiche und Kanäle (12) vollständig von den zweiten (25,11) getrennt sind, die ersten und zweiten Platten (1a,1b,1c,1d) je beidseits eine Vielzahl von im wesentlichen geraden und in jeder Platte (1a,1b,1c,1d) zueinander parallel ausgerichteten Hauptkanälen (13,17;14,16) umfassen und die ersten (12) bzw. zweiten Kanäle (11) aus zueinander einen ersten Winkel einschliessenden ersten und zweiten (13,14) bzw. dritten und vierten Hauptkanälen (16,17) bestehen, die beidseits einer ersten (7,7') bzw. zweiten Verbindungsebene (8,8') als gegen die Verbindungsebene offene Halbkanäle ausgebildet sind, wobei auf der einen Seite einer ersten (1b,1d) bzw. zweiten Platte (1a,1c) die vierten (17) bzw. zweiten (14) und auf der anderen die ersten (13) bzw. dritten Hauptkanäle (16) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Winkel weniger als 60° beträgt, die Plattenpackung (24) in einem Gehäuse (20) mit ersten Anschlussöffnungen (21, 23) aufgenommen ist und ein zweiter Winkel zwischen der Vertikalen und einer Achse in Richtung von Hauptkanälen (13,14,16,17) kleiner als 30° ist.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Winkel weniger als 40°, vorzugsweise im wesentlichen 30° beträgt.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Platten (1b,1d; 1a,1c) gleich ausgebildet sind, entlang des ganzen Plattenumfanges jeder Platte (1a,1b,1c,1d) an einer ersten, jede Platte (1a,1b,1c,1d) auf einer ersten Seite berandenden, Ebene (7,7') eine ebene Kontaktfläche (2a, 2b;2c,2d) vorgesehen ist und in einer zweiten, jede Platte (1a,1b,1c,1d) auf der zweiten Seite berandenden, Ebene (8,8') zwei je eine Durchtrittsöffnung umschliessende Kontaktbereiche (4a,4b,4c,4d) vorgesehen sind, so dass durch das Aneinanderanschliessen der Platten (la, lb,lc,ld) je mit gleichen Seiten abwechslungsweise immer Kontaktflächen (2a,2b;2c,2d) und Kontaktbereiche (4a,4b,4c,4d) aneinander anliegen, welche zum dichten Trennen der ersten und zweiten Kanäle (12,11) je dicht miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschweist oder verlötet sind.

4. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten Bleche (1a,1b,1c,1d) sind, deren beidseitigen Hauptkanäle (13,17;14,16) als Sicken (5a,5b) ausgebildet werden, die auf der einen Blechseite als Vertiefungen und auf der anderen Blechseite als gratförmige Vorsprünge in Erscheinung treten und dass mindestens eines der folgenden Merkmale vorgesehen ist

a) die im wesentlichen parallel angeordneten Sicken (5a; 5b) jedes Bleches (1a,1b,1c,1d) bzw. ihre Längsachsen schliessen zu einer Normalebene der Verbindungslinie zwischen den Zentren der Durchtrittsöffnungen (3a,3b, 3c,3d) einen Winkel ein, der kleiner als 30°, insbesondere kleiner als 20° ist, vorzugsweise aber im wesentlichen 15° beträgt;

b) die Sicken (5a,5b) gehen von der ersten Ebene (7,7') aus und haben ihre auf der Rückseite vorstehenden Gratlinien in der zweiten Ebene (8,8'); und

c) die Vertiefungen zwischen den Gratlinien (9a,9b) haben im wesentlichen die gleiche Form wie die Sicken (5a,5b).

5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Anschlussöffnung (23) in einem obenliegenden Gehäusebereich angeordnet ist und dass mindestens eines der folgenden Merkmale vorgesehen ist,

a) der zweite Winkel zwischen der Vertikalen und einer Achse entlang von Hauptkanälen (13,14,16,17) ist kleiner als 20° und beträgt vorzugsweise im wesentlichen 0° oder 15°;

b) die ersten Anschlussbereiche sind an die Plattenpackung anschliessende Teilberiche des Gehäuseinnenraumes, so dass die ersten Kanäle (12) direkt vom Gehäuseinnenraum aus zugänglich sind; und

c) die zweiten Anschlussbereiche sind als durch die Plattenpackung (24) verlaufende Kammern (10), die mit Durchtrittsöffnungen (25) des Gehäuses (20) verbunden sind, ausgebildet.

