<Desc/Clms Page number 1>
WARMTEWISSELAAR VOOR GASSEN EN EEN CASSETTE DAARVOOR
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een warmtewisselaar en cp een varmtewisselaarcassette daarvoor.
Bij het warmte uitwisselen van gassen kan het gewenst zijn dat cp een zo goedkoop mogelijk manier zo veel mogelijk warmte wordt overgedragen tussen de gassen.
Bijvoorbeeld dcet : dit zieh voor bij de ventilatie van gebouwen, zcals woningen en kantoren, waarbij gedurig verse buitenlucht moet worden toegevoegd. Teneinde een relatief groot warmteverlies te vermijden, heeft het zin om tussen de ingaande buitenlucht en de uitgaande gebouwiucht een warmtewisselaar te plaatsen. De warmtewisselaar dient een relatief goed warmte uitwisselend vermogen te bezitten, doch eveneens met zo gcedkoop mogelijke constructie.
De cnderhav ge uitvinding voorziet in deze behoefte en verschaft een warmtewisselaar voor gassen me : een inlaat en uitlaat voor op te warmen gas en voor te koelen gas, omvattende ten minste een opwarmgaskamer en tenminsteéénkoelgaskamer, waarbijhetwarmte uitwisselend oppervlak tussen de kamers een velvormig materiaal omvat en de kamers zijn voorzien van een golfvormige afstandhouder. Door gebruik te maken van twee kamers die zijn opgebouwd en onderling op afstand gehouden door een golfvormige afstandhouder en waarvan het warmte uitwisselend oppervlak wordt gevormd door een velvormig materiaal, dat warmte uitwisselende eigenschappen dient te bezitten, ontstaat een relatief goedkope,
platte warmte-uit-wisselaar met een relatief goed warmte uitwisselend vermogen.
Om de capaciteit van een dergelijk warmteuitwisselaar te vergroten heeft het verder vcorkeur dat een aantal cpwargaskamers en een aantal koelgaskamers te stapelen. Door de platte strictuur van de golfvormige
<Desc/Clms Page number 2>
afsiandhouders en van de daartussen gelegen velvormige materialen is her mogelijk om een zeer groot aantal kamers op elkaar te stapelen en daardoor het warmte uitwisselend oppervlak aanzienlijk ce vergroten zonder dat hec volume van de warmtewisselaar te veel stijgt.
Voor constructie van een dergelijke warmtewisselaar heeft het verder voorkeur dat het velvorming materiaal rond de golfvorm ge afstandhouder van opeenvolgende kamers is geslagen. Aldus kan op zeer eenvoudige wijze een groot aantal kamers op elkaar gestapeld worden, terwijl in een zigzag configuratie het velvormige materiaal zieh thans als een baan uitstrekt.
Een eenvoudig te vervaardigen en op te bouwen warmtewisselaar ontstaat indien verder bij voorkeur de opwarmgaskamers en de koelgaskamers zijn gevormd door een stapeling van golfvormige afstandhouders en velvormige materialen die telkens zijn bevestigd aan een van de afstandhouders. Aldus kunnen golfvormige afs andhouders worden gebruikt die elk aan een zijde zijn voorzien van daaraan bevestigd, bijvoorbeeld door lijmen, van een velvormig'maeriaal. Het is eveneens mogelijk afstandhouders te gebruiken, waarbij telkens een aan beide zijden is voorzien van het velvormige materiaal en de andere slechts bestaat uit het golfvormige materiaal.
De constructie van de warmtewisselaar wordt verder aanzienlijk verbeterd door voor een gasinlaat en een gasuitlaat in de golfvormige afstandhouder een uitsparing aan te brengen. Dit kan zowel voor het op te warmen gas als ook voor het te koelen gas. Aldus wordt verzekerd dat vcortdurend de gasstrcmen in gelijk of tegenstroom zijn aan weerszijden van het velvormig materiaal, maar desondanks niet op dezelfde plaats behoeven te worden toegevoegd aan de golfvormige afstandhouder die dus tevens fungeert als geleider voor de gasstromen. Een bijzonder eenvoudige constructie van de warmtewisselaar wordt verkregen, indien verder bij voorkeur de inlaten en uitlaten voor opwarmgas en koelgas dwars op elkaar staan.
