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Patent Searching and Data


Title:
HEAT EXCHANGER, EVAPORATION REFRIGERATION SYSTEM AND PROCESS-ENGINEERING TREATMENT SYSTEM FOR WORKPIECES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/135200
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a heat exchanger having a first circuit for a useful medium and a second circuit for a heat-exchange medium. The circuits communicate with each other in a thermoconductig manner. The second circuit is configured as a separate, closed system. The first circuit can be dismounted independent of the second circuit.

Inventors:
WURSTER GERD (DE)
Application Number:
PCT/EP2008/003463
Publication Date:
November 13, 2008
Filing Date:
April 29, 2008
Export Citation:
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Assignee:
WURSTER GERD (DE)
International Classes:
F28D9/00
Domestic Patent References:
WO1994023259A11994-10-13
WO2004072570A12004-08-26
WO2003039786A12003-05-15
Foreign References:
US2615687A1952-10-28
EP1489367A12004-12-22
EP1134031A22001-09-19
Attorney, Agent or Firm:
GAHLERT, Stefan et al. (Weller & PartnerPostfach 10 54 62, Stuttgart, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Wärmetauscher mit einem ersten Kreislauf für ein Nutzmedium und mit einem zweiten Kreislauf für ein Wärmetauschmedium, wobei die Kreisläufe miteinander in wärmeleitender Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kreislauf als separates, geschlossenes System ausgebildet und betreibbar ist und dass der erste Kreislauf unabhängig von dem zweiten Kreislauf demontierbar ist.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er als Plattenwärmetauscher mit einer Mehrzahl von im Wesentlichen parallel zueinander und im Abstand voneinander angeordneten Wänden (74) ausgebildet ist, wobei die Wände (74) abwechselnd nebeneinander in wärmeleitender Verbindung angeordnete erste Hohlräume (61, 65, 69, 73) und zweite Hohlräume (63, 67, 71) bilden, die von einem Nutzmedium bzw. von einem Wärmetauschmedium durchströmt werden, dass Wände (74) randseitig mittels elastischer Dichtungen (60, 64, 68, 72) miteinander verbunden sind, und dass die ersten Hohlräume (61, 65, 69, 73) begrenzende Wände (51, 53, 74) mittels der elastischen Dichtungen (60, 64, 68, 72) und lösbar miteinander verbunden sind.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Hohlräume (63, 67, 71) als geschlossene Elemente ausgebildet sind.

4. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im demontierten Zustand die ersten Hohlräume (61, 65, 69, 73) offen und zugänglich und die zweiten Hohlräume (63, 67, 71) geschlossen und druckfest sind.

5. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Hohlräume (63, 67, 71) bis 30 bar druckfest sind.

6. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände (74) der zweiten Hohlräume (63, 67, 71) unmittelbar miteinander verbunden sind.

7. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Hohlräume (63, 67, 71) an voneinander beabstandeten Positionen ihres Randes mit Anschlüssen (86, 92) für Leitungen versehen sind.

8. Wärmetauscher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen als flexible Druckleitungen (88, 94) für das Wärmetauschmedium ausgebildet sind.

9. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Hohlräume (61, 65, 69, 73) über Durchlässe (75, 76, 78) durch die zweiten Hohlräume (63, 67, 71) hindurch miteinander verbunden sind.

10. Wärmetauscher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlässe (75, 76, 78) in Strömungsrichtung (80) des Nutzmediums abwechselnd an voneinander beabstandeten Positionen in den zweiten Hohlräume (63, 67, 71) angeordnet sind.

11. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Hohlräume (63, 67, 71) Teil eines Verdampfers (26) oder eines Verflüssigers sind.

12. Verdampfungs-Kälteanlage mit einem von einem Nutzmedium durchströmten Wärmetauscher (27), dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (27) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist.

13. Kälteanlage, insbesondere nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (27) mit einem ersten, eingangsseitigen Anschluss (32) für ein flüssiges Kühlmittel an einen Verflüssiger (36) für ein Wärmetauschmedium und mit einem zweiten, ausgangsseitigen Anschluss (40) für ein gasförmiges Kühlmittel an einen den Verflüssiger (36) speisenden Verdichter (38) anschließbar ist.

