DE3445469A1

DE3445469A1 - Plate heat exchanger for heating or cooling liquid substances

Info

Publication number: DE3445469A1
Application number: DE19843445469
Authority: DE
Inventors: Arnold Dr.-Ing. DDR 4730 Artern Balla
Original assignee: Nagema VEB
Current assignee: Nagema VEB
Priority date: 1984-01-02
Filing date: 1984-12-13
Publication date: 1985-07-11
Also published as: SE8406657L; DD232108A1; SE8406657D0; DK622284A; NL8403953A; DK622284D0

Abstract

Plate heat exchanger for heating or cooling liquid substances which comprises a number of identical thin profiled heat exchanger plates which are joined together while maintaining a defined spacing, resulting in the formation of flow ducts between adjacent plates, which ducts change in the direction of flow and have a preferably rectangular cross-section. The purpose is to increase the effective proportion of the total heat transfer surface area and to improve the ratio of the heat transfer capacity to the pumping capacity. To this end there were provided, on preferably square heat transfer plates, passage holes whose longitudinal extent is a multiple of the mean height of the passage holes and essentially corresponds to the flow width, confronting passage holes being assigned to the same material stream. The heat exchanger plates are rotated, with respect to those adjacent thereto, by 180 DEG about the axis perpendicular to the plane of the plate, so that flow ducts are formed by means of the defined spacings, through which the material in question can flow successively or in parallel, the flow directions in adjacent ducts crossing at angles of preferably 90 DEG .

Description

Plattenwärmeübertrager zur Brwarmung oder KühlungPlate heat exchanger for heating or cooling

von flüssigen Stofien Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft Plattenwärmeübertrager zur Erwärmung oder Kühlung von fließfähigen Stoffen, bestehend aus einer Anzahl im wesentlichen gleichartiger Wärmeübertragungsplatten mit profilierter Wärmeübertragungsfläche, wobei die Wärmeübertragungsplatten so bemessen und unter Wahrung eines Abstandes aneinander gefügt sind, daß zwischen jeweils benachbarten Wärmeübertragungsplatten Strömungskanäle mit in Strömungsrichtung sich verändertem und vorzugsweise rechteckigem Querschnitt derart entstehen, daß die Höhe der Querschnittsfläche der Strö.mungskanäle einerseits klein gegen die Länge derselben, andererseits aber wesentlich größer als die Stärke der Wärmeübertragungsplatten ist, und die Verbindung der vom gleichen Stoff durch strömten Strömungskanäle mittels entsprechender Durchtrittsöffnungen in den Wärmeübertragungsplatten realisiert wird, wobei bei jeder Wärrneübertragungsplatte bis zu je zwei Durchtrittsöffnungen für jeden Stoffstrom vorgesehen sind.of liquid substances Field of the Invention The Invention relates to plate heat exchangers for heating or cooling flowable substances, consisting of a number of substantially similar heat transfer plates with profiled heat transfer surface, the heat transfer plates so measured and joined together while maintaining a distance that between adjacent heat transfer plates with flow channels in the direction of flow changed and preferably rectangular cross-section arise in such a way that the height of the cross-sectional area of the Strö.mungskanäle on the one hand small compared to the Length of the same, but on the other hand much greater than the thickness of the heat transfer plates is, and the connection of the flow channels flowed through by the same substance corresponding passage openings are realized in the heat transfer plates, with each heat transfer plate up to two passage openings for each material flow are provided.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik Es sind Plattenwärmeübertrager bekannt, die aus einer Anzahl mit Dichtungen versehener dünner profilierter Wärmeübertragungsplatten so zusammengefügt sind, daß sie parallel zueinander liegende Kanäle mit den erforder- lichen Zu- und Abführungen bilden. Jede Wärmeübertragungsplatte ist dabei gegenüber ihren benachbarten um 1800 um die senkrecht zur Plattenebene stehende Achse gedreht. Die Geometrie aller vom gleichen Stoff durchströmten Strömungskanäle ist dabei gleich.Characteristics of the known prior art There are plate heat exchangers known from a number of thin profiled heat transfer plates provided with seals are put together in such a way that ducts lying parallel to one another are provided with the required lichen Form feeds and discharges. Each heat transfer plate is opposite to theirs neighboring rotated by 1800 about the axis perpendicular to the plane of the plate. the The geometry of all flow channels through which the same substance flows is the same.

