DE2601291A1 - Vorrichtung zum austauschen von spuerbarer und latenter waerme zwischen zwei luftstroemen - Google Patents

Description

HOFFMANN & EITLE · PATENTANWÄLTE

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Aero-Flow Dynamics Inc., Linden N.J. / USA

Vorrichtung zum Austauschen von spürbarer und latenter Wärme zwischen zwei Luftströmen

Die Erfindung betrifft eine Gesamtwärmeaustauschvorrichtung, ein mit einer solchen Vorrichtung versehenes Zuführsystem für aufbereitete Luft, sowie ein Verfahren zum Herstellen des Austauschmediums für die Vorrichtung.

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Aufbereitungsvorrichtungen, mittels denen Feuchtigkeit und/oder latente und spürbare Wärme zwischen zwei Fluidströmen, z.B. zwischen der Eingangsströmung für Frischluft und der Abluftströmung, in einem Luftaufbereitungssystem ausgetauscht werden. Damit lässt sich die Menge an Wärme und Feuchtigkeit reduzieren, die ansonsten der ankommenden Luft hinzugefügt oder weggenommen werden muss, um diese vor Einsatz zu vergüten. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf den Aufbau und die Herstellung von Wärme und Feuchtigkeit übertragenden Elementen oder Matrizen, die in

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solche regenerative Vorrichtungen eingebaut werden können.

Obschon die Erfindung bei Stapelregeneratoren für derartige Zwecke und in anderen Einsatzgebieten, z.B. bei der Entfeuchtung, verwendet werden kann, wurde sie während eines Versuchs fertiggestellt, das Energieaustauschmedium in regenerativen Drehaustauschern zu verbessern, die bei Rückgewinnungs- und Austauschvorrichtungen für die gesamte Wärmeenergie verwendet werden. Die Erfindung wird daher in Verbindung mit diesem Einsatzgebiet beschrieben.

Ein derartiger Drehregenerator,der gewöhnlich als Wärmeaustausch-"Rad" bezeichnet wird, ist so angeordnet, dass er sich über benachbarte, jedoch voneinander getrennte Luftzufuhr- und -abführschächte erstreckt und drehen kann. Das Rad ist primär von einer luftdurchlässigen Matrix oder einem Medium gebildet, durch das sowohl der ankommende als auch abgehende Luftstrom hindurchgehen kann, wobei die Matrix Feuchtigkeit und/oder Wärmeenergie aus dem Luftstrom zu absorbieren vermag und anschliessend bei einer weiteren Drehung diese an ddn ankommenden, zu vergütenden Luftzufuhrstrom abgibt. Das Rad dient zur Rückgewinnung von Wärme und Feuchtigkeit aus der Abluft mit relativ hoher Temperatur und zur übertragung derselben auf einen kühlen, trockenen, ankommenden Luftstrom. Das Rad dient weiter zur Kühlung und Entfeuchtung von einem heissen, feuchten, ankommenden Luftstrom, indem die Feuchtigkeit und Wärmeenergie daraus abgezogen und auf den relativ kühleren und trockeneren Abluftstrom übertragen werden, wie dies beispielsweise bei klimatisierten Gebäuden oder ähnlichen Komplexen der Fall ist.

Eines der wirksamsten Materialien,aus denen das Medium für solche Gesamtwärmeenergie-Austauschräder gefertigt werden, stellt

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Asbest in Form von abwechselnden flachen und gewellten Asbestpapierschichten dar. Diese sind vorzugsweise mit einem hygroskopischen Salz, z.B. Lithiumbromid oder Lithiumchlorid, imprägniert, wodurch der Feuchtigkeitstransfer verbessert wird. Obgleich solche Wärme und Feuchtigkeit austauschende Medien auch schon aus zellulosischem Papier hergestellt wurden, war man bislang allgemein der Ansicht, dass Asbest bessere Eigenschaften als Papier oder andere Materialien zumindest hinsichtlich der Austauschleistungen und Wirkungsgrade für die latente Wärme und Feuchtigkeit bei vergleichbar bemessenen Medien besitzt. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auf die US-Patentschrift 3 398 51 ο verwiesen, in der ein Vergleich zwischen den Eigenschaften von zellulosischem Papier und Asbestpapier in Verbindung mit solchen Rädern durchgeführt ist. Dabei ist allerdings zu berücksichtigen, dass diese Räder mehr für den Feuchtigkeitstransfer als für den Austausch der gesamten Wärme verwendet werden. Bei Einsatz von Asbest stellt sich jedoch die Frage, ob die direkte Berührung des Asbestmaterials mit dem Strom aus aufbereiteter Luft, die in Arbeits- oder Wohnräume eingegeben wird, selbst dann zugelassen werden kann, wenn nur extrem kleine Mengen an gesundheitsschädlichen Asbestfasern in die Umgebungsluft hineingelangen und damit von den Personen eingeatmet werden. Folglich besteht ein Bedarf an einer wirksamen, die gesamte Wärmeenergie austauschenden Vorrichtung, bei der das Wärmeaustauschmedium aus einem anderen Material als Asbest gebildet ist. Die Schaffung eines solchen Mediums stellt gleichzeitig damit auch das Hauptziel der Erfindung dar.

