DE102009003914A1 - Combined heat exchanger for heat pump as solar collector and air heat exchanger, comprises one or multiple coils or spirals wound in one another with diameter reducing from outside to inside - Google Patents

Combined heat exchanger for heat pump as solar collector and air heat exchanger, comprises one or multiple coils or spirals wound in one another with diameter reducing from outside to inside Download PDF

Info

Publication number
DE102009003914A1
DE102009003914A1 DE102009003914A DE102009003914A DE102009003914A1 DE 102009003914 A1 DE102009003914 A1 DE 102009003914A1 DE 102009003914 A DE102009003914 A DE 102009003914A DE 102009003914 A DE102009003914 A DE 102009003914A DE 102009003914 A1 DE102009003914 A1 DE 102009003914A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat exchanger
heat
spirals
combined
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102009003914A
Other languages
German (de)
Inventor
Joachim Pinkl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE102009003914A priority Critical patent/DE102009003914A1/en
Publication of DE102009003914A1 publication Critical patent/DE102009003914A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/047Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • F28D1/0472Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits being helically or spirally coiled
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/70Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
    • F24S10/73Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits the tubular conduits being of plastic material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/70Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
    • F24S10/74Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits the tubular conduits are not fixed to heat absorbing plates and are not touching each other
    • F24S10/744Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits the tubular conduits are not fixed to heat absorbing plates and are not touching each other the conduits being helically coiled
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/40Solar heat collectors combined with other heat sources, e.g. using electrical heating or heat from ambient air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/60Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings
    • F24S20/67Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings in the form of roof constructions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S25/00Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/007Auxiliary supports for elements
    • F28F9/013Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies
    • F28F9/0132Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies formed by slats, tie-rods, articulated or expandable rods
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S25/00Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
    • F24S2025/01Special support components; Methods of use
    • F24S2025/011Arrangements for mounting elements inside solar collectors; Spacers inside solar collectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/50Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings
    • F24S2080/501Special shape
    • F24S2080/503Special shape in the form of curved covering elements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20Solar thermal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44Heat exchange systems
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/47Mountings or tracking

Abstract

The combined heat exchanger comprises one or multiple coils or spirals wound in one another with diameter reducing from outside to inside. The coils or spirals are brought together at their ends for inflow and discharge. The combined heat exchanger transfers heat of the solar radiation or the heat extracted from air (L), particularly to a heat pump over a heat transfer medium.

Description

Die vorliegende Erfindung beschreibt einen vorteilhaften Kombiwärmetauscher insbesondere für dein Einsatz mit Wärmepumpen, der sowohl die Sonneneinstrahlung absorbieren kann, als auch die Wärme der Luft mit oder ohne Zwangsbelüftung auf seinen Wärmeträger übertragen kann.The The present invention describes an advantageous combined heat exchanger especially for your use with heat pumps, which can absorb both the sunlight, as well as the Heat the air with or without forced ventilation can transfer its heat transfer.

Stand der TechnikState of the art

Wärmepumpen, die mit Wärmetauschern betrieben werden, die die Wärme der Luft auf ihrem meist flüssigen Wärmeträger übertragen, sind in vielfältigen Ausführungen als Stand der Technik im Einsatz. Es ist naheliegend zusätzlich zu der Wärme der Luft mit einem solchen Wärmetauscher die Wärme der Sonneneinstrahlung zu nutzen. So beschreibt das Gebrauchsmuster G8435441.0 einen Flachkollektor des Systems Luft-Flüssigkeit, der zur Ausnutzung der Sonneneinstrahlung mit einer Absorberplatte, einen darüber liegenden Hohlraum nach oben mit einer Glasplatte abgeschlossen, ausgerüstet ist. Diese Konstruktion ist wegen der zusätzlichen Absorberplatte und der flächigen Glasplatte aufwendig und teuer.Heat pumps, which are operated with heat exchangers, which transfer the heat of the air on their usually liquid heat transfer medium, are in many designs as state of the art in use. It is obvious in addition to the heat of the air with such a heat exchanger to use the heat of sunlight. This is how the utility model describes G8435441.0 a flat collector of the system air-liquid, which is equipped to use the sunlight with an absorber plate, an overlying cavity up with a glass plate equipped. This construction is complicated and expensive because of the additional absorber plate and the flat glass plate.