6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die obenliegende erste Anschlussöffnung (23) als Gasaustrittsöffnung und eine weitere erste Anschlussöffnung (21) als Flüssigkeitseintrittsöffnung ausgebildet ist wobei mindestens eines der folgenden Merkmale vorgesehen ist

a) der Gasaustrittsöffnung (23) ist ein Flüssigkeitsabscheider (22) zum Verhindern des Austrittes von Flüssigkeitstropfen zugeordnet;

b) an die Füssigkeitseintrittsöffnung (21) ist eine Entspannungskammer (26) zum Entspannen der Flüssigkeit so angeschlossen, dass austretendes Gas nach oben gegen die Gasaustrittsöffnung (23) entweichen kann; und

c) zwischen der Entspannungskammer (26) und dem Aufnahmebereich für die Plattenpackung (24) ist eine Nieveaukammer (30) angeordnet.

7. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die obenliegende erste Anschlussöffnung als Gaseintrittsöffnung und eine weitere erste Anschlussöffnung im tiefstgelegenen Gehäuseberich als Flüssigkeitsaustrittsöffnung ausgebildet ist.

8. Vorrichtung zum Durchführen eines Kreisprozesses mit einem als Verdampfer (34) betreibbaren Wärmetauscher nach Anspruch 6, einem als Kondensator (35) betreibbaren Wärmetauscher nach Anspruch 7, einem Verdichter (36) und einem Drosselventil (37) oder einer Blende, wobei ein Kältemittel in den ersten Verdampfer-Kanälen (12) durch das Aufnehmen von Wärme des durch die zweiten Verdampfer-Kanäle (11) strömenden Kälteträger-Fluids verdampfbar und über den Verdichter (36) in den Kondensator (35) führbar ist, um nach der Kondensation mittels der Abgabe von Wärme an ein durch die zweiten Kondensator-Kanäle strömendes Rückkühlmittel durch das Drosselventil (37) oder die Blende in den Verdampfer (34) zu fliessen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Kältemaschine oder eine Wärmepumpe ist.

Claims

1. Heat exchanger with a plate assembly (24) comprising first and second plates (1a, 1b, 1c, 1d) configured alternately in rows with first and second channels (12, 11) arranged thereinbetween which are connected via first and second connecting areas to first and second connecting openings (21, 23, 25), and the first connecting openings (21, 33), connecting areas and channels (12) are completely separated from the second (25, 11), the first and second plates (1a, 1b, 1c, 1d) each include on both sides a plurality of main channels (13, 17; 14, 16) which are essentially straight and in each plate (1a, 1b, 1c, 1d) aligned parallel to each other, and the first (12) or second channels (11) are composed of first and second (13, 14) or third and fourth main channels (16, 17) which include a first angle relative to each other and which are on both sides of a first (7, 7') or second connecting plane (8, 8') configured as semi-channels which are open towards the connecting plane, and on the one side of a first (1b, 1d) or second plate (1a, 1c) are configured the fourth (17) or second (14) main channels (16) and on the other side the first (13) or third main channels (16), characterised in that the first angle is less than 60°, the plate assembly (24) is accommodated in a housing (20) with first connecting openings (21, 23), and a second angle between the vertical and an axis in the direction of the main channels (13, 14, 16, 17) is less than 30°

2. Heat exchanger according to Claim 1, characterised in that the first angle is less than 40°, preferably essentially 30°.

3. Heat exchanger according to Claim 1 or 2, characterised in that the first and second plates (1b, 1d; 1a, 1c) are of identical design, and along the plate circumference of each plate (1a, 1b, 1c, 1d) on a first plane (7, 7'), which edges each plate (1a, 1b, 1c, 1d) on a first side, is provided a plane contact surface (2a, 2b; 2c, 2d), and in a second plane (8, 8'), which edges each plate (1a, 1b, 1c, 1d) on the second side, are provided two contact areas (4a, 4b, 4c, 4d) which each include a channel opening, so that, as a result of joining the plates (1a, 1b, 1c, 1d) with respective equal sides, contact surfaces (2a, 2b; 2c, 2d) and contact areas (4a, 4b, 4c, 4d) always alternately abut each other, which are tightly joined, in particular welded or soldered together, for the purpose of tight separation of the first and second channels (12, 11).

4. Heat exchanger according to Claim 3, characterised in that the plates are metal sheets (1a, 1b, 1c, 1d) the main channels (13, 17; 14, 16) of which on both sides are beads (5a, 5b) which appear on the one side of the metal sheet as recesses and on the other side of the metal sheet as burrs, and at least one of the following features is provided:

a) the essentially parallel arranged beads (5a; 5b) of each metal sheet (1a, 1b, 1c, 1d) or their longitudinal axes include an angle relative to a normal plane of the connecting line between the centres of the channel openings (3a, 3b, 3c 3d) which is less than 30°, in particular less than 20°, preferably substantially 15°;

b) the beads (5a, 5b) extend from the first plane (7, 7') and have their burr lines which project on the rear in a second plane (8, 8'); and

c) the recesses between the burr lines (9a, 9b) have essentially the same form as the burrs (5a, 5b).

