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Rotierender Regenerativwärmeaustauscher Die vorliegende Erfindung bezieht. sieh auf einen rotierenden Regenerativwärmeaustau- seher für gasförmige Mittel mit einem mittels Schieliten in Spalten unterteilten umlaufenden Austauschkörper, der von den Gasen an voneinander getrennten Stellen durchströmt wird, wobei die Schichten so angeordnet sind; dass in der Strömungsrichtung der Gase verlaufende Kanäle entstehen.
L m den besten Wirkungsgrad zu erhalten, werden zweckmässig die beiden Mittel im Gegenstrom durch den Rotor geführt.
Es war bisher nicht möglich, bei solchen Regenerativwärmeaustauschern, bei einer verhältnismässig hohen Drehzahl des Rotors nur kleine Überströmverluste zu haben. Es ist ferner wünschenswert, bei kleinen Abmessungen eine grosse Leistungsfähigkeit, das heisst möglichst kleinen Rauminhalt des Wärmeaustau- sehers pro in der Zeiteinheit zwischen den. wärtneaustausehenden, gasförmigen Mitteln ausgetauschte Wärmemenge und einen hohen Wirkungsgrad, das heisst einen hohen Wert des Verhältnisses zwischen tatsächlicher und theoretisch möglicher höchster Temperaturveränderung bei den beiden Mitteln, erreichen zu können.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten aus einem nichtmetallischen, eine Wärmeleitzahl von höchstens 1. kcallm.h 11 C aufweisenden Stoff bestehen und mit einer mittleren Spaltweite von höchstens 1,5 mm angeordnet sind.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger auf der anliegenden Zeichnung beispielsweise dargestellter Ausführungsformen näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen Wärmeaustauscher zur Übertragung von Wärme zwischen zwei Gasströmen, in erster Linie Luftströmen; die Figur ist ein Schnitt nach der Linie I-I der Fig. 2, die ihrerseits ein Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 ist.
Fig. 3 ist eine Ansicht des Wärmeaustau- schers, teilweise im Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2 und teilweise unmittelbar vor dem im Wärmeaustauscher enthaltenen Rotor.
Fig. 4 und 5 zeigen zwei alternative Ausführungsformen für die Schichten, aus denen der Rotor aufgebaut ist.
Fig. 6 ist eine teilweise, im Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig.7 dargestellte Stirnansicht einer andern Ausführungsform des Wärmeaustauschers.
Fig. 7 ist ein waagrechter Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 6.
Gleichwertige Teile in den verschiedenen Figuren haben dieselben Bezugszeichen erhalten.
In den Fig.1 bis 3 bezeichnet 10 das Gehäuse des Wärmeaustauschers, das mittels
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eines Flansches 12 unmittelbar auf z. B. einer waagrechten Unterlage befestigt zu werden bestimmt ist. Ein Motor 14, der unmittelbar am Gehäuse 10 befestigt ist, hat eine Welle 16, die an ihrem innern Ende in einer vom Gehäuse 10 ausgehenden Hülse 18 gelagert ist und einen generell mit 20 bezeichneten Rotor trägt. Der Rotor 20 hat eine Nabe 22 und einen äussern Mantel 24, und zwischen diesen Teilen ist dann ein spiralförmig gewickeltes Band 26 untergebracht.
Dieses Band 26 ist aus einem nichtmetallischen, die Wärme schlecht leitenden, je nach Arbeitstemperatur gewählten Werkstoff, wie Kunststoff, Asbest, bei Temperaturen unter 80 bis 85 C sogar Papier, Textilgewebe oder der- g@leicheri gefertigt und hat eine geringe Dicke, die höchstens ein oder einige Zehntelmilli- ineter beträgt. Unter schlecht wärmeleitend versteht man Materialien mit einer Wärmeleitzahl von höchstens 1 kcallm. h C (bei 18 C gemessen).
Zwischen den Wicklungen sind schmale Spalte offen gehalten, und zwar gemäss der Fig.4 mittels kleiner Ausbuchtungen 28 und in der Fig. 5 dadurch, dass das Band aus einer glatten Schicht 30 und einer gewellten Schicht 32, die zweckmässig vor der Wicklung miteinander z. B. durch Verleimung verbunden wurden, zusammengesetzt ist. Die durch den Abstand zwischen den benachbarten Schichten des Bandes 26 bestimmte Spaltweite liegt in der Grössenordnung zwischen 0,2 und 1,0 mm und vorzugsweise zwischen 0,2 Lind 0,6 mm.
