DE2313117A1 - INSTALLATION ON A HEAT EXCHANGER - Google Patents
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Description
Dt. AndrejewskiGerman Andrejewski
43 Essen, The«terpl*tz 3 23 I 3 I 1 743 Essen, The «terpl * tz 3 23 I 3 I 1 7
Telefon 223994Telephone 223994
AB Bahco VentilationAB Bahco Ventilation
Einrichtung an einem WärmeaustauscherInstallation on a heat exchanger
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung an einer Batterie aus Heizrohren, die für den Wärmetransport zwischen zwei, sich an gegenüberliegenden Seiten einer Trennwand befindlichen Medien vorgesehen sind, z.B. in einer Lüftungpanlage ein Zuluftstrom und ein Abluftstrom in jeweils einem Kanal, wobei eine auf der einen Seite der Trennwand liegende Heizrohrgruppe in einem wärmeabgebenden Abschnitt der jeweiligen Heizrohre mit dem bei Stromzuführung kalten Ende eines thermoelektrischen Organs wärmeleitend verbunden ist, welches aus wenigstens einem Thermoelement, vorzugsweise jedoch einer Vielzahl von zu einem sogenannten "thermoelektrischen Modul" zusammengekuppelten Thermoelementen besteht sowie im Bereich der Trennwand liegt und dessen warmes Ende seinerseits mit einem wärmeaufnehmenden Abschnitt dei· jeweiligen Rohre einer auf der gegenüberliegenden Seite der Trennwand befindlichen Heizrohrgruppe wärmeleitend verbunden ist.The invention relates to a device on a battery of heating pipes that are used to transport heat between two media located on opposite sides of a partition are provided, e.g. in a ventilation system, a supply air flow and an exhaust air flow in one duct each, with one on the one Side of the partition wall lying heating tube group in a heat-emitting Section of the respective heating pipes with the cold end of a thermoelectric organ when power is supplied is connected, which consists of at least one thermocouple, preferably however, a variety of to a so-called "thermoelectric" Module "consists of coupled thermocouples and is located in the area of the partition and its warm end in turn with a heat-absorbing section of the respective tubes on the opposite side of the partition wall is thermally connected.
Bei solchen Einrichtungen ist bereits vorgeschlagen worden, die Heizrohre der einen Seite paarweise mit den Heizrohren der anderen Seite zu verbinden und dabei ein thermoelektrisches Organ zwischen die einander zugewandten Endflächen jedes Rohrpaares zu plazieren.In such devices it has already been proposed that the heating pipes of one side in pairs with the heating pipes of the to connect the other side and thereby a thermoelectric organ between the facing end faces of each pair of tubes to place.
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Die für eine Batterie erforderliche direkte Kontaktfläche zwischen den nohren der einen Seite und den thermoelektrischen Organen erhält somit ein gleichartig orientiertes Ausmaß, das seinen gesamten Platz innerhalb ein und derselben Ebene erfordert. Bei Rohren mit kreisförmigem Querschnitt wird außerdem ein beträchtlicher Teil des Raumes in dieser Ebene von den funktionsmäßig toten seitlichen Zwischenräumen zwischen den Rohren eingenommen. Sine Batterie dieser Art erfordert somit in Abhängigkeit von den jeweiligen Betriebsdaten eine gewisse, ziemlich große Bodenfläche. Die Länge der einzelnen Rohre wird ihrerseits von den vorliegenden Betriebsdaten sowie von der Größe der Kontaktfläche gegenüber dem thermoelektrischen Organ bestimmt.The direct contact area required for a battery between the ears on one side and the thermoelectric Organs are thus given a similarly oriented dimension that requires all of their space within one and the same level. In the case of pipes with a circular cross-section, a considerable part of the space in this plane is also used by the functionally dead lateral spaces between the tubes occupied. Its battery of this type thus requires dependency a certain, fairly large floor area of the respective operating data. The length of each tube will in turn determined by the available operating data and the size of the contact surface with respect to the thermoelectric organ.
