DE1601190A1

DE1601190A1 - Heat exchanger for ventilation systems

Info

Publication number: DE1601190A1
Application number: DE19671601190
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Wolfgang Mueller
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1967-07-25
Filing date: 1967-07-25
Publication date: 1970-12-10

Description

Wärmetauscher für lufttechnische Anlagen Ciegenst$nd der Erfindung ist ein Wärmetauscher für luft- technische Anlagen. Wärmetauscher für gasförmige; flüssige und feste Medien sind allgemein bekannt und werden in großer Vielfalt angewendet. So eignen sich zum Beispiel für den Wärmetausch der Frisch- luft und Abluft in lufttechnischen Anlagen Rohrbündel--, Platten-, Rippenruhr-, Kanal-, L,jung$trön- und Spirnluustauacher. Um einen guten Wärmedurchgang und die erforderliche Steifheit.zu erhalten, werden diese Austauschar aus metallischere Werkstoff in vor- hltnsmäßig'.maesiver Bauweine hergestellt. Vor allem das sich daraus ergebende hohe Gewicht bei .entsprechendem Raumbedarf und die damit verbundenen Herstellungskosten haben dazu geführt, Wltrmetauseher in lufttechnischen Anlagen nur. in den Ausnahmef ällei einzusetzen, bei denen die Wirtschaftlichkeit von untergeordneter. Bedeutung ist. Ba ist auch ein Stapelkühler (Ullmann, Hand 1, Seite 23Z), der au» Eun®taatof!#Folyie.n bzw. gewellten Kunsstetoffplatton hsrsentell, ist, bekannt. Dielser.Kühier arbeitet jedoch als Kreuzstromaus-' tauscher, mit dem erfahrungsgemäß kein befriedigender Wärme- austausch erzielt wird. Das Zu- und Abführen der Luft, die erst _ an den einzelnen Platten gesammelt werden muß, ist umständlich und erfordert größeren apparativen Aufwand. Heat exchangers for ventilation systems Ciegenst $ nd of the invention is a heat exchanger for air technical equipment. Heat exchangers for gaseous; are liquid and solid media well known and widely used. For example, the fresh air and exhaust air in ventilation systems tube bundle, plate, Rippenruhr-, Kanal-, L, jung $ trön- and Spirnluustauacher. To one good heat transmission and the required rigidity. this Austauschar from more metallic materials are in pre- sustainably produced maesive building wines. Especially that yourself consequent high weight at. corresponding space requirements and the associated manufacturing costs have led to Heat exchangers in ventilation systems only. in exceptional cases use where the economic efficiency of subordinate. Meaning is. Ba is also a stack cooler (Ullmann, Hand 1, page 23Z), the au »Eun®taatof! # Folyie.n or corrugated Kunststetoffplatton hsrsentell, is known. However, Dielser.Kühier works as a cross-flow exchanger, with which experience has shown that no satisfactory heat exchange is achieved. The supply and discharge of the air, which must first be collected on the individual plates, is cumbersome and requires greater expenditure on equipment.

Nit'dem Wärmetauscher gemäß der Erfindung werden die vorstehend aufgeführten Nachteile vermieden, und de ist möglich, solche zu bauen, die geringes Gewicht und kompakte Bauweise miteinander vereinen, wobei die Luftströme sowohl im Gegenstrom als auch im Gleichstrom zueinander geführt werden. .Nit'dem heat exchanger according to the invention, the disadvantages listed above are avoided, and it is possible to build ones that combine low weight and compact design , the air flows being guided both in countercurrent and in cocurrent. .

Es wurde nun ein Wärmetauscher für lufttechnische Anlagen gefunden, der erfindungsgemäß aus mehreren aufeifiander gelegten,mit Abstandsnocken versehenen Folienbä.ndein besteht.A heat exchanger for ventilation systems has now been found, that according to the invention consists of several superimposed, provided with spacer cams Foil strips consist of one.

