DE2532152A1 - Recuperative type heat exchanger device - has twin mantle construction with zoned construction to allow flows of twin fluid media - Google Patents
Recuperative type heat exchanger device - has twin mantle construction with zoned construction to allow flows of twin fluid mediaInfo
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- F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
Abstract
Description
Wärmeaustauscher, nämlich Rekuperator Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher, nämlich Rekuperator, insbesondere für den Wärmeaustausch zwischen Gasen, mit einem innerhalb eines Mantels angeordneten Rohrbündel.Heat exchangers, namely recuperators The invention relates to a heat exchanger, namely a recuperator, in particular for heat exchange between gases, with a tube bundle arranged within a jacket.
Im Zeichen des Umweltschutzes und der Energieeinsparung werden Wärmeaustauscher Bedeutung erlangen, die zur Rückgewinnung von Wärme aus heißen Abgasen wie Abluft, Rauchgas und heißgas mittels Frischluft besonders geeignet sind. Heat exchangers are designed to protect the environment and save energy Gain importance for the recovery of heat from hot exhaust gases such as exhaust air, Flue gas and hot gas using fresh air are particularly suitable.
An dieser Eignung fehlt es den bekannten Wärmeaustauschern, sei es, daß sie zu kompliziert und schwer oder sperrig und damit zu teuer bzw. zu unhandlich sind oder sei es, daß sie aufgrund der erreichbaren Wärmeübergangszahlen einen zu geringen Wirkungsgrad haben.The known heat exchangers lack this suitability, be it that they are too complicated and heavy or bulky and thus too expensive or too unwieldy are or be it that they are due to the heat transfer coefficients that can be achieved have low efficiency.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen speziell auch unter dem Dach eines Wohnhauses anbringbaren Wärmeaustauscher der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher billig herstellbar und leicht zu handhaben ist und welcher einen die Wärmerückgewinnung lohnenden Wirkungsgrad hat.The invention is based on the object, specifically also under Heat exchanger of the type mentioned above that can be attached to the roof of a residential building to create which is cheap to manufacture and easy to handle and which has an efficiency that is worthwhile for heat recovery.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß durch zwei konzentrische Mäntel ein Ringraum gebildet ist, dessen abgedichtete Enden durch die vom Innenmantel eingeschlossenen Bündelrohre fluidleitend verbunden sind, daß der Außenmantel mit zwei axial versetzten Anschlüssen für das eine Fluid versehen ist, zwischen denen mindestens eine den Ringraum wenigstens in zwei Zonen unterteilende Ringdichtung angeordnet ist, und daß zumindest in der Kernzone ein den Durchfluß des anderen Fluids verlangsamendes Mittel vorgesehen ist.The inventive solution to this problem is that by two concentric jackets an annulus is formed, the sealed ends of which by the bundle tubes enclosed by the inner jacket are connected in a fluid-conducting manner, that the outer jacket is provided with two axially offset connections for one fluid is, between which at least one dividing the annular space into at least two zones Ring seal is arranged, and that at least in the core zone a the flow the other fluid slowing means is provided.
Es kann beispielsweise vorgesehen werden, daß das Rohrbündel von einer in der Kernzone axial angeordneten Flächenwendel als verlangsamendem Mittel durchzogen ist oder der vom Rohrbündel freigelassene Raum im Innenmantel mit Schainotte-Granulat als verlangsamendem Mittel gefüllt ist, dessen Korngröße mindestens lomm beträgt.It can be provided, for example, that the tube bundle of a axially arranged surface helix in the core zone as a slowing means or the space left free by the tube bundle in the inner jacket with Schainotte granulate is filled as a decelerating agent, the grain size of which is at least lomm.
