DE102017101264A1

DE102017101264A1 - Luftwärmetauscher

Info

Publication number: DE102017101264A1
Application number: DE102017101264.8A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Vaillant GmbH
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 2017-01-24
Filing date: 2017-01-24
Publication date: 2018-07-26
Also published as: EP3351861A1

Abstract

Bei einer Wärmetauschereinheit (1) für eine Wärmepumpe mit einem Gehäuse (2) und einem Lamellenwärmetauscher (3) zum Wärmeaustausch zwischen einem Fluid und Luft, wobei der Lamellenwärmetauscher (3) das Gehäuse (2) in einem ersten Teilbereich zur Umgebung abschließt und ein Gebläse (4) in einer Aufnahme (5) mit Luftführung (6) das Gehäuse (2) in einem anderen, zweiten Teilbereich zur Umgebung abschließt, umgibt die Luftführung (6) das Gebläse (4) asymmetrisch.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Luftwärmetauscher vorzugsweise für Wärmepumpen und Klimaanlagen.
Wärmepumpen benötigen Wärmequellen, in denen das zuvor im Expansionsventil abgekühlte Kältemittel Wärme aufnimmt und verdampft, um dann in einem Kompressor komprimiert sowie anschließend in einem Kondensator abgekühlt zu werden. Zumeist werden als Wärmequellen Umweltwärmequellen verwendet.
Um Umgebungsluft Wärme zu entziehen, wird häufig Kältemittel eines Kältekreislaufs durch das innere eines Lamellenwärmetauschers geleitet. Optional kann auch Sole in einem gesonderten Solekreislauf durch den Lamellenwärmetauscher fließen; ein gesonderter Wärmetauscher sorgt dann für den Wärmeübergang vom Solekreislauf auf den Kältekreislauf. Dieser Lamellenwärmetauscher wird mit Hilfe eines Gebläses von Luft durchströmt, so dass Wärme der Luft über die Lamellen und die Rohr auf das Kältemittel übertragen wird. Da das Kältemittel zuvor im Expansionsventil auf sehr niedrige Temperaturen abgekühlt wird, kann selbst im Winter Wärme von der Umgebungsluft auf das Kältemittel übertragen werden.
Um die Luftführung zu optimieren, sind zumeist der Lamellenwärmetauscher und das Gebläse derart miteinander verbunden, dass der gesamte Luftstrom durch das Gebläse durch den Lamellenwärmetauscher strömt. Diese Vorrichtungen werden zumeist Luftwärmetauscher genannt.
Dies kann - wie beispielsweise in EP 2354709 A2 dargestellt - dadurch geschehen, dass das Gebläse und der Lamellenwärmetauscher über einen dichten Kanal verbunden sind.
Üblicherweise sind das Gebläse und der Lamellenwärmetauscher in einem Gehäuse integriert. Das Gehäuse verfügt über 2 Öffnungen, in diesem sind das Gebläse beziehungsweise der Lamellenwärmetauscher eingesetzt, so dass die Luft durch diese beide Elemente einbeziehungsweise ausströmen. Hierbei ist eine gleichmäßige Durchströmung des Lamellenwärmetauschers anzustreben, um Totwassergebiete zu vermeiden und die aktive Wärmetauscherfläche zu vergrößern.
Aus EP 2226587 B1 ist ein Lamellenwärmetauscher mit einem Gebläse in einem gemeinsamem Gehäuse bekannt, bei dem der Lamellenwärmetauscher zu diesem Zweck zwischen dem Gebläse und einem axial versetzen Zuströmrohr angeordnet ist, wobei der Lamellenwärmetauscher schräg zum Gebläse angeordnet ist, so dass er senkrecht zur Strömungsrichtung angeordnet ist. Doch auch diese Anordnung kann nicht verhindern, dass bestimmte Bereiche des Lamellenwärmetauschers nur unzureichend von Luft durchströmt werden und somit faktisch ein Teil der Wärmetauscherfläche nahezu ungenutzt bleibt.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Luftströmung bei einem Luftwärmetauscher derart zu optimieren, dass möglichst der gesamte Bereich des Lamellenwärmetauschers gleichmäßig durchströmt wird.
Erfindungsgemäß wird dies mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs dadurch gelöst, dass das Gebläse in einer Luftführung einer Aufnahme positioniert ist und diese Luftführung das Gebläse asymmetrisch umgibt, so dass die asymmetrische Führung eine Anpassung des Luftstroms an die Form und Position des Lamellenwärmetauschers ermöglicht.
Positive Ausgestaltungen ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche.
Die Erfindung wird anschließend anhand der Figuren erläutert. Hierbei zeigen:

1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Wärmetauschereinheit.

