Einrichtung zur Temperaturbeeinflussung von Räumen Zur Temperaturbeeinflussung von Räu- nien dienen heute allgemein in den betreffen den Räumen aufgestellte Heizkörper, die di rekt oder indirekt. beheizt werden. Dadurch wird die Raumluft auf eine gewünschte Tem peratur gebracht, wobei jedoch irgendeine eitere Beeinflussung derselben ausgeschlos sen ist.
Soll die Raumluft erneuert werden, so ist eine Zufuhr von Frisehluft notwendig, was in der Regel durch öffnen der Fenster bewirkt wird, wobei aber zugleich auch die Temperatur, wenn auch meist nicht im ge- wünsehten Sinne, beeinflusst wird.
Uni die Klima.verhä.ltnisse in Räumen miter Kontrolle zu halten, wurden Klima- iuilagen entwickelt. Deren Wesen besteht darin, dass dem Raum entsprechend vorberei- l:ete Luft, also z. B. solche von bestimmter Temperatur und Feuchtigkeit zu,geführtwird, i%-oliei gleichzeitig für ein Abführen der ver- brauchten Luft gesorgt wird.
Diese Klima- a11111,-en einen sieh besonders für grosse Piiurne und werden denn auch vorwiegend in Fabrikräume, Theatersäle und dergleichen eingebaut. Mit derartigen Anlagen eine Viel zahl kleinerer Räume zu klimatisieren bzw.
deren Temperatur oder Luftfeuchtigkeit zu beeinflussen, ist. zwar technisch ohne weiteres ebenfalls möglich, bedingt aber voluminöse .lliparatureil. Die umzuwälzenden Luftmen- gpn sind ganz besonders beim Kühlbetrieb relativ gross und beanspruchen daher entspre chend dimensionierte Luftkanäle.
Um die Vorteile, die die Klimaanlagen bringen, auch für Gebäude mit einer Mehr zahl verhältnismässig kleiner Räume ausnützen zu können, wurde vorgeschlagen, in einer Zentrale Primärluft, also etwa Frischluft mit oder ohne entsprechender Aufbereitung, zur Verfügung zu halten und diese Primär luft in Wärmeaustauscher enthaltende Appa rate zu führen, die in den zu klimatisierenden Räumen aufgestellt sind. Durch die ausströ niende Primärluft wird Sel,:undärluft, die dem Raum entnommen wird, angesogen und nach Vermischung mit der Primärluft wieder in den betreffenden Raum zurückgeführt.
Bei einer :dieser bekannten Anordnungen wird die aus dem Raum angesaugte Sekundärluft durch einen in üblicher Weise ausgebildeten Rippenrohr-Wärmeaustauscher geleitet, bevor sie sich mit der Primärluft vermischt. Derart ausgebildete Aggregate haben eine grosse Ver breitung gefunden, trotzdem ihnen erhebliche Nachteile anhaften; sie verschmutzen leicht und sind schwer zu reinigen, so dass sieh schon aus diesem Grund eine schlechte Aus- nutzung der Wärmeaustauscherflä,chen er gibt; ferner beanspruchen sie viel Platz und sind in der Herstellung teuer.
Bei einem andern vorgeschlagenen Aggre gat sind in einem Kasten mit Heisswasser oder Dampf beheizte Heizkörper unterge bracht, welche mit Primärluft angeblasen werden, die mehreren, nebeneinander ange ordneten Reihen schlitzförmiger Düsen ent- strömt und hierbei durch Injektorwirkung Raumluft ansaugt. Primär- und Sekundärluft streichen an den genannten Heizkörpern ent lang und gelangen hierauf in den zu beheizen den Raum. Diese Apparate vermochten sich in der Praxis nicht einzuführen, da sie in folge der beschränkten Sekundä.rluftumwä.l- zung in wirtschaftlich und platzmässig trag baren Grössen auf keine ausreichende Lei stung kommen.
Im Verlaufe umfangreicher Untersuchun gen hat sieh nun überraschend gezeigt, da.ss, falls ganz bestimmte Bedingungen im Aufbau solcher Wärmeaustausclier eingehalten wer den, im Verhältnis zum aufzuwendenden Ge wicht und Volumen der Wärmeaustauscher eine unerwartet hohe Heiz- bzw. Kühlleistung erzielbar ist. Ausserdem kann bei dieser Ein richtung die Temperaturdifferenz zwischen der durchgeleiteten Luft und dem durch den Wä.rmeausta.useher zirkulierenden Heiz- bzw.
Kühlmedium geringer gehalten werden., als nach bisherigen Erfahrungen zu erwarten gewesen war.
Den Gegenstand der vorliegenden Erfin- dung bildet eine Einrichtung zur Tempera turbeeinflussung von Räumen, welche aus einem Wärmeaustauscher und Mitteln be steht, um Primärluft so durch den Wärme austauseher zu blasen, da.ss durch Injektions wirkung der Primärluft aus dem zu beein flussenden Raum Sekundärluft angesaugt und diese gemeinsam mit der Primärluft durch den Wärmea.ustauscher geführt und hierauf in den Raum zurückgeleitet wird.