Bei einem erfindungsgemäßen Rekuperator können die beiden in dem Rohrbündel bzw. durch den Innenmantel strömenden Fluide entweder im Gegenstrom oder im Gleichstrom zueinander geführt werden.In a recuperator according to the invention, the two can be in the tube bundle or fluids flowing through the inner jacket either in countercurrent or in cocurrent are led to each other.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Wärmeaustauschers nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das Rohrbündel aus mehreren gleichmäßig auf einen Kreisumfang verteilten, berührungslosen Rohren besteht, deren Enden am Innenmantel befestigt sind. Es könnten natürlich auch mehrere konzentrische Rohrgruppen vorgesehen sein, soweit dafür Platz vorhanden ist. A preferred embodiment of the heat exchanger according to the invention is characterized in that the tube bundle from several evenly distributed over a circumference, contactless tubes, the ends of which on Inner jacket are attached. Several concentric tube groups could of course also be used provided if there is space for it.
Bei einer ersten Art von möglichen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Rekuperators sind die beiden Anschlüsse demselben Ende des Ringraumes benachbart und ist das eine Fluid im Rohrbündel und im Ringraum im Gegenstrom geführt. Dadurch tritt vorteilhafterweise eine Vergrößerung der Wärmeübergangsfläche ein, denn hier kann das andere Fluid bereits mit dem im Ringraum strömenden einen Fluid Wärme austauschen. Um die Verweilzeit zu erhöhen, kann zusätzlich zu der Flächenwendel in der Kernzone des Wärmeaustauschers in der längeren Zone des Ringraumes eine schraubenförmig verlegte Dichtung angeordnet sein, die an den beiden zwischen den Anschlüssen gelegenen Ringdichtungen endet. Bei einer zweiten Art von Ausführungsformen dagegen sind die beiden Anschlüsse an verschiedenen Enden des Ringraumes angeordnet und ist jedem Anschluß eine benachbarte Ringdichtung zugeordnet, die zusammen eine sich nahezu über die ganze Länge des Rohrbündels erstreckende tote Mittelzone bilden. Diese von keinem Fluid durchströmte Mittelzone macht eine in ihrem Bereich gelegene Wärmeisolation für den Außenmantel entbehrlich oder macht diese wenigstens weniger aufwendig. Hier dienen die beiden kurzen, durch die Mittelzone getrennten Randzonen des Ringraumes lediglich als Ringkanäle zur Verbindung der Anschlüsse mit den verschiedenen Bündelrohren.In a first type of possible embodiments of the invention Recuperator, the two connections are adjacent to the same end of the annulus and the one fluid in the tube bundle and in the annulus is guided in countercurrent. Through this advantageously occurs an enlargement of the heat transfer surface, because here the other fluid can already exchange heat with the one fluid flowing in the annular space. In order to increase the dwell time, in addition to the surface helix in the core zone of the heat exchanger in the longer zone of the annulus a helically laid Seal be arranged on the two ring seals located between the connections ends. In contrast, in a second type of embodiment, the two connections are arranged at different ends of the annulus and each connection is an adjacent one Assigned ring seal, which together extend over almost the entire length of the Form tube bundle extending dead center zone. No fluid flowed through it The middle zone provides thermal insulation for the outer jacket in its area dispensable or at least makes them less expensive. Here the two serve short edge zones of the annular space separated by the central zone only as annular channels for connecting the connections with the various bundle tubes.
Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers sind als Ringdichtungen und gegebenenfalls schraubenförmig verlegte Dichtung Schlauchdichtungen vorgesehen, die zweckmäßigerweise aus flexiblen Spiralrohren bestehen. Die Mäntel und Bündelrohre sind als Wickelfalzrohre ausgebildet. Alle bisher genannten Teile sind vorteilhafterweise aus Aluminium oder einer seiner Legierungen gefertigt.In the preferred embodiment of the heat exchanger according to the invention are tube seals as ring seals and, if necessary, screw-shaped seals provided, which expediently consist of flexible spiral tubes. The coats and bundle tubes are designed as spiral-seam tubes. All parts mentioned so far are advantageously made of aluminum or one of its alloys.