Aldus kunnen de inlaten en
<Desc/Clms Page number 3>
uitlaten aan verschillende zijden van de blokvormige warmtewisselaar zijn gelegen. Hat is eveneens mogelijk meer bij voorkeur cm de inlaten en uitlaten van een van de gasstrcmen aan een zijde van de warmtewisselaar te oriënteren.
Het heeft verder vcorkeur dat de kamers een uitwisselbare cassecte vcrmen en zijn geplaatst in een warmtewisselaarhuis. Aldus is het mogelijk om cassettes te verwisselen, welke als gevolg van vervuiling of eventuele aantasting docr condensatie een verminderde warmte uitwisselend vermogen hebben gekregen.
Een bijzonder voordelige constructie ontstaat,
Indien voor de golfvormige afstandhcuder golfkarton wordt gebruikt, bij vocrkeur golfkarton dat vochtvast is.
Echter er wordt opgemerkt dat elk type golfvormige materiaal, dat kan fungeren als afstandhouder en als geleider voor de gasstromen, gebruikt kan worden bij de uitvinding.
Een ander aspect van de uitvinding heeft betrekking op een warmtewisselaarcassette, die kan worden toegepast in de warmtewisselaar volgens de uitvinding.
Gencemde en andere kenmerken van de warmtewisselaar en cassette volgens de uitvinding zullen hierna verder verduidelijkt worden aan de hand van een aantal uitvoeringsvcorbeelden zonder dat daartoe de uitvinding wordt geacht beperkt te zijn.
Figuur 1 een deels weggebogen perspectivisch aanzicht van een warmtewisselaar volgens de uitvinding ;
Figuur 2 is een aanzicht volgens de pijl II uit figuur 1, waarin het huis van de warmtewisselaar is geopend en de warmtewisselaarcassette zichtbaar is;
Figuur 3 toont de gestapelde warmtewisselaar volgens de uitvinding ;
Figuur 4 tocnt in een geexplodeerd aanzicht de constructie van de wa-mtewisselaarcassette uit figuur 3 in de gewikkelde uitvoering ;
Figuur 5 toont een detail V uit figuur 4 ;
Figuur 6 toont een variant van figuur 5 ; en
<Desc/Clms Page number 4>
Figuur 7 toont een variant van figuur 4.
Figuur 1 toont een warmtewisselaar 1 volgens de uitvinding, die omvat een huis 2 dat is voorzien van een inlaat 3 en een uitlaat 4 voor op te warmen gas 5 en een inlaat 6 en een uitlaat 7 voor te koelen gas 8. In geval de warmtewisselaar 1 word gebruikt in een woning of gebouw, is het gas 8 afkomstig uit de woning en het gas 5 gas dat van buiten komt. De warmtewisselaar is in staat cm bij een gass : rocm van 450 m1/u buitenlucht van 100 op te warmen tot 18 cnder gelijktijdige afkoeling var, lucht afkomstig uit de woning van 20'naar 12a,
Het gas 5 wordt toegevoerd aan opwarmgasinlaat
9, waaronder warmtewisselaarcassette 10, vanuit deze cassette 10 via de cpwarmgasuitlaat 11.
De cassette is verder voorzien van een niet-getoonde koelgasinlaat 12 en een koelgasuitlaat 13.
Figuur 2 toont vanaf de andere zijde de warmtewisselaar I, waarbij een deur 14 van het warmtewisselaarhuis 2 is geopend, zodat de warmtewisselaarcassette 10 gemakkelijk in en uit geplaatst kan worden en goed aansluit op de in- en uitlaten 9. 11,12 en 13 en opwarmgas en koelgas.
Figuur 3 toont meer in detail de warrntewisselaarcassette 10. De cassette 10 bestaat uit een stapel van afwisselend koelgaskamers 16 en opwarmgaskamers 17.