Es. hat sich als zweckmäßig erwiesen, die aufeinander gelegten Folienbänder zusätzlich durch eine Zwischenschicht voneinander zu trennen und an den Rändern miteinander zu verbinden. Ver- sieht man die Folienbänder mit Dehnungsrillen; lassen sie sich ohne Schwierigkeiten auf mit ihren Enden verbundene perforierte Rohre aufwickeln: Es ist aber auch möglich, die Folienbänder übereinander zu falten-. Der so gestaltete Wärmetauscher läßt sich im Gegenstrom oder'Gleichstrom betreiben. It. has proven to be expedient to additionally separate the film strips placed on top of one another by an intermediate layer and to connect them to one another at the edges. Comparison you can see the foil strips with expansion grooves; they can be wound onto perforated tubes connected to their ends without difficulty: however, it is also possible to fold the foil strips over one another. The heat exchanger designed in this way can be operated in countercurrent or parallel current.

Die Folienbänder lassen sich prinzipiell aus allen bekannten, verformbaren Folien herstellen. Aas besonders günstig'haben sich jedoch solche aus tiefziehbaren thermoplastischen Kunst- j stoffen, wie z. B.-f)Polyolefine, mit chlorierten Polyolefinen mo- difiziertes Polyvinglchlorid, Polystyrol, Polycarbonat, Polyacrylat, PolyacryTnitril und Polyamide, erwiesen . Um optimalen Wär " medurchgang bei noch ausreichender Steifheit des,Austauschers zu erhalten, werden die Folienbänder-im allgemeinen dünner als 500 f u, vorzugsweise etwa IOU @u dick, gewühlt. Die,Dicke der Zwischen-+) PVC,. Schicht kann zwischen 500 @u und; IOO u, vorzugsweise 200u, betragen. _. Der Erfindungsgedanke wird nun an Hand der Figuren 1 ---8 in beispielsweiser Ausführung näher erläutert: Figur-1 zeigt ein Folie nband in. Aufsicht, Figur 2 zeigt -einen Schnitt des in Figur 1-dargestellten Folienbandes, - _ Figur 3-zeigt ein verschweßtes Folienkissen in Aufsicht, . Figur 4 zeigt das in Figur 3 dargestellte Folienkssen im Schnitt, Figur- 5 zeigt das teilweise auf zweiperforierte Rohre aufgewikkelte Kissen in Aufsicht, Figur 6 zeigt einen Schnitt der Figur-5 und Figuren.? und 8 zeigen eine Variante der in Figuren 1 - G dargestellten Ausführungsformen in zwei Schnitten. Mehrere Folienbänder 1 werden mit den erforderlichen Nocken 2 und Dehnungsrillen 3 versehen und gegebenenfalls zusammen mit einer Zwischenschicht-5 an den Rändern 4 zu einem Kissen -6 verbunden. Das geteilte Ende 7 und 8 des Kissens 6 wird je an eines-der mit Löchern 11 Versehenen Sammelrohre 9 und 10, deren eines Ende verschlossen ist, befestigt- und das Kissen entweder gefaltet oder um die Sammelrohre 9 und-10 gew=ickelt (beide Fälle nicht dargestellt) Eine Variante dieser Ausführungssform.,ist in den Figuren 7 und 8 dargestellt- Hier werden .die mit Nocken 2 versehenen Folien 1 mit Distanzstreifen 12, z. B. Schaumgummi;, an den-Rändern nach außen gedichteti die Enden 7 und 8 je an einer Ruhrhälfte einer durch Trennwand 13 geteilten Rbhre 14 mittels Keilen 15, die die gleiche. Dicke wie-die Distanzstreifen 12 aufweisen, befestigt und entweder gefaltet (nicht-dargestellt )--oder um die Röhre 14 gewickelt: Die Bezugsziffer 16 soll den perforierten Bereich der Rohre. angeben.. Beispiel 1: Zwei an den Rändern verbundene Folien von etwa 100 cm Breite, 1200 cm Länge und ca. 100 /u Dicke, zwischen denen eine unverformte Folie liegt, bilden ein Kissen von etwa 1 cm Dicke. Der Nockenafistend ist dabei so gewählt, da ß sich das Kissen auf einen Zylinder, gebildet durch die Sammelrohre, von etwa 8 cm Durchmesser aufrollen läßt. Die Nocken haben-einen Abstand untereinander von ca. 20 mm bei 5 mm Durchmesser-und 5 mm Höhe und sind leicht konisch gehalten: Das freie Ende des Kissens wird wiederum mit zwei Sammelrohren verbunden Die Wärmetauschfläche