14. Kälteanlage nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (27) mit einem ersten, eingangsseitigen Anschluss (32) und mit einem zweiten, ausgangsseitigen Anschluss (40) an einen weiteren oder mehrere weitere Wärmetauscher (108) für ein Wärmetauschmedium anschließbar ist, wobei der weitere Wärmetauscher (108) zum Erwärmen eines weiteren Nutzmediums dient.

15. Kälteanlage nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (100, 102, 104) vorgesehen sind, um den Wärmetauscher (27) wahlweise an den Verflüssiger (34) oder an den weiteren Wärmetauscher (108) anzuschließen.

16. Kälteanlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Wärmetauscher (108) ein Bad (122), insbesondere ein Entfettungsbad, oder einen Trockner oder eine Zuluftanlage beheizt.

17. Verfahrenstechnische Behandlungsanlage für Werkstücke, bei der ein flüssiges Nutzmedium aus einem Behandlungsbehälter abgezogen, mittels einer Kälteanlage gekühlt und alsdann wieder dem Behandlungsbehälter zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kälteanlage als Verdampfungs-Kälteanlage (26 bis 40) nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 12 ausgebildet ist.

18. Anlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Lackiereinrichtung mit einem Tauchbecken (12) ausgebildet ist, bei der ein Lack (14) aus dem

Tauchbecken (12) abgezogen, mittels einer Kälteanlage gekühlt und alsdann wieder dem Tauchbecken (12) zugeführt wird.

19. Anlage nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (100, 102, 104) vorgesehen sind, um die Kälteanlage wahlweise an einen Verflüssiger (34) oder an einen Wärmetauscher (108) anzuschließen.

20. Anlage nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (108) ein Bad (122), insbesondere ein Entfettungsbad, oder einen Trockner oder eine Zuluftanlage beheizt.

Description:

Wärmetauscher. Verdampfungs-Kälteanlage und verfahrenstechnische Behandlungsanlage für Werkstücke

Die Erfindung betrifft Wärmetauscher mit einem ersten Kreislauf für ein Nutzmedium und mit einem zweiten Kreislauf für ein Wärmetauschmedium, wobei die Kreisläufe miteinander in wärmeleitender Verbindung stehen.

Die Erfindung betrifft ferner eine Verdampfungs-Kälteanlage mit einem von einem Nutzmedium durchströmten Wärmetauscher.

Die Erfindung betrifft schließlich eine verfahrenstechnische Behandlungsanlage für Werkstücke, bei der ein flüssiges Nutzmedium aus einem Behandlungsbehälter abgezogen, mittels einer Kälteanlage gekühlt und alsdann wieder dem Behandlungsbehälter zugeführt wird.

Wärmetauscher, Verdampfungs-Kälteanlagen sowie verfahrenstechnische Behandlungsanlagen der vorstehend genannten Art sind in vielfältiger Form bekannt.

Wärmetauscher sind Bauelemente, die es gestatten, ein Nutzmedium durch wärmeleitenden Kontakt mit einem Wärmetauschmedium auf eine höhere oder eine niedrigere Temperatur zu bringen. Bei Plattenwärmetauschern geschieht dies über eine sandwichartige Struktur von abwechselnd nebeneinander angeordneten, meist plattenförmigen Hohlräumen oder Kammern für das Nutzmedium und das Wärmetauschmedium. Die Hohlräume sind durch gut wärmeleitende Wände voneinander getrennt.

Wenn der Wärmetauscher zum Abkühlen des Nutzmediums verwendet werden soll, dann kann das Wärmetauschmedium eine Flüssigkeit, z.B. Wasser sein, die sich auf niedrigerer Temperatur befindet. Das kältere Wärmetauschmedium nimmt dabei einen Teil der Wärme des Nutzmediums auf, ändert seinen Aggregatzustand dabei aber nicht. Bei in ausreichender Menge verfügbarem Wärmetauschmedium (z.B. Flusswasser) kann das Kühlsystem offen sein. In anderen Fällen wird das Kühlmedium nach dem Verlassen des Wärmetauschers mittels eines Kühlers, beispielsweise eines Luft- oder Wasserkühlers, abgekühlt und dem Wärmetauscher in einem geschlossenen Kreislauf wieder zugeführt.

