DE2325965A1

DE2325965A1 - Anlage von waermetauscher-batterien mit turbogeblaese

Info

Publication number: DE2325965A1
Application number: DE19732325965
Authority: DE
Inventors: Bernard Boisseau
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-05-24
Filing date: 1973-05-22
Publication date: 1973-12-20
Also published as: ES414837A1; CH569237A5; JPS4956238A; IT986331B; FR2185776A1; BE799467A; LU67553A1; FR2185776B1

Description

Ο!ρϊ.-Ιπσ. R,S£ETZ sen, DIoMn^. K. LAMPftECHT

or.-'.-vf. ίϊ. ο vz ε τ ζ Jr.

• Manchen 22, Steinsdorfetr. 10 2325965

52.6-20.78OP( 20.78 IH)

22. Mai 1973

Bernard BOISSEAUo k9 Cholet (Frankreich)

Anlage von Wärmetauscher-Batterien mit Turbogebläse

Die Erfindung betrifft Lüftungs-, Heizungs- und/oder Kühlungsanlagen für ¥ohn- oder Fabrikräume. Insbesondere verbessert sie die Wirkung der an sich bekannten Wärmetauscher, die aus einer Anordnung von Rohrleitungen - mit oder ohne Rippen - bestehen, in denen eine heiße oder kalte Flüssigkeit umgewälzt wird, die von einer Umwälzpumpe gefördert wird, die aus einem Wärmeerzeuger oder einem Kälteerzeuger ansaugt.

In solchen Anlagen ist bekannt, vor dem Wärmetauscher - mag dies nun ein Erhitzer oder Kühler sein - ein Gebläse mit Antrieb durch eine Turbine anzuordnen, die durch den

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A-B)-Bgn-r (9)

Uralauf der wärme- bzw. kältetragenden Flüssigkeit angetrieben wird.

Die Arbeitsweise wird oft gestört durch. Erschütterungen und durch. Unregelmäßigkeiten in der Förderung, die durch Gas ausgelöst werden, das im Laufe der Temperaturänderungen der Flüssigkeit freigesetzt wird. Dieser Nachteil ist um so fühlbarer, je genauer die Temperaturregelung sein soll. In solchen Anlagen ist es also schwierig, die abwechselnde Zentral-Erzeugung von Wärme und Kälte zu automatisieren. Daher ist die Einzel-Regelung an jedem Wärmetauscher, die je nach seinem Aufstellungsplatz oder nach dem Bedürfnis des Bextfohners vorgenommen wird, ungenau.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung lassen sich diese Nachteile vermeiden. Die Entgasung ist ständig in Betrieb und macht die Flüssigkeits-Fördermenge bei allen Schwankungen der Temperatur* gleichmäßig, wodurch die Wirkungsweise der Turbine und der anderen Temperaturregelungsorgane verbessert wird. Dank dieser Einrichtung lassen sich ferner mit großer Genauigkeit ein sogenannter Umschalte-Regler, welcher je nach der Außentemperatur in den Wärmeerzeuger oder in den Kälteerzeuger fördern soll, und eine kennzeichnende Vorrichtung, welche die Fördermenge zu jeder Turbine je nach dem Aufstellungsort" des Wärmetauschers oder nach dem Willen des Benutzers regeln soll, miteinander verbinden. Diese letztgenannte Vorrichtung, die mit einem Spezial-Ventil und mit einer kalibrierten Bohrung ausgestattet ist, verbessert durch ihre genaue Regelung, durch ihre Einfachheit und insbesondere durch ihren geringen Raumbedarf die sonst zur selbsttätigen Umgehung

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eines Wärmetauschers nötige Ventilanordnung,, Dank dieser Vereinigung lassen sich auch, äußere Faktoren raid die "besondere Lage jeder Wärmetauscher-Batterie berücksichtigen.

Und schließlich bleibt der Raumbedarf jeder s-o vervollkommneten Wärme tauscher·= Batterie klein genug, daß sie leicht in eine Mauer eingebaut werden kann.

Die erfindungsgemäße Anlage ist gekennzeichnet durch die Vereinigung einer besonderen Entga sungskamiaer mit einem Umschalteregler und mit ebenso vielen Vorrichtungen zur Durchsatzmengen-Änderung vor der Turbine_p -wie Wärmetauscher vorhanden sind«

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage ist in der Zeichnung dargestellt» Es zeigen·.