Die Zu- und Abführung der Stoffströme zu bzw. von den einzelnen Strömungskanälen erfolgt über die an zwei gegenüberliegenden Seiten, dies sind in der Regel die Schmalseiten einer Wärmeübertragungsplatte angeordneten Durchtrittsoffnungen. Auf jeder dieser zeiten sind zwei Durchtrittsöffnungen, je eine für jeden Stoffstrom, vorgesehen. Die einem Stoffstrom zugeordneten Durchtrittsöffnungen liegen sich entweder direkt oder diagonal gegenüber, sie bilden im Plattenwärmeübertrager Verteiler bzw. Sammelkanäle für die beiden Stoffströme.The supply and discharge of the material flows to and from the individual flow channels takes place on the two opposite sides, these are usually the narrow sides a heat transfer plate arranged through openings. On each of these At times, two openings are provided, one for each material flow. The passage openings assigned to a material flow are either directly located or diagonally opposite, they form distributors or collecting channels in the plate heat exchanger for the two material flows.

Zur Verteilung des durch die Durchtrittsöffnungen in den von zwei benachbarten Wärmeübertragungsplatten gebildeten Strömungskanal ein- bzw. austretenden Stoffstroms auf die Kanalbreite, sind bekannte Wärmeübertragungsplatten so ausgeführt, daß an den beiden Seiten, an denen die Durchtrittsöffnungen vorgesehen sind, die Strömungskanale zu den Durchtrittsöffnungen hin rit Verteilungs- bzw. Sammelzonen für die Stoffströme abschließen. Durch Schließen oder Öffnen der Durchtritt öffnungen kann die Stoffstromlührung im Plattenwärmeübertrager so gestaltet werden, daß die jeweils zur Lösung eines bestimmten Wärmeübertragungsproblems erforderliche Anzahl von Strömungskanälen parallel und hintereinander durchströmt wird. Die Wärmeübertragung bei den zwei benachbarte Kanäle durchströmenden Stoffen erfolgt dabei stets im wesentlichen im Parallelstrom.To distribute the through openings in the two adjacent heat transfer plates formed flow channel entering or exiting Material flow to the width of the channel, known heat transfer plates are designed in such a way that that on the two sides on which the passage openings are provided, the Flow channels to the passage openings rit distribution or collecting zones for the material flows. By closing or opening the passage openings the material flow line in the plate heat exchanger can be designed so that the each required number to solve a particular heat transfer problem is flowed through by flow channels parallel and one behind the other. The heat transfer in the case of the substances flowing through two adjacent channels, this always essentially takes place in parallel flow.

Jedoch entsprechend der gewählten Anordnung der offenen Durchtrittsöffnungen entweder im Gegenstrom oder im Gleichstrom. Unabhängig von der am Sin- und Austritt des Plattenwärmeübertragers gewählten Stoffstromführung tritt, sobald zwei und mehr Strömungskanäle hintereinander durchströmt werden, ein bestimmter Anteil an Wärmeübertragungsfläche, an der die Wärmeübertragung bei Gleichstrom erfolgt, auf. Dieser Anteil kann bei Gegenstromführung an den Sin- und Austritten am Plattenwärmeübertrager theoretisch zwischen 10 und 50 % liegen.However, according to the chosen arrangement of the open passage openings either in countercurrent or in cocurrent. Regardless of the one at the sin and exit of the plate heat exchanger selected material flow control occurs as soon as two or more Flow channels are flowed through one behind the other, a certain proportion of Heat transfer surface, where the heat transfer takes place with direct current. This share can be Theoretical countercurrent flow at the sin and outlets at the plate heat exchanger between 10 and 50%.

Seine konkrete Höhe wird durch das Verhältnis der Anzahl der parallel zu der Anzahl der hintereinander durchströmten Kanäle bestimmt. Je größer dieses Verhältnis ist, um so geringer ist der Anteil und um so effektiver wird die im Plattenwärmeübertrager installierte Viärmeübertragungsfläche genutzt.Its actual amount is determined by the ratio of the number of parallel determined to the number of channels flowed through one after the other. The bigger this Ratio, the lower the proportion and the more effective it will be in the plate heat exchanger installed heat transfer area used.

Einer Erhöhung der Anzahl der parallel durchströmten Kanäle über ein bestimmtes Maß hinaus, stehen jedoch zwei Probleme entgegen.An increase in the number of channels through which there is flow in parallel over one beyond a certain level, however, there are two problems.