In der Offenlegungsschrift DE10002474A1 wird ein Kombikollektor beschrieben, der sowohl die Erwärmung von Luft als auch die Erwärmung von Brauchwasser ohne Zwischenkreislauf ermöglicht. Dieser Kollektor benutzt sehr aufwändige Wärmetauschregister und ist für Wand- oder Dacheinbau konzipiert. Für Wärmepumpenbetrieb ist der Kombikollektor nicht geeignet.In the published patent application DE10002474A1 a combination collector is described, which allows both the heating of air and the heating of hot water without intermediate circuit. This collector uses very complex heat exchange registers and is designed for wall or roof installation. For heat pump operation, the combi-collector is not suitable.

Aufgabenstellungtask

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt wirkungsvolle Wärmetauscher zu schaffen, die sowohl die Wärme der Sonneneinstrahlung auf einen flüssigen Wärmeträger übertragen können, als auch die in der Luft enthaltene Wärme. Dabei soll der Wärmetauscher preiswert zu fertigen sein. Der Wärmetauscher soll für Aufstellung (Montage) an für Luft- und Sonneneinstrahlung frei zugänglichen Orten geeignet sein wie z. B. in Gärten, auf Hausdächern, auf dem First von Dächern oder an Hausecken.The The present invention has set itself the task of effective Heat exchangers create both the heat the solar radiation transferred to a liquid heat carrier as well as the heat contained in the air. In this case, the heat exchanger should be inexpensive to manufacture. The heat exchanger should be used for installation (assembly) at freely accessible for air and solar radiation Be suitable places such. In gardens, on rooftops, on the ridge of roofs or on house corners.

Lösungsolution

Gelöst wird diese Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1, bzw. der Ansprüche 2 und 3 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Solved This object is achieved with the in the characterizing part of claim 1, or the claims 2 and 3 specified characteristics. Advantageous developments The invention are specified in the subclaims.

Effektive Wärmetauscher lassen sich durch zu Spiralen gewickelten Kunststoffrohren darstellen, wenn diese lang genug sind, d. h. insgesamt eine große Oberfläche darstellen. Der Wärmeträger, der in den Rohren umgepumpt wird, muss langsam fließen, damit genügend Zeit für die Übertragung von Wärme durch den Kunststoff, z. B. schwarzes PE100 bleibt. Zur Lösung der oben beschriebenen Aufgabe wurden neuartige Wärmetauscher als Kombiwärmetauscher für die Übertragung sowohl der Wärme der Sonneneinstrahlung als auch der in der Luft enthaltenen Wärme entwickelt. Sie bestehen aus mehreren aus Kunststoffrohren ineinandergewickelten Spiralen. Erfindungsgemäß werden aus den Spiralen ungefähr gleich lange Stränge gebildet, die sich besonders gut für Parallelschaltung zu einer Pumpe eignen. Zu- und Ablauf des Wärmetauschers werden an einem Ende angeordnet. Wird der Wärmetauscher z. B. aus 4 ineinandergewickelten Spiralen mit nach innen kleiner werdenden Durchmesser gebildet, so wird der Wärmeträger durch die äußerste Spirale hin- und durch die innere Spirale zurückgeführt. Der zweite Hin- und Rücklauf erfolgt durch die dazwischen liegenden Spiralen. Der Wärmetauscher nimmt Wärme sowohl aus der durchströmenden Luft, aus Regen, als auch mit seiner dunklen großen Oberfläche aus der Sonneneinstrahlung auf. Solche Wärmetauscher arbeiten besonders wirkungsvoll, wenn sie auf dem First eines Daches, über der Dachfläche, an Häuserecken oder frei stehend im Garten angebracht werden. Dabei ist zum Wickel ein Abstand zu wählen, der den Wärmetäuscher oberhalb einer Schneedecke hält. Gerade in der Übergangszeit zwischen Winter, Herbst und Frühling also in der längsten Zeit der Heizperiode, lassen sich mit den beschriebenen Wärmetauschern günstige Temperaturen für eine Wärmepumpe erzielen. Zweckmäßig werden die Kombiwärmetauscher mit Erdwärmekörben gekoppelt. An Frosttagen schaltet die Steuerung der Wärmepumpe von Kombiwärmetauschern auf Erdwärmekörbe um.effective Heat exchangers can be wound by spirals Plastic pipes, if they are long enough, d. H. all in all to represent a large surface. The heat carrier, which is pumped in the pipes, must flow slowly, With enough time for the transfer of heat through the plastic, z. B. black PE100 remains. To solve the problem described above were novel Heat exchanger as combi heat exchanger for the transmission of both the heat of sunlight as well as the heat contained in the air. They consist of several plastic tubes wound together Spirals. According to the invention from the spirals approximately equal long strands formed, which is particularly suitable for parallel connection to a pump. Inlet and outlet of the heat exchanger are at one end arranged. If the heat exchanger z. B. from 4 intertwined Spirals formed with decreasing in diameter, so the heat transfer medium through the outermost Spiral back and forth through the inner spiral. The second round trip takes place through the between lying spirals. The heat exchanger absorbs heat as well from the flowing air, from rain, as well as with his dark big surface from the sunlight on. Such heat exchangers work particularly effectively when on the ridge of a roof, above the roof, be attached to houses corners or free standing in the garden. It is to choose a distance to the winding, the heat exchanger holding above a blanket of snow. Especially in the transitional period between winter, autumn and spring so in the longest Time of the heating period, can be with the described heat exchangers favorable temperatures for a heat pump achieve. The combi heat exchangers are useful coupled with geothermal baskets. On frosty days switches the control of the heat pump of combi heat exchangers on geothermal baskets.

