192534. lajstromszámú szabadalom • Müanyaglemezes hőcserélő és eljárárs annak üzemeltetésére.
1 192 534 2 A találmány tárgya műanyag lemezes hőcserélő, amely gázok és/vagy folyadékok 'közötti hőátadás céljára keresztáramú, nagyméretű, magas hőmérsékleten üzemelő típusok kialakítását teszi lehetővé, valamint eljárás a találmány szerinti hőcserélő üzemeltetésére. Hőcserélők konstrukciójához hagyományosan alkalmazott anyag a fém. A műanyagok megjelenésével ezen a területen is megkezdődött a fémek kiszorítása. Itt két tulajdonság az, amely a műanyagok hőcserélők építésében történő alkalmazását előnyössé teszi: korrózióállóságuk és extrudálhatóságuk. Az extrudálhatóság lehetővé teszi, hogy viszonylag kis falvastagság mellett gyakorlatilag tetszőleges hosszban, oldalirányból zárt, üreges szerkezetet alakítsunk ki, amely már eleve alkalmas a hőcserében résztvevő folyadékok -és/vagy gázok áramoltatására. Ugyanakkor a műanyagoknak számos olyan tulajdonsága van, amely hőcserélőkben szerkezeti anyagként történő alkalmazásukat megnehezíti, hátrányossá teszi és ezt mindezideig sok esetben megakadályozta. így hővezetők épességük a fémekhez képest rossz, hőtágulásuk ágén inagy (15—20-szorosa az acélnak). Viszonylag alacsony hőmérséklet hatására is (50—60 °C) jelentősen csökken a rugalmassági moduluszuk, azaz merevségük. További hátrányos tulajdonságuk, hogy a molekulák rendeződése miatt 'utózsugorodás léphet fel, vagyis méretállandóságuk nem biztosított. A rossz hővezetőképesség miatt adott hőtechnikai feladat elvégzésére műanyagból viszonylag nagy hőcserélőméretek adódnak. Különösen igaz ez gáz-gáz hőcserélők esetére, amikor még ehhez hozzájárul a kétoldali alacsony hőátbocsátási tényezők fénye is. A fent említett, a műanyagok tulajdonságaiból származó hátrányos tulajdonságok viszont pontosan nagyobb méreteknél és 60 °C feletti hőmérsékleten okoztak idáig megoldhatatlan problémákat. Nagyobb szerkezeti méreteknél ugyanis a hőcserélők önsúlya is már jelentős és a jelzett hőmérséklet felett már jelentősen veszítenek szilárdságukból, deformálódnak. A gáz-gáz hőcserélők általában keresztáramú kivitelűek, ami azt jelenti, hogy a két gázáram egymás melletti hőcserélőoldalakon lép be, illetve hagyja el a készüléket. Ennek következtében a lemez minden pontján másmás hőmérséklet alakul ki, az egyes oldalak hötágulása eltérő lesz. Az egyes hőcserélőrészekben a hőfeszültségek mások-mások lesznek. Kisebb hőcserélő méreteknél körülbelül 40—50 om élméretig hagyományos hőcserélőkonstrukciókkal ezek a problémák áthidalhatók voltak, ennél nagyobb lemezes műanyaghöcserélők konstrukciója a gyakorlatban nem volt ismert. Ilyen esetekben a tervezők több, párhuzamos és/vagy sorba kapcsolt, a fenti méreteknél nem nagyobb hőcserélővel oldották meg a problémát. Ez természetesen jóval drágább megoldás, mint egy nagyobb élméretű hőcserélő alkalmazása. Ilyen hagyományos konstrukciójú hőcserélőt ismertetnek a P 2818041.8 sz. NSZK és a 79 27915 számú francia szabadalmi bejelentések. Ezek keresztáramú műanyaglemezes hőcserélőkre vonatkoznak, ahol a járatokat felváltva, egymáshoz képest 90°-kal elfordított lap alakú, belül négyszögkeresztmétszetű járatokkal ellátott extrudállt lemezek alkotják. Az így kialakított hőcserélőtömb, mind a négy élénél szögvasak segítségével fixen rögzítve házban került elhelyezésre. A 2 611 399 számú NSZK közzétételi irat felváltva elhelyezett itávtartó rácsokból lés kettősfalú, párhuzamos csatornákkal ellátott elemekből épül fel. Az így kialakított hőcserélő tömb minden oldalról szilárdan rögzítve keretszerkezetbe van helyezve. A 7 418 077 számú francia bejelentés egyoldalon, hosszanti bordákkal ellátott műanyaglemezekből alakít ki hőcserélőt. A bordák a távolságtartást biztosítják és egyben áramlási csatornákat is képeznek. A hőcserélőben ezek a lemezek ugyancsak felváltva, egymáshoz képest 90°-kal elforgatva vannak elhelyezve. Ezen bejelentés ismertet olyan ellen- illetve keresztáramú hőcserélőket is, amelyek áramláshoz viszonyított oldalfalai, illetve sarkai és a hőcserélő háza közé zártcellás habból készült dilatációs elemeket helyeznek. Ez a megoldás jobb, mint az egyes hőcserélőoldalak rögzítésé, de önmagában nem elegendő, amit világosan bizonyít, hogy a bejelentés ■ példái Szerint maximálisan 140x1003 mm méretű és 49 °C-os melegáram belépőhőmérsékletre használható hőcserélőt szerkesztettek. Az ismert műanyaglemezes hőcserélők tehát viszonylag szűk méret és hőmérséklettartományban állíthatók elő és üzemeltethetők. Találmányunk feladata olyan hőcserélő szolgáltatása, amellyel hagyományos szerkezeti anyagok alkalmazása mellett az eddigieknél nagyobb élméretű és magasabb hőmérséklettartományban üzemeltethető. A találmány szerinti hőcserélő kialakításához az a felismerés vezetett, hogy a nagyobb élméreteknél és hőmérsékleteknél fellépő deformációk káros hatása kiküszöbölhető, ha a lemezeknek csak egy élét fogjuk meg oly mórion, hogy az saját irányában elmozdulni tudjon, míg a másik három lemezoldalnak a lemezsikjában két irányú elmozdulási lehetőséget biztosítunk. Ez úgy érhető el, ha az egyes höcserélőelemeket egyenként egy élük mentén felfüggesztjük és a hötágulásból adódó méretváltozásokat mindegyik él mentén lehetővé tesszük. így a lemezeket saját súlya nem hajlításra, hanem húzásra terheli, ami ralakállandóságukat nagymértékben növeli. További felismerésünk az, hogy a találmány szerinti hőcserélő magasabb hőmérséklettartományban használ-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