Fig. 1 ein Schema der gesamten Anlage §

Fig. 2 und Fig₀ 2a eis© 7 --rderanslcht bsw« eljae Seitenansicht der WM2"iffletau3cher=Batt©r±s s, mit -teilweise x-jeggeschsiittenera IiHiengshätase ι

. Fig«, 3 einen Umschalte^Regler in schema ti scheu Schnitt;

Fig« 4 und Fig_o 4a zwei Schnitte durch die Turbine_s und sxirar einen quer aur Turbineraachse bzw« einen längs der Turbinenachs©§

Fig, 5<> Fig, 5θ und 5b drei Schnitte durch das thsria©- statische DurchsEtEiiiengen-Regei^eiatil der Turbine 5"und awar ©inen Längsschnitt entlang der

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Linie F-F und zwei Querschnitte entlang den ^; Linien E-E und K-K;

Fig. 6 einen Schnitt durch die - senkrecht gekippte Entgasungskammer entlang der Achse der Eintrittsöffnung (entlang J);

Fig. 7, Fig. 8 und Fig» 9 drei Schnitte durch die Entga sungskammer , und zwar entlang den Linien GG, HH und KK;

Fig. 10 eine Außenansicht der Entgasungskammer in ihrer normalen, waagerechten Lage.

Die Umwälzpumpe 1 saugt, wie Figo 1 zeigt, aus dem Wärmeerzeuger 2 oder aus dem Kälteerzeuger 2a über den Umschalte-Regler 3 und fördert in die Entgasungskammer 4, welche die heiße oder kalte Flüssigkeit zu den Wärmetauscher-Batterien 5 leitet. Diese letztgenannten enthalten ein thermostatisches Spezial-Ventii 6, eine Turbine 7 mit einer kalibrierten Durchgangsöffnung, ein von der Turbine angetriebenes Gebläse 8, einen Wärmetauscher 9 (mit oder ohne Rohrrippen), durch den die Flüssigkeit sum Ausgang der Turbine hin strömt, und eine Umgehungsleitung 6a. Die von allen Wärmetauschern zurückkehrenden Flüssigkeiten fließen dann in die Entgasungskammer und aus dieser zusammen zum Umschalte-Regler 3· Die Flüssigkeit wird dann zum Wärme- bzw. Kälteerzeuger 2 bzw. 2a, je nachdem, ob geheizt oder gekühlt werden soll, zurückgeführt. Die Anlage wird schließlich vervollständigt durch ein'. Kästchen 10, in welchem folgende elektrischen Temperatufanzeigen

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gesammelt werden: die Temperatur A außen, B'in der inneren Umgebung, C und D in den Flüssigkeits-Rü.cklaufleitungen zu den Wärme- bzw« Kälteerzeugern· Je nach diesen Anzeigen gibt die Vorrichtung 10 an die Erzeuger 2 und 2a (durch die Relais R und R₁) und an den Regler 3»

Der Umschalte-Regler 3 (Figo 3) empfängt bei 11 die vom Erzeuger 2 kommende heiße Flüssigkeit und bei 12 die vom Erzeuger 2a kommende kalte Flüssigkeit» Die Leitungen 11 und 12 münden in ein zylindrisches Gehäuse 13 an dessen Stirnfläche 1; von der Mitte dieses Gehäuses geht eine Leitung 14 zum Ansaugstutzen der Pumpe 1 ab. Ein zweites zylindrisches Gehäuse 15 ist an jedem seiner Enden an die Rückläufe 16 und 17 zu den Erzeugern 2 bzw. 2a angeschlossen und in seiner Mitte bei 18 mit dem Rücklauf der Flüssigkeit aus der Entgasungskammer 4 verbunden. In jedem Gehäuse (13 und 15) geht ein Kolben (13a tsnd 15a) dann, wenn Kälte geliefert v/erden soll, nach links und dann, wenn Wärme geliefert werden soll, nach rechts, und zwar von einer mittleren Stellung aus, die der Öffnung i4a - oder 18a - entspricht. Diese Kolbenbewegung wird hervorgerufen durch eine an sich bekannte elektromagnetische Vorrichtung 19 oder 20, die am Ende einer Kolbenstange angebracht ist, welche am Kolben des zugehörigen zylindrischen Gehäuses 13 bzw. 15 befestigt ist. Diese Vorrichtungen 19 und 20 sind elektrisch mit dem Kästchen 10 verbunden und arbeiten dann, wenn Kälte erzeugt werden soll, nach links und dann, wenn Wärme erzeugt werden soll, nach rechts. Wie ersichtlich, wählt der Kolben 13a die Abflüsse der kalten oder der warmen Flüssigkeit und der Kolben 15a die entsprechende Verbindung bei den Rückläufen zu den Erzeugern. Die Bestandteile sind in einem Gehäuse 3a angebracht.

