DE2503746C2 - Waermetauscher - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Luft/ ift-Trennwand· Wärmetauscher mit einem in einer ehäuse-Stützkonstruktion gehaltenen Austauschkör- :r, der mehrere zueinander parallele, schlitzförmige ärmetauschkanäle für beide Luftströme enthält, im esentlichen durch gespannte Kunststoff-Folien oder astische Gewebe gebildet ist und an seinen beiden iden Paare von Anschlußöffnungen für die im Gegenrom zueinander geführten Luftströme aufweist.
Bei einem bekannten Wärmetauscher dieser Gattung werden die Kunststoff-Folien oder elastischen Gewebe in einem festen Rahmen gehalten, wobei sich hinter den Anschlußöffnungen für die im Gegenstrom zueinander geführten Luftströme Wirbelzonen ausbilden, die nicht direkt vom Hauptluftstrom durchspült werden. Hierdurch werden die vorhandenen Wärmetauschflächen nur ungenügend für den Wärmeaustausch ausgenutzt Ferner ist auch schon ein Plattenwärmetauscher bekannt, bei dem die zwischen einer oberen und einer unteren Deckplatte angeordneten parallelen Wärmetauschkanäle aus Wärmeübertragungsplatten aus Kunstharz bestehen, die durch eine Anzahl von mit einer Kunstharzbeschichtung versehenen, in den Randbereichen zwischen den Wärmeübertragungsplatten angeordneten und abgedichteten Abstandselementen im Abstand gehalten werden. Die unverrückbare Verbindung des Plattenstapels erfolgt durch Zusammenpressen der Wärmeübertragungsplatten zwischen der oberen und unteren Deckplatte mittels in deren umfangsseitigem Randbereich angeordneter Zuganker. Bei diesem Wärmetauscher treten ebenfalls hinter den Anschlußöffnungen Bereiche auf, die nicht durchspült werden und in denen sich stationäre Wirbel ausbilden, so daß auch dieser Wärmetauscher nur einen verhältnismäßig geringen Wirkungsgrad hat. Eine Montage am Einbauort ist nur bei kleineren Abmessungen möglich, da die Deck- und Wärmeübertragungsplatten starr sind und nicht zusammengefaltet werden können.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ausgehend von der eingangs bezeichneten bekannten Art von Wärmetauschern einen solchen aufzuzeigen, der unter Verzicht auf ein starres Gehäuse einen Aufbau aufweist, der die Endmontage des Wärmetauschers an der Einbaustelle ermöglicht und gegenüber den bekannten Wärmetauschern das Problem des Sammelns und Verteilens der Luftströme zwischen den Anschlußleitungen der einzelnen Wärmetauschkanäle ausreichend vollständig löst

Die Aufgabe wird durch die Verbindung folgender Merkmale gelöst:

a) Die Paare von Anschlußöffnungen sind an einander gegenüberliegenden Stirnseiten des Austauschkörpers vorgesehen, die normal zur Gegenstrom-Hauptströmungsrichtung der Luftströme liegen;

b) die Anschlußöffnungen werden an jeder Stirnseite durch je einen Gitter-Doppelrahmen gebildet, der einen Satz öffnungen für den Eintritt des einer Luftstroms und einen Satz öffnungen für den Austritt des anderen Luftstroms enthält;

c) die den Austauschkörper bildenden einzelnen Fo lien- bzw. Gewebeflächen weisen an die Gitter Doppelrahmen anstoßende Übergangszonen auf die so gestaltet sind, daß im Bereich des einen Satzes von öffnungen die Wärmetauschkanäle für den einen Luftstrom offen und für den anderer Luftstrom verschlossen sind, während im Bereich des anderen Satzes von öffnungen die Wärme tauschkanäle für den anderen Luftstrom offen unc für den einen Luftstrom verschlossen sind, wöbe die Endabschnitte der Übergangszonen luftdich zwischen den Dichtungsflächen der Gitter-Dop pelrahmen eingepreßt sind;