Alternativ kann das Wärmetauschmedium auch ein spezielles Kühlmittel sein, das durch die Wärmeaufnahme in dem Wärmetauscher verdampft, also seinen Aggregatzustand ändert, was eine größere Wärmeabfuhr ermöglicht. Das verdampfte Wärmetauschmedium wird dann in einem Verdichter komprimiert und einem Verflüssiger zugeführt. Ein offenes System ist in diesem Falle nicht möglich. Eine Verdampfungs- Kälteanlage kann mit einem besseren Wirkungsgrad, insbesondere mit einem geringeren Einsatz von Primärenergie, betrieben werden.

Ein spezielles Anwendungsgebiet von kühlenden Wärmetauschern ist im hier interessierenden Zusammenhang das industrielle Lackieren von Werkstücken, insbesondere

das Lackieren von Automobilkarosserien in Elektrotauchanlagen. Weitere Anwendungen sind Behandlungsanlagen, in denen Werkstücke mit warmen Flüssigkeiten behandelt werden, also beispielsweise Reinigungsanlagen, galvanische Anlagen usw.

In Elektrotauchanlagen werden z.B. Automobilkarosserien oder andere Teile durch ein Tauchbecken transportiert. Dabei wird ein elektrischer Strom durch das Tauchbecken und die Karosserien geleitet, so dass der Lack fest an der Karosserie anhaftet. Der durch das Tauchbad fließende elektrische Strom erwärmt den darin befindlichen Lack und die Umwälzpumpe jedoch erheblich, so dass man gezwungen ist, das Tauchbad kontinuierlich zu kühlen. Dies geschieht herkömmlich mit einer Wasserkühlung der oben zunächst beschriebenen Art, bei der ein leicht zu reinigender Plattenwärmetauscher verwendet wird, in dem der warme Lack das Nutzmedium und kaltes Wasser das Wärmetauschmedium ist.

Elektrotauchbäder müssen kontinuierlich betrieben werden, also 365 Tage im Jahr rund um die Uhr, weil der Lack im Tauchbecken sedimentieren würde, wenn man das Tauchbecken für einen längeren Zeitraum ausschaltet. Andererseits ist es von Zeit zu Zeit erforderlich, den Wärmetauscher zu reinigen. Diese Wartung muss daher sehr schnell vonstatten gehen, um die Kühlwirkung nicht zu unterbrechen.

Wenn man nun zur Erhöhung des Wirkungsgrades bzw. zum Senken des Energieverbrauchs anstelle eines wassergekühlten Wärmetauschers, insbesondere Plattenwärmetauschers, einen solchen mit einer Verdampfungskühlung verwenden wollte, dann wäre der Zeitaufwand für eine solche Wartung erheblich größer. Es müsste nämlich zunächst das hinsichtlich seiner Umweltverträglichkeit in der Regel problematische Wärmetauschmedium, insbesondere ein Kältemittel, separat entleert und zwischengelagert und nach der Reinigung des Wärmetauschers wieder eingefüllt und die Anlage hochgefahren werden.

Aus der DE 100 35 776 Cl ist ein Plattenwärmetauscher bekannt, bei dem die Wände, durch die einzelne Hohlräume voneinander getrennt sind, randseitig mittels elastischer Dichtungen miteinander verbunden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher, eine Verdampfungs-Kälteanlage sowie eine Lackiereinrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass die vorstehend genannten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll es möglich werden, einen Wärmetauscher, insbesondere für eine Verdampfungs-Kälteanlage, in kürzester Zeit so weit demontieren zu können, dass eine schnelle Wartung möglich ist, so dass ein Einsatz auch in kontinuierlich betriebenen Einrichtungen möglich wird.

Bei einem Wärmetauscher der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der zweite Kreislauf als separates, geschlossenes System ausgebildet und betreibbar ist und dass der erste Kreislauf unabhängig von dem zweiten Kreislauf demontierbar ist.

Bei einer Verdampfungs-Kälteanlage der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Wärmetauscher in der vorstehend genannten Art ausgebildet ist.

Bei einer Lackiereinrichtung der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst dass die Kälteanlage als Verdampfungs-Kälteanlage in der vorstehend genannten Art ausgebildet ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.