beträgt ca: 12 m2, ihr Gewicht ca. 6 kg, einschließlich Sammelrohre. Der, so gestaltete Wärmetauscher ist für einen Luftdurchsatz von ca. i50 m3/1 auf jeder Seite bemessen und kann sowohl in Gleich- als auch im Gegenstrom geschaltet werden. Beispiel 2: Zwei an den Rändern durch Dichtungsstreifen nach außen abgedichtete. Folienbänder mit den bfaßen wie in Beispiel 1 werden gemäß Figur 8' um ein geteiltes Sammelrohr gewickelt. Bei dieser Art Aufbau ergibt sich. gegenüber dem in_Beispiel l beschriebenen Wärmetauscher die doppelte Wärmetauschfläche, d. h. ca. 25 m2 und ein Gewicht des Wärmetauschers von ca: 5 kg, einschließlich Sammelrohre.The foil strips can in principle be produced from all known, deformable foils. However, those made from deep-drawable thermoplastic synthetic materials have proven particularly favorable substances such as B.-f) Polyolefins, with chlorinated polyolefins mo- differentiated polyvinyl chloride, polystyrene, polycarbonate, polyacrylate, polyacrylonitrile and polyamides. In order to obtain optimal heat transfer while still having sufficient rigidity of the exchanger, the film strips - generally thinner than 500 µm, preferably about 10% thick . The thickness of the intermediate +) PVC layer can be between 500 @u and; 100u, preferably 200u. The idea of the invention will now be explained in more detail with reference to FIGS. 1-8 in an exemplary embodiment: FIG. 1 shows a film tape in a top view, FIG. 2 shows a section of the film strip shown in Figure 1, - _ Figure 3-shows a welded film cushion in plan, Figure 4 shows the film cushion shown in Figure 3 in section, Figure 5 shows the cushion partially wound on two perforated tubes in plan, Figure 6 shows 5 and 8 show a variant of the embodiment shown in FIGS. 1 - G in two sections joined together with an intermediate layer-5 at the edges 4 to form a cushion -6. The split end 7 and 8 of the cushion 6 is each attached to one of the headers 9 and 10 provided with holes 11, one end of which is closed, and the cushion is either folded or wrapped around the headers 9 and 10 (both ) not shown cases A variant of this Ausführungssform., is shown in figures 7 and 8 are dargestellt- .the here, z with cam 2 slides 1 provided with spacer strips 12. B. foam rubber ;, at the edges sealed to the outside, the ends 7 and 8 each on a Ruhr half of a tube 14 divided by partition 13 by means of wedges 15, which are the same. Thickness as-the spacer strips 12 have, attached and either folded (not shown) - or wrapped around the tube 14: The reference number 16 is intended to denote the perforated area of the tubes. Example 1: Two foils about 100 cm wide, 1200 cm long and about 100 / u thick, connected at the edges, with an undeformed foil between them, form a cushion about 1 cm thick. The cam follower is chosen so that the cushion can be rolled up on a cylinder, formed by the collecting tubes, with a diameter of about 8 cm. The cams have a distance of approx. 20 mm from one another with a 5 mm diameter and 5 mm height and are kept slightly conical: The free end of the cushion is in turn connected to two collecting pipes The heat exchange area is approx: 12 m2, its weight approx. 6 kg, including manifolds. The heat exchanger designed in this way is dimensioned for an air throughput of approx. 150 m3 / 1 on each side and can be switched both in cocurrent and in countercurrent. Example 2: Two sealed at the edges by sealing strips to the outside. Foil strips with the bfaßen as in Example 1 are wrapped around a divided collecting tube according to FIG. 8 '. This type of structure results in. Compared to the heat exchanger described in Example 1, it has twice the heat exchange area, ie approx. 25 m2 and a weight of the heat exchanger of approx: 5 kg, including manifolds.