Der Wirkungsgrad für die Aufnahme von Wärme aus der Luft lässt sich für den erfindungsgemäßen Wärmetauscher durch eine Zwangsbelüftung steigern. Dazu wird der Wärmetauscher an einem Ende mit einer Platte abgeschlossen und an der gegenüberliegenden Seite ein Lüfter montiert.Of the Efficiency for absorbing heat from the Air can be for the inventive Increase heat exchanger by forced ventilation. For this, the heat exchanger is at one end with a plate completed and on the opposite side a fan assembled.

Für eine gleichmäßige Umflutung der Windungen des Wärmetauschers mit Luft wird der Abstand zwischen den Windungen vom Lüfter ausgehend, von klein auf größer geändert. Ist der Kombiwärmetauscher z. B. auf dem First eines Hauses montiert, kann auch die durch Sonneneinstrahlung von der Dachfläche aufsteigende warme Luft durch ihn genutzt werden. Vorteilhaft wird über dem Kombiwärmetauscher eine lichtdurchlässige Abdeckung angebracht, die bis über die Dachfläche reicht. Die Abdeckung wird auch gewellt ausgeführt, um das Sonnenlicht bei unterschiedlichen Einstrahlwinkeln optimal zu nutzen. Bei Saugbetrieb des Lüfters saugt dieser die warme Luft des Daches über die Windungen des Wärmetauschers. Wird ein solcher Wärmetauscher im Sommer ohne Lüfter zur Erwärmung von Brauchwasser genutzt, kann es unter der Abdeckung zu gefährlichem Wärmestau kommen. Um das auszuschliessen, wird die Platte am Ende mit temperaturmechanisch (Wachskolben, Bimetall usw) betriebenen Klappen ausgerüstet. Sie öffnen bei zu hoher Temperatur und bewirken durch Schornsteineffekt den Fluß kühlender Luft für den Wärmetauscher.For a uniform flooding of the windings of the heat exchanger with air, the distance between turns from the fan is changed from small to larger. If the combi heat exchanger z. B. mounted on the ridge of a house, and the rising from sunlight from the roof surface warm air can be used by him. Advantageously, a translucent cover is placed over the combi heat exchanger, which extends over the roof surface. The cover is also waved to optimally use sunlight at different angles of incidence. With suction operation of the fan sucks this the warm air of the roof over the coils of the heat exchanger. If such a heat exchanger is used in the summer without fan for heating domestic hot water, it can lead to dangerous heat accumulation under the cover. To exclude this, the plate is equipped at the end with temperature-mechanically operated (wax piston, bimetal, etc.) operated flaps. They open at too high a temperature and cause by chimney effect the flow of cooling air for the heat exchanger.