Damit die Vorteile der Laminar- strömting zu ihrem Recht kommen, darf die mittlere Spaltweite 1,,5 mm nicht übersteigen.
In der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 4 ist die Spaltweite konstant, bei der Ausfüh- rungsform gemäss Fig. 5 ändert die Spaltweite zwischen zwei benachbarten Schichten 30, 32 von 0 bis zu einem Maximum, wobei die durch Planimetrierung der zwischen den genannten Schichten 30, 32 vorhandenen Fläche F (Fig.5) und anschliessende Auswertung ermittelte mittlere Spaltweite nicht 1,5 mm überschreiten darf.
Auf diese Weise kann im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 der Abstand d zwischen zwei glatten Schichten 30 das Dop- gelte, das heisst bis 3 mm, vom Abstand dl zweier glatten Schichten 26 nach Fig.4 betragen.
Bei der Ausführungsform gemäss den Fig. 1 bis 3 wird der eine Gasstrom, z. B. die in einem nicht dargestellten Raum verbrauchte Luft, durch eine Leitung 34 mit Hilfe eines Gebläses 36 in eine Kammer 35 hineingedrückt. Diese Luft strömt danach durch die feinen Spalten des Rotors 20, wenn diese Spalten während des Umlaufes des Rotors 20 die linke Hälfte des Gehäuses 10 gemäss den Fig.1 bis 3 passieren. Die Luft verlässt den Wärme- austauscher durch eine. Kammer 37 und eine Leitung 38. Der andere Gasstrom, im vorliegenden Fall frische Aussenluft, kommt durch eine Leitung 40 in eine Kammer 39 hinein und passiert die rechte Hälfte des Rotors 20 in einem Gegenstrom zur verbrauchten Luft, woraufhin dieser Gasstrom durch eine Kammer 41, eine Leitung 42 und mit.
Hilfe eines Gebläses 44 in den vorerwähnten Raum hineingeblasen wird. Die Kammern 35 und 41 sind durch eine Zwischenwand 46 und die Kammern 37 und 39 durch eine Zwischenwand 48 voneinander getrennt. Letztere Zwischenwand kann an einem Deckel 50 befestigt sein, und nach dessen Abnehmen lässt sich der Rotor 20 aus dem Gehäuse 10 herausnehmen, nachdem ein Befestigungsglied, z. B. eine Mutter 52, von der Welle 16 entfernt worden ist. Hierdurch lässt sich ein Austausch des Rotors 20 bequem durchführen. Der Rotor 20 ist billig in der Herstellung, so dass er finit geringem Kostenaufwand durch einen neuen ersetzt werden'kann. Um einem Lecken von Gas an den Trennwänden 46, 48 vorzubeugen, können beidseitig neben dem Rotor 20 umlauffeste Pakete 54, 56 aus z.
B. demselben Stoff wie das Band 26 angebracht sein, welche im Vergleich zu dem Rotorpaket grosse Durchström- durchlässe aufweisen. Diese setzen den Luftströmen sehr kleinen Widerstand entgegen und dienen gleichzeitig als eine Art Labyrinthdichtungen.
Bei Spaltweiten von 0,2-0,4 mm wird eine. Wärmeübergangszahl von der Grö- ssenordnung von 100 kcal/m2 h C erhalten.
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Diese ist also um ein Vielfaches grösser als bei bisher in der Praxis vorkommenden Wärme- austauschern. Infolge der dichten Unterteilung durch die Bandschichten erhält der Rotor 20 eine sehr grosse Gesamtoberfläche je Rauminhaltseinheit.
Dank der hohen Wärmeüber- gangszahl wird der Wirkungsgrad, das heisst das in Prozent ausgedrückte Verhältnis zwischen der tatsächlich erzielten Temperatur- änderung in den beiden Luftströmen und der theoretisch möglichen grössten Temperatur- änderung derselben bereits bei einer so kleinen Erstreckung der in der Strömungsrichtung der Gase durch die Bandschichten gebildeten Kanäle wie 15-50 mm sehr hoch. Dies wiederum hat zur Folge, dass das Volumen der Spalten und damit die Menge des einen Mittels, die bei jeder Umdrehung in den Strö- inungsdurchgang des andern Mittels hineingeführt wird, klein wird.