Erstens ergeben sich mit wachsender Anzahl der parallel durchströmten Kanäle bei einem gegebenen Querschnitt der Durchtrittsöffnungen zunehmend Unterschiede in den Volumenstrornen der einzelnen Strömungskanäle, was einerseits zu einer Reduzierung der erreichbaren mittleren Wärmedurchgangszahl und andererseits zu unterschiedlichen Verweilzeiten der Teilvolumenströme in Plattenwärmeübertrager führt.First of all, the more the number of parallel flows increases Channels with a given cross section of the passage openings increasingly differences in the volume flows of the individual flow channels, which on the one hand leads to a reduction the achievable mean heat transfer coefficient and, on the other hand, different Dwell times of the partial volume flows in plate heat exchangers leads.

Zweitens zieht, dadurch, daß stets zwei Durchtrittsöffnungen nebeneinander vorzusehen sind, unabhängig von der gewählten Querschnittsform der Durchtrittsöffnungen, deren Vergrößerung immer eine Vergrößerung derjenigen Pläche der Wärmeübertragungsplatten, die der Aufnahme der Durchtrittsöffnungen dient, nach sich. Damit verringert sich aber bei gegebener Wärmeübertragungsfläche einer Wärmeübertragungsplatte der effektiv für die Wärmeübertragung genutzte Flächenanteil eines Plattenwärmeübertragere. Dem kann zwar durch eine Vergrößerung des Abstandes zwischen den sich gegenüberliegenden Durchtrittsöffnungen entgegengewirkt erden, was aber zur Folge hat, daß das Verhältnis des Produktes aus Wärmedurchgangszahl und Wärmeübertragungsfläche einer Wärmeübertragungsplatte zum Wärmekapazitätsstrom in den einzelnen Strömungskanälen vergrößert wird. In welchem Maße der Gleichstromanteil unter gegebenen Bedingungen die erreichbare Wärmeübertragungsleistung eines insgesamt im Gegenstrom betriebenen Plattenwärmeübertragers vermindert, wird jedoch entscheidend durch dieses VerhEltnis bestimmt. Es zeigt sich, daß, wenn dieses Verhältnis größer als 0,8 wird, an der AIZärmeübertragungsplatteS an der die Wärmeübertragung bei Gleichstrom erfolgt, bereits eine Wärmestromumkehr erfolgt.Second, draws, because there are always two passage openings next to each other are to be provided, regardless of the selected cross-sectional shape of the passage openings, the enlargement of which is always an enlargement of the surface of the heat transfer plates, which serves to accommodate the passage openings, after itself. This decreases but for a given heat transfer area of a heat transfer plate, it is effective Area of a plate heat exchanger used for heat transfer. To the can be done by increasing the distance between the opposite Ground passage openings counteracted, but this has the consequence that the ratio the product of the heat transfer coefficient and the heat transfer area of a heat transfer plate is increased to the heat capacity flow in the individual flow channels. In which Dimensions the direct current component is achievable under given conditions Heat transfer capacity of a plate heat exchanger operated in countercurrent reduced, but is decisively determined by this ratio. It shows that when this ratio becomes larger than 0.8, on the AI heat transfer plate S. at which the heat transfer takes place with direct current, there is already a heat flow reversal he follows.

Somit sind durch die Anordnung von jeweils zwei Durchtrittsöffnungen an einer Wärmeübertragungsplattenseite in bezug auf die Ausnutzung der Gesamtfläche einer Wärmeübertragungsplatte für die Wärmeübertragung und gleichzeitig durch die Art und Weise des Aneinanderfügens der Wärmeübertragungsplatten im Plattenwärmeübertrager entsprechend der jeweiligen Betriebsbedingungen bei einer gegebenen Baugröße erhebliche Grenzen gesetzt.Thus, by the arrangement of two passage openings on a heat transfer plate side with respect to the utilization of the total area a heat transfer plate for heat transfer and simultaneously through the Way of joining the heat transfer plates in the plate heat exchanger corresponding to the respective operating conditions for a given size Limits.