Für eine stabile Ausführung des Wärmetauschers lassen sich z. B. die Windungen zweier Spiralen in Löcher von Haltestreifen klippsen. Die Haltestreifen definieren den Abstand der beiden Spiralen voneinander und definieren die Steigung der Windungen. Sie sind auf Schienen montiert, die an kreuzförmigen Träger gehalten werden. Nach dem zwei Wicklungen gewickelt wurden, können z. B. weitere Schienen mit Haltestreifen auf den Armen der kreuzförmigen Träger montiert werden. Dann lassen sich z. B. in gleicher Weise wie beschrieben zwei weitere darüber liegende Wicklungen fertigen. An den Armen der kreuzförmigen Träger sind Halterungen gut zu befestigen für die Montage des Kombiwärmetauschers z. B. auf Dachfirsten, auf Dachflächen oder an Häuserecken.For Leave a stable version of the heat exchanger z. B. the turns of two spirals in holes of Clip retaining strips. The retaining strips define the distance of the two spirals from each other and define the slope of the Turns. They are mounted on rails that are at cross-shaped Carrier be held. After the two windings wrapped were, z. B. more rails with retaining strips mounted on the arms of the cross-shaped support become. Then let z. B. in the same way as described make two more overlying windings. To the Arms of the cross-shaped beams are brackets good for mounting the combi heat exchanger z. B. on roof ridges, on roofs or at the corners of houses.

Ausführungsbeispieleembodiments

Anhand der 1 bis 6 werden Ausführungsformen der Erfindung erläutert.Based on 1 to 6 Embodiments of the invention will be explained.

Es zeigen:It demonstrate:

1: Kombiwärmetauscher mit Zwangsbelüftung von der Seite gesehen. 1 : Combined heat exchanger with forced ventilation seen from the side.

2: Kombiwärmetauscher von vorne gesehen auf einem Dachfirst mit gewellter Abdeckung und Zwangsbelüftung. 2 : Combined heat exchanger seen from the front on a ridge with corrugated cover and forced ventilation.

3: Kombiwärmetauscher von vorne gesehen auf einem Dachfirst für saugende Belüftung mit großer Abdeckung. 3 : Combined heat exchanger seen from the front on a roof ridge for sucking ventilation with large cover.

4: Kombiwärmetauscher von vorne gesehen (Prinzipdarstellung) mit für Montage auf einem Dachfirst angepasster Form des Wickels. 4 : Combined heat exchanger seen from the front (schematic diagram) with a form adapted for mounting on a roof ridge.

5: Zweckmäßige Ausführung des Wickels und deren Halterung für einen Kombiwärmetauscher (ein Viertel von vorne gesehen) 5 : Convenient design of the coil and its support for a combi heat exchanger (one quarter seen from the front)

6: Haltestreifen für die Wickel eines Kombiwärmetauschers. 6 : Holding strip for the coils of a combi heat exchanger.

Zu 1:To 1 :

Der Lüfter (1) bläst oder saugt Luft (L) durch den Wickel (3) des Kombiwärmetauschers. Damit sich ein gleichmäßiger Luftstrom (L) durch die Windungen einstellt, werden die Abstände (A1) bis (AN) zwischen den Windungen des Kombiwärmetauschers beginnend beim Lüfter (1) immer größer. Das Ende des Wickels (3) ist mit einer Platte (2) abgeschlossen. Hier ist ein Kombiwärmetauscher mit einem Wickel (3) dargestellt. Das gleiche Prinzip lässt sich mit mehreren ineinander angeordneten Wickelungen verwirklichen.The fan ( 1 ) blows or sucks air (L) through the coil ( 3 ) of the combi heat exchanger. In order for a uniform air flow (L) to be established through the windings, the distances (A1) to (AN) between the windings of the combined heat exchanger starting at the fan ( 1 ) getting bigger. The end of the roll ( 3 ) is with a plate ( 2 ) completed. Here is a combi heat exchanger with a winding ( 3 ). The same principle can be realized with several nested coils.

Zu 2:To 2 :

Der Wickel (3) eins Kombiwärmetauschers ist auf dem First eines Daches (11) mit einem Gestell (5) montiert. Eine lichtdurchlässige Abdeckung (6) unterstützt die Luftführung durch den Wickel (3) ohne die Sonnenstrahlen zu behindern. Um das Sonnenlicht auch bei unterschiedlichen Einstrahlwinkeln optimal zu nutzen, wird die Abdeckung gewellt ausgeführt. Die Strahlung wird vorteilhaft gebrochen. Durch die Montage auf dem Dachfirst (11) wird der Kombiwärmetauscher unabhängig von der Himmelsrichtung des Dachfirstes (11) durch Sonneneinstrahlung erwärmt. Das Gestell (5) sorgt dafür, dass der Kombiwärmetauscher oberhalb einer etwaigen Schneedecke steht. Luft kann frei von allen Seiten durch den Kombiwärmetauscher strömen.The winding ( 3 ) one combi heat exchanger is on the ridge of a roof ( 11 ) with a frame ( 5 ) assembled. A translucent cover ( 6 ) supports the air flow through the winding ( 3 ) without obstructing the sun's rays. In order to make optimum use of sunlight even with different angles of incidence, the cover is wavy. The radiation is advantageously broken. By mounting on the roof ridge ( 11 ), the combi heat exchanger is independent of the direction of the roof ridge ( 11 ) heated by sunlight. The frame ( 5 ) ensures that the combi heat exchanger is above any possible snowpack. Air can flow freely from all sides through the combi heat exchanger.