Eine weitere Zielsetzung der Erfindung ist jedoch auch die Schaffung von einem Gesamtenergie-Austauschmedium aus dergestaltigen Materialien, dass das Rad innerhalb eines weiten Bereiches von Anwendungsfällen eigene, wünschenswerte Feuchtigkeits-, Warmeenergieabsorptxons- und Austauscheigenschaften besitzt. Dabei

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ist zu berücksichtigen, dass Räder mit unterschiedlichen Grossen von etwa 71,1 cm (28 inch) bis zu etwa 3,65 m (12 Fuss)Durchmesser vorkommen, und dass die Raddicke oder Tiefe in einer vernünftigen Grenze von z.B. weniger als o,61 m (2 Fuss) gehalten werden sollte.

Mit der Erfindung ist ferner beabsichtigt, Parameter für den Einsatz von solchen Rädern aufzustellen. Diese Parameter betreffen die Länge der sich durch die Tiefe oder Dicke des Rades erstreckenden Luftströmungsdurchlässe in bezug zum Durchmesser dieser Durchlässe, so dass bei minimalen StrömungsVerlusten und damit einem minimalen Druckabfall der Luft längs des Rades optimale Wirkungsgrade hinsichtlich der Übertragung der spürbaren und latenten Wärme vorliegen. Dabei soll berücksichtigt werden, dass die Öffnungen eine geeignete Grosse haben, so dass die Gefahr eines Verstopfens der Durchlässe aufgrund hindurchfliessendem, teilchenförmigen Material so gering wie möglich gehalten ist.

Wegen seines geringen Preises und der dennoch vorliegenden gewünschten Wärmeaustauscheigenschaften geht die Erfindung ferner davon aus, dass das in Rede stehende Medium ganz oder teilweise aus zellulosischem Papier hergestellt werden könnte, vorausgesetzt, dass die Zusammensetzung des Papiers entweder selbst oder zusammen mit anderen im Medium eingebauten Materialien so ist, dass die gewünschten Betriebseigenschaften vorliegen, und das Papier sowohl während der Fertigung als auch beim Einsatz einer Entflammung und Radzerstörung Widerstand entgegensetzt oder ein solches Auftreten hemmt. Des weiteren sollte eine geeignete Nassfestigkeit vorliegen, damit das Papier bei Einsatz unter hohen Luftfeuchtigkeitsbedingungen weder durchsackt noch ausgerissen wird. Um diese verbesserten Wärmeaustauscheigenschaften

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als auch die notwendige Festigkeit der Radkonstruktion zu erzielen, geht die Erfindung ferner davon aus, dass eine geeignete Masse aus Metall in die Radkonstruktion eingebaut werden kann.

Ferner ist zu berücksichtigen, dass ein Rad mit einem solchen verbesserten Medium so aufgebaut werden muss, dass das Medium während des Einsatzes in zufriedenstellender Weise an Ort und Stelle gehalten wird. Das Medium muss dabei eine ausreichende Haltbarkeit aufweisen, damit unter den normalerweise vorliegenden Wärme- und Feuchtigkeitsbedingungen eine vernünftig lange Lebensdauer vorliegt. Dennoch sollte das Rad sowohl bei der Herstellung als auch Wartung relativ preisgünstig sein.

Gesamtwärmeenergie-Rückgewinnungs- und Austauschvorrichtungen mit regenerativen Austauschrädern, deren Packung oder Medium insgesamt aus zellulosischem Papier bestehtai,sind bekannt. So werden beispielsweise bei der kanadischen Patentschrift 629 879 Räder aus spiralförmig aufgewickelten, abwechselnd flachen und gewellten Bahnen aus Papier für den genannten Zweck vorgeschlagen.

Vorrichtungen zur Rückgewinnung und zum Austausch von ausschliesslich der spürbaren Wärme sind gewöhnlich mit nur aus Metallfolie bestehenden Rädern versehen. Diese werden durch spiralförmiges Aufwickeln von entweder einer Edelstahl-oder Aluminiumfolie um eine Nabe gefertigt. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auf die US-Patentschrift 3 7o2 156 und kanadische Patentschrift 6 29 879 verwiesen.

Was die bekannten, nur aus Papier bestehenden Medien betrifft, so haben sie zwar den Vorteil, dass sie wesentlich preisgünstiger