Ein weiterer Mangel der bekannten Ausführung ist, daß der Strömungsquerschnitt am Uebergang von der Durchtrittsöffnung zum Strömungskanal gegenüber dem Strömungsquerschnitt des durch die eigentlichen Wärmeübertragungs flächen der VlarmeUbertragungsplatten gebildeten Strömungskanals relativ klein ist und theoretisch günstigstenfalls halb so groß wie dieser sein kann. Dadurch treten im Bereich der Durchtrittsöffnungen sowie der Verteiler- und Sammelzonen Geschwindigkeitsüberhöhungen auf, die u. a. das Verhältnis von Wärmeübertragungsleistung zu der für den Transport der Stoffe durch den Plattenwärmeübertrager hindurch erforderlichen Börderleistung negativ beeinflussen. Insbesondere bei niedrigen mittleren Geschwindigkeiten in den Strömungskanälen bzw. bei hochviskosen Stoffen ist die Ausbildung von Vorzugsströmungen und damit eine erhebliche Reduzierung der effektiv wirksamen Wärmeübertragungsflä.che die Folge.Another shortcoming of the known design is that the flow cross-section at the transition from the passage opening to the flow channel opposite the flow cross-section due to the actual heat transfer surfaces of the Vlarme transfer plates formed flow channel is relatively small and theoretically ideally half as big as this can be. This occurs in the area of the passage openings as well as the distribution and collecting zones on excessive speed, which inter alia. the ratio of heat transfer performance to that for the transport of the substances through the plate heat exchanger required conveying capacity negative influence. Especially at low average speeds in the flow channels or in the case of highly viscous substances, the formation of preferential currents and thus a considerable reduction in the effective heat transfer surface Episode.

Es sind aber auch Plattenwärmeübertrager bekannt, die im Kreuzstrom arbeiten. Diese Ausführungsweise wird beim Einsatz von flüssigen Stoffen nicht angewendet, da davon ausgegangen wird, daß die wirksamen mittleren Temperatur- differenzen bei gleichen Ein- und Austrittstemperaturen am Plattenwärmeübertrager und damit bei sonst gleichen Bedingungen der übertragbaren Wärmemenge pro 1Wärmeübertragungsflächeneinheit im allgemeinen niedriger beim Ereuzetrom als beim Gleichstrom sind. Beim Vergleich von einem Gegenstrom- mit einem Kreuzstrombetrieb, ist dieser Unterschied um so größer, je größer das Verhältnis des Produktes aus Wärmedurchgangszahl und Wärmeübertragungsfläche zum Wärmekapazitätsstrom ist.But there are also plate heat exchangers known, which are in cross flow work. This execution method is not used when using liquid substances, since it is assumed that the effective mean temperature differences at the same inlet and outlet temperatures at the plate heat exchanger and thus all other things being equal, the amount of heat transferable per 1 heat transfer surface unit are generally lower for erectile currents than for direct current. When comparing from a counter-current to a cross-current operation, this difference is even greater The greater the ratio of the product of the heat transfer coefficient and the heat transfer area to the heat capacity flow is.

Aus den vorstehenden Gründen wird der Einsatz von Plattenwärmeübertragern, die im Kreuzstrom arbeiten, für flüssige Stoffe als uneffektiver betrachtet. Man setzt in der Fachwelt Plattenwärmeübertrager, die im Kreuzstrom arbeiten, nur bei viskosen Medien ein, da bei diesen iiedien in Plattenwärmeübertragern mit Gegenstrom auf Grund der unabänderlichen Gestaltung der Eintrittsbereiche Vorzugsströmungen entstehen, die nur ein ungleichmäßiges Behandeln der Medien zulassen, so daß man es für besser hält, den nachteil der verringerten übertragbaren Wärmemenge pro Wärmeübertragungsflächeneinheit in au zu nehmen, um damit die gleichmäßige Behandlung der Produkte zu sichern.For the above reasons, the use of plate heat exchangers, that work in cross-flow are considered to be less effective for liquids. Man Experts only use plate heat exchangers that work in cross flow viscous media, since they are used in plate heat exchangers with counterflow Due to the unchangeable design of the entry areas, preferred currents arise that only allow an uneven treatment of the media, so that one it considers the disadvantage of the reduced amount of heat transferable per unit heat transfer surface area to be better in order to ensure that the products are treated evenly.