Die Erfindung ermöglicht es nämlich, den Wärmetauscher, insbesondere für War- tungs- und Reparaturaufgaben, derart zu zerlegen, dass der zweite Kreislauf mit dem kritischen Wärmetauschmedium vollständig geschlossen bleibt und in einem ent-

sprechenden Modus weiterlaufen kann, während die Elemente des ersten Kreislaufs zugänglich werden. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, das Wärmetauschmedium zunächst zu entleeren und zu versorgen und später wieder einzufüllen. Auf diese Weise lassen sich Verdampfungs-Kälteanlagen leichter betreiben. Ferner wird ein Einsatz von Verdampfungs-Kälteanlagen bei kontinuierlich laufenden Lackiereinrichtungen möglich und deren thermischer Wirkungsgrad gesteigert.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers zeichnet sich dadurch aus, dass er als Plattenwärmetauscher mit einer Mehrzahl von im Wesentlichen parallel zueinander und im Abstand voneinander angeordneten Wänden ausgebildet ist, wobei die Wände abwechselnd nebeneinander in wärmeleitender Verbindung angeordnete erste Hohlräume und zweite Hohlräume bilden, die von einem Nutzmedium bzw. von einem Wärmetauschmedium durchströmt werden, dass Wände randseitig mittels elastischer Dichtungen miteinander verbunden sind, und dass die ersten Hohlräume begrenzende Wände mittels der elastischen Dichtungen und lösbar miteinander verbunden sind.

Diese Maßnahmen haben den Vorteil, dass eine bewährte Bauart von Wärmetauschern mit großer Wärmetauschfläche, wie sie bereits in dem bevorzugten Anwendungsgebiet der Erfindung eingesetzt wird, erfindungsgemäß modifiziert werden kann.

Bevorzugt ist dabei, wenn die zweiten Hohlräume als geschlossene Elemente ausgebildet sind.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die taschenartige Ausbildung der Hohlräume in besonderer Weise einen kontinuierlichen Betrieb des Wärmetauschmedium-Kreislaufes gestattet, wenn der Nutzmedium-Kreislauf demontiert wird.

Dabei ist besonders bevorzugt, wenn im demontierten Zustand die ersten Hohlräume offen und zugänglich und die zweiten Hohlräume geschlossen und druckfest sind. Insbesondere sind die zweiten Hohlräume bis 30 bar druckfest.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass bei einer Demontage der Wärmetauscherkreislauf, insbesondere ein Kühlkreislauf, weiterlaufen kann, während die ersten Hohlräume z.B. gereinigt werden. Eine Druckfestigkeit von 20 bar entspricht dabei den üblichen Systemdruckwerten in Kühlkreisläufen der hier interessierenden Art, bei denen z.B. das dem Fachmann bekannte Kühlmedium R 410 A verwendet wird.

Ferner ist es bevorzugt, wenn die Wände der zweiten Hohlräume unmittelbar miteinander verbunden sind.

Bei Ausführungsformen der Erfindung sind die zweiten Hohlräume an voneinander beabstandeten Positionen ihres Randes mit Anschlüssen für Leitungen versehen.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass das Wärmetauschmedium die zweiten Hohlräume über deren gesamtes Volumen durchströmt und daher ein besonders guter Wärmeübergang erzielt wird.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Leitungen als flexible Druckleitungen für das Wärmetauschmedium ausgebildet.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die Elemente der zweiten Hohlräume bei den Wartungsarbeiten in gewissen Grenzen bewegt werden können, ohne deren Funktion zu behindern und ohne dass die zweiten Hohlräume geöffnet werden müssten.

Weiter wird erfindungsgemäß eine gute Wirkung erzielt, wenn die ersten Hohlräume über Durchlässe durch die zweiten Hohlräume hindurch miteinander verbunden sind, wobei vorzugsweise die Durchlässe in Strömungsrichtung des Nutzmediums

abwechselnd an voneinander beabstandeten Positionen in den zweiten Hohlräumen angeordnet sind.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass eine mäanderartige Strömung des Nutzmediums entsteht, die einen guten Wärmeübergang zum Wärmetauschmedium ermöglicht.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verdampfungs-Kälteanlage zeichnet sich dadurch aus, dass der Wärmetauscher mit einem ersten, ein- gangsseitigen Anschluss für ein flüssiges Kühlmittel an einen Verflüssiger für ein Wärmetauschmedium und mit einem zweiten, ausgangsseitigen Anschluss für ein gasförmiges Kühlmittel an einen den Verflüssiger speisenden Verdichter anschließbar ist.

