WO2006034666A1 - Aus gestapelten folien hergesteller mikrokanal-rekuperator - Google Patents

Abstract

Um Mikrokanal-Wärmetauscher besonders effektiv und gleichzeitig sehr kostengünstig herstellbar zu machen, schlägt die Erfindung vor, dass flächig gestapelte dünne Folienlagen so angeordnet werden, dass Freiräume im Folienstapel (20) in ihrer Anordnung zwei getrennte Mikrokanalsysteme ergeben. Auch wird die Verwendung einer gelochten oder geschlitzten Folie (21, 22, 23, 24) oder von Folienstreifen zum Herstellen eines Folienstapels (20) für einen Mikrokanal-Wärmetauscher vorgeschlagen. Schließlich wird ein Herstellungsverfahren für einen Mikrokanal-Wärmetauscher vorgestellt.

Description

AUS GESTAPELTEN FOLIEN HERGESTELLTER MIKROKANAL-RΞKUPERATOR

[01] Die Erfindung betrifft einen Rekuperator, einen Mikrokanal-Rekuperator, die Verwendung einer Folie, eine geschlitzte oder gelochte Folie und ein Verfahren zum Herstellen eines Rekuperators sowie ein Verfahren zum Betreiben desselben.

[02] In Wärmetauschern erfolgt die Wärmebertragung durch feste Zwischenwände vom Wärme abgeben¬ den zum Wärme aufnehmenden Medium, meist Fluide. Aufgrund der vielfältigen Anwendbarkeit kommt in der Gruppe der Wärmetauscher eine große Bedeutung den sogenannten Kompakt- Wärmetauschern zu. Um den Fluss der Wärmeenergie trotz der kompakten Bauweise zu optimieren, werden gerade bei Kom- pakt- Wärmetauschern große Anstrengungen unternommen, um das Verhältnis von Wärme übertragender Austauschfläche zum Volumen des Wärmetauschers zu maximieren. Im Rahmen dieser Anstrengungen wurden die sogenannten Mikrokanal- Wärmetauscher entwickelt.

[03] Wärmetauscher mit Mikrokanal- Strukturen verwenden mikrofluidische Bausteine für die Kanalstruk¬ tur zum Führen der Fluide, zwischen welchen die Wärme getauscht werden soll. Oft sind Wärmetauscher mit Mikrokanal-Strukturen zudem auch in ihrer absoluten Baugröße sehr klein.

[04] Wärmetauscher dieser Bauart erreichen einen hohen Wärmeübergangskoeffizienten bei laminarer Strömung. Da sie mit möglichst geringem Widerstand durchströmbar sein sollen, weisen solche Wärme¬ tauscher üblicherweise eine große Anzahl von Kanälen auf, sodass die Kanalführung ein recht aufwendi¬ ges, kompliziertes System ergibt. Zudem stellt die Herstellung der Mikrostrukturen hohe Anforderungen an die Fertigungstechnik. Unter Verwendung unterschiedlichster Verfahren wie beispielsweise Ätzen, Lasern, Zerspanen und Umformen werden die Mikrostrukturen so hergestellt, dass niedrige oder auch hohe Betriebsdrücke sicher aufgenommen werden können. Teilweise ergeben sich erhöhte Bearbeitungs¬ schwierigkeiten durch bestimmte Werkstoffe, welche nach den Anforderungen des zu führenden Fluids und der beabsichtigten Betriebsparameter erforderlich sind.

[05] Mikrokanal- Wärmetauscher sind beispielsweise von Ehrhard und Meisel (P. Erhard, I. Meisel: „Strömungs- und Transportprobleme in Mikrokanälen", Nachrichten-Forschungszentrum Karlsruhe Jahrg. 34 2-3/2002 S. 137/142) sowie von Pua und Rumbold (Lee M. Pua, S.O. Rumbold: „Industrial Microchannel Devices- Where Are We Today?", Abstract, First International Conference on Microchan¬ nels and Minichannels April 24-25.2003, Rochester, NY, USA; ICMM2003-1101) diskutiert worden. [06] Bekannte Mikrostruktur- Wärmetauscher sind in der Regel aus einem wechsellagigen Stapel von Blechen mit Kanalstrukturen aufgebaut. Der Wärmetausch erfolgt zwischen den beiden geführten Fluiden durch eine Trennmembran von einer Schicht mit Kanalstruktur zu der darunter und darüber liegenden Schicht. Dabei sind auch Kanalstrukturen für mehr als zwei Fluide möglich. Die Kanäle der jeweiligen Strukturfläche werden geometrisch so angeordnet, dass sie in gemeinsamen Anschlüssen zusammenge- fasst werden können.

[07] Einen beispielhaften Wärmetauscher mit gestapelten Blechen zeigt die US 5,193,611.

[08] Die Kanalführung und die Kanalgeometrie orientieren sich an dem Kriterium, dass bei kompakter Bauweise eine optimale Materialausnutzung und gleichzeitig eine gleichmäßige Durchströmbarkeit der Struktur gewährleistet sein soll. Zudem sollen nach Möglichkeit durch die Kanalführung und die Wahl der Anschlüsse variable Einsatzmöglichkeiten gegeben sein, welche auch von Makrostruktur- Wärmetauschern bekannt sind, also insbesondere ein Betrieb als Gleichstrom-, Gegenstrom- und Kreuz¬ stromwärmetauscher.

[09] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen sehr effektiven Wärmeaustauscher zur Verfügung zu stellen.

[10] Diese Aufgabe löst ein Mikrokanal-Rekuperator zum Wärmeaustausch zwischen zwei Fluiden, wel¬ cher flächig gestapelte dünne Folienlagen mit Freiräumen im Folienstapel aufweist, wobei die Freiräume in ihrer Anordnung zwei getrennte Mikrokanal- Systeme ergeben.

[11] Begrifflich sei hierzu erläutert, dass sich eine Folie von einem Blech insbesondere durch seine Dicke unterscheidet. Als Folien werden sich selbst tragende, flexible Gebilde mit einer Dicke von bis etwa 1 mm bezeichnet. Die nach der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Folien sollen innerhalb dieser Bandbreite, jedoch insbesondere im Spektrum zwischen 2 μm und 500 μm, vor allem zwischen 2 μm und 300 μm liegen. Metallfolien können beispielsweise durch Walzverfahren gewonnen werden, Kunststoff¬ folien hingegen bevorzugt durch Schneiden, Stanzen, Ätzen, Gießen, Kalandrieren oder Extrudieren. Auch mit Verbundfolien lässt sich die Erfindung realisieren. Diese werden üblicher Weise durch Verkle¬ ben, Verschweißen oder Metallisieren im Hochvakuum hergestellt.