Das Kennzeichen der Erfindung liegt darin, dass der Wä.rmeaustauscher aus mehreren nebeneinanderliegenden, durch ein Medium in ihrer Wandtemperatur beeinflussbaren, an ihren Stirnseiten Luft-Ein- und -Austritts öffnungen aufweisenden und seitlich wenig stens annähernd geschlossenen Kanälen auf gebaut ist, deren hydraulischer Durchmesser 60 mm nicht übersteigt und deren Länge mindestens das Fünffache des hydraulisch en Durchmessers beträgt,
und dass jedem dieser Kanäle mindestens eine Primä.rlufta.ustritts- öffnung zugeordnet ist, wobei die Summe der Austrittsquerschnitte aller Primäi-luftati-#- trittsÖffnungen weniger als einen Fünftel der Summe der Kanalaustrittsquersehnitte be trägt.
Dabei kann die Quersclinittsform des Ka nals beliebig gewählt. werden. Es können also kreisförmige, quadratische, ovale oder ä.hn- liehe Formen verwendet werden. Die Ver hältnisse können so sein, dass die Vermischung von Primär- und Sekundärluft sich im wesent lichen vollständig innerhalb der einzelnen Ka näle vollzieht und dabei eine besonders starke Wirbelbildung auftritt, die einen weit höheren Wä.rmeaustauseli zwischen Kanalwandungen und der durchstreichenden Luft bewirkt, als er bei normalem Dtireiiströiiien von Luft resultieren würde.
Es können Massnahmen g-e- t.roffen sein, damit die Gesamtmenge der um zuwälzenden Luft trotz Injektionsgrad auf ein tragbares Mass eingeschränkt und trotz dem so eingestellt werden kann, dass die gege benen Wärmemengen ohne Zugserscheinun- gen zu- oder abgeführt werden können, und damit dem Ra,uin eine angemessene Menge Frischluft zugeführt werden kann.
In den weitaus meisten Fällen wird man mit. Vorteil pro Kanal eine einzige Primä.r- luftaustrittsöffnung vorsehen, wobei diese vorteilhaft im Schwerpunkt der Querschnitts fläche des zugehörigen Kanals angeordnet ist. Um eine einwandfreie Umwälzung der Pri märluft und der Sekundärluft zu bewerkstel ligen, ist es vorteilhaft, wenn die Primä.rluft- austrittsöffnung etwa auf der Höhe der Ka- naleintrittsöffnu,ng angeordnet ist.
Liegt die Primärluftaustrittsö.ffnuiig, wie dies bei älte ren Vorschlägen der Fall ist, weit ausserhalb des Kanaleintrittes, so ist ein Mitreissen der Sekundärluft und eine einwandfreie Steite- rt.ng des Luftgemisches im Kanal beeinträeli- tigt. Ferner ist.
es zweckmässig, die Kaisäle glatt und ohne Querrippen auszubilden, uni die ReinigLin\- zu erleichtern und dem Dnreh- fl.uss einer möglichst grossen Luftmenge beirre unerwünschten Widerstände in den Weg zu legen. Um die Geräuschbildung in bestimm ten Grenzen zu halten, wird die Primärluft vorteilhaft mit einem kleineren Überdruck als 200 mm WS zugeführt.
Eine Dämpfung der (serä uselie kann auch durch entsprechende Ausbildung der Kanäle des Wärmeaustau- sehers bewirkt werden.
In beiliegenden Zeichnungen sind einige Ausfiilirungsbeispiele des Erfindungsgegen standes dargestellt. Es zeigt: Fi-. 1 eine erste Ausführungsform eines Wä rineaustauschers in Ansieht, Fig. 2 eine Dra.ufsieht auf diese Ausfüh- run gsform.
Fir. 3 einen Detailsehnitt derselben in vergrösserter Darstellung, J eine zweite Ausführungsform in Ansieht, hig. 5 eine Draufsieht auf diese Ausfüh- r:
ti. igsform, Fi-. 6 einen Detailselinitt derselben in vergrösserter Darstellung, Fig. 7 einen Detailschnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 2, Fir. 8 einen Detailschnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. 5, Fig. 9 einen Detailschnitt durch eine wei tere Ausführungsform, Fig. 10 einen Detailschnitt einer weiteren Ausführungsform,
Fig. 11 einen Schnitt durch einen Wärme- austauscher mit darin angeordnetem Elektro filter, Fig. 12 einen Detailsehnitt durch eine letzte Ausführungsform.
Nach den Fig. 1 bis 3 sind zwei Rippen körper 1 und 2 miteinander verbunden. Diese beiden Rippenkörper bilden senkrechte Rip pen 4 und 5, in denen das Heiz- bzw. Kühl mittel fliesst. Die Rippen 4 und 5 werden durch eine im obern Teil des -Wärmeaustan- sehers vorgesehene Erweiterung 6 des durch die Rippenkörper eingeschlossenen Hohl raumes, welche mit der Zuflussleitung 7 in Verbindung steht, gespiesen. Der Abfluss des 11:eiz- bzw. Kühlmittels erfolgt über eine Lei- iung B.
