CZ20427U1

CZ20427U1 - Rekuperační jednotka s protiproudym trubkovým výměníkem

Info

Publication number: CZ20427U1
Application number: CZ200921866U
Authority: CZ
Inventors: Adámek@Zdenek; Mareda@Lukáš
Original assignee: Thermwet S. R. O.
Priority date: 2009-10-27
Filing date: 2009-10-27
Publication date: 2010-01-11

Description

Rekuperační jednotka s protiproudým trubkovým výměníkem

Oblast techniky

Větrací jednotky s rekuperací tepla jsou zařízení určená pro větrání vnitřních prostor.

Dosavadní stav techniky

Hlavním znakem rekuperačních jednotek je zpětné získávání teplot z odpadního vzduchu pro předehřev čerstvého vzduchu přiváděného při větrání obytných a malých občanských prostor bez nebezpečí výbuchu a prostředí bez organických rozpouštědel. Nasávaný vzduch nesmí obsahovat nečistoty, olejové aerosoly a látky s korozivním či abrazivním účinkem. Při použití rekuperačního výměníku dochází k přenosu tepelné energie mezi odpadním vzduchem a přiváděným čerstio vým vzduchem přes pevnou a tepelně dobře vodivou stěnu. Pri tomto principu nedochází k žádnému styku odpadního s čerstvým vzduchem.

V současné době se k rekuperaci nejvíce používají deskové typy výměníků, které se vyrábějí z různých typů materiálů, např. plast, hliník, ocel atd. Výhodou těchto typů výměníků je jejich velká styčná plocha, z čehož vyplývá vysoká účinnost pri malých konstrukčních rozměrech (de15 sítky centimetrů). Nevýhodou těchto typů výměníků je jejich provoz pri záporných teplotách. Hrozí totiž zamrznutí vzniklého kondenzátu a následná destrukce výměníku. Proto u těchto typů rekuperačních výměníků musí být vyřešen provoz v zimním období, a to za pomoci bypassu, teplotního Čidla, příhřevu apod. Konstrukční řešení mohou být velmi odlišná.

K rekuperačním výměníkům lze zařadit i takové konstrukce, kdy k přenosu tepla je využíván další mezistupeň. Příkladným řešením jsou kapalinové okruhy, kdy je tepelná energie z odpadního vzduchu předávána do druhého výměníku v přívodním vzduchu. Výhodou tohoto systému je přenos energie na velké vzdálenosti, ale na úkor nízké účinnosti.

Protiproudých trubkových výměníků se zatím k rekuperaci nevyužívá pro jejich velké rozměry a malou účinnost.

Podstata technického řešení

Technické řešení určené pro centrální větrání objektů neustále odvádí vzduch z větraných prostor a současně přivádí čerstvý vzduch ve stejném množství. Oba proudy vzduchu se míjejí v rekuperačním protiproudém výměníku majícím tvar trubka v trubce.

Vnější potrubí je tvořeno kruhovým ohebným PVC potrubím, které je potažené polyesterovou tkaninou a vyztužené spirálou z ocelového drátu. Vnitřní potrubí kruhového tvaru je tvořeno tenkostěnnou hliníkovou trubkou typu FLEXO potrubí ze spirálovitě stáčeného a profilovaného plechu z hliníkové slitiny tloušťky 100 mikronů. Vnitřní potrubí tvoří ve vnějším potrubí šroubovici tak, že v místech vrcholu oblouku dochází k bodovému dotyku obou potrubí. Tato vnitřní tenkostěnná hliníková šroubovice zabezpečuje turbulentní charakter proudění na straně privodní35 ho vzduchu. Tento typ proudění společně s kondenzačním teplem uvolněným při kondenzaci vodních par na stěnách výměníku zvyšuje účinnost rekuperátoru.

Rekuperační výměník sestavený z více takto složených potrubí má delší teplosměnnou plochu, a tím i vyšší účinnost. Celá sestava potrubí je uložena ve skříni z hliníkových profilů vyplněné extrudovaným polystyrenem a opatřené termoizoíačním obalem s PP fólií, na které je nános hli40 níkové vrstvy o tepelné vodivosti 0,035 W.m'^l.K^_1. Ze skříně jsou vyvedeny přívody pro vstup čerstvého a znečištěného vzduchu a odvody pro výstup Čistého a znečištěného vzduchu. Vnější potrubí je v jeho spodní části, ideálně u místa vstupu nebo výstupu vzduchu, doplněno jedním nebo několika vypouštěcími kohouty pro odvod kondenzátu. Montážní poloha rekuperátoru je zpravidla vodorovná, případně svislá, ale vždy v takové poloze a spádu, aby bylo možno vy45 pouštět kondenzát. Pro přívod a odvod vzduchu jsou montovány radiální potrubní ventilátory. Regulace chodu rekuperační jednotky je řízena regulátorem otáček nebo frekvenčním měničem.