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Die besondere Entgasungskammer 4 (Fig» 6 - 10) ist flach, etwas über dem Fußboden des Raumes, vorzugsweise in der Mitte der Anlage, angeordnet. Sie besitzt die Folge von Erschütterungen und Durchsatz-Unregelmäßigkeiten. Sie enthält zwei Abteile, nämlich ein unteres Abteil 21 und ein oberes Abteil 22, die voneinander durch eine waagerechte Zwischenwand 23 getrennt sind, welche auf dem größten Teil ihrer Fläche zur oberen Wand 2k und zur unteren Wand 25 der Kammer parallel ist« An den vier Seitenwänden befinden sich nacheinander?

1. An der ¥and 26 (der Endwand) die beiden Öffnungen, nämlich die EingangsÖffnung 27* für die von der Pumpe 1 geförderte Flüssigkeit und die Ausgangsöffntmg 28 (zur Leitung 18)«, Die erste dieser Öffnungen ist mit dem oberen Abteil 22, die zweite ist mit dem unteren Abteil 21 verbunden» Diese Trennung ist durch geschickt angeordnete Zwischenwände 29 _s 30.» 31 bewirkt, die mit dem Boden Z6 und der waagerechten Zwischenwand 23 einstückig verbunden sind.

2. An der senkrechten Wand 32 zwei Reihen von Verteilungsöffnungen. Die eine von ihnen gehört zum oberen Abteil 22, also zu der von der Pumpe 1 kommenden Förderung; es handelt sich um die Öffnungen 33, 33a» 33b usw., die mit dem Einlaß der zugehörigen Turbine 7 verbunden sind. Die andere Reihe gehört zum unteren Abteil 21, also zu dem Rücklauf von denr Wärmetauscher (Öffnungen 3^j 3^a, jkh usw.). Die erste Reihe ist vorzugsweise gegenüber der zweiten versetzt, damit der Einbau der Anschlüsse leichter ist (Fig. 10).

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3o An der senkrechten fand 35 zx-zei weitere Reihen von Verteilungsöffnimgea« Die erste von ihnen (36, 36a _ρ 36b usw.) entspricht dem oberen Abteil 22 und hat die gleiche Aufgabe wie die Öffnung 33 (Rücklauf su den Batterien). Die Reihe der Löcher 37» 37a, 37b usiiTo entspricht dem unteren Abteil 31 und ergänzt die Reihe der Öffnungen 34 _s 34a usw.

4„ An der senkrechten ¥and 385 -die die hintere Endwand bildet j sind keine Öffnungen vorhanden»

Die ¥ände 23, 29 und 30 trennen znr®± Entgasungsräume voneinander» Der eine dieser Räume 39 hat .Verbindung Mit dem Abteil 22, welches die Wärmetauscher speist; der andere (4θ) sammelt die Rückläufe hinter dem Abteil 21. Die= se Räume enthalten jeder in seinem oberen Teil einen selbsttätigen Luftreiniger 4i oder 42_O Diese haben solche Form, daß die Entgasung mit gutem Wirkungsgrad erfolgt? insbesondere sind um die Öffnungen und an den !fänden Äbrrandufigen und Hohlkehlen vorgesehen;, wie s₀ B. b©i 439 ^k und 45° Rippen 46 zi-jzngen der in αχη Abteilen 21 und 22 strömenden Flüssigkeit eine bestimmte Ströaiungsrichtung aufo Die der Endwand 38 nächste Rippe ist in swei Teile 46a, 46b geteilts zwischen denen ein Durchgang vorhanden ist. Unter den Abteilen 21 und 22 sind Entleerung so'ffxrange si mit besonderem Stopfen angeordnet»

Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer Wärmetauscher-Batterie 5 gemäß einer der .möglichen Ausführungsformen mit einem Querstromgebläse 8, Die Kupplung 47-ermöglicht, die Luftförderung nach Wunsch zu unterbrechen. Aber dieses, zentrale Mittel genügt nicht₅ um jeden Erhitzer oder Kühler

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einzeln einzustellen. Erstens ist je nach der Lage jedes Zimmers der Wohnung eine Drosselblende in Form eines innen kalibrierten Rohres 48 am Einlaß oder am Auslaß der Turbine angeordnet (Fig. 4a), mit dem die Durchsatzmenge eingestellt werden kann. Ferner ist ein thermostatisches Vierwege-Ventil 48 angeordnet, welches je nach der Temperatur des Raumes mehr oder weniger Flüssigkeit in die Turbine 7 und in den Wärmetauscher 49 einzulassen ermöglicht. Dieses Ventil besteht (s„ Fig. 5 und 5a) aus einem zylindrischen Gehäuse $0„ das in seiner Mitte (Ebene EE) zwei einander diametral gegenüber angeordnete Öffnungen

51 und 6a aufweist. Die erste von diesen (51) ist mit einer der Leitungen (z. B«, 33 oder 35) verbunden, die. von der Verteilungs- und Entgasungskammer 4 herkommen« Die zweite von ihnen, nämlich die Öffnung 6a, umgeht die Turbine und den Wärmetauscher. Ein axial verschiebbarer,, nicht drehbarer Schieber 52 trägt zwei Schieberkolben 53 und ü)h, die in die Bohrung des Gehäuses 50 eingepaßt sind? Zwischen diesen Scheiben befinden sich zwei auf der Stange feste Sektoren 55 und 56» Sie haben Abstand voneinander, so daß bei mittlerer Stellung des Schiebers 52 Verbindung zwischen 51 und 6a möglich ist. Bei dieser Stellung versperren die Schieberkolben 53 und 54 zwei Öffnungen 57 nnd 58, die sich in einer Leitung in Form eines Y fortsetzen, welches sie mit dem Einlaßventil 7 der Turbine verbindet. Ein Thermostat 59 verschiebt den Schieber 52 je nach der durch den Fühler 60 erfühlten Zimmertemperatur. Xm Gehäuse 50 nimmt die Kammer 61 ständig die (je nach dem gewünschten Klima kalte oder warme) Flüssigkeit auf. Wenn die Zimmertemperatur zu hoch wird, verschiebt sich der Schieber

52 in Richtung des Pfeiles M. Die Umgehungsleitung 6a schließt sich allmählich, und in die Turbine und in den

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Wärmetauscher wird Kühlflüssigkeit (bei hoher Außentem- ■ peratur i) eingelassen. Umgekehrt xirilrd bei kaltem Wetter," wenn die Zimmertemperatur zu sehr sinkt, der Schieber 52 sich im Sinne des Pfeiles"M verschieben und bei 58 Heizflüssigkeit einlassen, Je nach der vorherigen Einstellung der gesamten Thermostat-Einrichtung 59 - ^O ergibt sich im Zimmer eine Einzel-Temperaturregelung» So xverden die durch den Umsciialte-Regler 3 festgelegten allgemeinen Temperaturverhältnisse je nach Wunsch der Zimmerinsassen berichtigt.

Die Gesamtheit der Wärmetauscher-Batterien braucht in der Dicke sehr wenig Raum und kann daher in eine Mauer eingebaut werden, die Fig« 2a zeigt»

Fig. 4a zeigt eine mögliche Ausführung des Antriebs für das Gebläse 8 durch das Turbinenrad 7<■ Damit Lufteintritt unmöglich und Schleifringdichtung unnötig sind, geschieht der Antrieb durch eine Reihe von (an der Seite des Turbinenrades angebrachten) Magneten 7c und (am Ende des Gebläses angebrachten) Magneten 7d_s die durch einen das Gehäuse "Ja. der Turbine abschließendes, sehr dünne, nicht magnetische Wand 73 voneinander getrennt sind.