Man könnte vermuten, dass bei der geringen Spaltweite der Strömungswiderstand allzu gross werden würde, weil ja gleichzeitig die Gasgeschwindigkeit ausreichend sein muss, um beim Wärme- austauscher die gewünschte Leistungsfähigkeit, das heisst einen möglichst kleinen Rauminhalt pro in der Zeiteinheit zwischen den beiden wärmeaustauschenden Luftströmen ausgetauschte Wärmemenge zu erreichen. Dies wird dadurch vermieden, dass durch die geringe Länge der Spalten der Strömungswiderstand begrenzt wird, so dass dieser z. B. unterhalb der Werte gehalten werden kann, bei denen störende Geräusche entstehen.
Dadurch, dass die Schichten des Rotors 20 in der Strömungsrichtung der Gase eine geringe Länge haben, wird die Wärmeleitung in ihnen zu einem wichtigen Faktor für den Wirkungsgrad des Wärmeaustauschers. Diese Wärmeleitung verursacht selbstverständlich stets einen gewissen Temperaturausgleich im Schichtenmaterial, welcher, falls das Material unendlich wärmeleitend wäre, also für A = oo, den Wirkungsgrad nicht über 50%a ansteigen lassen würde. Daher ist das Band 26 in einem die Wärme schlecht leitenden Werkstoff ausgeführt.
Der Anmelder hat Wärmeaustau- seher aus Papierbändern mit einer Spaltweite von 0,4 mm und einer Bandbreite von 30 mm ausgeführt und dabei einen Wirkungsgrad von nahezu 90% durch Messen feststellen können. Anderseits betrug der Strömungswiderstand dank der geringen Bandbreite nur 6 mm Wassersäule bei einer Luftgeschwindigkeit von 1,5 m/sec.
Wenn man z. B. einen. Druckabfall von 1.0 mm Wassersäule zulässt und der Wärmeaus- tauscher einen so hohen Wirkungsgrad wie 95%haben soll, wird bei einer Spaltweite von 0,4 min die Spaltlänge 90 mm.
Die Ausführungsform gemäss den Fig.6 und 7 unterscheidet sich von der vorbeschrie- benen hauptsächlich dadurch, dass die beiden gasförmigen Mittel, wie beispielsweise die verbrauchte Zimmer- oder Raumluft und die frische Aussenluft, den Rotor 20- in radialer Richtung bestreichen. Dieser Rotor 20 ist daher aus radial gestellten Schichten 58 zusammengesetzt, die hierbei zu Paketen zusammengeführt sein können, welche zwischen radialen Stützwänden 60 eingesetzt sind.
Der Rotor 20 ist auf der einen Stirnseite von einem auf der Welle 16 befestigten Stirnblech 62 und auf den andern von einem mit einer Zentralöffnung für den Durchgang der Mittel' durch die Schichten 58 versehenen Stirnblech 64 begrenzt. Das Stirnblech 64 ist mittels einer Anzahl Speichen 65 mit einer Nabenscheibe 67 verbunden.
Die Stirnbleche 62, 64 können an ihrem Aussenumfang in Richtung zueinander umgebogen sein, wie bei 68 angedeutet ist, und bilden dann Ansc$lag- ränder, welche die Schichten 58 in ihrer Lage in der Richtung radial nach aussen festhalten: Im übrigen können die Schichten 58 nach den in den Fig. 4 und 5 gezeigten Arten ausgebildet sein, und die Spaltweite zwischen ihnen stimmt ebenfalls mit den weiter vorn angegebenen Massen überein. Ihre radiale Erstreckung, das heisst in Richtung der Gasströmungen, ist klein und beträgt z. B. zwischen 15 und 50 mm.
Mit IIinblick auf die radiale Strömung durch den Rotor 20 sind zwei Anschlusslei- tungen und -stutzen 34 und 42 an dem Aussenumfang des Wärmeaustaiischers angebracht,
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während zwei derartige Leitungen und Stutzen 38 und 40 an die eine Stirnfläche des @#\Tärmeaustauschers verlegt sind. Letztere können an einen Deckel 70 angeschlossen sein, nach dessen Abnahme das Innere des Wärme- austausehers zugänglich wird.