Ziel der Erfindung ist es, eine kompaktere Batterie zu schaffen, die weniger, jedoch längere Heizrohre als die oben beschriebene Batterie aufweisen kann und die Möglichkeit einer Anpassung der wärmeübertragenden Fläche der thermoelektrischen Organe an die Rohrlänge und damit größere !Freiheit bei der Dimensionierung bietet, so daß mehr Rücksicht auf sowohl herstellungsökonomische als auch platzmäßige Wünsche genommen werden kann.The aim of the invention is to provide a more compact battery which has fewer but longer heating tubes than the above may have described battery and the possibility of a Adaptation of the heat transferring surface of the thermoelectric organs to the pipe length and thus greater freedom of dimensioning offers, so that more consideration can be taken of both economic production and space requirements.
Das angestrebte Resultat wird erhalten, indem die Einrichtung gemäß den nachfolgenden Patentansprüchen ausgebildet wird.The desired result is obtained by designing the device according to the following patent claims will.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings.
Fig. 1 ist eine schaubildliche Ansicht zweier benach barter Heizrohre in einer Rohrbatterie nach der Erfindung.Fig. 1 is a perspective view of two neighboring heating tubes in a tube battery according to the invention.
Fig. 2 zeigt einen Teüechnitt durch die Heizrohre d«r einen Seite in einer Schnittebene, die innerhalb und parallel zur einen Seitenebene dor Trennwand liegt, u.zw. nach der Linie H-II in Fig. 3.Fig. 2 shows a partial cut through the heating tubes d «r one side in a cutting plane that lies within and parallel to one side plane of the partition, u.zw. after Line H-II in Fig. 3.
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Fig. 3 zeigt einen Teilschnitt quer durch die Trennwand entlang einer Reihe von wechselweise nach einer der beiden weiten ■gewendeten Heizrohren nach der Linie III-III in Fig. 2. In dieser Fig. sind .auch einige weitere Wände zur Bildung eines Kanalpaares dargestellt.Fig. 3 shows a partial section across the partition along a row of heating pipes alternately turned towards one of the two wide ■ turned according to the line III-III in Fig. 2. In this Fig. Are. Also some other walls to form a channel pair shown.
Fig 4 zeigt einen der Fig. 2 entsprechenden Schnitt durch eine etwas modifizierte Ausführung forra.FIG. 4 shows a section corresponding to FIG by a slightly modified version forra.
Fig. 5 zeigt einen entsprechenden Schnitt durch eine weitere modifizierte Ausführungsform.Fig. 5 shows a corresponding section through another modified embodiment.
Ein Paar von nebeneinander liegenden Heizrohren 1 und einer ganzen Batterie von solchen Rohren ist in Fig. 1 gezeigt und ein größerer Teil der selben Batterie ist in den Fig. 2 und veranschaulicht. Jedes Heizrohr 1 und 2 liegt mit seinem einen Ende im Bereich einer,Trennwand zwischen zwei Medien, z.B. Zuluft und Abluft in einer Lüftungsanlage. Wie in Fig. 3 angedeutet, können sich die Rohre quer durch einen Kanal 4- bzw. 5 für einen Strom des jeweiligen Mediums erstrecken.A pair of adjacent heating tubes 1 and a whole battery of such tubes is shown in FIG and a greater portion of the same battery is illustrated in Figures 2 and 4. Each heating pipe 1 and 2 has its one End in the area of a partition between two media, e.g. supply air and exhaust air in a ventilation system. As indicated in Fig. 3, the pipes can run across a channel 4 or 5 for one Extend stream of the respective medium.
