DE2410391C3

DE2410391C3 - Vorrichtung zur Kälte- und Wärmerückgewinnung aus der Abluft von Lüftungs- und Klimaanlagen

Info

Publication number: DE2410391C3
Application number: DE2410391A
Authority: DE
Inventors: Hans Prof. Dr.-Ing. 5100 Aachen Hausmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-03-05
Filing date: 1974-03-05
Publication date: 1979-05-23
Also published as: DE2410391B2; DE2410391A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kälte- und Wärmerückgewinnung aus der Abluft von Lüftungs- und Klimaanlagen mit kreislaufverbundenen, mehrstufigen Wärmeübertragern, welche im Abluft- und Zuluftstrom von Lüftungs- und Klimaanlagen angeordnet sind.

Bei einer bekannten Klimaanlage dieser Art ist den dort verwendeten Oberflächenwärmeübertragern jeweils mindestens ein zusätzlicher direkter Wärmeübertrager zugeordnet, der als Kontaktwärmeübertrageir in Düsenbauart ausgebildet ist. Das Abkühlen des als Wärmeträgermittel verwendeten Wassers ist hierbei mit einer erheblichen Befeuchtung der Kühlluft verbunden, die bei der neuen Vorrichtung vermieden wird. Bei der bekannten Anlage wird der Abkühlungseffekt vor allem durch Verdunstung erreicht. Ein hoher Massenstrom des Wärmeträgermittels im Verhältnis zum Massenstrom von Zu- und Abluft kann dort nicht erreicht werden.

Es sind auch Vorrichtungen zur Wärmerückgewinnung bekannt, bei denen die Wärmeübertrager im Abluftstrom mit den Wärmeübertragern im Zuluftstrom ein Wärmeübertragerpaar bilden. Um einen ausreichenden Wirkungsgrad des Wärmeübertragerpaares bei nicht zu hohen luftseitigen Druckverlusten und angemessenen luftseitigen Strömungsquerschnitten zu erreichen, bestehen die beiden im Abluftstrom und im Zuluftstrom liegenden Wärmeübertrager aus mehreren hintereinandergeschalteten Einzelwärmeübertragern, die durch einen Rohrkreislauf miteinander verbunden sind. Mittels einer Pumpe wird das Wärmeträgermittel umgewälzt.

Bei dieser bekannten Vorrichtung muß der Massenstrom des Wärmeträgermittels auf den Massenstrom von Ab- und Zuluft abgestimmt sein, um einen optimalen Wirkungsgrad des Wärmeübertragerpaares zu erzielen. Sowohl ein zu hoher als auch ein zu kleiner Massenstrom des Wärrntträgermittels verursachen bei sonst gleichen Betriebsbedingungen ungünstige Wirkungsgrade des Wärmeübertragerpaares, da stets bei nur einem bestimmten Verhältnis von Massenstrom des WärmeträgermiUels zum Massenstrom von Ab- und Zuluft der optimale Wirkungsgrad des Wärmeübertragerpaares erreicht wird. Ändert sich im Verlauf der Zeit der Massenstrom von Zu- und Abluft, so arbeilet die Anlage nicht zu jedem Zeitpunkt mit ihrem optimalen Wirkungsgrad. Dadurch gehen erhebliche Energieströme verloren, es sei denn, der Massenstrom des Wärmeträgermittels wird zu jedem Zeitpunkt dem Massenstrom der Zu- und Abluft so angepaßt, daß jeweils ein optimaler Wirkungsgrad erzielt wird Dies führt jedoch zu einem unangemessenen hohen Aufwand der Regelungseinrichtung und/oder des Betriebsaufwandes.

Die Erfindung bezweckt, die geschilderten Mängel der bekannten Vorrichtungen zu beheben.