Die Kammern 35 und 41, die -beide je um den halben -Um- fang ausserhalb des Rotors 20 verlaufen, sind voneinander durch eine obere und eine untere Trennwand 72 geschieden.- Jede Wand 72 trägt eine Packung 74 aus beispielsweise Filz, die am Rotor 20 anliegt bzw. sich mit geringem Spielraum aussen vor ihm befindet. Ähnliche Trennwände 76 und Packungen 78 sind innerhalb des Rotors 20 vorgesehen.
Die verbrauchte -Ramuluft tritt über den Stutzen 34 in die Kammer 35 ein und strömt durch die dieser Kammer 35 zugewendeten Spalten der einen Rotorhälfte 20 in den von dieser Rotorhälfte und den Trennwänden 76 begrenzten Raum hinein und aus diesem durch den Stutzen 38 in die freie Aussenatmosphäre heraus. Die frische Aussenluft tritt durch den Stutzen 40 in den von der rechten Hälfte des Rotors 20 und den Trennwänden 72 begrenzten Raum ein, durchströmt die diesem Raum zugewendeten Spalten des Rotors 20, um in die Kammer 41 zu gelangen und tritt aus dieser Kammer 41 durch den Stutzen 42 in den Raum, dessen Luft erneuert wird.
Bei den beschriebenen Beispielen, wo verbrauchte warme Raumluft Wärme an die hin- einkommende kältere Frischluft abgibt, ist (roter der Annahme von Winterverhältnissen) der relative Feuchtigkeitsgehalt der Raumluft gewöhnlich niedrig. Anderseits hat die Aussenluft der Atmosphäre. einen absoluten Feuchtigkeitsgehalt, der niedriger ist als derjenige der Ralunluft, was eine unerwünschte fortschreitende Austrocknung der Luft im Raume oder Zimmer zur Folge haben kann.
Wenn die Verhältnisse dagegen umgekehrt liegen, indem die Aussenluft der Atmosphäre eine hohe Temperatur und einen hohen absoluten Feuchtigkeitsgehalt hat, während die Luft des Raumes konditioniert wird, um dort eine niedrigere Temperatur aufrechterhalten zu können, kommt es vor, dass während der Abkühlung der warmen Aussenluft im Rotor der Taupunkt in den Rotorspalten erreicht wird. Die. weitergehende Abkühlung der Aussenluft wird dann bei 100% relativer Feuchtigkeit vor sich gehen. Dies hat bei bekannten Wärmeaustauschern dieser Bauart. zur Folge, dass bestenfalls die ausströmende Raumluft die an den Schichten niedergeschlagene Feuchtigkeit aufnehmen kann.
Die in den Raum eintretende Aussenluft wird ständig mit Wasserdampf gesättigt, und dies führt zu einer unerwünschten Erhöhung des relativen Feueh- tigkeitsgehaltes im Raum.
Nun können die Schichten des Rotors so beschaffen sein, dass gleichzeitig damit, da.ss sie Wärme z. B. von der warmen Aussenluft gemäss den obigen Ausführungen aufnehmen und diese an die austretende Raumluft abgeben, eine Adsorption der Luftfeuehtigkeit stattfindet, so dass diese Luftfellehtigkeit von der Aussenluft an die austretende Raumluft abgegeben wird, ohne dass die Aussenluft beim Verlassen der Rotorspalten gesättigt ist, sondern statt dessen einen relativen Feuchtig- keitsgehalt hat, der sich dem der Raumluft nähert.
Ferner wird ein Kondensatnieder- schlag und die damit bei erheblich unter 0 C herrschenden Aussentemperaturen verknüpfte Eisbildung auf den Schichten vermieden.
Dieser Effekt tritt bei der Verwendung von Papier, (Voll-) Gewebe oder Kunststoffen mit hygroskopischen Eigenschaften in Erscheinung. Die geringen Spaltweiten sind hier für die hohe Intensität des Leberganges des Wasserdampfes vom gasförmigen Mittel zur Schicht massgebend.