Die Heizrohre bestehen in üblicher Weise aus Metall, zweckmäßigerweise Kupfer. Sie sind verschlossen und enthalten einerseits ein Medium, das einen im Hinblick auf das betreffende Arbeitsgebiet geeigneten Kochpunkt aufweist, und anderseits einen für den Transport des Mediums in Flüssigphase vorgesehenen Docht 6 oder ein entsprechendes Organ. Zwischen den Enden der Rohre beider Seiten sind thermoelektrische Organe 7 angeordnet, us bei Stromzufuhr an den Heizrohren der einen Seite kalte Kondensationsflächen und an den Heizrohren der anderen Seite warme Verdampfungsflächen zu bilden. Diese thermoelektrischen Organe sind in den Zeichnungen sehr schematisch dargestellt und es kann vorausgesetzt werden, daß sie aus in Form und Grö^e gleichen sogenannten "thermoelektrischen Modulen" bestehen, von denen Jeder aus einer großen Anzahl von an eine gemeinsame StromquelleThe heating pipes are usually made of metal, expediently copper. They are locked and contained on the one hand, a medium that has a suitable boiling point with regard to the relevant work area, and on the other hand one provided for the transport of the medium in liquid phase Wick 6 or an equivalent organ. Thermoelectric organs 7 are arranged between the ends of the tubes on both sides, us when power is supplied to the heating pipes on one side, cold condensation surfaces and to form warm evaporation surfaces on the heating pipes on the other side. These thermoelectric organs are shown very schematically in the drawings and it can be assumed that they are identical in shape and size so-called "thermoelectric modules" consist of which Each from a large number of to a common power source
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anschiießbaren Thermoelementen zusammengesetzt ist, die zwischen einem Paar von gemeinsamen Endplatten angeordnet sind, welche eine wärmeaufnehmende und eine wärmeabgebende Endfläche bilden. Die im jeweiligen Kanal 4 und 5 liegenden Teile der Heizrohre haben kreisförmigen Querschnitt und sind zur Vergrößerung ihrer das Medium kühlenden oder erwärmenden Oberflächen mit flanschartig angeordneten Lamellen 8 aus Metall versehen.connectable thermocouples is composed between a pair of common end plates are arranged, which one Form heat-absorbing and a heat-emitting end face. The parts of the heating pipes located in the respective channel 4 and 5 have circular cross-section and are flange-like to enlarge their medium-cooling or heating surfaces arranged slats 8 made of metal.
Die Trennwand J ist aus wärmeisolierendem Material hergestellt und umschließt die thermoelektrischen Organe sowie die an diese angrenzenden Rohrenden.The partition J is made of a heat insulating material and encloses the thermoelectric organs and the pipe ends adjoining them.
Die für die eine Seite vorgesehene Gruppe von Heizrohren 1 überlappt mit ihren Rohrenden die Rohrenden der für die andere Seite vorgesehenen Gruppe von Heizrohren 2. Alle Heizrohre sind weiters in parallelen Reihen gruppiert und haben im überlappenden Teil jeweils quadratischen Querschnitt. Dieser Querschnitt ist; bei allen Rohren von gleicher Größe. Im Schnitt gemäß Fig. 2 gesehen, bilden die Rohre ein Rautenmuster und sind so gruppiert, daß jedee Rohr der einen Gruppe an allen vier Seiten des Rohrendes von Rohrenden der gegenüberliegenden Gruppe umgeben ist, so daß jedes Rohr mit vier Seiten seines Endabschnittes - anstatt lediglich mit seinem Boden - an das eine Ende des jeweiligen thermoelektrischen Organs 7 angeschlossen sein kann. Dies gilt selbstverständlich mit Ausnahme der Rohre entlang der Seitenränder und Ecken der Rohrbatterie, welche Rohre an drei bzw. zwei Seiten mit thermoelektrischen Organen versehen sind.The group of heating pipes 1 provided for one side overlaps with its pipe ends the pipe ends of the group of heating pipes 2 provided for the other side. All heating pipes are further grouped in parallel rows and each have a square cross-section in the overlapping part. This cross section is; for all pipes of the same size. Seen in section according to FIG. 2, the tubes form a diamond pattern and are grouped so that each tube of one group is surrounded on all four sides of the tube end by tube ends of the opposite group, so that each tube with four sides of its end portion - instead of just with its bottom - can be connected to one end of the respective thermoelectric organ 7. This of course applies with the exception of the tubes along the side edges and corners of the tube bank, which tubes are provided with thermoelectric elements on three or two sides.
Sämtliche thermoelektrische Organe 7 sind so dimensioniert, daß sie in wesentlichen jeweils eine Seitenfläche eines innerhalb* der Trennwand liegenden Rohrende bedecken.All thermoelectric organs 7 are dimensioned so that they essentially each have a side surface of an inside * Cover the end of the pipe lying next to the partition.