Durch ihre Formgebung bilden die Rippenl@örper 1 und 2 zusammen mit ihre Aussenkanten verbindenden Blechen 9 bzw. 10 geradlinige Kanäle 11 und 12. Diese Ka näle 11 und 12 sind seitlich allseitig geschlos- sen, dagegen an den Enden offen. Der hy draulische Durchmesser jedes dieser Kanäle, der sich nach der Formel:
EMI0003.0052
errechnet, ist kleiner als 60 mm, während ihre Länge mindestens das Fünffache hiervon beträgt. Jedem Kanal ist nun eine Düse 13 zugeordnet, die etwa im Schwerpunkt der Ka- nalquerschnittsfläche angeordnet ist.
Diese Düsen stehen mit einem Verteilkanal 14 in Verbindung, der an der Primärluftzuleitung 15 angeschlossen ist. Durch die Düsen 13 strömt, wie in Fig. 1 ersichtlich, die Primär luft in die Kanäle 11 und 12 ein und reisst damit Sekundärluft aus dem Raum mit, dessen Temperatur zu beeinflussen ist; so dass Primär- und Sekundärluft gemischt entlang den temperaturbeeinflussten Wänden der Ka näle 11 und 12 streieht und am obern Aus trittsende entsprechend vorbereitet in den Raum zurückgelangt.
Die Summe aller Düsen austrittsquerschnitte beträgt weniger als einen Fünftel der Summe der Austrittsquer schnitte der Kanäle 11 und 12.
Bei dem Beispiel nach Fig. 4, 5 und 6 sind auf ein schlangenförmig gewundenes Rohr 16, durch die das Heiz- bzw. Kühlmittel fliesst, aus Profilkörpern (Blechprofile) 17 gebil dete Kanäle 18 und 19 vorgesehen, deren Länge mindestens das Fünffache ihres hy draulischen Durchmessers beträgt. Die aus Fig. 6 ersichtlichen Profile sitzen mit entspre- ehenden Bohrungen 20 auf dem Rohr 16 und bilden mit ihren Fortsätzen 21 und 22 bzw. 23 die Kanäle 18 und 19. Die Temperatur beeinflussung der Profile erfolgt im wesent lichen durch direkten Wärmeübergang vom Rohr 16 her an deren gegenseitigen Berüh rungsstellen.
Der Vorteil dieser Ausführungs- form besteht darin, dass die Wärmeaustau- scher in einfacher Weise aus vorgeformten Profilkörpern, die auf das Rohr 16 aufge steckt werden, aufgebaut werden. Auch in diesem Beispiel ist jedem Kanal eine Düse 24 zugeordnet, die wiederum im Schwerpunkt der Querschnittsfläche des Kanals liegt. Die Düsen sind auch hier auf einem Verteilkana.l ''5 aufgesetzt, der an die Primä-rhzftleitung ''6 angeschlossen ist.
Ihre Austrittsquer schnitte betragen auch hier zusammen weniger als ein Fünftel der Summe der Austrittsquer schnitte der Kanäle 18 und 19.
Für die beiden in Fig. 1, 2 und 3 bzw. 4 bis 6 dargestellten Ausführungsformen zei gen die Fig. 7 bzw. 8 noch Detailquerschnitte.
In Fig. 7 ist der oben befindliche Vertei lerkanal 6 in dem Schnitt nach Linie VII-VII in Fig. 2 erkennbar. Die Kanäle 11 und 12 weisen vorzugsweise mindestens teilweise parallele glatte Begrenzungsflächen auf. Allfällige Ein- oder Ausbuchtungen so wie sonstige Formabweichungen sind strö mungstechnisch so ausgebildet, dass ein schäd- lieher Einfluss auf die Luftströmung nicht in Erscheinung tritt. Der Zweck dieser Ausbil dung ist, der durchströmenden Primär- und Sekundärluft keinen wesentlichen Wider stand entgegenzusetzen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 bis 6 sind die Begrenzungsflächen der Kanäle 18 und 19, wie Fig. 8 erkennen lässt, durch wegs glatt und bilden keinerlei Vorsprünge oder Verengungen, die der Strömung der Pri mär- und Sekundärluft unerwünschten Wi derstand bieten könnten.
Zwiseh.en den Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 3 Lind 7 bzw. 4 bis 6 und 8 be stehen einige grundsätzliche Unterschiede. So wird das Mittel zur Beeinflussung der Wand temperatur der Kanäle beim Ausführungs beispiel nach Fig. 1 bis 3 und 7 in lamina.rer Strömung langsam von der Zuführung bis zum Ausgang fliessen. Seine Durehflu.sskanäle sind verhältnismässig gross dimensioniert, so dass eine ausreichende Menge des Tempera.tur- beeinflussungsmittels zur Verfügung steht.