Ziel der Erfindung Ziel der Erfindung ist, die Belastung der einzelnen Wärmeübertragungsflächen zu vergleichmäßigen, dabei den als Wärmeübertragungsfläche wirksamen Anteil an der Gesamtfläche der Wärmeübertragungsplatten zu erhöhen und gleichzeitig das Verhältnis von WärmeübertraOungsleistung zu erforderlicher Förderleistung zu verbessern.OBJECT OF THE INVENTION The aim of the invention is to reduce the burden on the individual To equalize the heat transfer surfaces, in the process as the heat transfer surface effective proportion of the total area of the heat transfer plates and to increase at the same time the ratio of heat transfer capacity to required delivery capacity to improve.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei an sich bekannten Plattenwärmeübertragern die Gestaltung und Anordnung der Durchtrittsöffnungen an den Warmeübertragungsplatten und damit die Zu- und Abführung der Stoffströme zu den einzelnen jeweils von zwei benachbarton Wärmeübertragungsplatten gebildeten Strömungskanälen eines Plattenwärmeübertragers zu verändern.The invention is based on the problem of plate heat exchangers known per se the design and arrangement of the passage openings on the heat transfer plates and thus the supply and discharge of the material flows to each of two flow channels formed adjacent to heat transfer plates one To change plate heat exchanger.

Darlegung des Wesens der Erfindung Erfindungsgemäß erhält bei den mit Dichtungen versehenen dünner profilierten Wärmeübertragungsplatten die eigentliche UYärmeübertragungsfläche eine vorzugsweise quadratische Porm. An jeder ihrer Seiten wird je eine Austrittsöffnung vorgesehen, wobei die Längsausdehnung der Durchtrittsöffnungen ein mehrfaches gegenüber der mittleren Höhe der Durchtrittsöffnungen ist und vorzugsweise im wesentlichen der Strömungsbreite entspricht. Die sich gegenüberliegenden Durchtrittsbffnungen sind dabei dem gleichen Stoffstrom zugeordnet. Die Wärmeübertragungsplatten werden so zu einem Plattenwärmeübertrager zusammengefügt, daß jede Wärmeübertragungsplatte gegenüber ihrer benachbarten um vorzugsweise 1800 um die senkrecht zur Plattenebene stehende Achse gedrehet ist und mit diesen unter Wahrung definierter Abstände Strömungskanäle bilden, di durch Öffnen oder Schließen der entsprechenden Durchtrittsöffnungen hintereinander oder parallel vom jeweiligen Stoff durchströmt werden können, wobei sich die Strömungsrichtungen in benachbarten Kanälen im Winkel von vorzugsweise 900 kreuzen.Statement of the essence of the invention According to the invention obtained with the thinner profiled heat transfer plates provided with seals the actual The heat transfer surface is preferably a square shape. On each of their sides an outlet opening is provided in each case, the longitudinal extent of the passage openings is a multiple of the mean height of the passage openings and preferably corresponds essentially to the flow width. The opposite openings are assigned to the same material flow. The heat transfer plates are so assembled to a plate heat exchanger that each heat transfer plate compared to their neighboring by preferably 1800 by the perpendicular to the plane of the plate standing axis is rotated and with these flow channels while maintaining defined distances form, di by opening or closing the corresponding passage openings one behind the other or can be flowed through by the respective substance in parallel, the directions of flow cross in adjacent channels at an angle of preferably 900.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung und Gestaltung der Durchtrittsöffnungen ist der Strömungsquerschnitt am Übergang von der Durchtrittsöffnung zum Strömungskanal im wesentlichen gleich dem Querschnitt des Strömungsanal. GeschwindigTieitsüberhöWungen gegenüber der mittleren Geschwindigkeit im Strömungskanal werden beim Eintritt in den Strömungskanal und die damit u. a. verbundenen Druckverluste vermieden. Durch die entsprechende Gestaltung der Querschnittsform der Durchtrittsöffnungen läßt sich eine ausreichende gute gleichmäßige Verteilung der Stoffströme über die Strömungskanalbreite gewährleisten. Auf die Ausbildung besonderer Verteilungs- oder Sammelzonen kann verzichtet werden.With the arrangement and design of the passage openings according to the invention is the flow cross-section at the transition from the passage opening to the flow channel essentially the same as the cross section of the flow channel. SPEED EXCESSIONS compared to the mean velocity in the flow channel are when entering the flow channel and thus, inter alia. associated pressure losses avoided. By the corresponding design of the cross-sectional shape of the passage openings there is a sufficiently good, even distribution of the material flows over the width of the flow channel guarantee. On the formation of special distribution or collection zones be waived.