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als Medien aus Asbestpapier sind, doch zeigen sie nicht immer die gewünschten flammhemmenden und bakteriostatischen Eigenschaften. Ausserdem sind sie schwierig herzustellen, insbesondere wenn es sich um eine spiralförmig aufgewickelte Form handelt, und weiter haben sie eine grosse Abmessung in der Grössenordnung von z.B. einem Durchmesser von 3,65 m (12 Fuss). Ferner hielt man es für notwendig, das Papiermaterial nach seiner Herstellung entweder zu beschichten oder einer speziellen Behandlung zu unterziehen, damit die Übertragungseigenschaft des Papiers hinsichtlich der spürbaren Wärme und/oder latenten Wärme und/oder Feuchtigkeit verbessert werden. Auch dienten diese Massnahmen dem Zweck, die Widerstandskraft des Papiers während des Einsatzes gegenüber den Temperatur- und Feuchtigkeitsverhältnissen zu erhöhen. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auf die US-Patentschrift 3 664 o95 verwiesen. Ferner sind die Vorrichtungen beim Einsatz dynamischen Kräften der hindurchströmenden Fluide ausgesetzt, die das Auftreten von Verschleiss und Zerstörungsvorgängen fordern. Häufig werden die Vorrichtungen auch von teilchenförmigen! Material, wie vom strömenden Fluid mitgetragenem Staub beaufschlagt, der darüber hinaus auch zu einem Verstopfen der engen Luftdurchlässe durch das Rad führen kann.

In der US-PS 3 155 153 wird eine Technik beschrieben, um die endseitigen Stirnflächen von Wellpapierrädern (oder Rädern aus anderen organischen oder anorganischen Materialien) mit einem versteifenden Material zu imprägnieren bzw. eine Festigkeit zu erhalten, die eine Zerstörung durch diese dynamischen Fluidkräfte und durch die von den Teilchen stammenden Beanspruchungen verhindert. Ferner dient dieses versteifende Material auch zur Verbindung der aufeinanderfolgenden Windungen des aufgewickelten, gewellten Papiers. Ferner beschreibt die zuvor

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erwähnte US-Patentschrift 3 7o2 156^WaS die Konstruktion der Räder betrifft, eine wirksame Technik zur Herstellung von Ubertragungsrädern für die spürbare Wärme, indem nach dem Aufwickeln die spiralförmig gewundenen, kontinuierlichen Streifen aus einer abwechselnd flachen und gewellten Metallfolie längs ihrer Stirnflächen mit Nuten versehen werden, die eine geeignete Anzahl von radialen Speichen zur Bildung eines Rades aufnehmen, das, wie gemäss einem Merkmal der Erfindung, über seine Stirnflächen vollkommen glatt vorliegt. Die bündige ' Anordnung der Speichen und des Mediums an den Stirnflächen ist insofern vorteilhaft,als hierdurch die Festigkeit der Räder verbessert wird und ferner auch die Bildung einer wirksamen Luftabdichtung an der Grenzfläche zwischen dem sich bewegenden Rad und den Enden der stationären Luftschachtverteiler, die gewöhnlich einen Teil des Rahmens bilden, in dem das Rad angeordnet ist, erleichtert wird,

Durch die Erfindung wird unter Berücksichtigung der vorausgehend erwähnten Gesichtspunkte daher eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Gattung geschaffen,bei der das verwendete Medium gekennzeichnet ist durch eine Vielzahl von Lagen aus gewelltem Schichtmaterial und eine entsprechende Vielzahl von Lagen aus flachem Schichtmaterial, wobei die Lagen aus gewelltem und flachem Schichtmaterial miteinander verschichtet sind und die Wellungen der Lagen aus gewelltem Schichtmaterial parallel zueinander liegen, so dass sie zusammen mit den betreffenden, benachbarten Lagen aus flachem Schichtmaterial Durchlässe für die Luft durch das Medium schaffen, wobei die Höhe der durch die Wellungen gebildeten Durchlassöffnungen nicht weniger als im wesentlichen 1,39 mm (o,o55 inch) und nicht mehr als im wesentlichen 3,o5 mm (o,12 inch) beträgt, und die Länge der Durchlässe im Bereich von im wesentlichen dem 1oo-fachen bis

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im wesentlichen dem 4oo-fachen der Höhe der Durchlassöffnungen liegt, wobei die Lagen von wenigstens einer der Vielzahl von Lagen ein zellulosisches Papiermaterial aufweist.

Zusammengefasst zeichnet sich das gegenwärtig bevorzugte Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemässes Rad zur Übertragung und Rückgewinnung der gesamten Wärmeenergie von Luft zu Luft dadurch aus, dass betreffende, kontinuierliche, flache und gewellte Streifen aus einer Aluminiumfolie zusammen mit einem Paar in entsprechender Weise sich daran anpassenden Papierstreifen gleichzeitig und spiralförmig um eine Metallnabe gewickelt werden, wobei das Paar Papierstreifen an jeder Seite von entweder dem gewellten oder flachen Folienstreifen angeordnet ist. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist ein Allpapiermedium durch Aufwickeln von einseitig beschichtteter Wellpappe auf der Nabe vorgesehen.