d) die Gitter-Doppelrahmen werden durch im we sentlichen in der Gegenstrom-Hauptströmungs richtung verlaufende Distanzanker formstabil z\ der Stützkonstruktion verbunden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in dei

irichnungen dargestellt Es zeigt

F i g. 1 einen in einer lufttechnischen Anlage angeordneten Wärmetauscher,

F i g. 2 einen Wärmetauscher in einer Seitenansicht jii Schnitt,

Fig.3 den Wärmetauscher in einer Draufsicht im Schnitt,

Fig.4 die Stirnfläche des Wärmetauschers in einer Ansicht in Richtung »X«,

F i g. 5 die Stirnfläche des Wärmetauschers in einer Ansicht in Richtung » Y«,

F i g. 6 die endseitige Verbindung des Austauschkörpers mit der Stützkonstruktion des Wärmetauschers.

In F i g. 1 ist das Funktionsschema des Wärmetauschers to dargestellt Der Wärmetauscher 10 ist beidseitig mit den an ihn anzuschließenden Kanalelementen 52 der Kanalübergangsstücke 5 verbunden. An die Kanalübergangsstücke 5 sind der Fortluftventilator 8, der Frischluftventilator 9 und die Klimatisierungseinheit 7, bestehend aus Filter, Vorerhitzer, Luftwäscher und Kühler, angeschlossen.

Der Wärmetauscher 10 besteht aus einer Stützkonstruktion 11, deren endseitige Gitter-Doppelrahmen 12, 13 aus z. B. Metallguß mittels Distanzanker 14 formstabil verbunden sind (F i g. 2 bis 5). Der Austauschkörper 30 ist aus drei Formstücken 33,34, 35 gebildet, die miteinander unlösbar, z. B. durch Schweißung, verbunden sind. In dem Austauschkörper 30 sind zueinander parallele Kammern 31 angeordnet, deren Trennwände ebenso wie der Mantel des Austauschkörpers 30 aus Kunststoffolien 32 bestehen. Die Folie ist reißfest, elastisch und hat eine hohe Standfestigkeit gegen pneumatische und mechanische Verformung bei geringem innerem atmosphärischem Überdruck. Die Folien sind in einzelnen Bahnen und in den Formstücken schichtweise horizontal und vertikal reißfest miteinander verschweißt. Die endseitigen Abschnitte 331,341 der Formstücke 33, 34 sind den Querschnitten der an den Wärmetauscher 10 anzuschließenden Kanalelemente 52 der Kanalübergangsstücke 5 angepaßt.

In F i g. 6 ist die Verbindung des Austauschkörpers 30 mit der Stützkonstruktion 11 dargestellt. Der Gitter-Doppelrahmen 12 besteht aus den Rahmenelementen 121, 122, die durch eine Schraubverbindung mit dem Distanzanker 14 verbunden sind. Der Endabschnitt des Formstückes 33 ist umgebördelt und zwischen die Dichtungsflächen 123, 124 der Rahmenelemente 121, 122 mittels der Muttern 111, 112 eingepreßt An den äußeren Rahmenelementen 121 der Gitter-Doppelrahmen 12, 13 sind die Kanalanschlußrahmen 51 der Kanalübergangsstücke 5 luftdicht befestigt (F i g. 1).