Gänzlich anders liegen die Verhältnisse beim nach Fig. 4 bis 6 und 8, wo das Temperaturbeeinflussungstnit- tel nur in einem Rohr geführt wird, in dem eine turbulente rasche Strömung erfolgen soll.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis und 7 ist die Fläche, auf der das Tempera- turbeeinflussungsmittel die Kanalwand be- einflusst, erheblich grösser als beim Beispiel nach Fig. 4 bis 6 und 8, wo auf verhältnis mässig kleiner Fläche eine Temperatur beeinflussung der Kanalwand erfolgt. Diese Verhältnisse sind zulässig, weil einmal bei der laminaren Strömung :
der W ärmeüber- gang bedeutend geringer ist als bei der tur bulenten, so da.ss im Endeffekt in beiden Fällen die tatsächliche -#Värmebeeinflussnng des Kanals ungefähr dieselbe ist.
Die V- ahl, ob das eine oder andere System zur Anwen dung kommt, wird im wesentlichen davon be- einflusst werden, ob das Temperaturbeein- flussungsmittel eine teure Spezialfüllung oder aber nur Wasser ist, da selbstverständlich im Falle des Beispiels nach Fig. 4 bis 6 und 8 die benötigten Füllmengen wesentlich gerin ger sind als beim Beispiel nach Fig. 1 bis 3 u,nd 7.
Im weiteren besteht ein Unterschied zwischen den beiden Ausführungsformen darin, dass das System nach Fig. 1 bis 3 und 7 träger ist, also eine längere Anlaufzeit be nötigt als eine Ausführungsform nach Fig.4 bis 6 und B. Selbstverständlich sind diese bei den Beispiele, die für ganz verschiedene Ver hältnisse Anwendung finden können, nur riehtungsgebend. Es lassen. sich zahlreiche weitere Anwendungsformen finden.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.9 sind wiederum auf ein Rohr 28 mehrere Körper 29 aufgereiht, die sich gegenseitig be rühren und damit wieder Kanäle 30 bilden In diesem Falle sind pro Kanal 30 je zwei Düsen 31 und 32 für die Zufuhr von Pri märluft vorgesehen, und .darüber hinaus sind zur Vergrösserung der wirksamen Wärme austauschfläehe zwischen Kanalwand und Kanalluft Rippen 33 vorgesehen.
Diese Rip pen sind glatt und laufen in der Längs richtung der Kanäle und ergeben daher keine wesentliche Vergrösserung des Durchgangs widerstandes für das Primär-Sekundär-Luft- gemiseh. Auch diese Ausführungsform ist.
Selbst. verständlich nur als Beispiel zu werten und kann in mannigfacher Weise variiert werden, In Fig. 10 ist eine Ausführungsform ge zeigt, bei welcher an der Eintrittsseite der Primärluft eine Einlaufdüse 34 eingesetzt ist, welche vorteilhaft aus schalldämpfender.! 31aterial besteht und den Kanal auf ein kurzes Stück auskleidet. In einem Abstand hiervon ist eine zweite, vor die Austrittsdüse '135 der Primärluftleitung 36 sich erstreckende Lufteinlaufdüse 37 angeordnet.
Hierdurch er gibt sich eine zweistufige Injektion der Se kundärluft und damit eine relativ intensive Luftströmung.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 ist angedeutet, wie die durch die Kanäle 33 strömende, zu behandelnde Luft ausser der Temperaturbehandlung entstaubt werden kann. An den Trägern 39 sind die frei in den.
Luftkanälen verlaufenden Sprühelektro- (-len 40 eines Elektrofilters aufgehängt.. Die lia.nalwa.ndungen 41 dienen als Niederschlags elektrode und sind durch die Leitungen .12 geei,ilet. Um den Wärmeübergang durch den Staubniederschlag auf den Kanalwandungen mö",lielist wenig zu beeinträchtigen, kann die Disposition so getroffen werden, dass nur bestimmte, den Wärme- bzw. KäIte7ufuhrstel- len am entferntesten liegende Kanalteile als Niederschlagselektrode dienen.
Statt dessen kann auch so vorgegangen werden, dass be sondere Niederschlagselektroden in den Luft kanälen aufgehängt werden. Die Primärluft wird durch. die Rohrleitung 13 zugeführt, deren äussere Form so gestaltet ist, dass der Eintritt der Sekundärluft in die Kanäle er leielitert wird.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 12 ist srlil@ief-.rlich. noch gezeigt, wie die einzelnen Kanäle auch nicht vollständig voneinander (yetrennt ausgebildet werden können. Eine derartige Ausführungsform kann sich aus fabrikatorischen Zwecken aufdrängen, da die die Kanäle bildenden Formkörper besonders einfach, beispielsweise als Gusskörper, ausge bildet werden können.
Auch bei den Beispielen nach Fig. 9 bis 1.2 sind die Kanäle mindestens fünfmal so lang wie ihr hy draulischer Durchmesser. Die Mistrittsquerschnitte der Primä.rluftdüsen betragen zusammen weniger als ein Fünftel der Summe der Kanalaustrittsquerschnitte.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen schon, dass sich zur Realisierung des Erfindungsgedankens ausserordentlich ein fach aufgebaute Wärmeaustauscher herstellen lassen. Der einfache Aufbau bringt selbst verständlich eine relativ billige Herstellung mit sich, so dass die gesamten Aggregate sich kostenmässig nur unwesentlich von üblichen Radiatoren unterscheiden.