to Sie besteht darin, daß die Einzel Wärmeübertrager jedes Wärmeübertragerpaares paarweise mit geschlossenen, nur eine indirekte Wärmeübertragung erlaubenden Rohrkreisläufen, in denen jeweils ein stets im flüssigen Aggregatzustand verbleibendes Wärmeträgermittel durch eine Pumpe bei einem möglichst hohen Verhältnis des Massenstroms des Wärmeträgermittels zum Massenstrom von Zu- und Abluft umgewälzt wird, verbunden sind
Bei der neuen Vorrichtung finden nur geschlossene Rohrkreisläufe und nur indirekte Wärmeübertrager Verwendung, bei denen bei der Wärmeübertragung kein zusätzlicher Stoffaustausch erfolgt. Die Medien, zwischen, denen eine Wärmeübertragung stattfindet, sind stets durch Wände getrennt. Bei der neuen Vorrichtung läßt sich bei gutem Wirkungsgrad der Massenstrom des Wärmeträgermittels jeweils so einstellen, daß sich beim Wärmeträgermittel ein Wasserwertstrom (= Produkt aus Massenstrom und spezifischer Wärmekapazität) ergibt, der im Verhältnis zum Wasserwertstrom von Zu- und Abluft hoch liegt. Das thermodynamische Verhalten der Vorrichtung wird hierdurch begünstigt Als wesentlicher Vorteil ergibt sich, daß sich der erzielte hohe Wirkungsgrad der Wärmerückgewinnungsanlage bei stark schwankenden Luftströmen nur unwesentlich ändert. Man muß also den Massenstrom des Wärmeträgermittels in den einzelnen Rohrkreisläufen nicht mehr auf einen bestimmten Massenstrom der Zu- und Abluft einstellen.

Auch bei zeitlichen Schwankungen der Zu- und Abluftströme ergeben sich stets Wirkungsgrade, welche nur unwesentlich von den jeweiligen optimalen Wirkungsgraden abweichen. Solche zeitlichen Schwankungen liegen oft bei Lüftungs- und Klimaanlagen von Räumen mit beispielsweise Wasserdampfanfall vor, wie bei Schwimmhallen. Je nach Besucherzahl der Schwimmhalle und Außenluftzustand ergeben sich zeitlich stark schwankende Zu- und Abluftströme, so daß hier die erfindungsgemäße Anordnung die Nachteile der bekannten Anordnungen weitgehend unterbindet.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform dargestellt.

Um einen ausreichenden Wirkungsgrad des Wärmeübertragerpaares bei nicht zu hohen luftseitigen Druckverlusten und angemessenen luftseitigen Strömungsquerschnitten zu erreichen, bestehen die beiden im Abluftstrom 1 und im Zuluftstrom 2 liegenden Wärmeübertrager 3 und 4, welche zusammen das Wärmeübertragerpaar ergeben, aus mehreren Einzelwärmeübertragern, die im Abluftstrom 1 mit 5 und im

•>° Zuluftstrom 2 mit 6 bezeichnet sind. Die Einzelwärmeübertrager können beispielsweise als Rippenrohrwärmeübertrager ausgebildet sein. Je ein Einzelwärmeübertrager 5 im Abluftstrom 1 ist mit einem Einzelwärmeübertrager 6 im Zuluftstrom 2 durch einen Rohrkreislauf

""■ 7 verbunden, wodurch sich mehrere parallel zueinander liegende Rohrkreisläufe mit paarweise miteinander verbundenen Einzelwärmeübertragern 5, 6 ergeben. Pumpen 8 sorgen in den einzelnen Rohrkreisläufen 7 für

eine Umwälzung des Wärmeträgermittels. Jeder Rohrkreislauf 7 besitzt einen Ausgleichbehälter 9 und wird zweckmäßig mit einem Bypaß mit Einstellventil versehen.

Ein hoher Wirkungsgrad des Wärmeübertragerpaares, welcher nur unwesentlich vom optimalen Wirkungsgrad abweicht, ergibt sich bei einem hohen Verhältnis des Massenstromes des Wärmeträgermittels zum Massenstrom von Zu- und Abluft Gin solches hohes Verhältnis kann bei dieser Schaltungsart auch bei zeitlichen Schwankungen des Massenstromes von Zi·- unc Abluft stets erzielt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zur Kälte- und Wärmerückgewinnung aus der Abluft von Lüftungs- und Klimaanlagen mit kreislaufverbundenen, mehrstufigen Wärmeübertragern, welche im Abluft- und Zuluftstrom von Lüftungs- und Klimaanlagen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelwärmeübertrager (5,6) jedes Wärmeübertragerpaares paarweise mit geschlossenen, nur eine indirekte Wärmeübertragung erlaubenden Rohrkreisläufen (7), in denen jeweils ein stets im flüssigen Aggregatzustand verbleibendes Wärmeträgermittel durch eine Pumpe (8) bei einem möglichst hohen Verhältnis des Massenstroms des Wärmeträgermittels zum Massenstrom von Zu- und Abluft umgewälzt wird, verbunden sind.