[12] Die Erfindung bricht mit der irrigen Vorstellung, dass Folien nicht zum Herstellen von druckbestän¬ digen und wirtschaftlich herstellbaren Mikrokanal-Strukturen geeignet sein können. Sie zeigt, dass durch geschicktes Anordnen der Folien mit Hilfe von Schlitzen und/oder Löchern in den Folien geeignete Ströme erzielt werden können. [13] Durch die Verwendung dünner Folien kann der Rekuperator nach der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu bislang bekannten Mikrokanal- Wärmetauschern mit erheblich wirtschaftlicheren Ferti¬ gungsverfahren hergestellt werden. Auch ist er für den Wärmeaustausch von Fluiden im sehr tiefen bis sehr hohen Temperaturbereich sowie bei Niederdruck und Hochdruck einsetzbar. Zudem kann der Reku- perator mit einem nahezu beliebig großen Druckgefälle zwischen den beiden Fluiden betrieben werden, auch bei sehr hohen Druckdifferenzen über 1000 Bar, was angesichts der geringen Eigenfestigkeit einer Folie sehr überraschend ist. Außerdem eignet sich die Erfindung für Flüssigkeiten, Dämpfe und Gase.

[14] Es sei darauf hingewiesen, dass der vorgeschlagene Rekuperator nicht nur den Wärmetausch zwi¬ schen gleichen Medien erlaubt, sondern dass gleiche und/oder andere Medien innerhalb der Mikrokanal- Systeme strömen und ihre Wärmeenergie untereinander austauschen können. Weiterhin sei betont, dass der vorgeschlagene Rekuperator nicht auf zwei Mikrokanal-Systeme beschränkt ist, sondern dass ohne weiteres auch mehrere Mikrokanal-Systeme in ihm angeordnet sein können, dabei können selbstverständ¬ lich auch mehr als zwei gleichartige und/oder verschiedene Fluide in den Mikrokanal-Systemen ohne ungewollte Vermischung aneinander entlang geführt werden, wobei die Kanalgeometrien ungleich sein können, also beispielsweise den Medien angepasst. Auch ist es ohne weiteres möglich den vorgeschlage¬ nen Rekuperator im Gleichstrom, im Gegenstrom oder örtlich variierend teils in Gleichstrom und teils in Gegenstrom zu btreiben.

[15] Die Freiräume im Folienstapel werden durch Ausnehmungen in den Folienlagen gebildet. Die Aus¬ nehmungen können beispielsweise dadurch erzeugt sein, dass eine Folienlage eine flächig durchgehende Folie mit Schlitzen aufweist. Als Alternative hierzu kommen Folienstreifen in Betracht, In diesem Falle formen die Abstände zwischen den Streifen die Ausnehmungen der Folienlagen, sodass praktisch gleiche Geometrien im Kanalsystem erzeugt werden können. Zusätzlich und alternativ zu längserstreckten schlitzförmigen Ausnehmungen oder zu schlitzförmigen Abständen von Folienstreifen können Löcher verschiedenster Art Verwendung finden, beispielsweise runde oder eckige Löcher.

[16] Im Folgenden wird die Erfindung zunächst in ihrer Ausbildung mit geschlitzten Folien oder Folien¬ streifen näher vorgestellt. Es sei darauf hingewiesen, dass nahezu alle Vorteile der Erfindung sowohl mit separaten Folienstreifen als auch mit geschlitzten durchgehenden Folien gleichermaßen erzielt werden können, auch wenn erfinderische Merkmale teilweise nur anhand einer Ausfuhrungsvariante beschreiben werden.

[17] Es ist bevorzugt, dass Schlitze in den Folienlagen in einer Längsrichtung des Rekuperators und/oder der jeweiligen Folienlagen erstreckt sind. Auf diese Weise können längere Kanalstrukturen erreicht wer- den als bei einer Erstreckung der Schlitze in einer Richtung quer zur Haupterstreckungsrichtung. Auf¬ grund der üblicherweise angestrebten kompakten Bauweise eines Mikrokanal-Rekuperators wird in der Regel die Längsrichtung aller gestapelter Folien gleich sein und zudem mit einer Längsrichtung des ge¬ samten Rekuperators übereinstimmen.

[18] Die Folienlagen sind besonders geeignet für eine Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfin¬ dung, wenn sie jeweils mehrere längserstreckte Schlitze und zwischen den Schlitzen liegende Stege auf¬ weisen, wobei die Stege breiter sind als die Schlitze. Eine solche Geometrie eröffnet vielfältige Möglich¬ keiten, die durch den Rekuperator zu führenden Fluide in möglichst langen, geraden Fließwegen zu lei¬ ten.

[19] Insbesondere können die einzelnen Folienlagen gegenüber ihren parallel liegenden benachbarten Folienlagen einen seitlichen Versatz senkrecht zur Längserstreckungsrichtung der insgesamt parallel liegenden Schlitze aufweisen. In diesem Falle können die Schlitze der Folienlagen jeweils von Stegen der benachbarten Folienlagen verdeckt werden. Wenn die Stege breiter sind als die Schlitze, sind die Schlitze vollständig überdeckt. Da bereits ein Versatz der benachbarten Folienlagen hierzu ausreicht, können für jede Folienlage gleich gestaltete Folien verwendet werden, was die Herstellung sehr kostengünstig macht.

[20] Die Schlitzgeometrie jeder einzelnen Folienlage kann dabei einfach gehalten sein, bevorzugt durch ein Vielzahl von Schlitzen, welche parallel zueinander liegen, gleich lang sind und über ihre gesamte Länge eine gleiche Breite haben.

[21] Gleich gestaltete Folien können aber nicht nur mit einem Gesamtversatz so positioniert werden, dass die Schlitze jeder Folienlage durch einen Versatz der benachbarten Folienlagen und durch daraus folgen¬ des Überdecken der Schlitze zu Kanälen geformt werden. Vielmehr ist es auch möglich, die einzelnen Folien gezielt so zu formen, dass sich bei einem spiegelverkehrten Auflegen der jeweils benachbarten Folienlagen eine Überdeckung der Schlitze ergibt, was somit die erwünschten Mikrokanäle formt. Exakt gleich geformte Folien können demnach einfach so gestapelt werden, dass beim Erstellen des Stapels für jede zweite Lage die Folie umgedreht und dann erst aufgelegt wird.