Durch den Gedanken, lang gestreckte Ka näle zu bilden, in diese Kanäle relativ ge ringer !Mengen von Primärluft, die entspre- ehend vorbereitet sein oder nur aus Frisch luft bestehen kann, einzuführen und durch diese verhältnismässig geringe zugeführte Luftmenge die Umwälzung grosser Luft mengen des zu beeinflussenden Raumes zu er zeugen, ergibt: sich, auch,die betriebswirtschaft- lieh günstige Form der Wärmebeeinflussung eines Raumes.
Durch die Schaffung lang- gestreekter Kanäle mit verhältnismässig ge ringer Querschnittsfläche wird es möglich, aus der eingeblasenen Primärluft und aus der Sekundärluft eine starke Wirbelströmung zu erzeugen, so dass zwischen dem Luft gemisch und den Kanalwänden ein äusserst günstiger Wärmeübergang erzeugt wird, der weit über das hinausgeht, was bei wirbel freier oder wirbelarmer Strömung unter glei chen Verhältnissen der Fall wäre. Durch die sen Umstand erklären sich die durch zahl reiche Versuche bewiesenen äusserst günstigen Leistungen, die derartige Wärmeaustauscher bringen.
Die Versuche haben im übrigen ge zeigt, dass sowohl zur Heizung als auch zur Kühlung von relativ grossen Räumen nur geringe Mengen Primärluft benötigt werden, wobei in der Abstimmung des Verhältnisses Primärluft zur Sekundärluft eine weitere Möglichkeit zur Beeinflussung des Raiunes liegt.
Die beschriebenen W ärmeaustauscher be sitzen aber noch weitere Vorteile. So kann ein mal das unvermeidliche Düsengeräusch durch die zahlreichen nebeneinanderliegenden Ka näle verhältnismässig geringen Durchmessers gut absorbiert werden. Man kann auch, wie in Fig. 1 gezeigt, die Höhe der Primärluft- düsen variieren und erreicht damit eine wei tere Schalldämpfung. Ferner sind die Ab messungen eines Wä.rmeaustauschers bestimm ter Leistung bedeutend geringer als bei be kannten Anlagen gleicher Leistung.
Der Auf bau des Apparates aus Kanälen mit verhält nismässig glatten Wänden verhindert weitest gehend eine Verschmutzung. Selbst wenn aber eine Verschmutzung nach längerer Be triebsdauer eintreten sollte, so ist die Reini gung mühelos durchführbar. Nicht übersehen darf auch noch werden, dass die beschriebenen EV ä.rmeaustatrscher bei Einverkleideter Aus führung in zweifacher Weise wirken, nämlich durch die Beeinflussung der durch ihre Ka näle geführten Primär- und Sekundärluft und durch direkte Abstrahlung in den Raum..
Da diese Strahlung insbesondere bei der Heizung erfahrungsgemäss das Wohlbefinden der im Raum anwesenden Personen erhöht und niedrigere Raumtemperaturen zulä:sst, entspricht die Apparatur auch in dieser hin sieht den heutigen Anforderungen auf dem Gebiete der Raumheizung.
Die Kanäle der erläuterten Wä.r me- aLLstauseher bilden auch dann Durchfliess öffnungen für die Raumluft, wenn die Pri märluft ausfällt.
Durch Erwärmung der in den Kanälen befindlichen Luft entsteht ein kräftiger Konvektionsstrom, ähnlich wie bei den. üblichen Radiatoren, so dass es also durchaus möglich ist, den Wärmeaustauscher auch dann als Mittel zur Beheizung von Räumen zu verwenden, wenn aus irgendwel chen Gründen, sei es Betriebsstöi2Lng oder Breimstoffmangel, der Betrieb mit Primär luft als Klima.tisierungsmittel eingestellt werden muss.. Man hat demnach mit den.
be schriebenen Apparaten die Möglichkeit so wohl der Klimatisierung als auch nur der Beheizung.
Wenn der Wärmeaustauscher aus neben einander angeordneten Rippenrohren besteht, deren Rippen in Längsrichtung der Rohre verlaufen. und seitlich mindestens annähernd geschlossene, an den Stirnseiten offene Ka- näle bilden, so ergibt sich eine besonders raum- und materialsparende Ausbildung. Zu demselben Zweck können die Kanäle auch von hohlen Lamellen begrenzt sein, in deren Hohlräumen das Tem.peraturbeeinflussungs- medium fliesst.
Es sind dann keine zusätz lichen Rohrleitungen und Rohrrippen nötig, wie dies bei andern Wärmea.ustauscherii der Fall ist. Wenn die Austrittsöffnungen für die Primärluft innerhalb des untern Drittel der Kanäle angeordnet sind, kann eine we sentliche Geräuschdämpfung erzielt werden, besonders dann, wenn die Priniä:rlLLftaLlstritts- öffnungen benachbarter Kanäle auf verschie dener Höhe angeordnet sind, und zwar so, da-ss sich Schallinterferenz zwecks Dämpfung ergibt.