Die um die SLumelrohre gewickelten Kissen- werden zweckmäßig in ein Kunststoff- oder Metallrohr geschoben, das an beiden Seiten so, viel Freiraum aufweist, daß dort die übrigen lufttechnischen Einrichtungen, wie Gebläse, Nachheizer, Nachkühler, Filter usw. untergebracht werden können. Bei den in den Beispielen 1 und 2 gewählten Abmessungen würde ein solches Schutzrohr einen Durchmesser von ca. 40 cm und eine Länge von etwa 200 cm aufweisen.The pillows wrapped around the slum tubes are expediently in a Plastic or metal pipe pushed, which has so much free space on both sides, that there the other ventilation equipment, such as blower, reheater, aftercooler, Filters, etc. can be accommodated. In the case of those selected in Examples 1 and 2 Such a protective tube would have a diameter of approx. 40 cm and one Have a length of about 200 cm.

Die Luftführung in dem erfindungsgemäßen Wärmetauscher läßt sich auf ueara.chiedene- Art variieren. Es hat sich jedoch als zweckmäßig erwiesen, die Zuluft bei mit der Achse senkrecht gestelltem Zylinder von unten und innen einzuführen. Die Ab- luft aus dem Raum dagegen wird im Gegenstrom von oben und außen zugeführt. Bei dieser Art vier Luftführung befindet sich die wärme Seite des Wärmetauschers auf dem Umfang, so daß an dem Schutzrohr der Taupunkt der-Raumluft nicht unterschritten wird, außerdem ergibt sich hierdurch eine günstige Abführung des Kon- densats. Gegenüber den bekannten Wärmetauschern läßt sich der_erfindungs- gemäße Wärmetauscher bei geringem Gewicht sehr kompakt bauen und ist korrosionsbeständig. Er läßt sich beliebig gestalten. und weist eine gute Formbeständigkeit auf, da die thermopla- stischen Kunststoffteile mit verstei:bncbn Nocken versehen .sind. Auch ergeben sich gute Wärmedurchgangszahlen, da'die an sich geringe Wärmeleitungsf ähigket der thermoplastischenKunststoffe wegen der geringen Folenst#rke gegenüber den Wärmeübergangs- zahlen Feststoff - Gas ohne Bedeutung ist. The air flow in the heat exchanger according to the invention can be varied in a ueara.chiedene manner. However, it has proven to be useful to keep the supply air perpendicular to the axis inserted cylinder from below and inside. The Ab- air from the room, on the other hand, flows in countercurrent from above and fed externally. With this type of air duct there are four warm side of the heat exchanger on the circumference, so that on the Protection tube the dew point of the room air is not fallen below, In addition, this results in a favorable dissipation of the con- densats. Compared to the known heat exchangers, the invention build appropriate heat exchangers very compact with low weight and is corrosion resistant. It can be designed in any way you want. and has good dimensional stability, since the thermoplastic stischen plastic parts with auctioned: .are provided b ncbn cam. There are also good heat transfer coefficients, because that per se low thermal conductivity of thermoplastics because of the low film thickness compared to the heat transfer pay solid - gas is irrelevant.

Claims

Patent to s -prü che heat exchanger for ventilation systems, characterized in that it consists of several thermoplastic plastic film strips placed on top of one another and provided with spacers . 2Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the thermoplastic plastic film strips on the margins. learning are connected to one another: 3. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the thermoplastic plastic film strips are connected to perforated tubes.