[22] In einer formalen geometrischen Beschreibung ist diese Möglichkeit dann gegeben, wenn sich in einer Folienlage entlang zumindest nahezu jeder Strecke quer zur Längsrichtung der Schlitze die Bedin¬ gung erfüllt, dass sich zu jedem Punkt auf der Strecke, welcher einen ersten Abstand zu einer ersten Kan¬ te der Folienlage aufweist und welcher in einem Schlitz der Folienlage liegt, ein zweiter Punkt ergibt, der einen betragsmäßig mit dem ersten Abstand übereinstimmenden zweiten Abstand zur zweiten Kante der Folienlage aufweist, sich jedoch auf einem Steg zwischen den Schlitzen oder zwischen einem Randschlitz und dem Rand der Folienlage befindet. Einfacher ausgedrückt muss jedem Schlitz einer ersten Folienlage ein Steg zugeordnet werden können, der ihn abdeckt, wenn die benachbarte Folienlage eine zumindest im Wesentlichen gleiche Schlitzgeometrie aufweist und umgedreht auf die erste Folienlage gelegt wird.

[23] Es ist besonders bevorzugt, wenn auf jedem Schlitz einer Folienlage im Folienstapel ein Steg einer benachbarten Folienlage mittig zum Liegen kommt. Dabei muss nicht notwendigerweise eine einheitliche Geometrie der Folienlage bestehen. Wenn sich Schlitze und Stege mittig überdecken, verteilt sich die Wärme besonders homogen im Rekuperator, während dieser betrieben wird.

[24] Im Rahmen der Erfindung hat sich herausgestellt, dass ein besonders effektiver Wärmetausch statt¬ findet, wenn sich durch abwechselnde Überlagerung von schmalen Schlitzen und breiteren Stegen inner- halb des Folienstapels entlang einer Überlappungsbreite der Stege benachbarter Folienlagen durchgehen¬ de massive Wände im Werkstoff aufbauen, aus welchem im Querschnitt des Folienstapels die sich nicht mit benachbarten Lagen deckenden Bereiche der Stege als Mikrorippen seitlich hervorstehen.

[25] Auch hier wurde festgestellt, dass die Wärmeströme sehr homogen verlaufen, wenn die Dicke dieser durch den Folienstapel verlaufenden Stapelwände überall zumindest im wesentlichen gleich ist. Wenn über ihre Längsrichtung in der Breite gleichbleibende Schlitze und Stege gestapelt sind und die Schlitze und Stege der jeweils benachbarten Folienlagen mittig übereinander gelegt sind, ergibt sich die Wanddi¬ cke im gesamten Folienstapel als die Hälfte der Differenz zwischen der Breite der Schlitze und der Breite der Stege.

[26] Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass die einzelnen Folienlagen am günstigsten alle in derselben Ge- ometrie herstellbar sind. Um Mikrokanäle von jeweils einer Dicke einer Folienlage zu erhalten, ist es aber notwendig, die Folien entweder mit einem Versatz zu stapeln oder sie — wenn am Rand des Folienstapels ein bündiger Abschluss erreicht werden soll - jeweils zueinander spiegelverkehrt aufzulegen. Das spie¬ gelverkehrte Auflegen kann dadurch erfolgen, dass zwei spiegelverkehrt liegende Herstellungsstapel bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Folienstapels abwechselnd verwendet werden. Alternativ kann von einem Herstellungsstapel gleich liegender Folien jede zweite umgedreht werden, bevor sie aufgelegt wird. Je nach gegebenen Randbedingungen kann eine sehr wirtschaftliche Herstellung auch dadurch erreicht werden, dass die Folienlagen zwei unterschiedliche Geometrien aufweisen, die insbesondere jeweils abwechselnd im Stapel zum Liegen kommen können.

[27] Unabhängig vom Vorgenannten wird vorgeschlagen, dass jeweils eine zweite Folienlage eine Durch- führung zwischen Schlitzen der benachbart liegenden ersten und der benachbart liegenden dritten Folien¬ lage aufweist, während diese Schlitze ansonsten durch einen Steg in der zweiten Folienlage getrennt sind. Die Durchführung kann bevorzugt jeweils am Ende der Schlitze der ersten und der dritten Folienlage anschließen. Durch das Vorsehen einer Durchführung innerhalb des Folienstapels zwischen den als Mik- rokanälen dienenden Schlitzen verschiedener Folienlagen, die ansonsten getrennt sind, entfällt eine um¬ ständliche Leitungsführung am Rand des Folienstapels. Auf diese Weise baut der vorgeschlagene Reku- perator wiederum sehr kostengünstig und kompakt. Die Durchführung dient auf einfache Weise zur Ver¬ teilung des Fluids innerhalb des Mikrokanal-Systems.

[28] Eine Durchführung kann vorteilhaft rohrfδrmig ausgestaltet sein und durch mehrere Folienlagen, insbesondere durch alle übereinander gestapelten Folienlagen verlaufen. Auf diese Weise ist innerhalb der Durchführung der hydrodynamische Energieverlust minimal. Außerdem werden die von der Durch- führung abzweigenden Mikrokanäle gleichmäßig mit dem Fluid des jeweiligen Kanalsystems versorgt. Eine rohrfδrmige Durchführung ergibt sich dann, wenn die einzelnen Folien übereinanderliegende Lö¬ cher aufweisen. Diese können beliebige Formen annehmen. Beispielsweise ergibt sich eine zylindrisch- rohrfδrmige Durchführung, wenn kreisrunde Löcher in den Folien übereinander so angeordnet sind, dass die Löcher exakt übereinander liegen. Bei einem gleichmäßigen leichten Versatz ergäbe sich eine Rohr- form in Form eines schiefen Zylinders. Bei rechteckigen oder quadratischen Löchern ergibt sich dement¬ sprechend eine rechteckige bzw. quadratische rohrförmige Durchführung. Es versteht sich, dass auch jede beliebige weitere Lochform zum Einsatz kommen kann, wobei dies lediglich auf resultierenden Quer¬ schnitt der Durchführung Einfluss hat.

[29] Um den Mikrokanal-Rekuperator mit mindestens zwei Fluiden zu speisen und diese nach dem Wär- metausch abzuführen, wird vorgeschlagen, dass der Rekuperator für jedes Fluid und somit für jedes Mik- rokanalsystem eine Sammelzufuhr und eine Sammelabfuhr aufweist. Diese sind bevorzugt an sämtliche

Mikrokanal-Schlitze der Folienlagen in Kolonnen senkrecht zu den Folienebenen angeschlossen, wobei jeweils eine gesamte Kolonne einem Kanalsystem zugeordnet ist. Das erste Kanalsystem umfasst somit sämtliche übereinander liegenden Mikrokanäle einer ersten, dritten usw. Kolonne, das zweite Kanalsys- tem umfasst demgegenüber sämtliche übereinander liegenden Mikrokanäle der zweiten, vierten usw.

Kolonne.

[30] Gleichzeitig sind die beiden Mikrokanalsysteme bevorzugt an die einzelnen Folienlagen abwech¬ selnd angeschlossen.