Alternativ oder zusätzlich kann der Wärmetauscher dabei auch mit einem ersten, eingangsseitigen Anschluss und mit einem zweiten, ausgangsseitigen Anschluss an einen weiteren oder mehrere weitere Wärmetauscher für ein Wärmetauschmedium anschließbar sein, wobei der weitere Wärmetauscher zum Erwärmen eines weiteren Nutzmediums dient.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass der Gesamtwirkungsgrad verbessert wird, weil die anfallende Abwärme in einer weiteren Station ausgenutzt und nicht an die Atmosphäre abgegeben wird.

Eine besonders gute Wirkung wird dabei dann erzielt, wenn Mittel vorgesehen sind, um den Wärmetauscher wahlweise an den Verflüssiger oder an den weiteren Wärmetauscher anzuschließen.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass immer dann, wenn die Abwärme verwertet werden kann, dies auch geschieht, andererseits aber auch ohne diese weitere Abwar-

menutzung gearbeitet werden kann, wenn es für die Abwärme keinen Abnehmer gibt.

Bevorzugt ist dabei, wenn der weitere Wärmetauscher ein Bad, insbesondere ein Entfettungsbad, oder einen Trockner oder eine Zuluftanlage beheizt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Behandlungsanlage ist diese als Lackiereinrichtung mit einem Tauchbecken ausgebildet, bei der ein Lack aus dem Tauchbecken abgezogen, mittels einer Kälteanlage gekühlt und alsdann wieder dem Tauchbecken zugeführt wird.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1: ein äußerst schematisiertes Blockschaltbild einer Tauchlackiereinrichtung;

Figur 2A: eine schematisierte Querschnittsdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Plattenwärmetauschers, wie er in einem Verdampfer der Tauchlackiereinrichtung in Figur 1 verwendet werden kann, in zusammengebautem Zustand;

Figur 2B: den Plattenwärmetauscher von Figur 2, jedoch in auseinandergebautem Zustand; und

Figur 3 eine Blockschaltbild, ähnlich Figur 1, jedoch für ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In Figur 1 bezeichnet 10 als Ganzes eine Tauchlackiereinrichtung, wie sie beispielsweise in der Automobilindustrie zum Lackieren von Karosserien verwendet wird. Die Tauchlackiereinrichtung 10 weist ein Elektrotauchbecken 12 auf, das ein Lackbad 14 enthält. In das Lackbad 14 werden die Karosserien an einem Ende eingetaucht, wie mit einem Pfeil 16 angedeutet, und verlassen das Lackbad 14 am entgegengesetzten Ende wieder, wie mit einem Pfeil 18 angedeutet.

Beim Elektrotauchverfahren wird das Lackbad 14 durch den durch das Lackbad 14 zur Karosserie fließenden elektrischen Strom erwärmt, so dass es erforderlich ist, das Lackbad zu kühlen. Zu diesem Zweck wird an einem ersten Anschluss 20 des Elektro- tauchbeckens 12 Lack abgenommen, gekühlt und an einem zweiten Anschluss 22 dem Lackbad wieder zugeführt. Der Lack als das zu kühlende Medium wird im Folgenden als „Nutzmedium" bezeichnet, weil die Erfindung selbstverständlich nicht auf das hier beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern auch andere Medien, im einfachsten Fall auch Wasser, behandelt werden können.

Das Nutzmedium gelangt zur Kühlung zunächst zu einem ersten Anschluss 24, dem Eingang Nutzmedium, eines Verdampfers 26, dessen wesentliches Element ein Plattenwärmetauscher 27 bildet, der weiter unten anhand der Figuren 2 A und 2B noch näher erläutert werden wird. Es verlässt den Verdampfer wieder über einen zweiten Anschluss 28, den Ausgang Nutzmedium. Von dort wird es dem zweiten Anschluss 22 des Elektrotauchbeckens 12 zugeführt, so dass ein geschlossener Kreislauf des Nutzmediums entsteht. Zur Aufrechterhaltung des Kreislaufs ist eine Pumpe 30 als Umwälzpumpe beispielsweise zwischen dem ersten Anschluss 20 des Elektrotauchbeckens 12 und dem ersten Anschluss 24 des Verdampfers angeordnet.