Eine Abkehr von der Leichtbauweise und die Verwendung von Edelstahl wäre dann erforderlich, wenn heißen Abgasen Wärme zu entziehen ist, welche entweder eine zu hohe Temperatur für Aluminium haben oder dieses chemisch angreifen.A move away from lightweight construction and the use of stainless steel would then be required if heat is to be extracted from hot exhaust gases, which either have too high a temperature for aluminum or chemically attack it.
Eine Wärmeisolation für den Außenmantel wird regelmäßig erforderlich sein. Sie kann auf herkömmliche Weise ausgeführt werden.Thermal insulation for the outer jacket is required on a regular basis be. It can be carried out in a conventional manner.
Zur Abdichtung von allen Stellen, an denen Teile aneinanderstossen, eignet sich gut der von Ofensetzern benutzte Xesselkitt.For sealing all points where parts meet, The Xessel putty used by stove fitters is well suited.
Im folgenden ist die Erfindung anhand der durch die Zeichnung beispielhaft dargestellten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers im einzelnen erläutert.In the following the invention is exemplified with reference to the drawing illustrated preferred embodiment of the heat exchanger according to the invention explained in detail.
Es zeigen: Fig. 1 eine aufgebrochen dargestellte, perspektivische Ansicht der Ausführungsform und Fig. 2 eine Stirnansicht der Ausführungsform.There are shown: FIG. 1 a perspective view, shown broken away View of the embodiment and FIG. 2 is an end view of the embodiment.
Der aus der Zeichnung ersichtliche Rekuperator 2 besteht im wesentlichen aus zwei bezüglich seiner Längsachse 4 konzentrischen Mänteln 6 und 8 aus aluminischem Wickelfalzrohr, einem Rohrbündel 10 mit Bündelrohren 12 aus gleichem Material, einer in der Kernzone angeordneten Flächenwendel 14 aus einem schraubenförmig gewundenen Blechstreifen, drei Ringdichtungen 16 aus flexiblen Spiralrohren, zwei am Außenmantel 6 angesetzten Stutzen 18 als Anschlüssen und aus einer Wärmeisolationsschicht 20.The recuperator 2 shown in the drawing consists essentially from two with respect to its longitudinal axis 4 concentric jackets 6 and 8 made of aluminum Spiral-seam tube, a tube bundle 10 with bundle tubes 12 made of the same material, one arranged in the core zone surface helix 14 made of a helically wound Sheet metal strips, three ring seals 16 made of flexible spiral tubes, two on the outer jacket 6 attached nozzles 18 as connections and made of a thermal insulation layer 20.
Die beiden Stutzen 18 sind auf verschiedenen Mantellinien des Außenmantels 6 demselben Ende 22 des von den beiden Mänteln 6 und 8 gebildeten Ringraumes 24 benachbart angeordnet. Im Bereich der Stutzen 18 ist der Außenmantel 6 natürlich mit zwei Durchbrüchen 26 versehen. An dem Ende 22 und am anderen Ende ist jeweils eine der Ringdichtungen 16 angeordnet. Die dritte Ringdichtung 16 befindet sich zwischen den beiden Stutzen 18. Die Rohre 12 des Rohrbündels 10 sind gleichmäßig auf einen Kreisumfang verteilt und berühren sich weder untereinander noch den Innenmantel 8. Die Bündelrohre 12 sind aber durch Umbördeln am Innenmantel 8 befestigt, und zwar einerseits zwischen den am Ende 22 befindlichen Ringdichtungen 16 und andererseits neben der am anderen Ende angeordneten Ringdichtung 16. Dadurch stehen die beiden durch die mittlere Ringdichtung 16 getrennten, ungleich langen Zonen des Ringraumes 24 über das Rohrbündel 10 fluidleitend miteinander in Verbindung.The two nozzles 18 are on different surface lines of the outer jacket 6 the same end 22 of the annular space 24 formed by the two jackets 6 and 8 arranged adjacent. In the area of the connecting piece 18, the outer jacket 6 is natural provided with two openings 26. At the end 22 and at the other end is respectively one of the ring seals 16 is arranged. The third ring seal 16 is located between the two nozzles 18. The tubes 12 of the tube bundle 10 are uniform distributed over a circumference and neither touch each other nor the inner jacket 8. The bundle tubes 12 are, however by flanging the inner jacket 8 attached, on the one hand between the ring seals located at the end 22 16 and on the other hand next to the ring seal 16 arranged at the other end are the two separated by the middle ring seal 16, of unequal length Zones of the annular space 24 in fluid communication with one another via the tube bundle 10.