[31] Diese Geometrie der Mikrokanal- Systeme ist ein deutlicher Bruch mit bisher bekannten Wärmetau- schern. Bei diesen werden die beiden Fluide zwar ebenfalls in die Lagen der Blechstapel abwechselnd eingespeist. Die Lagen sind jedoch durch Membranen getrennt, sodass entlang eines rechtwinkligen Ras- ters im Querschnitt durch den Blechstapel die beiden Kanalsysteme überall übereinander abwechselnde Kanäle aufweisen. In einer Kolonne übereinander liegende Kanäle gehören somit abwechselnd zum ers¬ ten und zum zweiten Kanalsystem. Bei dem vorgeschlagenen Rekuperator ist dies nicht der Fall, da die einzelnen Lagen mit Mikrokanälen nicht durch membranartige Bauteile ohne weitere Funktion getrennt sind, sondern durch jeweils die nächste Lage, wobei diese ihrerseits ebenfalls Mikrokanäle aufweist, nur dass diese versetzt angeordnet sind.

[32] Bei einem Rekuperator nach der hier vorliegenden Erfindung werden nach einem ihrer Aspekte die Kanäle der Mirokanal- Strukturen diagonal zueinander angeordnet. Infolgedessen ergibt sich ein Wärme- fluss zwischen den jeweils nächstliegenden Kanälen der beiden getrennten Mikrokanalstrukturen in zwei Richtungen, welche schräg von einem jeden Mikrokanal einer zweiten Folienlage zu den vier versetzt liegenden parallelen Mikrokanälen der benachbarten ersten bzw. der benachbarten dritten Folienlage führen. Demgegenüber liegen bei herkömmlichen Wärmetauschern die nächstliegenden benachbarten Mikrokanäle im Raster über einen Querschnitt durch den Folienstapel genau oberhalb und genau unter¬ halb eines jeden Mikrokanals jeder zweiten Folienlage. Insofern hat bei herkömmlichen Wärmetauschern jeder Mikrokanal nur zwei nächstliegende Mikrokanäle des jeweils anderen Mikrokanalsystems.

[33] Diese Sammelzufuhr und die Sammelabfuhr sind bevorzugt auf verschiedenen Seiten des Foliensta¬ pels in Deckplatten oder an Deckplatten so angeschlossen, dass Sie eine kreuzungsfreie Rückführung der beiden Fluide ermöglichen.

[34] Sofern die einzelnen Folienlagen anstelle von oder zusätzlich zu Schlitzen gelocht sind, wird vorge- schlagen, dass die Löcher in jeder Folienlage in einem Raster angeordnet sind, sodass sich auf jeder Fo¬ lienlage eine erste Schar von zwischen den Löchern hindurch verlaufenden Stegen und eine zweite, zur ersten Schar senkrecht angeordnete Schar von Stegen ergibt, und dass die Folienlagen mit einem Versatz der Löcher gestapelt ist, sodass zwischen zwei Löchern einer ersten und einer dritten Lage, die überein¬ ander liegen, ein Steg in der zweiten Folienlage liegt, der noch eine Durchführung zwischen den Löchern der ersten und der dritten Lage verbleiben lässt. Bei einer solchen Anordnung ist jedes Loch mit zwei deckungsgleich angeordneten Löchern verbunden, die zwei Folienlagen oberhalb bzw. zwei Folienlagen unterhalb liegen. Dazwischen liegen zwei Stege, nämlich jeweils ein Steg der Folienlage direkt oberhalb bzw. der Folienlage direkt unterhalb. Gleichzeitig sind in der Versatzrichtung nebeneinander liegende Löcher einer Folienlage verbunden, da sie beide einen Zugang zu je einem Loch in der darüber liegenden und der darunter liegenden Folienlage haben. So ergibt sich ein Fließkanal entlang der Versatzrichtung der Löcher, und es wird eine mäanderförmige Stromlinie beim Strömen der Fluide durch die getrennten Mikrokanal-Systeme entlang dieser Richtung erzeugt. [35] Auch hier kann eine Wärmeverteilung besonders homogen beobachtet werden, wenn die Stege der ersten Stegschar einer Folienlage mittig auf den Löchern der benachbarten Folienlage angeordnet werden.

[36] Während die eine Stegschar bei der vorgeschlagenen versetzten Stapelung als strömungsumlenkende Flächen zwischen die Löcher der jeweils benachbarten Folienlagen gesetzt werden soll, wird vorgeschla- gen, dass die Stege der zweiten Stegschar zwischen benachbarten Folienlagen einander deckend gestapelt werden sollen. Auf diese Weise ergibt die Gesamtheit der übereinander deckend gestapelten Stege der zweiten Stegschar eine Schar von massiven Werkstoffwänden innerhalb des vorliegenden Stapels, ver¬ gleichbar derjenigen massiven Werkstoffwand, die durch die Überlappungsbereiche beim Aufstapeln versetzter geschlitzter Folien beschrieben wurde. Die Stege der ersten Stegschar stehen seitlich von der Wandschar - die ja aus den aneinanderliegenden Stegen der zweiten Stegschar besteht - ab und verbin¬ den die einzelnen parallelen Wände der Wandschar. Insofern ergibt sich auch hier eine durch deckende Stapelung geschaffene massive Werkstoffwand bzw. eine Schar von Werkstoffwänden, welche den ge¬ samten Folienstapel durchläuft, wobei jede Wand seitlich vorstehende Rippen aufweist, welche in die unterschiedlichen Mikrokanalsysteme ragen. Über die Rippen und quer durch die Wand hindurch kann somit im Betrieb des vorgeschlagenen Rekuperators der Wärmeaustausch erfolgen.

[37] Sowohl bei den vorgeschlagenen Ausfuhrungsvarianten mit Schlitzen als auch bei der Ausführung mit Löchern sind bevorzugt bezüglich der Stapelrichtung übereinander liegende Freiräume - auch als Kolonnen bezeichnet — zu einem Kanalsystem verbunden. Durch diese Anordnung ist die Mikrokanal- struktur weitestgehend unabhängig von etwaigen Druckdifferenzen zwischen den Fluiden: während bei herkömmlichen Wärmetauschern eine dünne Membran so zwischen den beiden Fluiden liegt, dass zwi¬ schen ihrer Ober- und Unterseite die Druckdifferenz der beiden Fluide wirkt, liegen die dünnen plattenar¬ tigen Rippen nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zwischen Kanälen desselben Kanalsystems. Auf sie wirkt somit keine Druckdifferenz. Die Druckdifferenz wirkt lediglich seitlich innerhalb des Fo¬ lienstapels, also zwischen den Seiten der massiven Wände.