Wünscht man dagegen Wärme von dem einen Luftstrom an den andern zu überführen, ohne dass Feuchtigkeit mitfolgt, so können die Schichten ohne Adsorptionsfähigkeit ausgeführt sein und z. B. aus Polytetrafluor- äthylen gefertigt oder mit Paraffin-Silikon- v erbindungen getränkt sein-.
Die Länge der Spalten des Rotors in der Strömungsrichtung der Gase ist, wie aus den vorstehenden Ausführungen hervorgeht, ein bestimmender Faktor für den Wirkungsgrad des Wärmeaustausehers wie auch für den
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Strömungswiderstand beim Durchgang der Gase durch die Spalten. Da der Wirkungsgrad bereits bei einer Spaltenlänge von 30 min über 90% betragen kann, lohnt. es sich in den meisten Fällen nicht, die Länge über das Doppelte bzw. Drei- bis Vierfache dieses Wertes zu vergrössern. Ein Wärmeaustauseher, z. B. für Belüftungszwecke, wird für eine Gasgeschwindigkeit in den Spalten des Rotors von vorzugsweise 1-2,5 misec ausgebildet. Unter 5 m/sec liegende Gasgeschwindigkeiten erzeugen keine Geräusche störender Art.
Die Drehzahl des Rotors kann z. B. 60 Umdrehungen l Minute betragen, ohne dass das unvermeidliche Überströmen des einen Mittels in das andere nennenswerte Verluste verursacht.
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Rotary regenerative heat exchanger The present invention relates. see a rotating regenerative heat exchanger for gaseous media with a circumferential exchange body which is divided into gaps by means of Schielite and through which the gases flow at separate points, the layers being arranged in this way; that in the direction of flow of the gases there are channels.
To obtain the best efficiency, the two means are expediently guided in countercurrent through the rotor.
Up to now it has not been possible with such regenerative heat exchangers to have only small overflow losses at a relatively high speed of the rotor. It is also desirable, with small dimensions, a high efficiency, that is, the smallest possible volume of the heat exchanger per in the time unit between the. To be able to achieve a high degree of efficiency, i.e. a high value of the ratio between the actual and theoretically possible highest temperature change in the two agents.
The invention is characterized in that the layers consist of a non-metallic substance with a thermal conductivity of at most 1. kcallm.h 11 C and are arranged with an average gap width of at most 1.5 mm.
The invention is described in more detail below with reference to some embodiments shown by way of example in the accompanying drawings.
Fig. 1 shows a heat exchanger for transferring heat between two gas streams, primarily air streams; the figure is a section along the line I-I of FIG. 2, which in turn is a section along the line II-II of FIG.
3 is a view of the heat exchanger, partly in section along the line III-III in FIG. 2 and partly directly in front of the rotor contained in the heat exchanger.
Figures 4 and 5 show two alternative embodiments for the layers from which the rotor is constructed.
Fig. 6 is a partially, in section along the line VI-VI of Fig. 7 shown end view of another embodiment of the heat exchanger.
FIG. 7 is a horizontal section along the line VII-VII in FIG. 6.
Equivalent parts in the different figures have been given the same reference symbols.
In Figures 1 to 3, 10 denotes the housing of the heat exchanger, which means
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a flange 12 directly on z. B. a horizontal surface is intended to be attached. A motor 14, which is fastened directly to the housing 10, has a shaft 16 which is mounted at its inner end in a sleeve 18 extending from the housing 10 and which carries a rotor generally designated 20. The rotor 20 has a hub 22 and an outer shell 24, and between these parts a spirally wound band 26 is then accommodated.
This band 26 is made of a non-metallic, poorly heat conducting material, selected depending on the working temperature, such as plastic, asbestos, at temperatures below 80 to 85 C even paper, textile fabric or derg @ leicheri and has a small thickness, the maximum is one or a few tenths of a millimeter. Materials with a thermal conductivity of no more than 1 kcallm are understood as having poor thermal conductivity. h C (measured at 18 C).
Narrow gaps are kept open between the windings, according to FIG. 4 by means of small bulges 28 and in FIG. 5 by the fact that the tape consists of a smooth layer 30 and a corrugated layer 32, which are conveniently connected to each other before winding, for example. B. were connected by gluing, is composed. The gap width determined by the distance between the adjacent layers of the strip 26 is of the order of magnitude between 0.2 and 1.0 mm and preferably between 0.2 and 0.6 mm.