Device for influencing the temperature of rooms Nowadays, direct or indirect heating elements installed in the rooms concerned are generally used to influence the temperature of rooms. be heated. As a result, the room air is brought to a desired temperature, but any further influence on the same is excluded.
If the room air is to be renewed, then a supply of hairdressing air is necessary, which is usually brought about by opening the window, but at the same time the temperature is also influenced, although usually not in the desired sense.
In order to keep the climatic conditions in rooms with control, climatic conditions were developed. Their essence consists in the fact that the space is appropriately prepared: ete air, e.g. B. those of a certain temperature and humidity is supplied, i% -oliei is taken care of at the same time for a discharge of the used air.
These climates are especially useful for large pears and are therefore mainly built into factory rooms, theaters and the like. With such systems, a large number of smaller rooms can be air-conditioned or
whose temperature or humidity can be influenced. technically possible, too, but requires voluminous .lliparature parts. The amounts of air to be circulated are relatively large, especially in cooling operation, and therefore require appropriately dimensioned air ducts.
In order to be able to use the advantages that the air conditioning systems bring to buildings with a large number of relatively small rooms, it was proposed to keep primary air, such as fresh air with or without appropriate treatment, available in a central unit and to keep this primary air in heat exchangers containing appa rate to lead, which are set up in the rooms to be air-conditioned. Through the escaping primary air, Sel,: undärluft, which is taken from the room, is sucked in and, after mixing with the primary air, returned to the room concerned.
In one of these known arrangements, the secondary air drawn in from the room is passed through a finned tube heat exchanger designed in the usual way before it mixes with the primary air. Units designed in this way have found widespread use, although they have considerable disadvantages; they get dirty easily and are difficult to clean, so that for this reason alone there is poor utilization of the heat exchanger surfaces; they also take up a lot of space and are expensive to manufacture.
In another proposed unit, heating elements heated with hot water or steam are housed in a box, which are blown with primary air, which flows out of several rows of slot-shaped nozzles arranged next to one another and thereby sucks in room air through injector action. Primary and secondary air sweep along the aforementioned radiators and then enter the room to be heated. These devices have not been able to be implemented in practice, since they do not have sufficient performance due to the limited secondary air circulation in economically and space-wise portable sizes.
In the course of extensive investigations, it has now surprisingly shown that, if very specific conditions are met in the construction of such heat exchangers, an unexpectedly high heating or cooling capacity can be achieved in relation to the weight and volume of the heat exchangers to be used. In addition, with this device, the temperature difference between the air that is passed through and the heating or cooling system circulating through the heat exchanger can be used.
Cooling medium must be kept lower than was to be expected based on previous experience.
The subject of the present invention is a device for influencing the temperature of rooms, which consists of a heat exchanger and means to blow primary air through the heat exchanger so that secondary air is injected from the room to be influenced sucked in and this is guided through the heat exchanger together with the primary air and then returned to the room.
The characteristic of the invention is that the Wä.rmeaustauscher is built from several side by side, the wall temperature of which can be influenced by a medium, air inlet and outlet openings at their end faces and at least approximately closed channels on the sides, the hydraulic diameter of which Does not exceed 60 mm and whose length is at least five times the hydraulic diameter,
and that each of these channels is assigned at least one primary air outlet opening, the sum of the outlet cross-sections of all primary air outlet openings being less than a fifth of the total of the channel outlet cross-section.
The cross-sectional shape of the channel can be chosen as desired. will. So circular, square, oval or similar shapes can be used. The ratios can be such that the mixing of primary and secondary air takes place essentially completely within the individual ducts and a particularly strong vortex formation occurs, which causes a much higher heat exchange between duct walls and the air flowing through than it would result in normal flow of air.
Measures can be taken so that the total amount of air to be circulated can be restricted to an acceptable level despite the degree of injection and nevertheless adjusted so that the given amounts of heat can be added or removed without drafts, and thus the room can be supplied with an adequate amount of fresh air.
In the vast majority of cases, you will with. It is advantageous to provide a single primary air outlet opening per channel, this advantageously being arranged in the center of gravity of the cross-sectional area of the associated channel. In order to achieve perfect circulation of the primary air and the secondary air, it is advantageous if the primary air outlet opening is arranged approximately at the level of the duct inlet opening.
If the primary air outlet is open, as is the case with older proposals, far outside the duct inlet, the secondary air will be entrained and the air mixture in the duct will not be properly disturbed. Furthermore is.
It is advisable to make the cesarean halls smooth and without transverse ribs, to make cleaning easier and to prevent unwanted resistance from the rotating flow of as large a quantity of air as possible. In order to keep the noise within certain limits, the primary air is advantageously supplied with a pressure lower than 200 mm water column.
A damping of the (serä uselie can also be brought about by appropriate design of the channels of the heat exchanger.
Some exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the accompanying drawings. It shows: Fi-. 1 a first embodiment of a Wä rineaexauschers in view, FIG. 2 a plan view of this embodiment.