[38] Die Erfindung wird nachfolgend anhand dreier Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung weiter erläutert. Hier zeigen:

Figur 1 eine schematische Draufsicht auf eine Folie mit Schlitzen und Durchführungen,

Figur 2 in einer schematischen perspektivischen Ansicht einen Stapel aus Folien gemäß derje¬ nigen aus Figur 1, wobei der Folienstapel etwa auf Höhe der Kennzeichnung II-II in Fi- gur 1 geschnitten ist, Figur 3 in einer schematischen perspektivischen Ansicht einen Wärmetauscher mit dem Folien¬ stapel aus Figur 2 als zentrales Bauelement, wobei der Folienstapel aus Figur 2 etwa entlang der Markierung III-III geschnitten ist,

Figur 4 eine mit der Ansicht in Figur 2 vergleichbare schematische perspektivische Ansicht eines Folienstapels, bei welchem anstatt geschlitzter Folien Folienstreifen verwendet sind,

Figur 5 schematisch in einer Draufsicht eine alternative Folie zum Aufbauen eines Folienstapels für einen Mikro-Rippenwand-Rekuperator und

Figur 6 einen Folienstapel aus Folien gemäß Figur 5 in einer perspektivischen Ansicht gemäß Blickrichtungs- und Schnittkennzeichnung VI-VI in Figur 5.

[39] Die Folie 1 in Figur 1 hat eine im wesentlichen rechteckige, längserstreckte Form. In ihr sind vier Schlitze 2 vorgesehen, die parallel zueinander und zu einer Längsachse der Folie 1 angeordnet sind. Au¬ ßerdem sind neben jedem Schlitz an den beiden Schlitzenden zwei Löcher 4 (exemplarisch beziffert) in die Folie 1 eingebracht.

[40] Zwischen zwei Schlitzen 2 liegt jeweils ein Steg 5, der quer zur Längsachse 3 breiter ist als die Schlitze 2.

[41] Die Schlitze 2 der Folie 1 können beispielsweise durch Stanzen, Lasern, Ätzen oder andere Ferti¬ gungsmethoden in die Folie 1 eingebracht werden. Gleiches gilt für die Löcher 4. Je nach der gewünsch¬ ten Geometrie der Kanalsysteme im Wärmetauscher können sowohl die Schlitze 2 als auch die Stege 5 in ihrer Breite variieren, bei einem Wärmetauscher nach der hier vorgestellten Ausführungsform sollen jedoch die Breite der Schlitze 2 ebenso wie die Breite der Stege 5 über die gesamte Länge der Folie 1 konstant sein. Ferner sollen die Stege 5 breiter sein als die Schlitze 2.

[42] Die Schlitze 2 und somit auch die Stege 5 sind auf der Folie 1 ausmittig angeordnet. Konkret sind die vier Schlitze 2 gegenüber einer theoretisch möglichen mittigen Lage in eine Querrichtung 6 versetzt. Der Versatz ist so gewählt, dass beim Auflegen einer zweiten Folie (vergleiche Figur 2) auf die Folie 1 jeder Schlitz 2 in der Folie 1 mit einem Steg bedeckt ist, wenn die aufzulegende zweite Folie baugleich mit der Folie 1, aber bezüglich der Längsachse 3 spiegelverkehrt ist.

[43] Die gewünschte vollständige Überdeckung jedes Schlitzes 2 mit einem Steg der darüber liegenden Folie wird durch die Geometrie erzwungen, da entlang einer Querstrecke 7 zu jedem Punkt (exemplarisch beziffert mit 8, 9, 10), der innerhalb eines Schlitzes 2 liegt, ein Gegenpunkt 8', 9', 10' existiert, der be¬ tragsmäßig einen gleichen Abstand zu einem ersten Rand 11 bzw. zu einem zweiten Rand 12 der Folie 1 hat und auf einem Steg 5 liegt. Der Abstand zwischen dem Rand des speziellen Schlitzes 13 und der Längsachse 3 ist genau so eingestellt, dass der Abstand vom Rand des speziellen Schlitzes 14 zur Längs- achse 3 betragsmäßig die Breite eines Schlitzes 2 zuzüglich zweimal dem Abstand der Kante des speziel¬ len Schlitzes 13 zur Längsachse 3 beträgt. Hierdurch kommen beim Auflegen einer spiegelverkehrt ange¬ ordneten, also beispielsweise gegenüber der Folie 1 verdrehten, zweite Folie die Schlitze der jeweils einen Folie genau mittig unter den Stegen der jeweils anderen Folie zum Liegen.

[44] Wenn mehrere Folien 1 nach Figur 1 in jeweils abwechselnder Orientierung deckungsgleich überein- ander gelegt werden, ergibt sich der Folienstapel 20 in Figur 2. Vier Folien 21, 22, 23, 24 liegen dort übereinander. Es sei darauf hingewiesen, dass die Folien 21, 22, 23, 24 des Folienstapels 20 in Figur 2 nicht vollständig dargestellt sind, sondern der Folienstapel 20 in etwa gemäß der Kennzeichnung II-II in Figur 1 geschnitten ist. Wie sich aus der Geometrie der Folien 21, 22, 23, 24 (identisch mit Folie 1) erge¬ ben musste, ist jeder Schlitz (exemplarisch beziffert mit 25) genau mit zwei Stegen (exemplarisch bezif- fert mit 26, 27) genau mittig abgedeckt.

[45] Da die Stege 26, 27 breiter sind als die Schlitze 25, gibt es einen Überlappungsbereich (exemplarisch beziffert mit 28), in welchem sich die Stege jeder einzelnen Lage 21, 22, 23, 24 durch die gesamte Höhe des Folienstapels 20 einheitlich massiv überlappen. Insofern ergeben sich innerhalb der Überlappungsbe¬ reiche 28 massive Wände über die Gesamthöhe des Folienstapels 20, welche sich parallel zueinander entlang der Ränder der Schlitze 25 über deren gesamten Länge erstrecken.

[46] Durch die Schichtung der Folien 21, 22, 23, 24 mit den komplett über- bzw. unterdeckten Schlitzen 25 entstehen außerdem in jeder Folienlage 21, 22, 23, 24 Kanäle 29. Die Kanäle 29 sind durch die Wände 28 seitlich voneinander getrennt und liegen bezüglich jeder Wand 28 über deren Höhe abwechselnd. Entlang der speziellen Wand 30 liegt ein erster Mikrokanal 31 auf der ersten Seite. In der Höhe der Wand 30 liegt als nächstes auf der gegenüberliegenden Seite der spezielle Kanal 32. Als nächstes folgt schräg versetzt der spezielle Kanal 33. Schließlich wiederum diagonal auf die andere Seite versetzt findet sich dann auf der gegenüberliegenden Seite der spezielle Kanal 34.