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Claims

Patentansprüche

1. Wärmeaustausch-Anlage mit Kühl- oder Heizflüssigkeit, die durch Turbinen fließt, welche Gebläse antreiben, die vor den Wärmetauschern angeordnet sind, dadurch g e kennzeichnet , daß in-der Auslaßleitung der für die ganze Anlage einzigen Unrwälzpumpe (1) eine für die ganze Anlage einzige Entgasungskamraer (4) angeordnet ist, die die Flüssigkeit zu den Turbinen ('7') verteilt und alle Rückläufe von den Wärmetauschern (9) samrpelt und die zwei waagerechte, übereinander angeordnete Abteile (21, 22) enthält» deren oberes (22) alle Vorläufe verteilt und deren unteres die Rückläufe au den Wärme- und den Kälteerzeugern (2, 2a) zusammenfaßt und umgruppiert und die durch eine waagerechte Trennwand (23) getrennt sind, die vor den beiden Eingangs- und Ausgangsöffmimgen (27 bzw,

28) verformt ist, und daß jedes der beiden Abteile (21, 22) an dieser Stelle einen selbsttätigen Luftreiniger (4-1, 42) enthält.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ansaugleitung der einzigen Umwälzpumpe (1) der Anlage und den beiden Wärme- bzw« Kälteerzeugern (2, 2a) ein für die Anlage einziger Umschalte-Regler (3) angeordnet ist, der zwei zylindrische Gehäuse (13> 15) enthält, deren erstes (13) niit den Ausgängen (11, 12) der beiden Erzeuger (2, 2a) und mit der Ansaugleitung (i4) der Umwälzpumpe (1) verbunden und deren zweites mit den Rückläufen (16, 17) der beiden Erzeuger (2, 2a) und der einzigen Rücklaufleitung (18) der Entgasungskammer (4) ver-

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bunden ist und in denen Schaltkolben (13219 15&) angeordnet sind (je einer in jedem Gehäuse), die durch eine Vorrichtung gesteuert werden, !-/eiche die Temperaturunterschiede (19, 20) mißt»

3» Anlage nach Anspruch 12„ dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einlaß sur; Turbine (7) jedes Wärmetauschers ein Vierwege-Temperaturregelventil (6) angeordnet ist, welches die Verbindungen zwischen den zugehörigen, von der Entgasungskammer (4) kommenden-Leitung (33s 5i)s den. zwei Zweigen (57s 58) der Zuführleitung siar Turbine (?) und der zugehörigen Rücklaufleitung (6a) zur Entgasungskammer (4) steuert und einen koaxialen Schieber (52) mit zwei Schieberkolben (53 s 54) und mit zwei Sektoren (55 9 56) enthält, der von einer einstellbaren Thermostat-Einrichtung (59) betätigt wird» die die Zimmertemperatur abfühlt und in jedem Zimmer den vom Umsehalte-Regier (3) eingestellten allgemeinen Betriebszustand su berichtigen ermöglicht»

4. Anlage nach den Ansprüchen 1 und. 2 zusammengenommen, dadurch gekennzeichnet« daß das obere Abteil (22) der Entgasungskammer (4) Verbindung m±t _der Auslaßleitung der Umwälzpumpe (1) durch eine für die Anlage einzige Öffnung (27) hat j die neben derjenigen Öffnung (28) angeordnet ist? welche das untere Abteil (21) mit dem Umschalte-" Regler· (3) verbindet, und daß diese Öffnungen (27» 28) beide-an einer der Sndwände (26) der Entgasungskammer (4) angeordnet und voneinander durch Ζτ-jriseh@mwi.mde getrennt sind, die mit der waagerechten Trennwand (23) 'einstückig verbunden sind.

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5· Entgasungskammer nach den Ansprüchen 1 und 4 zusammengenommen, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen der Wände der Entgasungskammer (4) mit Rippen (46) und Ausrundungen (43) versehen sind, welche in jedem der Abteile (21, 22) die Strömung ausrichten, und daß im unteren Teil jedes Abteil Entleerungsöffnungen (36, 37) angeordnet sind, die durch Stopfen verschlossen sind«

6. Anlage nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß das Vierwege-Temperaturregelventil (6) durch ein ins Turbinengehäuse (7a) eingesetztes, innen kalibriertes Rohr (48) ergänzt ist.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine (7) in einem dichten Gehäuse (7a) angeordnet und daß der Antrieb des Gebläses (8) durch Magnete (7c, 7d), die an der Seite des Turbinenrades und des Gebläses angebracht sind, bewirkt wird.

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