So that the advantages of laminar flow come into their own, the mean gap width must not exceed 1.5 mm.
In the embodiment according to FIGS. 1 to 4, the gap width is constant; in the embodiment according to FIG. 5, the gap width between two adjacent layers 30, 32 changes from 0 to a maximum , 32 existing area F (Fig. 5) and the subsequent evaluation determined mean gap width must not exceed 1.5 mm.
In this way, in the exemplary embodiment according to FIG. 5, the distance d between two smooth layers 30 can be twice, that is to say up to 3 mm, of the distance d1 between two smooth layers 26 according to FIG.
In the embodiment according to FIGS. 1 to 3, one gas stream, for. B. the air used in a room, not shown, is pressed through a line 34 with the aid of a fan 36 into a chamber 35. This air then flows through the fine gaps of the rotor 20 when these gaps pass the left half of the housing 10 according to FIGS. 1 to 3 during the rotation of the rotor 20. The air leaves the heat exchanger through a. Chamber 37 and a line 38. The other gas stream, in the present case fresh outside air, comes through a line 40 into a chamber 39 and passes the right half of the rotor 20 in a countercurrent to the used air, whereupon this gas stream flows through a chamber 41, a line 42 and with.
With the help of a fan 44 is blown into the aforementioned space. The chambers 35 and 41 are separated from one another by an intermediate wall 46 and the chambers 37 and 39 by an intermediate wall 48. The latter partition can be attached to a cover 50, and after it has been removed, the rotor 20 can be removed from the housing 10 after a fastening member, e.g. B. a nut 52, from the shaft 16 has been removed. This allows the rotor 20 to be replaced easily. The rotor 20 is cheap to manufacture, so that it can be replaced by a new one at a very low cost. In order to prevent gas from leaking from the partition walls 46, 48, fixed packs 54, 56 made of z.
B. the same material as the band 26 can be attached, which compared to the rotor package have large through-flow passages. These offer very little resistance to the air currents and at the same time serve as a kind of labyrinth seal.
With gap widths of 0.2-0.4 mm, a. Heat transfer coefficient of the order of magnitude of 100 kcal / m2 h C was obtained.
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This is therefore many times greater than with heat exchangers previously used in practice. As a result of the dense subdivision by the strip layers, the rotor 20 has a very large total surface area per volume unit.
Thanks to the high heat transfer coefficient, the efficiency, i.e. the ratio expressed as a percentage between the actually achieved temperature change in the two air flows and the theoretically possible largest temperature change of the same, is already achieved with such a small extension in the direction of flow of the gases the tape layers formed channels like 15-50 mm very high. This, in turn, has the consequence that the volume of the gaps and thus the amount of one agent that is fed into the flow passage of the other agent with each revolution becomes small.
One could assume that the flow resistance would be too great with the small gap width, because at the same time the gas velocity has to be sufficient to achieve the desired performance in the heat exchanger, i.e. the smallest possible volume per unit of time between the two heat-exchanging air flows To achieve the amount of heat. This is avoided in that the flow resistance is limited by the short length of the columns, so that this z. B. can be kept below the values at which disturbing noises arise.
Because the layers of the rotor 20 have a short length in the direction of flow of the gases, heat conduction in them becomes an important factor for the efficiency of the heat exchanger. This heat conduction naturally always causes a certain temperature equalization in the layer material, which, if the material were infinitely thermally conductive, i.e. for A = oo, the efficiency would not increase above 50% a. Therefore, the band 26 is made of a material that does not conduct heat well.
The applicant has made heat exchangers from paper strips with a gap width of 0.4 mm and a bandwidth of 30 mm and was able to determine an efficiency of almost 90% by measuring. On the other hand, thanks to the narrow bandwidth, the flow resistance was only 6 mm water column at an air speed of 1.5 m / sec.
If you z. B. a. Allows a pressure drop of 1.0 mm water column and the heat exchanger should have as high an efficiency as 95%, the gap length is 90 mm with a gap width of 0.4 min.
The embodiment according to FIGS. 6 and 7 differs from the one described above mainly in that the two gaseous agents, such as the used room or room air and the fresh outside air, brush the rotor 20 in the radial direction. This rotor 20 is therefore composed of radially positioned layers 58 which can be combined to form packets which are inserted between radial support walls 60.