Damit wird bei der erfinderischen Ausführung der Anteil der wirksamen Wärmeübertragungsfläche an der Gesamtfläche der einzelnen Wärmeübertragungsfläche erhöht, wodurch der Materialeinsatz, bezogen auf die wirksame Wärmeübertragungsfläche, reduziert wird, und gleichzeitig eine Reduzierung der Strömungswiderstände im Plattenwärmeübertrager, was gleichbedeutend mit einer Reduzierung des Aufwandes für die Förderung, der Stoffströme durch den Plattenwarmeübertrager hindurch ist, erreicht.Thus, in the inventive design, the proportion of the effective Heat transfer area on the total area of the individual heat transfer area increases, which means that the use of materials, based on the effective heat transfer area, is reduced, and at the same time a reduction in the flow resistance in the plate heat exchanger, which is synonymous with a reduction in the effort for the promotion, the material flows is achieved through the plate heat exchanger.

Bei Plattenwärmeübertragern der erfindungsgemäßen Ausführung erfolgt die Wärmeübertragung grundsätzlich bei jedem gewählten Verhältnis von parallel zu hintereinander von gleichem Stoff durchströmten Kanälen im Kreuzstrom. Während bei der Parallelstromführung der bekannten Plattenwärmeübertrager die jeweils über eine Wärmeübertragungsplattenlänge gemittelten Temperaturdifferenzen erhebliche Unterschiede zwischen den Wärmeübertragungsplatten, an denen die Wärmeübertragung im Gleichstrom zu den Wärmeübertragungsplatten, an denen die Wärmeübertragung im Gegenstrom erfolgt, auftreten, tritt bei Kreuzstromführung wegen der einheitlichen Strömungsart eine Reduzierung der Unterschiede zwischen den über die einzelnen !ärmeübertragungsplatten gewählten Temperaturdifferenzen auf.In plate heat exchangers of the embodiment according to the invention takes place the heat transfer in principle at any chosen ratio of parallel to canals through which the same substance flows one after the other in a cross flow. While at the parallel flow of the known plate heat exchangers, each via a Heat transfer plate length averaged temperature differences significant differences between the heat transfer plates, where the heat transfer is in direct current to the heat transfer plates, on which the heat transfer takes place in countercurrent, occur, occurs with cross-flow routing because of the uniform type of flow Reduction of the differences between the over the individual! Heat transfer plates selected temperature differences.

Bei dem Plattenwärmeübertrager wird durch die Stoffstromführung, die Wärmeübertragung erfolgt stets gleichzeitz über mehrere Strömungskanäle, ein zusätzlicher Temperaturausgleich realisiert, wodurch sich mit zunehmender Anzahl der vom gleichen Stoff durchströmten Kanäle das Gesamtverhalten des Plattenwärmeübertragers bei kreuzstrom zunehmend dem bei reinem Gegenstrom annähert, wenn an den Sin- und Ausgängen des Plattenwärmeübertragers die Stoffe im Gegenstrom geführt werden.In the case of the plate heat exchanger, the material flow guide, the Heat transfer always takes place simultaneously via several flow channels, an additional one Temperature compensation realized, whereby with increasing number of the same Channels flowed through the overall behavior of the plate heat exchanger with cross-flow increasingly approximates that of pure countercurrent when at the sin and outputs of the Plate heat exchanger the substances are guided in countercurrent.

Diese Annäherung erfolgt um so schneller, je kleiner o. g.The smaller the above, the faster this approximation takes place.

Verhältnis, bezogen auf die Wärmeübertragungsfläche einer Wärmeübertragungsplatte, ist.Ratio, based on the heat transfer area of a heat transfer plate, is.

Durch geeignete Wahl der Geometrie der Strömungskanäle, insbesondere des Verhältnisses von Strömungskanallänge zu Strömungskanalhöhe, können die Unterschiede zwischen dem Verhalten des Plattenwärmeaustauschers bei Kreuzstrom und reinem Gegenstrom praktisch vernachlässigbar klein gestaltet werden.By suitable choice of the geometry of the flow channels, in particular the ratio of flow channel length to flow channel height, the differences between the behavior of the plate heat exchanger with cross-flow and pure counter-flow can be made practically negligibly small.

Die bekannten Plattenwärmeübertrager werden zwar im Gegenstrom, aber im allgemeinen mit einem bestimmten Gleichstromanteil, d. h. im Gleichgegenstrom, betrieben, so daß die bei diesem tatsächlich wirksame mittlere Temperaturdifferenz im allgemeinen kleiner als bei reinem Gegenstrom ist.The known plate heat exchangers are countercurrent, but generally with a certain direct current component, i. H. in countercurrent, operated, so that the mean temperature difference actually effective in this case is generally smaller than with pure countercurrent.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Warmeübertragungsplatten und mit ihr, durch die Anordnung der Durchtrittsoffnungen realisierte Form der Kreuzstromrührung, wird die übertragbare wärmemenge gegenüber bekannten Plattenwärmeübertragern mit Parallelstromführung unter sonst gleichen Bedingungen erhöht.Due to the inventive arrangement of the heat transfer plates and with it, through the arrangement of the passage openings realized the shape of the cross-flow agitation, is the amount of heat that can be transferred compared to known plate heat exchangers Parallel current flow increased under otherwise identical conditions.