Bei sämtliche Ausführungsbeispieleiwurde festgestellt, dass zur Erzielung der gewünschten Eigenschaften das Papier vorzugsweise ein vollgebleichtes Kraftpapier mit einer Dichte von etwa 2o,3 kg (45 pound) (d.h. 2o,3 kg pro 5oo Blätter mit jeweils einer Abmessung von 61 cm χ 76 cm bzw. 24 " χ 3o ") ist. Das Papier hat eine Dicke von etwa o,1 mm (o,oo4 ") bis etwa o,15 mm (0,006 "), vorzugsweise o,114 mm (o,oo45"). Die letztendliche Zusammensetzung des Papiers besteht aus 84 % Fasern und 16 % enthaltenen Salzen, wobei die Salze aus 9o % Ammoniumsulfid und 1o % Diammoniumhydrogerphosphat bestehen. Obgleich Edelstahl oder ein anderes flächiges Metall verwendet werden kann, wurde festgestellt, dass sowohl die flachen als auch die gewellten Metallstreifen oder -bahnen, die im bevorzugten Medium angeordnet sind, vorzugsweise aus einem Aluminium mit hohem Reinheitsgrad und mittlerer Härte bestehen.

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Die Grosse der Öffnung der annähernd kreisförmigen, durch die sinusartigen Wellungen der gewellten Bahn im Medium gebildeten Luftdurchlässe beträgt etwa 1,39 mm (o,o55") bis etwa 3,o48 mm (0,12ο"), wobei die Länge der Luftdurchlässe etwa das 1oo- bis 4oo-fache der Wellungshöhe ist. Sofern das Rad aus zwei Schichten aus Metallfolie und aus zwei Papierschichten gemäss dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung gebildet ist, wurde festgestellt, dass die Höhe der Wellungen im Bereich von etwa 1,3 mm (o,o55") bis etwa 1,65 mm (o,65"), vorzugsweise bei 11,52 mm (o,o6") liegen sollte, und dass die Länge der Luftpassagen etwa das 125- bis 15o-fache, vorzugsweise etwa 135-fache dieser Höhe betragen sollte (d.h. etwa 2o,3 cm, entsprechend 8"). Dagegen sollte bei dem Allpapierausführungsbeispiel der Erfindung die Wellungshöhe im Bereich von etwa 1,52 mm (0,06") bis etwa 3,o58 mm (o,12"), vorzugsweise bei 2,54 mm (o,1o") liegen, wobei die Länge der Durchlässe vorzugsweise das 2oo-fache der Höhe (d.h. etwa 5o,8 cm, entsprechend 2o") ausmacht. In diesem Zusammenhang wurde festgestellt, dass die Beibehaltung von solchen L/D-Verhältnissen wichtig für die Erzielung von hohen Leistungsgraden hinsichtlich der Rückgewinnung der spürbaren und latenten Wärmeenergie bei einem minimalen Druckverlust längs des Rades ist. In dem zuvor genannten L/D-Verhältnis bedeuten L die gemeinsame Länge der rohrförmigen, von den Wellungen gebildeten Durchlässe über die Radtiefe und D den Durchmesser der Durchlässe entsprechend der Rippenhöhe der Wellungen.

Bei der modifizierten Ausführungsform der Erfindung, bei der das die gesamte Wärmeenergie übertragende Medium vollständig aus Streifen von abwechselnd flachem und gewelltem Papier gefertigt ist, werden die Streifen vorzugsweise mittels eines Silikatklebstoff, wie er gewöhnlich bei der Herstellung von einseitig beschichteter Wellpappe verwendet wird, miteinander verbunden.

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Daher lässt sich das Medium einfach von einer Bahn aus vorgefertigtem, einseitig beschichteten, bzw. mit einer einzelnen Fläche versehenen Wellpappe herstellen. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass zusätzlich zu seiner Übertragungskapazität hinsichtlich der latenten und spürbaren Wärme das erwähnte und in der genannten Weise behandelte Papier für das Medium feuerfeste Eigenschaften hat und auch bakteriostatisch ist. Bei dieser Allpapierausführungsform brauchen die aufeinanderfolgenden Umwindungen der Wellpappenbahn nicht mit jeder darunterliegenden Bahnumwindung verbunden werden. Um jedoch dem Medium Steifigkeit zu verleihen, und um weiter das Medium keimtötend zu machen, sowie zur Verbesserung der Übertragungskapazität des Rades für die spürbare Wärme, kann ein trockenbarer Neoprenkautschuk, der auch als Klebstoff wirkt, zwischen die Umwindungen aufgegeben werden. Der Klebstoff wird entweder in Form von einigen lateral in Abstand voneinander liegenden Streifen kontinuierlich beim Aufwickeln des Papiers um die Nabe oder vorzugsweise mittels einer luftfreien Sprühtechnik aufgegeben. Eine andere Möglichkeit besteht darin, flüssiges Neopren nach dem Tauch- oder Aufstreichverfahren auf die Stirnflächen des Rades aufzubringen, nachdem das Wellpappenmaterial fest um die Nabe gewickelt worden ist. Gleichgültig, ob der Klebstoff nach dem Tauch- oder Sprühverfahren in die Stirnflächen oder als kontinuierlicher Streifen während des Aufwickeins des Papiermaterials aufgegeben wird, ist der Klebstoff in Form von wenigstens einem Paar Klebstoffstreifen abgelagert, die sich nach innen an oder nahe bei den Stirnflächen des Rades erstrecken. In diesem Zusammenhang dringt das Neopren bei Verwendung der luftfreien Sprühtechnik in die Stirnflächen des Rades bis zu einer Tiefe von etwa 12,7 cm (5 ") oder mehr ein. Wenn der Klebstoff mittels einer Rolle während des Aufwickeins des Wellpappenmaterials aufgegeben wird, werden ein oder mehrere Klebstoffstreifen vorzugsweise an einer zentralen Stelle auf

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der Breite der Wellpappenbahn angeordnet, was bei Rädern mit beträchtlicher Dicke gewünscht wird. Um das Rad keimtötend zu machen, kann dieses flüssige Neopren in ähnlicher Weise auf die Stirnflächen des bevorzugten Rades, bestehend aus einer Kombination von Metallfolie und Papier aufgegeben werden.