Der Verdampfer 26 weist ferner einen dritten Anschluss 32, den Eingang Wärmetauschmedium, auf, an dem ein an dieser Stelle flüssiges Wärmetauschmedium

(Kühlmedium) von einem Verflüssiger 34 unter hohem Druck über ein Expansionsventil 35 zugeliefert wird. Der Verflüssiger 34 wird seinerseits mittels Kühlluft 36 gekühlt. Das aus einem vierten Anschluss 40 des Verdampfers 26, dem Ausgang Wärmetauschmedium, austretende, gasförmige Wärmetauschermedium (Kühlmedium) wird in einem Verdichter 38 komprimiert und zu dem Verflüssiger 36 zurückgeführt. Dadurch entsteht auch hinsichtlich des Wärmetauschmediums ein geschlossener Kreislauf.

Als Kühlmittel kann beispielsweise das Kühlmittel R 410 A verwendet werden, das in Systemen mit einem Systemdruck von 20 bar eingesetzt wird.

Der in Figur 1 dargestellten Anlage wird, vom Betrieb des Elektrotauchbeckens 12 selbst abgesehen, im Wesentlichen Energie nur über den Antrieb des Verdichters 38 zugeführt. Die am Verflüssiger 34 anfallende Abwärme wird über die Kühlluft 36 an die Atmosphäre abgegeben.

Figur 2A zeigt die Einzelheiten des Plattenwärmetauschers 27.

Der Plattenwärmetauscher 27 weist eine sandwichartige Struktur auf. In Figur 2A erkennt man links eine erste Kopfplatte 50 und rechts eine zweite Kopfplatte 52, die den Plattenwärmetauscher 27 seitlich begrenzen und vorzugsweise dessen tragende mechanische Elemente bilden. Die jeweils nach innen weisenden Wände der Kopfplatten 50 und 52 sind mit 51 und 53 bezeichnet.

In die erste Kopfplatte 50 ist oben ein erster Stutzen 54 eingebaut, der durch die erste Kopfplatte 50 hindurch führt und den ersten Anschluss 24 des Verdampfers 26 bildet. In entsprechender Weise ist die zweite Kopfplatte 52 mit einem zweiten Stutzen 56 versehen, der den zweiten Anschluss 28 des Verdampfers 26 darstellt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel fluchten die Stutzen 54 und 56 miteinander. Es versteht sich in diesem Zusammenhang selbstverständlich, dass die Angaben „rechts", „links,

„oben", „unten" usw. nur beispielhaft zu verstehen sind und dass auch andere Konfigurationen möglich sind, wie man dies von Plattenwärmetauschern her kennt.

An die erste Kopfplatte 50 schließt sich rechts eine erste Dichtung 60 an, die vorzugsweise als ringförmige Dichtung ausgebildet ist. Die erste Dichtung 60 grenzt rechts an eine erste Wärmetauschplatte 62, so dass sich zwischen der ersten Kopfplatte 50 und der ersten Wärmetauschplatte 62 ein erster Hohlraums 61 befindet. Die erste Wärmetauscherplatte 62 ist ein taschenartiges, in sich geschlossenes Element. Sie ist hohl und bildet damit einen zweiten Hohlraum 63. In entsprechender Weise befindet sich innerhalb einer zweiten Dichtung 64 und rechts von der ersten Wärmetauscherplatte 62 ein dritter Hohlraum 65, der rechts von einer zweiten Wärmetauscherplatte 66 mit einem vierten Hohlraum 67 begrenzt ist. Es schließen sich dann nach rechts in gleicher Weise eine dritte Dichtung 68, ein fünfter Hohlraum 69, eine dritte Wärmetauscherplatte 70 mit einem sechsten Hohlraum 71, eine vierte Dichtung 72 und ein siebter Hohlraum 73 an, der rechts von der Innenwand 53 der zweiten Kopfplatte 52 begrenzt ist. Die Hohlräume 61, 63, 65, 67, 69, 71 und 73 sind vorzugsweise flach-quaderförmig, also im Querschnitt rechteckig ausgebildet, können aber auch flach zylindrisch oder flach elliptisch gestaltet sein.