Zu 3:To 3 :

In 3 ist der Wickel (3) eines Kombiwärmetauschers mit dem Gestell (5) auf dem First eines Daches montiert. Der Lüfter (1) läuft im Saugbetrieb. Die bis über das Dach ragende Abdeckung (7) ist lichtdurchlässig für eine Erwärmung des Wickels (3) durch Sonneneinstrahlung. Bildet sich auf der Dachfläche durch die Sonneneinstrahlung warme Luft (L) wird diese durch die Abdeckung (7) zum Wickel (3) geführt. Wird ein solcher Wärmetauscher für die direkte Brauchwassererwärmung genutzt, so wird er ohne Lüfter betrieben. Um bei starker Sonneeinstrahlung eine Überhitzung unter der Abdeckung zu vermeiden, wird die Platte am Ende des Wärmetauschers mit temperaturmechanischen (Wachskolben, Bimetall, usw) Klappen versehen.In 3 is the wrap ( 3 ) of a combined heat exchanger with the frame ( 5 ) mounted on the ridge of a roof. The fan ( 1 ) runs in suction mode. The cover projecting over the roof ( 7 ) is translucent to heat the coil ( 3 ) by sunlight. If warm air (L) forms on the roof surface as a result of the sun's rays, it will pass through the cover ( 7 ) to the winding ( 3 ) guided. If such a heat exchanger is used for direct domestic water heating, it is operated without a fan. In order to avoid overheating under the cover in strong sunlight, the plate is provided with temperature-mechanical (wax plunger, bimetal, etc.) flaps at the end of the heat exchanger.

Zu 4:To 4 :

Der ovale Wickel (33) eines Kombiwärmetauschers ist zur Montage auf dem First eines Daches nach zwei Seiten abgeknickt. Hier ist nur die prinzipielle Form dargestellt. Dieser Kombiwärmetauscher arbeitet ohne Zwangsbelüftung. Durch die freistehende Anordnung über dem Gestell (55) kann Luft (Wind) von allen Seiten durch den Kombiwärmetauscher strömen. Ebenso kann Sonneneinstrahlung den Wärmeträger im Wickel (33) erwärmen. Der Wickel (33) kann aus einer oder mehreren ineinandergewickelten Spiralen bestehen.The oval wrap ( 33 ) of a combi heat exchanger is bent for mounting on the ridge of a roof on two sides. Here only the basic form is shown. This combi heat exchanger works without forced ventilation. Due to the freestanding arrangement above the frame ( 55 ), air (wind) can flow from all sides through the combi heat exchanger. Likewise, solar radiation, the heat transfer in the winding ( 33 ). The winding ( 33 ) may consist of one or more spirals wound together.

Zu 5:To 5 :