1 zeigt eine Wärmetauschereinheit 1 mit einem Gehäuse 2 und einem Lamellenwärmetauscher 3 sowie einem Gebläse 4 in einer Aufnahme 5 mit einer Luftführung 6. Der Lamellenwärmetauscher 3 ist in einem ersten Teilbereich des Gehäuses 2 dicht mit dem Gehäuse 2 verbunden. Die Aufnahme 5 ist in einem anderen, zweiten Teilbereich des Gehäuses 2 ebenfalls dicht mit dem Gehäuse 2 verbunden. Über eine nicht genauer dargestellte Verbindung ist eine Welle 7 zur Lagerung des Rotors des Gebläses 4 angeordnet, so dass die Hauptrichtung der Strömung durch das Gebläse 4 festgelegt ist. Die Luftführung 6 umgibt das Gebläse 4 asymmetrisch, wobei die Luftführung 6 an die Form und Position des Lamellenwärmetauschers 3 angepasst ist. Die Öffnung der Luftführung 6 innerhalb des Gehäuses 2 bildet im weitesten Sinne einen Trichter, dessen Außenkontur in Richtung der Außenkanten des Lamellenwärmetauschers 3 gerichtet ist.
Die Wärmetauschereinheit 1 weist eine gewölbte Form der Lamellenwärmetauscher 3 auf, so dass im vorliegenden Fall der Lamellenwärmetauscher 3 sowohl über eine horizontal, als auch eine vertikal angeordnete Teilfläche verfügt. Die Luftführung 6 ist derart geformt, dass die Öffnung der Luftführung 6 innerhalb des Gehäuses 2 in Richtung der Ränder des Lamellenwärmetauschers 3 asymmetrisch ausgerichtet ist.
Wird das Gebläse 4 als Druckgebläse betrieben, so saugt es Luft aus der Umgebung an und drückt diese durch das Innere des Gehäuses 2 und wiederum durch den Lamellenwärmetauscher 3 in die Umgebung. Wie aus 1 hervorgeht, ist die Öffnung der Luftführung 6 auf der rechten Seite nahezu senkrecht und nur leicht am Rande abgewinkelt, um das nahezu direkt darüber angeordnete Ende des Lammellenwärmetauschers 3 anströmen zu können. Die Rundung vermeidet dabei Verwirbelungen an einer Kante, die wiederum zu Druckverlusten führten. Auf der linken Seite ist die Luftführung 6 abgewinkelt, um eine Luftströmung in Richtung der linken Seite des Lamellenwärmetauschers 3 zu begünstigen.
Wird das Gebläse 4 als Sauggebläse betrieben, so saugt es Luft durch den Lamellenwärmetauscher 3 aus der Umgebung an und zieht diese durch das Innere des Gehäuses 2 und das Gebläse wiederum in die Umgebung. Auch hierbei begünstigt die asymmetrische Luftführung 6, dass alle Bereiche des Lamellenwärmetauschers 3 möglichst gleichmäßig von Luft durchströmt werden.
Die asymmetrische Luftführung 6 kann sehr individuell an die Konturen der Vorrichtung angepasst werden. Handelt es sich beispielsweise bei dem Lamellenwärmetauscher gemäß 1 um einen zwar gebogenen, ansonsten jedoch rechteckigen Wärmetauscher, so kann die Luftführung 6 auf der zur Umgebung gewandten Seite eine runde Öffnung, welche etwas größer ist als der Querschnitt des Rotors des Gebläses 4, aufweisen, um hier eine optimale Strömung zu gewährleisten. Auf der zum Inneren gewandten Seite des Gehäuses 2 verläuft die Luftführung 6 jedoch vorzugsweise im Wesentlichen rechteckig mit zuvor beschriebener vertikaler Ausrichtung.
Bezugszeichenliste

1: Wärmetauschereinheit
2: Gehäuse
3: Lamellenwärmetauscher
4: Gebläse
5: Aufnahme
6: Luftführung
7: Welle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

EP 2354709 A2 [0005]
EP 2226587 B1 [0007]

Claims

Wärmetauschereinheit (1) mit einem Gehäuse (2) und einem Lamellenwärmetauscher (3) zum Wärmeaustausch zwischen einem Fluid und Luft, wobei der Lamellenwärmetauscher (3) das Gehäuse (2) in einem ersten Teilbereich zur Umgebung abschließt und ein Gebläse (4) in einer Aufnahme (5) mit Luftführung (6) das Gehäuse (2) in einem anderen, zweiten Teilbereich zur Umgebung abschließt, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführung (6) das Gebläse (4) asymmetrisch umgibt.
Wärmetauschereinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lamellenwärmetauscher (3) eine gewölbte Form aufweist.
Wärmetauschereinheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführung (6) derart geformt ist, dass die Öffnung der Luftführung (6) innerhalb des Gehäuses (2) in Richtung der Ränder des Lamellenwärmetauschers (3) ausgerichtet ist.
Wärmetauschereinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung der Luftführung (6) innerhalb des Gehäuses (2) im weitesten Sinne einen Trichter bildet, dessen Außenkontur in Richtung der Außenkanten des Lamellenwärmetauschers (3) gerichtet ist.