[47] Die genaue Form der Kanäle 29 ist durch die Dicke der Folien 21, 22, 23, 24 und durch die Breite der Schlitze 25 bestimmt. Die Breite der Wände 28, 30 ist durch die Breite der Stege und Schlitze be- stimmt: sie beträgt die Hälfte der Differenz von Steg- und Schlitzbreite. [48] Durch die Geometrie der gestapelten Folien 21, 22, 23, 24 kommt auf jedem Kanalende (exempla¬ risch gekennzeichnet mit 35) ein Loch (exemplarisch gekennzeichnet mit 36) der jeweils benachbarten Folie zum Liegen. Hierdurch ergeben sich rohrähnliche Kanäle (in ihrem Verlauf nicht dargestellt), die den Folienstapel über dessen gesamte Höhe senkrecht zu den Folienlagen 21, 22, 23, 24 durchlaufen. Diese rohrähnlichen Kanäle ermöglichen jeweils eine Verbindung zwischen den übereinanderliegenden Schlitzen der jeweils zweiten Folienlagen 21, 23 bzw. 22, 24. Auf diese Weise kann Fluid, welches in den rohrähnlichen Kanälen senkrecht durch den Folienstapel 20 läuft, die Mikrokanäle 29 in jeder zweiten Folienlage erreichen.

[49] Mit der Aufstapelung der geschlitzten Folien 21, 22, 23, 24 zum vorliegenden Stapel 20 entsteht eine Wärmetauscherstruktur, bei der die jeweils übereinanderliegenden Mikrokanäle 29 Kolonnen in der senk¬ rechten Ebene des Stapels 20 bilden, die durch Wände 28, 30 voneinander getrennt sind.

[50] Zum Betrieb als Wärmetauscher wird der Folienstapel 20 wie folgt verwendet: Der Folienstapel 20 wird auf seiner Oberseite 40 und auf seiner Unterseite 41 mit Deckplatten 42, 43 abgedeckt. Die rohrähn¬ lichen Kanäle 44, 45 im Folienstapel 20 werden durch Bohrungen 46, 47 in den Deckplatten 42, 43 mit Sammelzufuhrrohren und Sammelabfuhrrohren 48, 49, 50, 51 verbunden. Dabei wird eine erste Schar 44 von rohrähnlichen Kanälen mit der Sammelzufuhr 48 und der Sammelabfuhr 49 verbunden, während die zweite Schar 45 der rohrähnlichen Kanäle mit der Sammelzufuhr 50 und der Samnielabfuhr 51 verbun¬ den wird. Bei der Benutzung als Gegenstromwärmetauscher wird ein erstes Fluid 52 (durch einen Flie߬ richtungspfeil dargestellt) durch die Sammelzufuhr 48 zum Mikrokanal- Wärmetauscher zugeführt. Über die Bohrungen 46 verteilt sich das erste Fluid 52 in die erste Schar 45 der rohrähnlichen Kanäle und von dort aus in die zahlreichen Mikrokanäle, welche den Folienstapel 20 entlang der jeweiligen Schlitzlänge zur anderen Seite hin durchlaufen. Auf der gegenüber liegenden Seite wird das erste Fluid 52 durch die dort vorhandenen rohrähnlichen Kanäle (nicht dargestellt) wieder gesammelt und der Sammelabfuhr 49 zugeführt.

[51] Gleichzeitig durchläuft ein zweites Fluid 53 den Wärmetauscher 54 in entgegengesetzter Richtung: Es strömt über die Sammelzufuhr 50 (Sammelzufuhrrohr auf der Rückseite des Wärmetauschers 54, nicht dargestellt) über dortige rohrähnliche Kanäle (nicht dargestellt) in die horizontal liegenden Mikrokanäle, durchläuft diese zur Frontseite des Wärmetauschers 54 hin, wird dort in der ersten Schar der rohrähnli¬ chen Kanäle 54 gesammelt und der Sammelabfuhr 51 zugeführt. Mit dieser Anordnung der Zuleitungen und Ableitungen erfolgt das Sammeln der die Mikrokanäle durchströmenden Fluide ohne eine Kreuzung der Fluide. [52] Der Wärmetausch findet wie folgt statt: Das erste Fluid 52 wird durch sein abgetrenntes Mikrokanal- system jeder zweiten Mikrokanalkolonne zugeführt und durchfließt alle Mikrokanäle dieser Kolonnen in voller Länge. Das zweite Fluid 53 wird auf der gegenüberliegenden Seite des Wärmetauschers 54 jeder anderen zweiten Mikrokanalkolonne zugeführt und durchströmt den Wärmetauscher 54 in entgegenge- setzter Richtung. Die beiden strömenden Fluide 52, 53 sind somit in vollständig voneinander getrennten Kanalsystemen, wobei die Mikrokanäle und die rohrähnlichen Kanäle 44, 45 jeweils durch massive Wände (exemplarisch mit 55 gekennzeichnet) getrennt sind. Durch die abwechselnd auf beiden Seiten der Wände 55 über deren Höhe angeordneten, aus ihnen seitlich hervorstehenden Stege der einzelnen Folienlagen des Folienstapels 40 ergibt sich eine beidseitige Struktur von Mikrorippen an den Wänden 55. Durch die Wände 55 mit der beidseitigen Mikrorippenstruktur erfolgt der Wärmetausch zwischen den beiden Fluiden 52, 53, wobei die Mikrorippen großflächigen Kontakt mit den strömenden Fluiden 52, 53 haben.

[53] Der Folienstapel 20' in Figur 4 benutzt zum Bilden von Stegen einer Folienlage (exemplarisch bezif¬ fert mit 21', 24') einzelne streifenförmige Folien 21a, 21b, 21c, 2Id. bzw. 24a, 24b, 24c, 24d. Die Schlitze werden somit durch den Abstand zwischen den einzelnen Folienstreifen gebildet. Ansonsten führt die Verwendung von Folienstreifen zu keinen strukturellen Unterschieden gegenüber den geschlitzten Folien 21, 22, 23, 24.

[54] Die alternative Folie 70 in Figur 5 ist in einem Raster gelocht. Lochungen (exemplarisch gekenn¬ zeichnet mit 71, 72) sind in zu einer Längsrichtung 73 und zu einer Querachse 74 parallel verlaufenden Reihen angeordnet. Die Lochungen sind im gezeigten Ausführungsbeispiel nahezu quadratisch. Es sei darauf hingewiesen, dass sie ebenso zahlreiche andere Formen annehmen können, beispielsweise können sie auch kreisförmig oder rechteckig sein.