Für die stabile Ausführung eines Kombiwärmetauschers sind die ineinandergewickelten Spiralen (25), (26), (27) und (28) durch kreuzförmige Träger (20) gehalten. Je nach Länge des Kombiwärmetauschers sind zwei oder mehrere kreuzförmige Träger (20) mit Schienen (21) verbunden. Längs den Schienen (21) sind Haltestreifen (22) befestigt. In jedem Haltestreifen (22) können z. B. eine innere Wicklung (28) und eine darüber liegende Wicklung (27) eingeklippst werden. Die Arme der kreuzförmigen Träger (20) halten zunächst von innen gesehen nur jeweils eine Schiene mit dazugehörigen Haltestreifen (22). Nach dem Wickeln der Spiralen (28) und (27) können auf den Armen weitere Schienen (21) mit Haltestreifen (22) montiert werden, so dass dann z. B. die Spiralen (26) und (25) entstehen. Die Zu- und Rückführung eines Wärmeträgers kann dabei zweckmäßig von einem Ende des Kombiwärmetauschers erfolgen. Damit bei Parallelschaltung von Spiralen gleichlange Stränge entstehen, wird in dem Beispiel von 5 die Spirale (25) über die Spirale (28) zurückgeführt und parallel geschaltet zu der Spirale (26) die über die Spirale (27) zurückgeführt ist.For the stable design of a combined heat exchanger, the spirals ( 25 ) 26 ) 27 ) and ( 28 ) by cruciform supports ( 20 ) held. Depending on the length of the combi heat exchanger, two or more cross-shaped supports ( 20 ) with rails ( 21 ) connected. Along the rails ( 21 ) are holding strips ( 22 ) attached. In each retaining strip ( 22 ) can z. B. an inner winding ( 28 ) and an overlying winding ( 27 ) are clipped. The arms of the cross-shaped carrier ( 20 ) hold first seen from the inside only one rail with associated retaining strips ( 22 ). After winding the spirals ( 28 ) and ( 27 ) can carry more rails on the arms ( 21 ) with retaining strips ( 22 ) are mounted so that z. B. the spirals ( 26 ) and ( 25 ) arise. The supply and return of a heat carrier can be carried out expediently from one end of the combi heat exchanger. In order to produce strands of the same length when spirals are connected in parallel, the example of FIG 5 the spiral ( 25 ) over the spiral ( 28 ) and connected in parallel to the spiral ( 26 ) over the spiral ( 27 ) is returned.

Die Haltestreifen (22) geben durch ihre Aufnahmelöcher sowohl den Abstand der Windungen einer Spirale als auch den Abstand zu der darüber liegenden Wicklung vor. Durch leichtes Verschieben der Haltestreifen auf ihren Schienen lassen sich z. B. die Spiralen (27) und (28) gegenüber den Spiralen (25) und (26) versetzt anordnen. Für den Kombiwärmetauscher können so optimale Konfigurationen für durchströmende Luft verwirklicht werden. Soll der Wärmetauscher aus einer Rohrlänge ohne Unterbrechung gebildet werden, (z. B. 300 m) und Zu- und Abgang an einer Seite haben, werden z. B. zwei oder vier oder sechs Wicklungen aufgebracht.The retaining strips ( 22 ) indicate through their receiving holes both the pitch of the turns of a spiral and the distance to the overlying winding. By slightly moving the retaining strips on their rails can be z. B. the spirals ( 27 ) and ( 28 ) opposite the spirals ( 25 ) and ( 26 ) arrange staggered. For the combined heat exchanger optimal configurations for air flowing through can be realized. If the heat exchanger from a pipe length without interruption are formed (for example, 300 m) and have access and exit on one side, z. B. applied two or four or six windings.

An den kreuzförmigen Trägern (20) lassen sich vorteilhaft Haltegestelle für die unterschiedlichsten Aufstellungsorte von Kombiwärmetauschern anbringen. Aufstellungsorte können z. B. sein Dachfirste, Hausecken, Dachflächen oder Gärten. Dabei werden die Gestelle so ausgebildet, dass die Kombiwärmetauscher oberhalb einer Schneedecke bleiben.At the cross-shaped straps ( 20 ) can be advantageous attach brackets for a variety of sites of combi heat exchangers. Sites can eg. B. roof ridges, corners, roofs or gardens. The racks are designed so that the combi heat exchangers remain above a snowpack.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 8435441 [0002] - DE 8435441 [0002]
  • - DE 10002474 A1 [0003] - DE 10002474 A1 [0003]

Claims (8)