Die Austauschflächen werden beidseitig von Luftströmen mit unterschiedlichen Temperaturen im Gegenstrom bestrichen, so daß sich die Temperaturen der beiden Luftströme über die Folienkontaktoberflächen angleichen. Eine Vermischung der beiden Luftströme kann nicht stattfinden. Die Luftströme werden so durch die Kammern 31 des Wärmetauschers 10 geführt, daß der kalte Luftstrom an der äußeren Folie innen geführt wird. Die Kammern 31 der beiden Luftströme werden mit einem atmosphärischen Überdruck betrieben, der durch die für die lufttechnische Anlage erforderlichen Frisch- und Fortluftventilatoren 9, 8 erzeugt wird. Bei niedrigen Außentemperaturen besteht keine Einfriergefahr, da infolge der Elastizität des Materials der Folie 32 keine Eiskrustenbildung auftreten kann. Eine Zufuhr von Fremdenergie ist somit nicht erforderlich. Der äußere Mantel 37 des Austauschkörpers 30 ist doppelwandig als Isolierschicht ausgebildet und mit einem Luftpolster gefüllt, so daß eine Kondensation an den Außenflächen des Wärmetauschers 10 nicht stattfinden kann. Das Luftvolumen zwischen der äußeren Folie des Mantels 37 und dessen innerer Folie 371 ist mit einem der Luftströme verbunden.

Auf Grund möglicher Modulbauweise ist der erfindungsgemäße Wärmetauscher 10 auch für den nachträglichen Einbau in bereits bestehende lufttechnische Anlagen geeignet, was durch das geringe Gewicht des Wärmetauschers 10 zusätzlich erleichtert wird.

Die Anwendung des Wärmetauschers 10 ist nicht nur auf lufttechnische Anlagen beschränkt Wärmetauscher nach dem Erfindungsprinzip können vielmehr allgemein dort eingesetzt werden, wo sich gasförmige Medien im Wärmeaustausch befinden, wobei das Material der Kunststoffolien selbstverständlich hinsichtlich seiner Beständigkeit gegen Temperatur und chemische Beanspruchungen den betreffenden gasförmigen Medien angepaßt werden muß.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Luft/Luft-Trennwand-Wännetauscher mit einem in einer Gehäuse-Stützkonstruktion gehaltenen Austauschkörper, der mehrere zueinander parallele, schlitzförmige Wärmetauschkanäle für beide Luftströme enthält, im wesentlichen durch gespannte Kunststoff-Folien oder elastische Gewebe gebildet ist und an seinen beiden Enden Paare von An-Schlußöffnungen für die im Gegenstrom zueinander geführten Luftströme aufweist, gekennzeichnet durch die Verbindung folgender Merkmale:

a) Die Paare von Anschlußöffnungen sind an einander gegenüberliegenden Stirnseiten d;s Austauschkörpers (30) vorgesehen, die normal zur Gegenstrom-Hauptströmungsrichtung der Luftströme Hegen;

b) die Anschlußöffnungen werden an jeder Stirnseite durch je einen Gitter-Doppelrahmen (12, 13) gebildet, der einen Satz öffnungen für den Eintritt des einen Luftstroms und einen Satz öffnungen für den Austritt des anderen Luftstroms enthält;

c) die den Austauschkörper (30) bildenden einzel- *5 nen Folien- bzw. Gewebeflächen (32) weisen an die Gitter-Doppelrahmen (12, 13) anstoßende Übergangszonen (33, 34) auf, die so gestaltet sind, daß im Bereich des einen Satzes von öffnungen die Wärmetauschkanäle für den einen 3" Luftstrom offen und für den anderen Luftstrom verschlossen sind, während im Bereich des anderen Satzes von öffnungen die Wärmetauschkanäle für den anderen Luftstrom offen und für den einen Luftstrom verschlossen sind, wobei die Endabschnitte (331, 341) der Übergangszonen (33, 34) luftdicht zwischen den Dichtungsflächen (123, 124) der Gitter-Doppelrahmen eingepreßt sind;

d) die Gitter-Doppelrahmen (12, 13) werden durch im wesentlichen in der Gegenstrom-Hauptströmungsrichtung verlaufende Distanzanker (14) formstabil zu der Stützkonstruktion (11) verbunden.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Wandung (37) des Austauschkörpers (30) doppelwandig als Wärmedämmschicht ausgebildet ist.

3. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Folie (371) der doppelwandigen äußeren Wandung (37) im Bereich der Übergangszonen (33, 34) Durchbrechungen (38) aufweist, so daß der Doppelwand-Hohlraum von Überdruckluft gefüllt ist.

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