[55] Zwischen den Lochungen 71, 72 verlaufen auf der Folie 70 Längsstege (exemplarisch gekennzeich¬ net mit 75) und Querstege (exemplarisch gekennzeichnet mit 76). Die Lochungen 71, 72 und Stege 75, 76 sind auf der Folie 70 nach der anhand einer geschlitzten Folie bereits beschriebenen Geometrie so angeordnet, dass bei Drehung der Folie 70 um 180° um ihre Querachse 74 und bei Auflegen auf eine nicht-gedrehte Folie die Querstege 76 der aufliegenden Folie die quadratischen Lochungen 72 der darun¬ ter liegenden Folie genau mittig abdecken. Die Breite der Querstege 76 - gemessen entlang der Längs¬ richtung 73 der Folie 70 - ist jedoch kürzer als die Breite der Löcher 72 - ebenso gemessen -, daher bleiben an beiden Enden 77, 78 der von den Querstegen 76 überdeckten Lochungen 71, 72 Freiräume 79 bestehen (vgl. insbesondere am Folienstapel 80 in Figur 6). [56] Wenn der Folienstapel 80 in Figur 6 mit Fluiden gefüllt wird, können diese somit mäanderformig in Richtung der Längsstege 75 und in vertikaler Richtung 81 durch den Folienstapel 80 strömen. Die Quer¬ stege (exemplarisch gekennzeichnet mit 90) benachbarter Folienlagen bilden in jeder Lochung 71, 72 große Flächen, um Wärme aus einem Fluid zu fuhren bzw. um Wärme in das Fluid zu fuhren. Stirnflä- chen 77, 78 der Lochungen 71, 72 und der Querstege 76 werden in der senkrechten Richtung 81 normal und in Längsrichtung frontal angeströmt und dienen als zusätzliche Wärmeaustauschflächen und Ver- wirbler.

[57] Bei einer solchen Schichtung der gelochten Folien 70 entstehen somit Kanalschächte (exemplarisch gekennzeichnet mit 82), die sich jeweils über die gesamte Länge und die gesamte Höhe 81 des Foliensta- pels 80 erstrecken. Die Längsstege 75 bilden durch das Aufschichten der einzelnen Folien 70 Trennwän¬ de 83 mit beidseitiger Struktur von Mikrorippen (exemplarisch gekennzeichnet mit 84, 85 an der bei¬ spielhaften Wand 86) über die der Wärmetausch zwischen den mäanderformig in Richtung 87 der Kanal¬ schächte 82 strömenden Fluide stattfindet, wobei die Strömung der Fluide zudem über mehrere Folien¬ ebenen erfolgen kann, da entlang der vertikalen Richtung 81 die mäanderformigen längserstreckten Ka- näle ebenfalls verbunden sind. Durch die Schichtung der gelochten Folien bildet sich bei Vorsehen von längeren rechteckigen Lochungen 88 zudem eine Durchführung über die gesamte Höhe 81 des Foliensta¬ pels 80. Durch diese Durchführung hat ein Fluid in jeder Folienebene einen Strömungswiderstandsarmen Zugang zum entsprechenden Kanalschacht. Die einzelnen Kanalschächte, also die einzelnen Mikrokanäle mit jeweils mäanderfδrmiger Verlaufsführung, haben somit an ihren Enden Verbindungen nach oben und nach unten, ebenso wie dies bei den geschlitzten Folien 1 über die Löcher 4 erreicht wurde.

[58] In der alternativen Ausführungsform mit gelochten Folien 70 bilden sich ebenso wie bei Foliensta¬ peln mit geschlitzten Folien 1 Wände 30 bzw. 83 mit seitlich abstehenden Mikrorippen. Im Falle der geschlitzten Folien 1 liegen die Mikrorippen an einer Wand 30 jedoch abwechselnd in unterschiedlicher Höhe und auf unterschiedlichen Seiten an. Im Falle der gelochten Folien 70 hat jede Wand 86 entlang ihrer Höhe 81 immer abwechselnd zwei auf gleicher Höhe liegende Rippen 84, 85 bzw. einen Freiraum. Daher erfolgt bei einem Folienstapel mit Schlitzfolien 1 der Wärmeaustausch diagonal zwischen den Mikrokanälen, wohingegen beim Folienstapel 80 mit gelochten Folien 70 der Wärmeaustausch horizontal in der Ebene der Folienlagen erfolgt. In beiden Fällen sind jedoch die beiden Kanalsysteme durch die beschriebenen Wände mit Mikrorippen getrennt, sodass ohne Bedenken für das System auch erhebliche Druckunterschiede in den beiden Kanalsystemen vorliegen können.

[59] Es sei darauf hingewiesen, dass der vorgeschlagene Wärmetauscheraufbau nicht auf Rekuperatoren eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch als Aufbau für einen Regenerator- Wärmetauscher vorteilhaft eingesetzt werden kann. Der Austausch der Wärme der mindestens zwei Fluide kann im Gleich- oder im Gegenstrom erfolgen. In jedem Falle können die Mikrokanäle so verbunden werden, dass der Zu- und Abfluss der Fluide ohne Kreuzung stattfinden kann. Die Struktur des vorgeschlagenen Mikrorippenwand- Wärmetauschers erlaubt den Wärmeaustausch von Fluiden im tiefen bis hohen Temperaturbereich und im Niederdruck- und im Hochdruckbereich.

[60] Des Weiteren sei ausdrücklich daraufhingewiesen, dass die vorgeschlagene Geometrie der einzelnen Folien und der Gesamtanordnung der Mikrokanalsysteme in den Folienstapeln auch mit Blechen, also generell mit dickeren flächigen Bauteilen, vorteilhaft angewendet werden kann. Auch bei Verwendung solcher Bauteile wird ein gegenüber bislang bekannten Wärmetauschern verbessertes Gerät erreicht. Die Erfindung ist somit nicht nur auf die Verwendung von dünnen Folien eingeschränkt. Bei dünnen Folien erreicht sie jedoch einen überraschend hohen Wirkungsgrad.

Claims

Patentansprüche:

1. Mikrokanal-Rekuperator zum Wärmeaustausch zwischen zwei Fluiden in zwei getrennten Mik- rokanalsystemen, gekennzeichnet durch flächig gestapelte dünne Folienlagen mit Freiräumen im Folienstapel, welche in ihrer Anordnung die getrennten Mikrokanalsysteme ergeben.

2. Rekuperator nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Freiräume im Foliensta¬ pel zumindest überwiegend durch Schlitze ergeben, während sich Wandungen der Freiräume durch Stege ergeben.

3. Rekuperator nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze in einer Längsrich¬ tung der Folienlagen ausgerichtet sind.

4. Rekuperator nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stegbreite größer ist als eine Schlitzbreite.

5. Rekuperator nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Schlitze in be¬ nachbarten Folienlagen parallel versetzt sind.

6. Rekuperator nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite der Schlitze über eine gesamte Schlitzlänge konstant ist.

7. Rekuperator nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Schlitz einer ersten Folie ein Steg zugeordnet werden kann, der ihn vollständig abdeckt, wenn eine spiegelverkehrte, aber sonst zumindest weitgehend identische zweite Folie auf die erste Folie aufgestapelt ist.