Kombiwärmetauscher der sowohl als Sonnenkollektor als auch als Luftwärmetauscher arbeitet und die aus der Sonneneinstrahlung und oder aus der Luft entnommene Wärme über einen Wärmeträger insbesondere auf eine Wärmepumpe oder zur Brauchwassererwärmung überträgt dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher aus ein oder mehreren z. B. zwei, vier oder sechs ineinandergewickelten Rollen oder Spiralen mit von außen nach innen kleiner werdenden Durchmesser besteht, die an ihren Enden so zusammengeführt sind, dass sowohl Zu- und Ablauf am gleichen Ende sind, als auch bei Parallelschaltung die Stranglängen für den fließenden Wärmeträger ungefähr gleichlang sind. Es werden also z. B. von außen nach innen gezählt, Spirale 1 über Spirale 4 und Spirale 2 über Spirale 3 zurückgeführt.Combined heat exchanger which works both as a solar collector and as an air heat exchanger and the heat extracted from the sun and or from the air through a heat transfer medium in particular to a heat pump or for domestic water heating, characterized in that the heat exchanger from one or more z. B. two, four or six nested rollers or spirals with smaller from outside to inside diameter, which are merged at their ends so that both inlet and outlet are at the same end, as well as in parallel, the strand lengths for the flowing heat carrier are about the same length. So it will be z. B. counted from outside to inside, spiral 1 via spiral 4 and spiral 2 via spiral 3 returned. Kombiwärmetauscher nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass an einem Ende der Spirale eine Platte montiert ist und am anderen Ende der Spirale ein Ventilator sitzt, der entweder blast oder saugt. Die Luft strömt durch die Windungen und überträgt ihre Wärme auf den Wärmeträger.Combined heat exchanger according to claim 1 characterized characterized in that mounted at one end of the spiral a plate and at the other end of the spiral is a fan that either blast or suck. The air flows through the windings and transmits their heat on the heat carrier. Kombiwärmetauscher nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände der Windungen der Spiralen beginnend vom Lüfter aus von klein immer größer werden. Dadurch wird jede Windung von nahezu gleicher Luftmenge umströmt.Combined heat exchanger according to claim 1 and 2 characterized characterized in that the distances of the turns of the spirals starting from the fan from small to bigger become. As a result, each turn of almost the same amount of air flows around. Kombiwärmetauscher nach Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher auf einem Dach, an einer Hausecke oder auf dem Boden stehend mit einem Abstand montiert ist, so dass er bei normaler Schneemenge oberhalb des Schnees ist.Combined heat exchanger according to claims 1 to 3, characterized in that the heat exchanger a roof, standing on a corner of the house or on the floor with one Distance is mounted so that he above normal amount of snow of the snow is. Kombiwärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher mit einer Schale z. B. in gewellter Ausführung abgedeckt ist, ohne Zwangsbelüftung zur Brauchwassererwärmung dient und mit temperaturmechanischen (Wachskolben, Bimetall usw) betriebenen Klappen gegen Überhitzung ausgerüstet ist.Combined heat exchanger according to the claims 1 to 4, characterized in that the heat exchanger with a bowl z. B. covered in corrugated execution is, without forced ventilation for domestic water heating serves and with temperature mechanical (wax piston, bimetal, etc.) operated flaps equipped against overheating is. Kombiwärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher längs auf dem First eines Daches montiert ist und mit einer lichtdurchlässigen Schale abgedeckt ist. Wenn der Lüfter saugend arbeitet, wird von der Dachoberfläche aufsteigende Luft unter die Schale und durch die Windungen gesaugt. Sonnenlicht kann den Wärmetauscher zusätzlich von oben erwärmen.Combined heat exchanger according to the claims 1 to 5, characterized in that the heat exchanger is mounted longitudinally on the ridge of a roof and with a translucent shell is covered. If the fan works by suction, rising from the roof surface Air under the shell and sucked through the turns. sunlight can additionally heat the heat exchanger from above. Kombiwärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen der Spiralen des Wärmetauschers in Löcher in Haltestreifen geklippst sind. Die Haltestreifen sind auf Schienen montiert, die über kreuzförmige Träger gehalten werden.Combined heat exchanger according to the claims 1 to 6, characterized in that the turns of the spirals of the heat exchanger in holes in retaining strips are clipped. The retaining strips are mounted on rails that over are held cross-shaped carrier. Kombiwärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Spiralen zu einem Oval geformt werden und das Oval mittig nach beiden Seiten abgewinkelt ist, so dass es sich bei der Montage auf dem First eines Hauses zu beiden Seiten den Dachschrägen annähert.Combined heat exchanger according to the claims 1 to 7, characterized in that the spirals to an oval be shaped and the oval angled centrally to both sides is, so it is on the mounting on the ridge of a house approximates the roof slopes on both sides.
DE102009003914A 2009-01-03 2009-01-03 Combined heat exchanger for heat pump as solar collector and air heat exchanger, comprises one or multiple coils or spirals wound in one another with diameter reducing from outside to inside Withdrawn DE102009003914A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009003914A DE102009003914A1 (en) 2009-01-03 2009-01-03 Combined heat exchanger for heat pump as solar collector and air heat exchanger, comprises one or multiple coils or spirals wound in one another with diameter reducing from outside to inside