Die Wärmetauscherplatten 62, 66, und 70 sind jeweils mit einer dünnen, gut wärmeleitenden Wand 74 aufgebaut. Die erste Wärmetauscherplatte 62 ist unten mit einem ersten Durchgang 75, die zweite Wärmetauscherplatte 66 oben mit einem zweiten Durchgang 76 und die dritte Wärmetauscherplatte 70 wiederum unten mit einem dritten Durchgang 78 versehen, wobei die Durchgänge 75, 76 und 78 die jeweils rechts und links an die Wärmetauscherplatten 62, 66 und 70 angrenzenden Hohlräume 61/65, 65/69 bzw. 69/73 miteinander verbinden.

Auf diese Weise durchströmt das Nutzmedium den Plattenwärmetauscher 27 von dem ersten Anschluss 24 entlang einer mäanderartigen Bahn durch die Hohlräume 61, 65, 69 und 73 zu dem zweiten Anschluss 28, wie mit Pfeilen 80 eingezeichnet. Das Nutzmedium strömt auf diesem Wege an den Wänden 74 der Wärmetauscherplatten 62, 66 und 70 vorbei.

Infolge des Wärmeüberganges durch die Wände 74 hindurch verdampft das durch die Wärmetauscherplatten 62, 66 und 70 hindurchfließende Wärmetauschermedium und entzieht dem Nutzmedium Wärme. Das Nutzmedium tritt daher aus dem zweiten Anschluss 28 mit erheblich niedrigerer Temperatur aus. Das von dem Verflüssiger 34 zugeführte Wärmetauschmedium tritt in die Hohlräume 63, 67 und 71 der Wärmetauscherplatten 62, 66 und 70 über den dritten Anschluss 32 ein. Es verdampft an den Wärmetauscherflächen, wie erwähnt, und tritt aus dem Plattenwärmetauscher 27 durch den vierten Anschluss 40 wieder aus, wird im Verflüssiger 34 wieder verflüssigt und mittels des Verdichters 38 wieder dem dritten Anschluss 32 zugeführt (vgl. Figur 1).

Die sandwichartige Anordnung des Plattenwärmetauschers 27 zeichnet sich nun zum einen dadurch aus, dass dessen Elemente, nämlich die Kopfplatten 50 und 52, die Dichtungen 60, 64, 68 und 72 sowie die Wärmetauscherplatten 62, 66 und 70 lösbar miteinander verbunden sind, so dass es möglich ist, den Plattenwärmetauscher 27 zu zerlegen, wie in Figur 2B dargestellt. Unter „Zerlegen" ist dabei insbesondere zu verstehen, dass die vorgenannten Elemente jedenfalls so weit auseinander bewegt werden, dass die vom Nutzmedium durchströmten Hohlräume 61, 65, 69 und 73 zu Wartungs- oder Reinigungszwecken zugänglich sind.

Zum anderen sind die Wärmetauscherplatten 62, 66 und 70 als in sich geschlossene, taschenartige und druckfeste Elemente ausgebildet. Die Wärmetauscherplatten 62, 66 und 70 sind an ihren oberen Enden jeweils mit oberen Anschlüssen 86 an die Hohlräume 63, 67 bzw. 71 versehen, die über flexible Druckleitungen 88 an eine erste Sammelleitung 90 angeschlossen sind, die den vierten Anschluss 40 bildet. In entsprechender Weise sind die Wärmetauscherplatten 62, 66 und 70 an ihren unteren Enden jeweils mit unteren Anschlüssen 92 versehen, die über flexible Druckleitungen 94 an eine zweite Sammelleitung 96 angeschlossen sind, die den dritten Anschluss 32 bildet. Die Flexibilität der Druckleitungen 88 und 94 ermöglicht es, die Wärmetauscherplatten 62, 66 und 70 bei der Demontage des Plattenwärmetauschers 27 relativ zu den Dichtungen 60, 64, 68 und 72 sowie den Kopfplatten 50 und 52 so weit zu bewegen, wie dies zu den oben genannten Zwecken des Reinigens und Wartens

erforderlich ist. Der Kreislauf des Wärmetauschermediums bleibt dabei vollständig geschlossen. Dieser Kühlkreislauf kann daher während der Wartungsarbeiten in einem entsprechenden Standby-Modus bei vollem Systemdruck von z.B. 20 bar weiter betrieben werden.