5. Heat exchanger according to one of Claims 1-4, characterised in that a first connecting opening (23) is arranged in a top housing area, and at least one of the following features is provided:

a) the second angle between the vertical and an axis along main channels (13, 14, 16, 17) is less than 20° and is preferably essentially 0° or 15°;

b) the first connecting areas are sectional areas of the interior space of the housing adjacent the plate assembly, so that the first channels (12) are accessible directly from the interior space of the housing; and

c) the second connecting areas are configured as chambers (10) which extend through the plate assembly (24) and which are connected to channel openings (25) of the housing (20).

6. Heat exchanger according to Claim 5, characterised in that the top first connecting opening (23) is configured as a gas outlet opening, and a further first connecting opening (21) as a fluid inlet opening, and at least one of the following features is provided:

a) the gas outlet opening (23) is associated with a liquid separator (22) to prevent a discharge of liquid drops;

b) to the liquid inlet opening (21) is connected an expansion chamber (26) for expansion of the fluid in such a manner that discharging gas can escape upwards against the gas outlet opening (23); and

c) between the expansion chamber (26) and the accommodation area for the plate assembly (24) is arranged a level chamber (30).

7. Heat exchanger according to Claim 5, characterised in that the top first connecting opening is arranged as a gas inlet opening, and a further first connecting opening in the lowest housing area is arranged as a fluid outlet opening.

8. Device for carrying out a circular process with a heat exchanger operable as an evaporator (34) according to Claim 6, a heat exchanger operable as a condenser (35) according to Claim 7, a condenser (36) and a throttle valve (37) or a diaphragm, and a refrigerant in the first evaporator channels (12) is evaporable by taking in heat from the cold carrier fluid which flows through the second evaporator channels (11) and is ductable via the compressor (36) into the condenser (35), so that it can flow, after condensation by means of heat release to a return cooling means which flows through the second condenser channels, through the throttle valve (37) or the diaphragm into the evaporator (34).

9. Device according to Claim 8, characterised in that the device is a refrigerator or a heat pump.

Revendications

1. Échangeur de chaleur comprenant un paquet de plaques (24) se composant de premières et de deuxièmes plaques (1a, 1b, 1c, 1d) qui sont juxtaposées les unes contre les autres en alternance et entre lesquelles sont formés des premiers et deuxièmes canaux (11, 12) qui sont reliés par des premières et deuxièmes zones de raccordement à des premiers et deuxièmes orifices,de raccordement (21, 23, 25), les premiers orifices de raccordement (21, 23), zones de raccordement et canaux (12) étant totalement séparés des deuxièmes (25, 11), chacune des premières et deuxièmes plaques (1a, 1b, 1c, 1d) comportant des deux côtés de multiples canaux principaux (13,'17 ; 14, 16) qui sont sensiblement rectilignes et parallèles les uns aux autres dans chaque plaque (1a, 1b, 1c, 1d) et les premiers (12) ainsi que deuxièmes (11) canaux se composant d'une part de premiers et de deuxièmes canaux principaux (13, 14) et d'autre part de troisièmes et quatrièmes canaux principaux (16, 17) qui inscrivent un premier angle entre eux et qui sont réalisés de part et d'autre d'un premier (7, 7') ainsi que d'un deuxième (8, 8') plan de jonction sous forme de demi-canaux ouverts sur le plan de jonction, les quatrièmes (17) ainsi que deuxièmes (14) canaux principaux étant réalisés sur un côté d'une première (1b, 1d) ainsi que d'une deuxième (la, lc) plaque et les premiers (13) ainsi que les troisièmes (16) canaux principaux étant réalisés sur l'autre côté desdites plaques, caractérisé en ce que le premier angle est inférieur à 60°, le paquet de plaques (24) est logé dans une enveloppe (20) comportant des premiers orifices de raccordement (21, 23) et un deuxième angle compris entre la verticale et un axe orienté dans la direction des canaux principaux (13, 14, 16, 17) est inférieur à 30°.

2. Échangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier angle est inférieur à 40° et il est de préférence sensiblement de 30°.