Bei einer weiteren, modifizierten Ausfuhrungsform der Erfindung wird ein einzelner, dünner Metallfolienstreifen, bei dem es sich vorzugsweise um eine Aluminiumfolie handelt, und der die gleich= oder eine etwas grössere Breite als die Wellpappenbahn besitzt, gleichzeitig aufgewickelt, wodurch die Übertragungskapazität des Rades hinsichtlich der spürbaren Wärme bei besonderen Anwendungsfällen verbessert wird. Obgleich nicht immer erforderlich, werden bei dieser Ausführungsform die Klebstoffstreifen vorzugsweise auf beide Seiten des Metallfolienstreifens aufgegeben, so dass die zwischengeschichtete Metallfolie sowohl mit der flachen Papierschicht als auch der gewellten Schicht aus aufgewickeltem, einseitig beschichteten Wellpappenmaterial verbunden ist.

Bei sämtlichen zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen gilt, dass das Aufwickeln des Mediums um die Umhüllungsnabe unterbrochen werdsikann, wenn ein ausgewählter Radius von etwa 3o,5 cm (12") bis etwa 61 cm (24") erreicht ist, so dass ein ringförmiges Metallband mit gleicher Breite wie die Tiefe des Rades fest um das Medium an dieser Stelle angeordnet werden kann. Danach wird das spiralförmige Aufwickeln von zusätzlichen Streifen oder Bahnen aus dem mediumbildenden Material um die äussere Oberfläche des ringförmigen Metallbandes so lange fortgesetzt, bis ein bestimmter weiterer Radradius erreicht ist. Daraufhin wird ein ähnliches rippenförmiges Metallband um den zweiten Mediumbereich fest angeordnet. Dabei kann irgendeine Anzahl von solchen zwischenliegend vorgesehenen, ringförmigen Metallbändern

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an jedem vorgewählten Intervall des Radradius angebracht werden. Wenn schliesslich der gewünschte Raddiur.chmesser erreicht ist, wird ein etwas schwererer metallischer Umfangsrand fest um die aufgebaute Konstruktion befestigt.

Um das aufgewickelte Medium und die ringförmigen Metallbänder an Ort und Stelle zu halten, werden radial sich erstreckende Metallspeichen zwischen der Nabe und dem Umfangsrand an beiden Seiten des Rades befestigt. Um sowohl eine ebene Flächean jeder Seite des Rades zu schaffen als auch der Fläche des spiralförmig aufgewickelten Mediums selbst Steifigkeit zu verleihen, wird jede radiale Speiche in einer eingefrästen radialen Nut in der Stirnfläche des Rades eingelegt, wobei sich die Nut zwischen der Nabe und dem Umfangsrand erstreckt. Jede Speiche sitzt damit eng in ihrer zugehörigen radialen Nut und ist mit der Metallnabe, dem metallischen Umfangsrand und mit jedem zwischenliegenden ringförmigen Metallband des Rades verschweisst. Sofern das Medium selbst eine Metallfolie enthält, werden die Speichen zusätzlich auch mit den Seitenflächen der Folienumwindungen verschweisst. Sofern das Medium nur aus Papier besteht, wird jede Speiche mit einem Klebstoff, z.B. einem Epoxidharz, beschichtet, bevor sie in der Nut im Medium angeordnet wird, so dass jede Schicht aus dem Wellpappenmaterial mit der Speiche klebend verbunden ist.

Das erwähnte, bevorzugte L/D-Verhältnis von etwa 125 bis 2oo ist optimal vom Gesichtspunkt der Wirksamkeit der Gesamtwärmeenergie-Rückgewinnung, der Kosten und der Handhabung der sich ergebenden Mediumabmessung während der Herstellung. Es wurde daher festgestellt, dass die aus einem solchen ausgewählten optimalen Verhältnis resultierenden Radabmessungen zu einem weniger mühevollen Aufbau des Rades führen. Um ferner ein Verstopfen, bedingt durch Ablagerung von teilchenförmigem

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Material,unter normalerweise vorliegenden Verhältnissen zu vermeiden, sollte der Durchmesser von jedem Luftdurchlass längs des Rades nicht weniger als etwa 1,39 mm (o,o55") oder 1,52 mm (0,06") betragen.