Elke kamer is gevormd door een golfvormige afstandhouder 18, terwijl de kamers onderling gescheiden zijn door een velvcrmig materiaal 19 dat bij de gestapelde kamer 16 en 17 er omheen geslagen is in een zigzag-beweging.
In het zijvlak 20 van de warmtewisselaarcassette 10 zijn de gedeelten voor de opwarmgaskamer gesloten en de gedeelten voor de koelcaskamers open. Aldus doorstroomt het koelgas de warmtewisselaarcassette 10 uit figuur 3 van rechts naar links.
<Desc/Clms Page number 5>
De opwarmgaskamers zijn voorzien van een inlaat
9 en een uitlaat 11 aan de zijkant 23. Aldus staan de inlaten en uitlaten van enerzijds het cpwarmgas en anderzijds het koe-gas d' ars op elkaar, terwijl desondanks de beide gasstromen evenwijdig en naar keuze gelijk of in tegenstroom zijn, in dit geval tegenstroom.
Figuur 4 tocrt meer in detail de opbouw van de wartrnewisselaarcassette 10 in de gewikkelde uitvoering.
Zoals getocnd is het vel 19, in dit geval aluminiumfolie, geslagen rond golfvormige afstandhouders 22 en 23 en vormt daarbij het warmte uitwisselend oppervlak tussen de kamers 16 en 17. Vcor de opwarmkamer 17 is de golfvormige afstandhouder voorzien van t : wee uitsparingen 24 en 25, die de inlaat 9 en de uitlaat 11 vormen. Teneinde een uitstromen van opwarmgas naar buiten toe te vermijden, is als getoond in figuur 5 aan de zijden voor de in- en uitlaat vocr koelgas de golfvormige afstandhouder 22 afgesloten. door de holten zijn opgevuld met vulmateriaal
EMI5.1
26.
Figuur 6 toont een variant, waarbij van de golfvormige afstandhouder 22 de uitsparingen 24 en 25 worden begrensd door een strook 26 van ander materiaal dat niet gasdoorlaatbaar is, zodat een zijdelings wegstromen van gas wordt vermeden.
Figuur 7 toont een variant van de warmtewisselaarcassette uit figuur 4.
De warmtewisselaarcassette 27 omvat een stapeling van warrrewisselaarelementen 28 en 29. Het warmtewisselaarelement 28 is cpgebouwd uit een golfvormig element 30 da ! : aan beide zijden is voorzien van een daaraan gelijmde laag 31 en 32 van aluminiumfolie. Het warmtewisselaarelement 29 bestaat slechts uit het golfvormige element 33. Daarin zijn de uitsparingen 34 en 35 aangebracht voor de vorming van de inlaat 9 en de uitlaat 11. Het is echter mogelijk om, zoals getoond in figuur 6, gebruik te maken van eindstandige stroken van opvulmateriaal 26. Echter het is ock mogelijk om, zoals
<Desc/Clms Page number 6>
bij de variant : in figuur 5 de afsluiting te realiseren met behulp van lijm.
Het zal duidelijk zijn dan een aantal constructieve veranderingen kunnen worden aangebracht, zonder dat het kaèer van de uitvinding wordt verlaten.
Bijvoorbeeld is het mogelijk om, zoals hiervoor beschreven, de richtingen voor koelgas en opwarmgas te veranderen, dan wel de gassen in gelijkstroom te laten stromen dan wel ook in dwarsstroom waarbij de gassen eenmalig door de cassettes treden in dwarsrichting.
Bij de hiervoor beschreven constructie opbouw van de warmtewisselaar met afmetingen van 40 x 40 x 40 cm, ontstaat een warmtewisselaar die een warmteoverdracht bezit van 1, 2 kilowatt bij een snelheid van 1, 5 rn/sec. Aldus is het mogelijk om een ventilatiesnelheid van 450 m2/u te verkrijgen, die geschikt is voor woningen.
<Desc / Clms Page number 1>
HEAT EXCHANGER FOR GASES AND A CASSETTE THEREFOR
The present invention relates to a heat exchanger and a heat exchanger cartridge therefor.