Zum Vergleich mit konventionellen Einrichtungen, die ein thermoelektrisches Organ zwischen den Bodenflächen eines jedenFor comparison with conventional devices that have a thermoelectric organ between the floor surfaces of each
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Hohrpaares aufweisen, bietet die oben beschriebene Ausführung der Bohrenden sowie die Plazierung der Rohre und thermoelektrischen Organe mehrere Vorteile. So können weniger und längere Heizrohre zur Erzielung des gleichen Wärmetransportes angewendet werden. Man erhält größere Freiheit für die Dimensionierung der Kombination von Heizrohren und thermoelektrischen Organen. Es können kompaktere Einheiten erzielt werden. Die mit Lamellen versehenen leile der Rohre werden zum Vorteil des Wärmeaustausches mit dem vorbeiströmenden Medium in Zick-Zack-Form angeordnet. Die Befestigung der Heizrohre und der thermoelektrischen Organe wird mit der Trennung und Isolierung der warmen und kalten Seiten voneinander kombiniert.Have Hohrpaares, offers the design described above the drilling end as well as the placement of the pipes and thermoelectric organs have several advantages. This means that fewer and longer heating pipes can be used can be used to achieve the same heat transfer. There is greater freedom in dimensioning the combination of heating pipes and thermoelectric organs. More compact units can be achieved. The lamellar parts of the Pipes become the advantage of heat exchange with the passing Medium arranged in a zigzag shape. The fastening of the heating pipes and the thermoelectric organs is carried out with the Separation and isolation of the warm and cold sides combined.
Die selben Vorteile werden bei der in Pig. 4 gezeigten Ausführungsform erhalten, welche sich von der in den Pig. I bis gezeigten dadurch unterscheidet, daß die in der Trennwand IJ befindlichen Enden der Heizrohre 11 und 12 anstelle von quadratischem Querschnitt gleichseitig dreieckigen Querschnitt aufweisen und jeweils mit drei theraoelektrischen Organen 17 versehen sowie in einem im Hinblick auf die andere Form angepaßten Muster plaziert sind, so daß - abgesehen von den an den Händern und Ecken befindlichen Röhren - jedes Rohrende der einen I-iohrgruppe an allen drei Seiten unmittelbar außerhalb der thermoelektrischen Organe 17 von den Enden der Rohre der gegenüberliegenden Gruppe umgeben ißt, wobei die beiden Gruppen, wie bereits erwähnt, jeweils mit einem der beiden Medien, zwischen denen ein Wärmetransport stattfinden soll, in Berührung stehen.The same benefits are seen with the Pig. 4 shown Embodiment obtained, which differs from that in the Pig. I to shown differs in that those located in the partition wall IJ Ends of the heating tubes 11 and 12 have an equilateral triangular cross-section instead of a square cross-section and each provided with three theraoelectric organs 17 and placed in a pattern adapted to the other shape are so that - apart from the tubes located at the hands and corners - each tube end of the one tube group all three sides immediately outside the thermoelectric organs 17 from the ends of the tubes of the opposite group surrounded eats, the two groups, as mentioned, respectively are in contact with one of the two media between which heat is to be transported.
Ähnliche Vorteile werden bei dar in Fig. 5 gezeigten Außführungsform erzielt, bei der die in der Trennwand 23 befindlichen Enden der Heizrohre 21 und 22 im Querschnitt als regelmäßige Sechsecke ausgebildet sind. Die Rohre sind so angeordnet,Similar advantages are shown in FIG. 5 Ausführungsform achieved in which those located in the partition 23 Ends of the heating tubes 21 and 22 are formed as regular hexagons in cross section. The pipes are arranged so
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daß Jedes Rohrende der einen Rohrgruppe - abgesehen von den...-ent~ lang der Ränder der Trennwund liegenden Rohren - an jeder zweiten Seitenfläche des Sechseckes einer Seite eines uohrend.es der gegenüberliegenden Gruppe zugewandt ist. Zwischen diesen angrenzenden Seiten sind die therinoelektrischen Organo 27 angebracht. Obwohl im wesentlichen lediglich der halbe Rohrumfang für die thermoelektrischen Organe ausgenützt wird, kann durch Wahl einer zweckmäßigen Überlappung zwischen den Rohren beider Gruppen eine optimale Fläche für die thermoelektrischen Organe erhalten werden. Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann im Rahmen der Patentansprüche variiert werden.that every pipe end of the one pipe group - apart from the ...- ent ~ long the edges of the dividing wound lying pipes - on every second Lateral surface of the hexagon on one side of one of the opposite sides Facing group. The therino-electric organo 27 are attached between these adjoining sides. Even though essentially only half the pipe circumference for the thermoelectric Organs is exploited, can be optimal by choosing an appropriate overlap between the tubes of both groups Area for the thermoelectric organs can be obtained. The invention is not limited to those shown and described Embodiments are limited, but can be varied within the scope of the claims.
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