The rotor 20 is delimited on one end face by an end plate 62 fastened on the shaft 16 and on the other by an end plate 64 provided with a central opening for the passage of the means through the layers 58. The end plate 64 is connected to a hub disk 67 by means of a number of spokes 65.
The end plates 62, 64 can be bent over on their outer circumference in the direction of one another, as indicated at 68, and then form abutment rims which hold the layers 58 in their position in the radially outward direction: Otherwise, the layers can 58 can be designed according to the types shown in FIGS. 4 and 5, and the gap width between them also corresponds to the dimensions given above. Their radial extent, that is to say in the direction of the gas flows, is small and amounts to z. B. between 15 and 50 mm.
With a view of the radial flow through the rotor 20, two connecting lines and nozzles 34 and 42 are attached to the outer circumference of the heat exchanger,
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while two such lines and nozzles 38 and 40 are laid on one end face of the heat exchanger. The latter can be connected to a cover 70, after the removal of which the interior of the heat exchanger becomes accessible.
The chambers 35 and 41, both of which run by half the circumference outside the rotor 20, are separated from one another by an upper and a lower partition 72. Each wall 72 carries a packing 74 made of, for example, felt, which is attached to the rotor 20 is applied or is outside in front of him with little leeway. Similar partitions 76 and packings 78 are provided within rotor 20.
The used -Ramu air enters the chamber 35 via the nozzle 34 and flows through the gaps of the one rotor half 20 facing this chamber 35 into the space bounded by this rotor half and the partition walls 76 and out of this through the nozzle 38 into the free outside atmosphere out. The fresh outside air enters the space delimited by the right half of the rotor 20 and the partition walls 72 through the nozzle 40, flows through the gaps of the rotor 20 facing this space to get into the chamber 41 and exits this chamber 41 through the Nozzle 42 into the room whose air is being renewed.
In the examples described, where used warm room air gives off heat to the incoming, colder fresh air, the relative humidity content of the room air is usually low (red when assuming winter conditions). On the other hand, the outside air has the atmosphere. an absolute moisture content that is lower than that of the air in the air, which can lead to an undesirable progressive drying of the air in the room or room.
If, on the other hand, the situation is reversed, in that the outside air in the atmosphere has a high temperature and a high absolute humidity content, while the air in the room is conditioned in order to be able to maintain a lower temperature there, it can happen that the warm outside air is cooling down in the rotor the dew point is reached in the rotor gaps. The. Further cooling of the outside air will then take place at 100% relative humidity. This has been the case with known heat exchangers of this type. As a result, at best the air flowing out of the room can absorb the moisture deposited on the layers.
The outside air entering the room is constantly saturated with water vapor, and this leads to an undesirable increase in the relative humidity content in the room.
Now the layers of the rotor can be made in such a way that at the same time that they heat e.g. B. absorb from the warm outside air according to the above statements and release it to the exiting room air, an adsorption of the humidity takes place, so that this air humidity is released from the outside air to the exiting room air without the outside air being saturated when it leaves the rotor gaps, Instead, it has a relative humidity content that approaches that of the room air.
Furthermore, condensation and the associated formation of ice on the layers when the outside temperature is well below 0 C is avoided.
This effect occurs when using paper, (full) fabric or plastics with hygroscopic properties. The small gap widths are decisive here for the high intensity of the liver duct of the water vapor from the gaseous agent to the layer.
If, on the other hand, one wishes to transfer heat from one air stream to the other without moisture following, the layers can be designed without adsorptive capacity and e.g. B. made of polytetrafluoroethylene or soaked with paraffin-silicone compounds.
The length of the columns of the rotor in the direction of flow of the gases is, as can be seen from the above, a determining factor for the efficiency of the heat exchanger as well as for the
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Flow resistance when the gases pass through the gaps. Since the efficiency can be over 90% with a gap length of 30 minutes, it is worthwhile. In most cases it is not a good idea to increase the length over twice or three to four times this value. A heat exchanger, e.g. B. for ventilation purposes, is designed for a gas velocity in the gaps of the rotor of preferably 1-2.5 misec. Gas velocities below 5 m / sec do not generate any disturbing noise.
The speed of the rotor can, for. B. 60 revolutions 1 minute without causing the inevitable overflow of one agent in the other significant losses.