When heat exchanging gases it may be desirable that as much heat as possible is transferred between the gases in the cheapest possible way.
For example dcet: this applies to the ventilation of buildings, such as homes and offices, where fresh outside air must be added continuously. In order to avoid a relatively large heat loss, it makes sense to place a heat exchanger between the incoming outside air and the outgoing building air. The heat exchanger must have a relatively good heat exchanging capacity, but also with the cheapest possible construction.
The invention addresses this need and provides a heat exchanger for gases comprising: an inlet and outlet for gas to be heated and gas to be cooled, comprising at least one warming gas chamber and at least one cooling gas chamber, the heat exchanging surface between the chambers comprising a sheet material, and the chambers are equipped with a wave-shaped spacer. By using two chambers that are built up and kept at a distance from each other by a wave-shaped spacer and whose heat-exchanging surface is formed by a sheet-like material, which must have heat-exchanging properties, a relatively cheap,
flat heat exchanger with a relatively good heat exchange capacity.
In order to increase the capacity of such a heat exchanger, it is furthermore preferable for a number of heating gas chambers and a number of cooling gas chambers to be stacked. Due to the flat stricture of the wave-shaped
<Desc / Clms Page number 2>
containers and sheet-like materials located therebetween, it is possible to stack a very large number of chambers on top of each other and thereby significantly increase the heat exchanging surface without increasing the volume of the heat exchanger.
For construction of such a heat exchanger, it is further preferred that the sheet-forming material be wrapped around the waveform spacer from successive chambers. A large number of chambers can thus be stacked on top of one another in a very simple manner, while in a zigzag configuration the sheet-shaped material now extends as a web.
A heat exchanger which is easy to manufacture and to build up is furthermore obtained if, furthermore, the heating gas chambers and the cooling gas chambers are preferably formed by a stack of wave-shaped spacers and sheet-like materials which are each attached to one of the spacers. Thus, corrugated spacers can be used, each of which is provided on one side with a sheet-like material attached thereto, for example by gluing. It is also possible to use spacers, each of which is provided on both sides with the sheet material and the other consists only of the wave material.
The construction of the heat exchanger is further improved considerably by providing a recess for a gas inlet and a gas outlet in the wave-shaped spacer. This can be done for the gas to be heated as well as for the gas to be cooled. It is thus ensured that the gas streams are in the same or counter-current on both sides of the sheet material, but nevertheless do not have to be added in the same place to the wave-shaped spacer, which therefore also functions as a conductor for the gas streams. A particularly simple construction of the heat exchanger is obtained if, furthermore, the inlets and outlets for heating gas and cooling gas are preferably transverse to one another.
Thus the inlets and
<Desc / Clms Page number 3>
outlets are located on different sides of the block heat exchanger. It is also more preferably possible to orient the inlets and outlets of one of the gas streams on one side of the heat exchanger.
It is further preferred that the chambers have an exchangeable casse section and are placed in a heat exchanger housing. It is thus possible to exchange cassettes which, due to contamination or possible damage to condensation, have been given a reduced heat exchange capacity.
A particularly economical construction is created,
If corrugated board is used for the corrugated spacer, preferably corrugated board that is moisture-resistant.
However, it is noted that any type of corrugated material that can act as a spacer and conductor for the gas streams can be used in the invention.
Another aspect of the invention relates to a heat exchanger cassette which can be used in the heat exchanger according to the invention.
The following and other features of the heat exchanger and cassette according to the invention will be further elucidated hereinbelow on the basis of a number of embodiments without the invention being considered to be limited thereto.
Figure 1 shows a partly bent away perspective view of a heat exchanger according to the invention;
Figure 2 is a view according to the arrow II of Figure 1, in which the heat exchanger housing is opened and the heat exchanger cartridge is visible;
Figure 3 shows the stacked heat exchanger according to the invention;
Figure 4 shows, in exploded view, the construction of the heat exchanger cassette of Figure 3 in the wound embodiment;
Figure 5 shows a detail V from Figure 4;
Figure 6 shows a variant of Figure 5; and
<Desc / Clms Page number 4>
Figure 7 shows a variant of figure 4.
