DE19644674A1 - Lamellenrohr-Wärmeaustauscher in Blockbauweise zur Wärmeübertragung zwischen gas-, dampfförmigen oder flüssigen Medien mit horizontalen Trennflächen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Stand der Technik

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

Die Baulänge von Blockwärmeaustauscher ist in der Regel auf eine Baulänge von ca. 300 mm begrenzt. Die Blockwärmeaus­ tauscher können maschinell preisgünstig hergestellt werden. 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 zu 1200 mm auf. Nach Montage, meistens in einem Lüftungsgerät, werden die einzel­ nen Module lösbar an die Verteiler und Sammler angeschlossen.

Durch die Trennschichten weist der Modul-Schicht-Wärmeaus­ tauscher eine sehr geringe Verschmutzungsneigung auf bzw. kann zu Reinigungszwecken in Einzelteile zerlegt werden.

Kritik am Stand der Technik

Trotz der kurzen Baulänge von ca. 300 mm verschmutzen Block-Wärmeaustauscher, da einerseits die zur Wärmeübertragung notwendigen 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.

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 Ver­ schmutzungsneigung noch vergrößern.

Der Versuch die Baulänge durch Hintereinanderschalten von Block-Wärmeaustauscher mit und ohne Revisionsraum zu vergrößern birgt neben der oben erwähnten Verschmutzungs­ neigung zudem weitere Störstellen durch neue Lamellenstirn­ seiten, der bauliche Aufwand wird vergrößert, ebenfalls ver­ größert sich der Gesamtdruckverlust durch erneutes An- und Abströmen der Blöcke.

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

Der Modul-Schicht-Wärmeaustauscher ist aufgrund der Einzel­ herstellung in Modulschichtbauweise in Herstellung und Montage relativ kostenintensiv. Außerdem kann die Montage der Verteiler und Sammler sowie die Abschottung erst vorort erfolgen. Eine werkseitige Montage in Lüftungsgeräte ist nur bedingt möglich.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, für einen Wärmeaustauscher die preiswerten Fertigungsmöglichkeiten eines Blockwärmeaustau­ schers mit der geringen Verschmutzungsneigung des Modul- Schicht-Wärmeaustauschers zu kombiniert.

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

Lösung der Aufgabe

Die Erfindung wird durch die in den Kennzeichen der Schutzansprüche vorgeschlagenen Merkmale gelöst.

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

Eine weitere Lösung besteht darin, zwischen den Fertigungs­ modulen Trennplatten einzusetzen und danach, nach den gewünschten Erfordernissen, die entsprechende Verrohrung vorzunehmen.

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

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

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

Beschreibung der Figuren

Fig. 1 beschreibt einen Teil der möglichen Lamellenrohr-Wärme­ austauscher in Blockbauweise mit eingelegten Trenn­ flächen, wobei die einzelnen Fertigungsmodule zwischen den Trennflächen ein bis mehrere Rohrlagenhöhen aufweisen. Jedes Fertigungsmodul weist ein oder mehrere Wasserwege auf, wobei die Wasserwege als Beispiel verschieden verrohrt sind.

Fig. 2 beschreibt einen Teil der möglichen Lamellenrohr-Wärme­ austauscher 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.

Fig. 3 beschreibt ein Fertigungsmodul mit einer Höhe von einer Rohrlage mit eingelegter Trennfläche und glatter Lamelle.

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

Fig. 5 beschreibt 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.

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

Claims (5)

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 Fertigungs­ modulen (1 bis 12 und 19 bis 30) zusammengesetzt ist und zwischen den Fertigungsmodulen aber auch innerhalb eines Fertigungsmoduls ein oder mehrere horizontale Trennflächen (13) derart angeordnet sind, daß sich reinigungsaktive Strömungskanäle (Fig. 3 bis Fig. 6) ausbilden.

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

3. Lamellenrohr-Wärmeaustauscher gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe zwischen den Trennflächen im Raster von vorzugsweise 1 bis 8 Rohrlagenhöhen aufweist.

4. Lamellenrohr-Wärmeaustauscher gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserwege (18) zwischen den Trennflächen (Fig. 1) oder aber auch trennflächenüber­ schreitend (Fig. 2) angeordnet sind und jeder Wasserweg über 1 oder mehrere Rohrlagen verfügt.

5. Lamellenrohr-Wärmeaustauscher gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe zwischen den Trennflächen in Abhängigkeit der Lamellenlänge in Luft­ richtung, dem lichten Lamellenabstand und der Luftgeschwin­ digkeit 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.