Fir. 3 shows a detail section of the same in an enlarged representation, a second embodiment in view, hig. 5 a look at this runner:
ti. igsform, Fi-. 6 shows a detail line of the same in an enlarged representation, FIG. 7 shows a detail section along the line VII-VII in FIG. 2, Fir. 8 shows a detail section along the line VIII-VIII in FIG. 5, FIG. 9 shows a detail section through a further embodiment, FIG. 10 shows a detail section of a further embodiment,
11 shows a section through a heat exchanger with an electric filter arranged therein, FIG. 12 shows a detailed section through a last embodiment.
According to FIGS. 1 to 3, two ribs body 1 and 2 are connected to each other. These two rib bodies form vertical Rip pen 4 and 5, in which the heating or cooling medium flows. The ribs 4 and 5 are fed by an enlargement 6 of the cavity enclosed by the rib body, which is provided in the upper part of the heat exchanger and which is connected to the inflow line 7. The 11: heating or coolant is drained via a line B.
Due to their shape, the rib bodies 1 and 2 together with the metal sheets 9 and 10 connecting their outer edges form straight channels 11 and 12. These channels 11 and 12 are closed on all sides, but open at the ends. The hydraulic diameter of each of these channels, which is determined by the formula:
EMI0003.0052
calculated, is less than 60 mm, while its length is at least five times this. Each channel is now assigned a nozzle 13 which is arranged approximately in the center of gravity of the channel cross-sectional area.
These nozzles are connected to a distribution channel 14 which is connected to the primary air supply line 15. As can be seen in FIG. 1, the primary air flows through the nozzles 13 into the channels 11 and 12 and thus entrains secondary air from the room whose temperature is to be influenced; so that primary and secondary air mixed along the temperature-affected walls of the channels 11 and 12 stretches and at the upper end of the exit, appropriately prepared, gets back into the room.
The sum of all nozzle outlet cross-sections is less than a fifth of the sum of the outlet cross-sections of channels 11 and 12.
In the example of Fig. 4, 5 and 6 are on a serpentine pipe 16 through which the heating or coolant flows, formed from profile bodies (sheet metal profiles) 17 formed channels 18 and 19, the length of which is at least five times their hy hydraulic diameter. The profiles shown in FIG. 6 sit with corresponding bores 20 on the tube 16 and form the channels 18 and 19 with their extensions 21 and 22 or 23. The temperature of the profiles is essentially influenced by direct heat transfer from the tube 16 to their mutual contact points.
The advantage of this embodiment is that the heat exchangers are constructed in a simple manner from preformed profile bodies that are slipped onto the tube 16. In this example too, each channel is assigned a nozzle 24, which in turn lies in the center of gravity of the cross-sectional area of the channel. Here, too, the nozzles are placed on a distribution channel 1 '' 5 which is connected to the primary line '' 6.
Here too, their exit cross-sections together are less than a fifth of the sum of the exit cross-sections of channels 18 and 19.
For the two embodiments shown in FIGS. 1, 2 and 3 or 4 to 6, FIGS. 7 and 8 show detailed cross-sections.
In Fig. 7, the top distributor channel 6 in the section along line VII-VII in Fig. 2 can be seen. The channels 11 and 12 preferably have at least partially parallel smooth boundary surfaces. Any indentations or bulges, as well as other deviations in shape, are designed in terms of flow technology in such a way that a harmful influence on the air flow does not appear. The purpose of this training is not to oppose the primary and secondary air flowing through any significant resistance.
In the embodiment according to FIGS. 4 to 6, the boundary surfaces of the channels 18 and 19, as shown in FIG. 8, are smooth throughout and do not form any projections or constrictions that could provide unwanted resistance to the flow of the primary and secondary air.
Between the embodiments according to FIGS. 1 to 3 and 7 or 4 to 6 and 8 there are some fundamental differences. Thus, the means for influencing the wall temperature of the channels in the execution example according to FIGS. 1 to 3 and 7 will slowly flow in lamina.rer flow from the inlet to the outlet. Its flow channels are relatively large, so that a sufficient amount of the temperature-influencing agent is available.
The situation is completely different in the case of FIGS. 4 to 6 and 8, where the temperature influencing means is only guided in a pipe in which a turbulent rapid flow is to take place.
In the embodiment according to FIGS. 1 to 7, the area on which the temperature influencing agent influences the duct wall is considerably larger than in the example according to FIGS. 4 to 6 and 8, where the duct wall is influenced by temperature on a relatively small area he follows. These relationships are permissible because, once with laminar flow:
the heat transfer is significantly less than in the turbulent one, so that in the end the actual heat transfer of the duct is roughly the same in both cases.
The number of whether one or the other system is used will essentially be influenced by whether the temperature-influencing agent is an expensive special filling or just water, as naturally in the case of the example according to FIGS 6 and 8, the required filling quantities are much lower than in the example according to FIGS. 1 to 3 and 7.
Furthermore, there is a difference between the two embodiments in that the system according to FIGS. 1 to 3 and 7 is slower, that is, a longer start-up time is required than an embodiment according to FIGS. 4 to 6 and B. Of course, these are in the examples which can be used for very different relationships, only indicative. Leave it. numerous other forms of application can be found.