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009003914A DE102009003914A1 (en) 2009-01-03 2009-01-03 Combined heat exchanger for heat pump as solar collector and air heat exchanger, comprises one or multiple coils or spirals wound in one another with diameter reducing from outside to inside

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009003914A1 true DE102009003914A1 (en) 2010-07-08

Family

ID=42234688

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009003914A Withdrawn DE102009003914A1 (en) 2009-01-03 2009-01-03 Combined heat exchanger for heat pump as solar collector and air heat exchanger, comprises one or multiple coils or spirals wound in one another with diameter reducing from outside to inside

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102009003914A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3011918A1 (en) * 2013-10-14 2015-04-17 Electricite De France HEAT EXCHANGER DEVICE AND ASSOCIATED MODULAR SYSTEM

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8435441U1 (en) 1984-12-04 1985-04-18 Ruppert, Hans, Dipl.-Ing., 7320 Göppingen SUN AND AIR COLLECTOR FOR HEAT PUMPS
DE10002474A1 (en) 1999-04-19 2001-07-26 Stahlbau Gohlis Gmbh Collector unit comprises an air collector and a water collector, with a heat exchanger unit composed of copper and/or plastic pipes.

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8435441U1 (en) 1984-12-04 1985-04-18 Ruppert, Hans, Dipl.-Ing., 7320 Göppingen SUN AND AIR COLLECTOR FOR HEAT PUMPS
DE10002474A1 (en) 1999-04-19 2001-07-26 Stahlbau Gohlis Gmbh Collector unit comprises an air collector and a water collector, with a heat exchanger unit composed of copper and/or plastic pipes.

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3011918A1 (en) * 2013-10-14 2015-04-17 Electricite De France HEAT EXCHANGER DEVICE AND ASSOCIATED MODULAR SYSTEM

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2647045A1 (en) SOLAR ENERGY COLLECTOR MODULE
DE202006016294U1 (en) Solar collector with combined air heat extraction
DE202006003399U1 (en) hybrid collector
WO2002084182A1 (en) Solar collector
EP2218970A2 (en) Tempering system
DE102009003914A1 (en) Combined heat exchanger for heat pump as solar collector and air heat exchanger, comprises one or multiple coils or spirals wound in one another with diameter reducing from outside to inside
DE102012017382A1 (en) Device for cooling photovoltaic systems installed on roof of e.g. single-family house, has distributed pipes which are placed with locking fins such that pipes are connected to one another to form closed cooling medium circuit
EP2063193A1 (en) Method of air conditioning a building
WO2007000444A2 (en) System for heating and/or cooling a room
DE3025623A1 (en) Heat pump absorber esp. for solar roof - has corrugated tubes to provide increased heat transfer area
DE3147124C2 (en) Shell and tube heat exchanger
DE2652306A1 (en) ENERGY COLLECTOR
DE7724113U1 (en) SOLAR ENERGY COLLECTOR WITH INLET AND EXHAUST PIPE
DE3138261A1 (en) Installation for recovering environmental heat
DE202007016964U1 (en) Air absorber solar collector combination for heat pumps
DE3045662A1 (en) Environmental or solar heat absorber - has pipe forming permeable hollow casing for one or more components
DE19600579C1 (en) Roofing element, to utilise solar heat for cooling or air conditioning
DE202007011679U1 (en) Solar collector for heating preferably air
DE202005016100U1 (en) Solar thermo center for agriculture, has sandwich collectors via which heat carrier liquid flows and installed onto swiveling framework and pressure-breaking container, where liquid is heated in heat accumulator using heat exchanger
DE3040647C2 (en) Heat exchanger to absorb the air heat
WO2017013112A1 (en) Cooling and condensation device for a greenhouse
DE2531907A1 (en) Solar energy collector with plastic water pipes - has single thin wall pipe coiled between inlet and outlet
AT502567B1 (en) ENERGY EXCHANGE EQUIPMENT AND ITS USE
EP2309201A2 (en) Solar construction component for solar thermal assemblies, solar thermal assembly, method for operating a solar thermal assembly and sections of a solar construction component for solar thermal assembly
DE3219449A1 (en) Rear ventilation arrangement

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8122 Nonbinding interest in granting licences declared
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R084 Declaration of willingness to licence

Effective date: 20111110

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20110801