Damit ist auf Grund der erfinderischen Auslegung der Plattenwärmeübertrager die bisher ablehnende Haltung, Plattenwärmeaustauscher für flüssige Stoffe im Kreuzstrom zu betreiben, widerlegt, da bei Anwendung der erfinderischen Lehre der Nachweis erbracht wird, daß mit Plattenwärmeübertragern, die entsprechend der beschriebenen Ausbildung im Kreuzstrom betrieben werden, auch bei flüssigen Stoffen eine höhere Virtschaftlichkeit gegenüber dem Gegenstrombetrieb erreicht werden kann.This is due to the inventive design of the plate heat exchanger the previously negative attitude, plate heat exchangers for liquid substances in cross flow to operate, refuted, since when applying the inventive teaching the evidence is provided that with plate heat exchangers, which correspond to the described Training to be operated in cross flow, even with liquid substances a higher one Economics can be achieved compared to countercurrent operation.

Gleichzeitig wird bei der Bearbeitung von h.ochviskosen Stoffen eine verbesserte Wirksamkeit erzielt, da nicht nur der Vorteil der gleichmäßigen Strömungsverteilung im Plattenwärmeübertrager und damit eine gleichmäßige Behandlung dieser Stoffe erfolgt, sondern auch die tatsächliche energetische Wirksamkeit des Plattenwärmeübertragers gegenüber der Plattenwärmeübertrager überhaupt.At the same time, when processing high-viscosity materials, a improved effectiveness achieved, as not only the advantage of the even flow distribution in the plate heat exchanger and thus an even treatment of these substances takes place, but also the actual energetic efficiency of the plate heat exchanger compared to the plate heat exchanger at all.

Ausführungebeispiel Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf eine schematisch dargestellte \iärmeübertragungsplatte mit quadratischem Querschnitt Fig. 2 eine Draufsicht auf eine schematische dargestellte Wärmeübertragungsplatte mit rechteckigem Querschnitt Fig. 3 eine Querschnittsform für Durchtrittsöffnungen Fig. 4 eine Querschnittsform für Durchtrittsöffnungen Fig. 5 eine Querschnittsform für Durchtrittsöffnungen Fig. 6 Schema der Plattenanordnung und der Stoffströmung Der als Wärmeübertragungsfläche 1 wirksame Flächenanteil der aus dünnwandigem Material hergestellten und mit Dichtungen 3 versehenen Wärmeübertragungsplatte 4 ist profiliert und besitzt eine rechteckige Form. Die beiden Seitenlangen a und b können dabei gemäß Fig. 1 gleich oder gemäß Fig. 2 unterschiedlich lang ausgeführt werden.EXEMPLARY EMBODIMENT In the following, the invention will be based on an exemplary embodiment are explained in more detail. The accompanying drawings show: FIG. 1 a plan view on a schematically shown heat transfer plate with a square cross-section Fig. 2 is a plan view of a schematically illustrated heat transfer plate with a rectangular cross-section FIG. 3 shows a cross-sectional shape for passage openings 4 shows a cross-sectional shape for passage openings; FIG. 5 shows a cross-sectional shape for passage openings Fig. 6 Scheme of the plate arrangement and the material flow The area portion that is effective as the heat transfer surface 1 is made of thin-walled material produced and provided with seals 3 heat transfer plate 4 is profiled and has a rectangular shape. The two side lengths a and b can thereby according to FIG. 1 the same or according to FIG. 2 with different lengths.

An jeder Seite der Vlärmeübertragungsfläche 1 ist für die Zu- und Abführung der Stoffströme je eine Durchtrittsöffnung 2 angeordnet. Die sich gegenüberliegenden Durchtrittsöffnungen 2a; 2c bzw. 2 b; 2d sind dabei jeweils dem gleichen Stoffstrom zugeordnet.On each side of the noise transmission surface 1 is for the supply and A passage opening 2 is arranged to discharge the material flows. The opposite Passage openings 2a; 2c or 2b; 2d are each the same material flow assigned.