Schliesslich ist darauf hinzuweisen, dass bei jedem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Leistungsgrad der Matrix hinsichtlich der Übertragung von spürbarer Wärme etwas höher als der Leistungsgrad für die Übertragung von latenter Wärme ist. Aus diesem Grund liegen in einem psychrometrischen Diagramm die drei signifikanten Arbeitspunkte, die die Temperatur-und Feuchtigkeitsverhältnisse der Luft an den betreffenden Stellen für die atmosphärische Speisung, Raumluftspeisung und für die Raumabluft bei einem das Rad enthaltenden System wiedergegeben, nicht auf einer geraden Linie. Dies kann unter gewissen Betriebsbedingungen von Vorteil sein.

Zusammengefasst ist somit durch die Erfindung ein Gesamtwärme-Drehaustauscher mit einem asbestfreien Wärmeaustauschmedium geschaffen, das durch spiralförmiges Aufwickeln von flachen und gewellten Bahnen aus einer Aluminiumfolie und/oder einem vollgebleichten Kraftpapier mit einer Dichte von 2o,38 kg gebildet ist. Das Kraftpapier besteht aus 84 % Fasern und 16 % Salzen. Die enthaltenen Salze sind 9o % Ammoniumsulfid und 1o % Diammoniumhydrogenphosphat. Die Raddicke für eine leistungsfähige Übertragung von sowohl der spürbaren als auch latenten Wärme bei einem minimalen Druckabfall der Luft längs des Rades ist gleich dem 1oo- bis 4oo-fachen, vorzugsweise 125-bis 2oo-fachen der Rippenhöhe der gewählten Bahn für das Medium. Obgleich das Medium aus im wesentlichen nur Papier bestehen kann, zeichnen sich bevorzugte Ausführungsbeispiele durch Medien aus, bei denen sowohl eine flache Bahn als auch eine gewellte Bahn aus Aluminiumfolie vorgesehen ist, wobei

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ein Paar Papierbahnen an den betreffenden, gegenüberliegenden Oberflächen von entweder der flachen Folienbahn oder der gewellten Folienbahn angeordnet ist. Angrenzende- Bahnen brauchen nicht miteinander verklebt zu werden, obschon bei bevorzugten Ausführungsbeispielen Streifen aus Neoprenkautschuk oder einem Silikatklebstoff zwischen den Bahnen vorgesehen werden können. Auch kann ein trocknungsfähiges Neopren auf die Stirnflächen des Rades aufgesprüht werden. An zwischenliegenden radialen Stellen können ferner ringförmige Metallbänder zur Erhöhung der Mediumsfestigkeit angeordnet werden. Ein Metallrand bildet den äusseren Umfang des Rades und im Winkel voneinander in Abstand liegende Speichen sind in das Medium eingesetzt und erstrecken sich radial zwischen der Nabe und dem Rand. Die Endkanten des Umfangsrandes, des Mediums, der zwischenliegenden ringförmigen Bänder und der Speichen liegen in einer gemeinsamen Ebene.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise weggebrochene Draufsicht auf ein erfindungsgemäss aufgebautes Rad zum Austausch und zur Rückgewinnung der gesamten Wärmeenergie,

Fig. 2 eine geschnittene Ansicht längs der Linie 2-2 nach Fig. 1,

Fig. 3 eine stark vergrösserte fragmentarische, geschnittene Ansicht längs der Schnittlinie 3-3 nach Fig. 2 mit Darstellung von gewissen Konstruktionsdetails,

Fig. 4 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht von einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung,

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Fig. 5 eine schematische Ansicht von einem Versorgungssystem für aufbereitete Luft mit einem Rad nach der Erfindung,

Fig. 6 eine skizzenhafte Darstellung eines psychochrometrischen Diagramms mit Darstellung eines Merkmals der Erfindung,

Fig. 7 eine der Fig. 1 ähnliche Draufsicht auf eine weitere,' modifizierte und gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform für ein Wärmerückgewinnungs- und Austauschrad nach der Erfindung,

Fig. 8 eine geschnittene Ansicht längs der Linie 8-8 nach Fig. 7,

Fig. 9 eine vergrösserte fragmentarische, geschnittene Ansicht bezüglich der Anordnung von gewellten und flachen Metallfolien- und Papiermaterialien, aus denen das Medium für das Rad nach Fig. 7 gefertigt ist,

Fig. 1o eine ähnliche vergrösserte fragmentarische und geschnittene Ansicht einer anderen Anordnung von gewelltem und flachen Metallfolien- und Papiermaterial, aus dem das Medium auch gefertigt werden kann, und

Fig. 11 eine fragmentarische schematische Ansicht der Art und Weise, wie die erfindungsgemässen Räder zum Austausch und zur Rückgewinnung der gesamten Wärmeenergie hergestellt werden können.

Obschon die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele für erfindungsgemässe Drehräder zur regenerativen Rückgewinnung und

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zum Austausch der gesamten Wärmeenergie in Verbindung mit Fig. 7 bis 1o nachfolgend beschrieben werden, wird zunächst unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 ein zufriedenstellendes alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. In diesen Fig. ist das Rad mit dem allgemeinen Bezugszeichen 1o angedeutet.