-1 CZ 20427 Ul

Množství dopravovaného vzduchu se pohybuje v rozmezí 0 až 250 m³/h. Dle projekčních podkladů je navrženo zařízení potřebného výkonu pro danou aplikaci. Rekuperační jednotka sestává z rekuperačního protiproudého výměníku tvořeného vnitřním a vnějším potrubím, kde vnitrní potrubí tvoří ve vnějším potrubí šroubovici tak, že v místech vrcholu oblouku šroubovice dochá5 zí k liniovému dotyku obou potrubí. Jeden konec vnitřního potrubí tvoří vstup pro přívod čerstvého vzduchu a druhý konec vnitřního potrubí tvoří výstup pro odvod čerstvého vzduchu, Na vnějším potrubí, kolmo na vstup pro přívod čerstvého vzduchu, je vytvořen výstup pro odvod znečištěného vzduchu a kolmo na výstup pro odvod čerstvého vzduchu je vytvořen vstup pro přívod znečištěného vzduchu.

io Výhody technického řešení:

Mezi výhody uvedené konstrukce rekuperačního výměníku patří vysoký pracovní rozsah (-25 ^ŮC až 60 °C), nízká hmotnost, vysoká účinnost, další zvýšení účinnosti při kondenzaci, nízká pořizovací cena, nízké provozní náklady, kompaktnost, flexibilita. Výměník je téměř bezúdržbový vymývá se uvolněným kondenzátem.

Přehled obrázků

Na obr. 1 je rekuperační jednotka s protiproudým trubkovým výměníkem;

na obr. 2 je příčný řez rekuperační jednotkou s protiproudým trubkovým výměníkem;

na obr. 3 je rekuperační jednotka s protiproudým trubkovým výměníkem - vnitřní potrubí tvořící šroubovici ve vnějším potrubí;

na obr. 4 je šroubovice vnitřního potrubí;

na obr. 5 je příčný řez rekuperační jednotkou s protiproudým trubkovým výměníkem sestaveným z více potrubí uložených ve skříni - pohled shora;

na obr. 6 je rekuperační jednotka s protiproudým trubkovým výměníkem sestaveným z více potrubí uložených ve skříni;

na obr. 7 je svislý řez rekuperační jednotkou s protiproudým trubkovým výměníkem sestaveným z více potrubí uložených ve skříni;

na obr. 8 je schéma umístění rekuperační jednotky s protiproudým trubkovým výměníkem v budově;

na obr. 9 je rekuperační jednotka se schématem vnějšího potrubí; a na obr. 10 je rekuperační jednotka s protiproudým trubkovým výměníkem sestaveným z více potrubí uložených prostorově ve skříni.

Příklady provedeni technického řešení

Příklad 1

Obrázky 1, 2, 3 a 4 zobrazují rekuperační jednotku, která se skládá z rekuperačního protiproudé35 ho výměníku I, jež má tvar trubka v trubce. Vnitřní potrubí 2 tvoří ve vnějším potrubí 3 šroubovici tak, že v místech vrcholu oblouku dochází k bodovému dotyku obou potrubí.

Na obrázku 1 je znázorněna rekuperační jednotka, ze které je na jednom konci vytvořen vstup 4 pro přívod čerstvého vzduchu a kolmo k němu je vytvořen výstup 6 pro odvod znečištěného vzduchu. Na opačném konci rekuperační jednotky je vytvořen výstup 7 pro odvod čerstvého vzduchu a kolmo k němu je vytvořen vstup 5 pro přívod znečištěného vzduchu.

-2υζ, ζυ*ιζ/ υι

Příklad 2

Obrázky 5, 6 a 7 zobrazují sestavu potrubí tvořící výměník 1, který je v horizontální úrovni spirálovitě uložen ve skříni 8, kde na jednom konci je vytvořen vstup 4 pro přívod čerstvého vzduchu a kolmo k němu výstup 6 pro odvod znečištěného vzduchu. Na opačném konci rekuperační jednotky je vytvořen výstup 7 pro odvod čerstvého vzduchu a kolmo k němu je vytvořen vstup 5 pro přívod znečištěného vzduchu. Sekce potrubí je doplněna vypouštěcím kohoutem 10 pro odvod kondenzátu (není na obrázcích).

Příklad 3

Obrázek 10 zobrazuje oproti řešení v příkladu 2 sestavu potrubí tvořící výměník i, který je spi* io rálovitě prostorově uložen ve více horizontálních úrovních.

Průmyslová využitelnost

Technické řešení je využitelné zejména k větrání vnitřních prostor a snižování vzdušné vlhkosti. Rekuperační protiproudý výměník umožňuje zpětné získávání tepla z odváděného vzduchu.

Claims

NÁROKY NA OCHRANU i5 1. Rekuperační jednotka, vyznačující se tím, že sestává z rekuperačního protiproudého výměníku (1) tvořeného vnitřním a vnějším potrubím (2, 3), kde vnitřní potrubí (2) tvoří ve vnějším potrubí (3) šroubovici tak, že v místech vrcholu oblouku šroubovice dochází k liniovému dotyku obou potrubí, přičemž jeden konec vnitřního potrubí (2) tvoří vstup (4) pro přívod čerstvého vzduchu a druhý konec vnitřního potrubí (2) tvoří výstup (7) pro odvod čerst20 vého vzduchu, a přičemž na vnějším potrubí (3), kolmo na vstup (4) pro přívod čerstvého vzduchu, je vytvořen výstup (6) pro odvod znečištěného vzduchu a, kolmo na výstup (7) pro odvod čerstvého vzduchu, je vytvořen vstup (5) pro přívod znečištěného vzduchu.
2. Rekuperační jednotka podle nároku 1, vyznačující se tím, že výměník (1) je v jedné nebo více horizontálních úrovních spirálovitě uložen ve skříni (8).

25 3. Rekuperační jednotka podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že sekce potrubí je doplněna vypouštěcím kohoutem (9) pro odvod kondenzátu.