Die zum Zusammenfügen der genannten Elemente erforderlichen Verbindungsmittel sind in den Figuren 2A und 2B der übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Es versteht sich ferner, dass es für die genannten Zwecke nicht unbedingt erforderlich ist, sämtliche Elemente (Kopfplatten, Dichtungen Wärmetauscherplatten) vollständig voneinander zu trennen, wie dies in Figur 2B dargestellt ist. Für eine Zugänglichkeit der vom Nutzmedium durchströmten Hohlräume 61, 65, 69 und 73 ist es vielmehr ausreichend, wenn die Dichtungen an einer Seite mit dem dortigen Element verbunden bleiben, also beispielsweise die erste Dichtung 60 mit der ersten Kopfplatte 50, sofern nur die Verbindung zwischen der ersten Dichtung 60 und der ersten Wärmetauscherplatte 62 gelöst wird. Ebenso könnte man die zweite Dichtung 64 und die dritte Dichtung 68 fest mit der zweiten Wärmetauscherplatte 66 verbunden lassen und nur deren Verbindung nach links zur ersten Wärmetauscherplatte 62 sowie nach rechts zur dritten Wärmetauscherplatte 70 lösen, um einen Zugang zum dritten Hohlraum 65 und zum fünften Hohlraum 69 zu schaffen und dergleichen.

Beim Ausführungsbeispiel der Figur 3 ist vorgesehen, die am Verdampfer 26 anfallende Abwärme wahlweise in einer weiteren Station oder mehreren weiteren Stationen zu nutzen, anstatt sie in dem Verflüssiger 34 über die Kühlluft 36 an die Atmosphäre abzugeben.

Insoweit ist in Figur 3 mit 98 angedeutet, dass sich der Verflüssiger 34 vorzugsweise in einem separaten Raum, vorzugsweise im Freigelände, befindet, damit die Abwärme nicht den Prozess im Tauchbecken 12 belastet.

Zwischen dem vierten Anschluss 40 des Verdampfers 26 und dem Eingang des Verflüssigers 34 ist beim Ausführungsbeispiel der Figur 3 ein 3-Wegeventil 100

angeordnet. Das 3-Wegeventil 100 gestattet es, den vierten Anschluss 40 des Verdampfers 26 wahlweise mit einer Leitung 102 zu verbinden, die in der oben zu Figur 1 beschriebenen Weise zum Eingang des Verflüssigers 34 führt, oder mit einer Leitung 104, die an einen Eingang einer Kondensatorseite 106 eines weiteren Wärmetauschers 108 oder mehrerer weiterer Wärmetauscher (nicht dargestellt) angeschlossen ist. Der Ausgang des Wärmetauschers 108 ist seinerseits über eine Leitung 110 an einen Sammelpunkt 112 angeschlossen, der sich im Eingang des Verdichters 38 befindet, wo auch der Ausgang des Verflüssigers 34 angeschlossen ist.

Der Wärmetauscher 108 weist ferner eine Warmseite 114 auf. Diese ist ausgangsseitig über eine Leitung 116 an eine weitere, Nutzwärme verbrauchende Station 118 angeschlossen. Die Station 118 ist im dargestellten Beispiel eine Spritzvorbehandlungs- einrichtung, in der eine erwärmte Spritzflüssigkeit, beispielsweise Reinigungswasser, auf Werkstücke aufgespritzt und die von den Werkstücken abtropfende Spritzflüssigkeit in einem Flüssigkeitsbecken 122 gesammelt wird. Die gesammelte Spritzflüssigkeit wird dann über eine Leitung 124 und eine Umwälzpumpe (nicht dargestellt) wieder der Warmseite 114 zugeführt.

Der weitere Wärmetauscher 108 kann das im Flüssigkeitsbecken 122 befindliche Bad beheizen, beispielsweise ein Entfettungsbad, oder einen Trockner oder eine Zuluftanlage.

Auf diese Weise wird die Abwärme des Verflüssigers 34 ausgenutzt und der Wirkungsgrad der Anlage durch verbesserte Ausnutzung der eingesetzten Primärenergie verbessert. Für Zeiträume, in denen die Station 118 nicht in Betrieb ist, kann durch Betätigen des 3-Wegeventils wieder auf den Verflüssiger 34 zurückgegriffen werden.