Wie in Fig. 5 dargestellt und ge.inäss.1 der Verwendungsweise der Erfindung bei allen Ausführungsbeispielen ist ein Rad 1o bei Anordnung in einem allgemein mit 2o bezeichneten Luftaufbereitungssystem drehbar angeordnet und spannt sich über einen Lufteinlaßschacht 21 und einen Luftauslaßschacht 22,um sowohl die latente als auch spürbare Wärmeenergie in Verbindung mit oder ohne Feuchtigkeit aus dem von einem Raum oder dergleichen abfliessenden Abluftstrom 23 auf den in entgegengesetzter Richtung fliessenden Frischluftversorgungsstrom 24 von der Atmosphäre zu übertragen. Ein Gebläse 25 ruft die Strömung der Abluft 23 durch das Rad 1o und ein Gebläse 26 in ähnlicher Weise die Strömung der Frischluft 24 hervor.

Nach Fig. 1 - 3 besitzt das Rad 1o eine hohle, zylindrische Metallnabe 11,mittels der es auf einer nicht gezeigten Welle drehbar angeordnet ist. Das Rad kann mit verschiedenen, ziemlich niedrigen Drehzahlen von nicht mehr als etwa 4ο U/min betrieben werden. Zwischen der Metallnabe 11 und dem metallischen Umfangsrand 12 befindet sich ein mit 13 allgemein bezeichnetes Medium oder eine Packung zum Austausch der gesamten Wärmeenergie und Feuchtigkeit. Das Medium 13 besteht aus abwechselnden Lagen aus flachem und gewelltem Papier, dessen offenendige Wellungen eine Vielzahl von parallelen Durchlässen durch das Rad in Richtung seiner Breite L schaffen, so dass durch das Rad eine Luftströmung gelangen kann.

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Das Medium 13 wird vorzugsweise durch spiralförmiges Aufwickeln von einem kontinuierlichen Streifen oder einer Bahn aus einem einseitig beschichteten Wellpappenmaterial auf und um die Nabe 11 gebildet,wodurch eine; mehrlagige Struktur aufgebaut wird. Wie in Fig. 3 gezeigt, wird jede Bahn 14 aus Wellpappe durch eine einzelne, flache Lage 14a und eine einzelne gewellte Lage 14b gebildet, wobei die gewellte Lage 14b während des Aufwickeins vorzugsweise der Radnabe 11 zugewandt ist.

Die Breite der Wellpappenbahn bestimmt die Dicke oder Tiefe L des Rades. Insbesondere aus Fig. 2 geht weiter hervor, dass in Verbindung mit dem gleichmässig breiten metallischen Umfangsrand 12 die Seitenkanten des gewickelten gewellten Materials 14 die betreffenden gegenüberlegenden endseitigen Stirnflächen 1oa und 1o b des Rades bilden. Die Stirnflächen fluchten dabei mit den betreffenden Enden des äusseren oder umfänglichen Randes 12.

Die einseitig beschichtete Wellpappe wird unter Verwendung eines konventionellen silikatartigen Leims zwischen der flachen Lage 14a und der gewellten Lage 14b hergestellt. Jede-Läge 14a, 14b ist ein Kraftpapier, das mit einer Mischung aus Ammoniumsulfid und Diammoniumhydrogenphosphat behandelt ist. Diese Bestandteile sind hygroskopisch und verbessern die Übertragungsfähigkeit des Papiers für die latente Wärme. Sie bringen ferner eine flammhemmende Eigenschaft und sind bakteriostatisch,indem sie das Wachstum von Bakterien, Schimmel und dergleichen im Papier hemmen. Diese Bestandteile werden den Papierfasern zu dem Zeitpunkt zugefügt, an dem das Papier hergestellt wird, und umfassen zusammen etwa 14 Gew.-% bis etwa 2o Gew.-%, vor-, zugsweise 16 Gew.-% des Papiers; die Papierfasern stellen dars verbleibende 84 Gew.-% Papier dar. Eine bevorzugte Mischung

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aus diesen Salzen hat im wesentlichen 9o Gew.-% Ammoniumsulfid und im wesentlichen 1o Gew.-% Diammoniumyhdrogenphosphat. Die Dichte des gebildeten Papiers beträgt vorzugsweise etwa 2o,4 kg (45 Ib.).