Figure 1 shows a heat exchanger 1 according to the invention, which comprises a housing 2 provided with an inlet 3 and an outlet 4 for gas to be heated 5 and an inlet 6 and an outlet 7 for gas to be cooled 8. In the case of the heat exchanger 1 is used in a house or building, the gas 8 comes from the house and the gas 5 gas comes from outside. The heat exchanger is able to heat up to 18 cn at the same time as a gas of 450 m1 / h outside air from 100 to 18 simultaneously while cooling, air coming from the house from 20 to 12a,
The gas 5 is supplied to the heating gas inlet
9, including heat exchanger cassette 10, from this cassette 10 through the hot gas outlet 11.
The cassette is further provided with a cooling gas inlet 12 (not shown) and a cooling gas outlet 13.
Figure 2 shows from the other side the heat exchanger I, whereby a door 14 of the heat exchanger housing 2 is opened, so that the heat exchanger cassette 10 can be easily placed in and out and connects well to the inlets and outlets 9. 11, 12 and 13 and warming gas and cooling gas.
Figure 3 shows in more detail the heat exchanger cassette 10. The cassette 10 consists of a stack of alternating cooling gas chambers 16 and heating gas chambers 17.
Each chamber is formed by a wave-shaped spacer 18, while the chambers are separated from each other by a velvety material 19 which is wrapped around it in a zigzag motion at the stacked chamber 16 and 17.
In the side face 20 of the heat exchanger cassette 10, the heating gas chamber sections are closed and the cooling chamber chamber sections are open. The cooling gas thus flows through the heat exchanger cassette 10 of figure 3 from right to left.
<Desc / Clms Page number 5>
The warming gas chambers are equipped with an inlet
9 and an outlet 11 on the side 23. Thus, the inlets and outlets of the cpwarmgas on the one hand and the cow gas d 'ars on the other, are positioned on top of each other, while nevertheless the two gas flows are parallel and optionally equal or countercurrent, in this case countercurrent.
Figure 4 shows in more detail the construction of the swap-exchanger cassette 10 in the wound version.
As shown, the sheet 19, in this case aluminum foil, is wrapped around wave-shaped spacers 22 and 23, thereby forming the heat-exchanging surface between the chambers 16 and 17. For the heating chamber 17, the wave-shaped spacer is provided with two recesses 24 and 25 forming the inlet 9 and the outlet 11. In order to avoid an outflow of heating gas to the outside, the wave-shaped spacer 22 is closed on the sides for the inlet and outlet cooling gas as shown in Figure 5. filled with filling material through the cavities
EMI5.1
26.
Figure 6 shows a variant in which the recesses 24 and 25 of the wave-shaped spacer 22 are bounded by a strip 26 of other material which is not gas-permeable, so that a lateral flow of gas is avoided.
Figure 7 shows a variant of the heat exchanger cassette from Figure 4.
The heat exchanger cartridge 27 comprises a stack of heat exchanger elements 28 and 29. The heat exchanger element 28 is constructed from a wave-shaped element 30 da! : on both sides is provided with an adhered layer 31 and 32 of aluminum foil. The heat exchanger element 29 consists only of the wave-shaped element 33. The recesses 34 and 35 are provided therein for the formation of the inlet 9 and the outlet 11. However, it is possible, as shown in figure 6, to use terminal strips of padding material 26. However, it is also possible to, like
<Desc / Clms Page number 6>
for the variant: in Figure 5 the closure can be realized using glue.
It will be apparent that a number of structural changes can be made without leaving the cheese of the invention.
For example, it is possible, as described above, to change the directions for cooling gas and heating gas, or to let the gases flow in direct current or in cross flow, whereby the gases pass through the cassettes in the transverse direction once.
In the construction described above, construction of the heat exchanger with dimensions of 40 x 40 x 40 cm, a heat exchanger is produced which has a heat transfer of 1.2 kilowatts at a speed of 1.5 rn / sec. Thus, it is possible to obtain a ventilation rate of 450 m2 / h, which is suitable for homes.