3. Échangeur de chaleur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les premières et deuxièmes plaques (1b, 1d ; 1a, 1c) sont d'un même mode d'exécution, une surface plane de contact (2a, 2b ; 2c, 2d) étant prévue sur la totalité de la circonférence de chaque plaque (1a, 1b, 1c, 1d) dans un premier plan (7, 7') bordant chaque plaque (1a, 1b, 1c, 1d) sur un premier côté et deux zones de contact (4a, 4b, 4c, 4d), dont chacune entoure un orifice de passage étant prévues dans un deuxième plan (8, 8') bordant chaque plaque (1a, 1b, 1c, 1d) sur le deuxième côté, de sorte que la succession des plaques (1a, 1b, 1c, 1d) les unes contre les autres a pour conséquence qu'il y a toujours des surfaces de contact (2a, 2b ; 2c, 2d) et des zones de contact (4a, 4b, 4c, 4d) qui sont en appui les unes contre les autres en alternance sur les mêmes côtés et qui sont reliées de manière étanche les unes aux autres, en particulier qui sont soudées ou brasées les unes aux autres pour la séparation étanche des premiers et deuxièmes canaux (12, 11).

4. Échangeur de chaleur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les plaques sont des tôles (1a, 1b, 1c, 1d) dont les canaux principaux (13, 17 ; 14, 16) situés des deux côtés sont configurés en moulures (5a, 5b) qui donnent l'apparence de cavités sur un côté de la tôle et de protubérances en forme de crêtes sur l'autre côté de la tôle et en ce qu'au moins l'une des particularités suivantes est prévue :

a) les moulures (5a ; 5b) de chaque tôle (1a, 1b, 1c, 1d) ou leurs axes longitudinaux, qui sont sensiblement parallèles, inscrivent avec un plan perpendiculaire à la ligne de jonction entre les centres des orifices de passage (3a, 3b, 3c, 3d) un angle qui est inférieur à 30°, en particulier inférieur à 20°, mais qui est de préférence sensiblement de 15° ;

b) les moulures (5a, 5b) partent du premier plan (7, 7') et elles ont leurs lignes de crête saillantes sur le côté arrière qui sont dans le deuxième plan (8, 8') ; et

c) les cavités situées entre les lignes de crête (9a, 9b) ont sensiblement la même forme que les moulures (5a, 5b).

5. Échangeur de chaleur selon l'une des revendications 1-4, caractérisé en ce qu'un premier orifice de raccordement (23) est disposé dans une zone de l'enveloppe située en haut et en ce qu'au moins l'une des particularités suivantes est prévue,

a) le deuxième angle inscrit entre la verticale et un axe situé le long des canaux principaux (13, 14, 16, 17) est inférieur à 20° et il est de préférence sensiblement de 0° ou de 15° ;

b) les premières zones de raccordement se situent dans des zones partielles du volume interne de l'enveloppe qui sont dans le prolongement du paquet de plaques, de sorte que les premiers canaux (12) sont directement accessibles par le volume interne de l'enveloppe ; et

c) les deuxièmes zones de raccordement sont configurées en chambres (10) qui passent dans le paquet de plaques (24) et qui sont reliées à des orifices de passage (25) que comporte l'enveloppe (20).

6. Échangeur de chaleur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le premier orifice de raccordement situé en haut (23) est configuré en orifice de sortie de gaz et un autre premier orifice de raccordement (21) est configuré en orifice d'entrée de liquide, au moins l'une des particularités suivantes étant prévue

a) un séparateur de liquide (22) est associé à l'orifice de sortie de gaz (23) afin d'empêcher la sortie de gouttes de liquide ;

b) une chambre de détente (26) destinée à la détente du liquide est raccordée à l'orifice d'entrée de liquide (21) de manière que du gaz émergeant puisse s'échapper vers le haut et vers l'orifice de sortie de gaz (23) ; et

c) une chambre (30) dans laquelle s'établit un niveau est disposée entre la chambre de détente (26) et la zone de logement du paquet de plaques (24).

7. Échangeur de chaleur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le premier orifice de raccordement situé en haut est configuré en orifice d'entrée de gaz et un autre premier orifice de raccordement est configuré dans la zone la plus basse de l'enveloppe en orifice de sortie de liquide.

8. Dispositif d'exécution d'un processus en circuit fermé, équipé d'un échangeur de chaleur selon la revendication 6 pouvant fonctionner en évaporateur (34), d'un échangeur de chaleur selon la revendication 7 pouvant fonctionner en condenseur (35), d'un compresseur (36) et d'une soupape d'étranglement (37) ou d'un diaphragme, un agent réfrigérant pouvant être évaporé dans les premiers canaux (12) de l'évaporateur par absorption de chaleur du fluide réfrigérant qui s'écoule dans les deuxièmes canaux (11) de l'évaporateur et pouvant être dirigé par le compresseur (36) dans le condenseur (35) pour s'écouler dans l'évaporateur (34) après être passé par la soupape d'étranglement (37) ou le diaphragme, à la suite de la condensation par abandon de chaleur à un agent de retour à l'état froid circulant dans les deuxièmes canaux du condenseur.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif est une machine frigorifique ou une pompe à chaleur.

Zeichnung