8. Rekuperator nach einem der Ansprüche 2 bis 7, gekennzeichnet durch massive Wände mit

Mikrorippen, wobei die Wände durch Überlappungsbereiche von Stegen benachbarter Folienla¬ gen und die Mikrorippen durch sich nicht berührend überlappende Bereiche von Stegen gebildet werden.

9. Rekuperator nach Ansprach 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wanddicke im gesamten Folienstapel konstant ist und die Hälfte der Differenz zwischen einer Breite eines Stegs und ei¬ ner Breite eines Schlitzes beträgt.

10. Rekuperator nach einem der Ansprüche 2 bis 9, gekennzeichnet durch eine Durchführung jeder zweiten Folie zwischen Kanälen einer benachbarten ersten und einer benachbarten dritten Folie.

11. Rekuperator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchführung der zweiten Folie an Schlitzenden an der ersten und der dritten Folie anschließt.

12. Rekuperator nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Durchführung über eine gesamte Höhe des Folienstapels erstreckt.

13. Rekuperator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Sammel- zufuhr und eine Sammelabführ für jedes Mikrokanalsystem, wobei die Sammelzufuhr und die Sammelabfuhr jeweils an jeden zweiten Mikrokanal an einem Rand des Folienstapels ange- schlössen sind.

14. Rekuperator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei getrennte Mikrokanalsysteme jeweils an seitlich benachbarte, aber voneinander getrennte Mik- rokanalkolonnen abwechselnd angeschlossen sind.

15. Rekuperator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch in einem Raster angeordnete Löcher in jeder Folienlage, so dass sich zwischen den Löchern eine erste und eine zweite Stegschar erge¬ ben, wobei die Folienlagen flächig versetzt dergestalt gestapelt sind, dass die Querstege einer zweiten Folie die jeweiligen Lochungen der benachbarten darüber liegenden dritten Folie und der darunter liegenden benachbarten ersten Folie mittig bedecken, wobei die Querstege eine ge¬ ringere Breite als eine Breite der Lochung aufweisen, sodass Öffnungen für das Durchfließen ei- nes Fluids in der Überlappung zwischen Quersteg und Lochungen verbleiben.

16. Rekuperator nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsstege der Folien im Folienstapel durchgehend übereinander liegen und eine Wand mit seitlichen Rippen formen.

17. Rekuperator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sämtli¬ che Folien des Folienstapels eine einheitliche Geometrie aufweisen.

18. Rekuperator nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Folien des Folienstapels zwei unterschiedliche Geometrien aufweisen und bevorzugt abwechselnd gestapelt sind.

19. Rekuperator nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Folienlage mehrere Folienstreifen aufweist, die getrennt voneinander sind und deren Abstände die Schlitze formen und die selbst Stege formen.

20. Geschlitzte oder gelochte Folie, wobei die Schlitze oder Lochreihen entlang einer ersten Rich- tung angeordnet sind, gekennzeichnet durch eine ausmittige Anordnung der Schlitze bzw. Lö¬ cher dergestalt, dass auf zumindest im wesentlichen jeder Strecke quer zur ersten Richtung - im Falle einer geschlitzten Folie - bzw. parallel zur ersten Richtung — im Falle einer gelochten Folie - zu jedem Punkt auf der Strecke, der einen ersten Abstand zu einer ersten Kante der Folie auf¬ weist und in einem Schlitz bzw. in einem Loch liegt, ein Gegenpunkt existiert, der einen zweiten Abstand zu einer gegenüberliegenden zweiten Kante der Folie aufweist und auf einem Steg liegt oder der auf einem Randbereich zwischen Schlitz bzw. Loch und Rand liegt, wobei der zweite Abstand betragsmäßig identisch mit dem ersten Abstand ist.

21. Verwendung einer geschlitzten oder gelochten Folie, insbesondere nach Anspruch 20, als Bau¬ element für einen Mikrokanal-Rekuperator.

22. Verfahren zum Herstellen eine Mikrokanal-Rekuperators insbesondere nach einem der Ansprü¬ che 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass in Folien Schlitze und/oder Löcher eingebracht werden und die geschlitzten oder gelochten Folien oder Folienstreifen so gestapelt werden, dass sich Freiräume im Folienstapel ergeben, die in ihrer Anordnung zwei getrennte Systeme von Mikrokanälen ergeben.

23. Herstellungsverfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Folienla¬ gen durch Stanzen, Lasertrennen oder Ätzen in ihre endgültige Geometrie gebracht werden, be¬ vor sie gestapelt werden.

24. Herstellungsverfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Lagen des Folienstapels durch Diffusionsschweißen, Löten, Kleben oder eine andere flächige Verbindungstechnik flächig verbunden werden.

25. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass durch sich überlappende Stege massive Wände beim Stapeln gebildet werden, welche den Fo¬ lienstapel durchlaufen und seitlich an die beiden getrennten Mikrokanalsysteme angrenzen.

26. Herstellungsverfahren nach Ansprach 25, dadurch gekennzeichnet, dass beim Herstellen des Folienstapels Folien einer Geometrie verwendet werden und die Folien abwechselnd in unter¬ schiedlicher Orientierung gestapelt werden.

27. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass Folien zweier unterschiedlicher Geometrien abwechselnd aufeinander gestapelt werden.

28. Verfahren zum Betreiben eines Mikrokanal-Rekuperators insbesondere nach einem der Ansprü¬ che 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Mikrokanalsysteme mit Fluiden mit ei¬ nem erheblichen Druckgefälle gespeist werden, insbesondere mit einem Druckverhältnis von mehr als 2:1, besonders von mehr als 3:1, vor allem von mehr als 10:1.

29. Rekuperator insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 19 zum Wärmeaustausch zwischen zwei Fluiden in zwei getrennten Kanalsystemen, die eine Vielzahl von parallelen Kanälen auf¬ weisen, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kanal des einen Kanalsystems vier nächstliegende Kanäle des anderen Kanalsystems hat.

30. Rekuperator nach Ansprach 29, dadurch gekennzeichnet, dass die vier nächstliegenden Kanäle vom betrachteten Kanal aus bezüglich Ebenen flächig gestapelter Kanalsystembauelemente dia¬ gonal versetzt sind.

31. Rekuperator insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 19 oder 29 bis 30 zum Wärmeaus¬ tausch zwischen zwei Fluiden in zwei getrennten Kanalsystemen, die eine Vielzahl von paralle¬ len Kanälen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Abstand zwischen einem ersten und einem nächstliegenden zweiten Kanal des einen Kanalsystems kleiner ist als ein Abstand zwischen dem ersten Kanal und einem diesem nächstliegenden Kanal des anderen Kanalsystems und als ein Abstand zwischen dem zweiten Kanal und einem diesem nächstliegenden Kanal des anderen Kanalsystems