Die Längsausdehnungen La, Lb der Durchtrittsöffnungen entsprechen den Seitenlängen a; b der Wärmeübertragungsfläche 1 und sind um ein Mehrfaches größer als die Höhe hm.The longitudinal dimensions La, Lb correspond to the passage openings the side lengths a; b of the heat transfer surface 1 and are several times larger than the height hm.

In Fig. 3, Pig. 4, Fig. 5 werden verschiedene verwendbare geometrische Formen der Querschnittsfläche der Durchtrittsöffnungen 2 gezeigt.In Figure 3, Pig. 4, 5 are various usable geometrical Shapes of the cross-sectional area of the passage openings 2 are shown.

Diese dargestellten Formen sind die Naheliegensten und können auch in anderen geometrischen Pormen ausgelegt werden, wenn sie so ausbildet sind, daß die Längsausdehnung L ein Ifehrfaches größer als die zwischen der größten Höhe H und der kleinsten Höhe h liegende gemittelte Höhe hm ist. Entsprechend Fig. 6 werden die Wärmeübertragungsplatten 4 zu einem Apparat in einem Gestell mittels Spannschraube zusammengefügt. Die Führung der Flüssigkeitsströme A; B erfolgt so, daß die Strömung richtungen in den benachbarten Strömungskanälen 5a, 5b; 5b, 5c; 5c, 5d sich kreuzen, wobei von einem oder von beiden Flüssigkeitsströmen mindestens zwei Strörnungskanäle hintereinander durchkreuzt werden.The shapes shown are and can be the most obvious be designed in other geometrical Pormen, if they are formed so that the longitudinal extent L is several times larger than that between the greatest height H. and the mean height lying at the lowest height h is hm. According to Fig. 6 are the heat transfer plates 4 to an apparatus in a frame by means of a clamping screw put together. The guidance of the liquid flows A; B is done so that the flow directions in the adjacent flow channels 5a, 5b; 5b, 5c; 5c, 5d cross each other, wherein at least two flow channels of one or both of the liquid flows be crossed one after the other.

Aufstellung der Bezugszeichen 1 Wärmeaustauschfläche 2 Durchtrittsöffnung 2a Durchtrittsöffnung 2b Durchtrittsöffnung 2c Durchtrittsöffnung 2d Durchtrittsöffnung 3 Dichtungen 4 Wärmeübertragungsplatte 5a Strömungskanal 5b Strömungskanal 5c Strömungskanal 5d Strömungskanal a Seitenlänge b Seitenlänge h kleinste Höhe H größte Höhe hm gemittelte Höhe La Längsausdehnung Lb Längsausdehnung L Längsausdehnung - Leerseite --List of the reference symbols 1 heat exchange surface 2 passage opening 2a passage opening 2b passage opening 2c passage opening 2d passage opening 3 seals 4 heat transfer plate 5a flow channel 5b flow channel 5c flow channel 5d flow channel a side length b side length h smallest height H largest height hm averaged Height La longitudinal extension Lb longitudinal extension L longitudinal extension - Blank page -

Claims

Invention claims> plate heat exchanger for heating or Cooling of liquids, consisting of a number of identical heat transfer plates with profiled heat transfer surface, the heat transfer plates so are designed that flow channels between each two adjacent heat transfer plates with a cross-section that changes in the direction of flow and is preferably rectangular arise and which are provided with openings so that at least two Flow channels are traversed by the same substance one after the other, characterized in that that the directions of flow intersect in adjacent flow channels, and that the profiled heat transfer plates (4) provided with seals (3) preferably have a square shape, which on each of its sides with external passage openings (2) are provided, which are designed so that the longitudinal extent (L) of the passage openings (2) a multiple of the averaged height (tun) of the passage openings (2) and preferably corresponds to the flow width and the opposite Passage openings (2) of two adjacent heat transfer plates (4) are the same Material flow are assigned.

2. Plate heat exchangers for heating or cooling liquids Substances according to claim 1, characterized in that the while maintaining the defined Distances formed flow channels by opening or closing the corresponding Passages (2) through which the respective substance can flow one behind the other or in parallel are, with the flow directions in adjacent flow channels at an angle of preferably 900 cross.

3. Plate heat exchangers for heating or cooling liquids Fabrics according to Claims 1 and 2, characterized in that the passage openings (2) and the flow cross-section at the transition from the passage opening (2) to the The flow cross-section is approximately the same as the cross-section of the flow channel.