In the embodiment according to FIG. 9, several bodies 29 are lined up on a tube 28, which mutually touch each other and thus form channels 30 again. In this case, two nozzles 31 and 32 are provided per channel 30 for the supply of primary air, and. Furthermore, ribs 33 are provided to enlarge the effective heat exchange area between the duct wall and duct air.
These ribs are smooth and run in the longitudinal direction of the channels and therefore do not result in any significant increase in the passage resistance for the primary-secondary air mix. This embodiment is also.
Self. understandable only as an example and can be varied in many ways. In Fig. 10 an embodiment is ge shows in which an inlet nozzle 34 is used on the inlet side of the primary air, which advantageously consists of sound-absorbing.! 31material and lines the canal for a short distance. A second air inlet nozzle 37 extending in front of the outlet nozzle 135 of the primary air line 36 is arranged at a distance therefrom.
As a result, he is a two-stage injection of secondary air and thus a relatively intense air flow.
In the embodiment according to FIG. 11, it is indicated how the air to be treated flowing through the channels 33 can be dedusted in addition to the temperature treatment. On the carriers 39 are free in the.
Sprühelektro- (-len 40 of an electrostatic precipitator running through air ducts are suspended. The lia.nal walls 41 serve as precipitation electrodes and are geei, ilet through the lines The disposition can be made in such a way that only certain parts of the duct that are furthest away from the heat or cold supply points serve as the precipitation electrode.
Instead, the procedure can be that special precipitation electrodes are hung in the air ducts. The primary air is through. the pipeline 13 is supplied, the outer shape of which is designed so that the entry of the secondary air into the channels it is led.
In the embodiment of FIG. 12 is srlil@ief-.rlich. It is also shown how the individual channels cannot be designed to be completely separate from one another. Such an embodiment may be necessary for manufacturing purposes, since the molded bodies forming the channels can be designed particularly simply, for example as cast bodies.
In the examples according to FIGS. 9 to 1.2, too, the channels are at least five times as long as their hy draulic diameter. The mistritt cross-sections of the primary air nozzles together amount to less than a fifth of the sum of the duct outlet cross-sections.
The exemplary embodiments described already show that an extraordinarily well constructed heat exchanger can be produced to implement the inventive concept. The simple structure naturally means relatively cheap production, so that the entire units differ only insignificantly in terms of cost from conventional radiators.
With the idea of forming elongated ducts, relatively small amounts of primary air, which can be appropriately prepared or can only consist of fresh air, are introduced into these ducts, and large amounts of air are circulated through this relatively small amount of air supplied To generate the room to be influenced results: this also results in the economically advantageous form of heat influencing a room.
By creating elongated channels with a relatively small cross-sectional area, it is possible to generate a strong vortex flow from the primary air and the secondary air, so that an extremely favorable heat transfer is generated between the air mixture and the channel walls, which is well above the goes beyond what would be the case with vortex-free or vortex-poor flow under the same conditions. This fact explains the extremely favorable performance that such heat exchangers have proven through numerous experiments.
The tests have also shown that only small amounts of primary air are required both for heating and for cooling relatively large rooms, with the coordination of the ratio of primary air to secondary air being another way of influencing the raiune.
The heat exchangers described have other advantages. In this way, the unavoidable nozzle noise can be well absorbed by the numerous adjacent channels with a relatively small diameter. It is also possible, as shown in FIG. 1, to vary the height of the primary air nozzles and thus achieve further sound attenuation. Furthermore, the dimensions of a heat exchanger with a certain output are significantly smaller than in known systems of the same output.
The construction of the apparatus from channels with relatively smooth walls largely prevents soiling. But even if contamination should occur after a long period of operation, cleaning can be carried out effortlessly. It should also not be overlooked that the described EV armature exchangers act in two ways when they are clad, namely by influencing the primary and secondary air routed through their ducts and by direct radiation into the room.
Since experience has shown that this radiation increases the well-being of the people present in the room and allows lower room temperatures, especially in heating, the apparatus also corresponds in this respect to today's requirements in the field of room heating.
The channels of the explained heat reservoirs also form throughflow openings for the room air when the primary air fails.
When the air in the ducts is heated, a strong convection current is created, similar to the. standard radiators, so that it is entirely possible to use the heat exchanger as a means of heating rooms if, for any reason, be it operational disturbance or lack of fuel, operation with primary air as the air conditioning agent has to be stopped. So you have with the.
be described devices the possibility of air conditioning as well as just heating.
If the heat exchanger consists of finned tubes arranged next to one another, the fins of which run in the longitudinal direction of the tubes. and laterally at least approximately closed channels open at the end faces, this results in a particularly space and material-saving design. For the same purpose, the channels can also be delimited by hollow lamellae, in the cavities of which the temperature-influencing medium flows.
No additional pipes and pipe fins are then necessary, as is the case with other heat exchangers. If the outlet openings for the primary air are located within the lower third of the ducts, substantial noise reduction can be achieved, especially if the primary air ducts of adjacent ducts are arranged at different heights, in such a way that they are aligned Sound interference for the purpose of damping results.