Das eine Fluid 28 strömt durch einen der Stutzen 18 in die längere Zone des Ringraumes 24 ein, strömt gegen das dem Ende 22 abgekehrte andere Ende des Rekuperators, strömt dort gleichmäßig auf die Bündelrohre 12 verteilt in das Rohrbündel 10 ein, durchströmt dieses bis zur sehr viel kürzeren Zone des Ringraumes 24, die als Ringkanal bezeichnet werden kann, aus dem das Fluid 28 über den anderen Stutzen 18 herausströmt. Das eine Fluid 28 wird also im weitaus größten Teil des Ringraumes 24 und im Rohrbündel 10 im Gegenstrom geführt. Dagegen sei angenommen, daß das andere Fluid 30 in Richtung der Längsachse 4 in Fig. 1 von links unten nach rechts oben strömt, so daß die beiden Fluide hinsichtlich des Rohrbündels 10 im Gegenstrom zueinander, hinsichtlich des Ringraumes 24 aber im Gleichstrom geführt sind. Die Durchströmungsrichtung des anderen Fluides könnte aber auch umgekehrt werden, ohne daß dann bauliche Veränderungen notwendig wären.One fluid 28 flows through one of the nozzles 18 into the longer one Zone of the annular space 24 flows towards the other end facing away from the end 22 of the recuperator, flows evenly over the bundle tubes 12 into the Tube bundle 10, flows through this up to the much shorter zone of the annular space 24, which can be referred to as an annular channel, from which the fluid 28 via the other Nozzle 18 flows out. The one fluid 28 is therefore in the vast majority of the Annular space 24 and guided in the tube bundle 10 in countercurrent. On the other hand, let us assume that the other fluid 30 in the direction of the longitudinal axis 4 in Fig. 1 from the bottom left to flows above right, so that the two fluids with respect to the tube bundle 10 in the Countercurrent to one another, but in cocurrent with respect to the annular space 24 are. The direction of flow of the other fluid could, however, also be reversed without structural changes being necessary.
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19752532152 DE2532152A1 (en) | 1975-07-18 | 1975-07-18 | Recuperative type heat exchanger device - has twin mantle construction with zoned construction to allow flows of twin fluid media |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE2532152A1 true DE2532152A1 (en) | 1977-02-03 |
Family
ID=5951832
Family Applications (1)
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DE19752532152 Pending DE2532152A1 (en) | 1975-07-18 | 1975-07-18 | Recuperative type heat exchanger device - has twin mantle construction with zoned construction to allow flows of twin fluid media |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE2532152A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2354745A1 (en) * | 2010-02-10 | 2011-08-10 | Poujoulat | Heat-exchanger conduit for a smoke-evacuation circuit |
DE102013010430A1 (en) * | 2013-06-24 | 2014-12-24 | Mehmet Yilmaz | Heizungscube |
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1975
- 1975-07-18 DE DE19752532152 patent/DE2532152A1/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2354745A1 (en) * | 2010-02-10 | 2011-08-10 | Poujoulat | Heat-exchanger conduit for a smoke-evacuation circuit |
FR2956188A1 (en) * | 2010-02-10 | 2011-08-12 | Poujoulat | THERMAL EXCHANGER CONDUIT FOR FUME EXHAUST CIRCUIT |
DE102013010430A1 (en) * | 2013-06-24 | 2014-12-24 | Mehmet Yilmaz | Heizungscube |
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