Die kontinuierlichen Windungen des Wellpappenstreifens 14 werden unter Verwendung eines Neoprenkautschuk-Klebstoffes 15 gemäss Fig. 3 miteinander verklebt. Der gewellte Streifen wird in ähnlicher Weise mit dem Umfang der Nabe 11 verklebt. Der Klebstoff 15 liegt zu anfangs in flüssiger Form vor und wird entweder durch eine Rolle auf die flache Lage 14a der Pappe in Form von lateral in Abstand voneinander liegenden, sich in Wickelrichtung erstreckenden, kontinuierlichen Streifen aufgebracht, wenn die Pappe um die Nabe 11 gewunden wird, oder wird dadurch aufgebracht, dass man nach Bildung des Rades die gegenüberliegenden Stirnflächen 1oa und 1ob in den Klebstoff eintaucht. Die wirksamste Technik zur Aufgabe des Klebstoffes ist jedoch das Eindringbesprühen unter Verwendung einer luftfreien Sprühtechnik, indem nach Bildung des Rades der Klebstoff in jede der einander gegenüberliegenden Stirnflächen 1oa und 1ob des Rades eingesprüht wird. In jedem Fall befindet sich der Klebstoff 15 auf und zwischen den Pappapierlagen bis zu einer Tiefe von etwa 15 cm (6"), gemessen von jeder Stirnfläche 1oa und 1ob des fertigen Rades. Das Neopren dient zur Versteifung des Mediums, insbesondere an dessen Stirnflächen, so dass die Gestalt des Mediums beibehalten wird. Ferner verbessert das Neopren auch die Übertragungskapazität des Rades für die spürbare Wärme. Seine flexible Eigenschaft ermöglicht eine Ausdehnung und Kontraktion des Mediums 13 aufgrund von Temperatur- und Feuchtigkeitsänderungen.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, kann in Fällen, bei denen der Klebstoff 15 während des Aufwickeins der Pappe mittels einer

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Rolle aufgegeben wird, ein oder mehrere zusätzliche Klebstoffstreifen 15a innerhalb der Tiefe des Mediums 13 in Abstand zu den beiden zuvor erwähnten Klebstoffstreifen angeordnet werden. Ist beispielsweise die Radtiefe L 51 cm (2o"), so kann der Klebstoff streif en 15a in der Mitte über die Radtiefe angeordnet werden.

Wird der Klebstoff 15 nach Bildung des Rades durch Aufsprühen aufgegeben, so entsteht eine Klebstoffbeschichtung nicht nur an sämtlichen exponierten inneren Oberflächen der Mediumlagen 14a und 14b, sondern auch,wie durch das Bezugszeichen 15b angedeutet, an den äusseren Enden der Lagen 14a und 14b. Dies ist erwünscht, um eine harte, jedoch flexible Oberfläche zu schaffen, die einem Abrieb der Stirnflächen 1oa und 1ob des Rades Widerstand entgegensetzt. Diese Stirnflächen würden anderenfalls einem Abrieb aufgrund der auftreffenden Luftströme und gegebenenfalls darin befindlicher Staubpartikel bei den normalerweise vorliegenden Geschwindigkeiten bis zu etwa 1o5 m/min (1ooo Puss/min) unterworfen sein. Eine ähnliche endseitige Beschichtung wird erhalten, wenn als alternative Vorgehensweisen zur Klebstoffaufgabe die Stirnflächen tauchbeschichtet oder mit dem Klebstoff bestrichen werden.

Obschon die Windungen aus Wellpappe, wie erwähnt, mittels Klebstoff befestigt werden können,ist aufgrund der Radkonstruktion in anderer Hinsicht eine Klebstoffverbindung als solche tatsächlich nicht notwendig. Obschon die Neoprenbeschichtung als Nebeneffekt und durchaus erwünscht wie ein Klebstoff wirkt, hat sie die weit wichtigere Aufgabe, das Medium keimtötend zu machen und die Stirnflächen des Rades zu verstärken.

Nachfolgend wird auf den Aufbau des Rades selbst näher eingegangen. Wo der Aussendurchmesser des Rades mehr als etwa 91 cm

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(36") beträgt, endet das kontinuierliche Aufwlekeln der einseitig beschichteten Wellpappe-und ein ringförmiges Metallband 16a mit einer Breite, die gleich der Breite des Randes 12 ist, wird fest um die Wellpappe geschlagen und dann z.B. durch Verschweissen an einer radialen Stellen ausserhalb vom Umfang der Nabe 11 befestigt. Das ringförmige Band besteht vorzugsweise aus einem Stahlblech mit z.B. einer Dicke von 3,2 mm (1/8"), obschon es auch irgendeinem ans anderen geeigneten Material bestehen kann. Wie in der Zeichnung dargestellt, kann das Rad eine Vielzahl von solchen zwischenliegenden, ringförmigen Metallbändern 16b aufweisen, wobei jedes derartige Metallband in ähnlicher Weise um aufeinanderfolgende Windungen des gewellten Materials an zusätzlichen radialen Stellen befestigt wird, bis der volle Durchmesser des Rades erreicht ist. Am vollen Durchmesser des Rades beträgt die Dicke des metallischen Umfangrandes 12 etwas mehr als die Dicke der ringförmigen Bänder. Der Umfangsrand hat z.B. eine Dicke von 6,3 mm (1/4") und besteht ebenfalls vorzugsweise aus Stahl. Beispielsweise kann ein Rad mit einem Durchmesser von 365 cm (12 Fuss) eine Nabe mit einem Durchmesser von 25,4 cm (1ο") und zwei ringförmige Stahlbänder aufweisen, die an radialen Stellen in einem Abstand von 76 cm (3o") bzw. 122 cm (48") angeordnet sind.

Unter Bezugnahme auf die in Fig. 4 gezeigte modifizierte Ausführungsform der Erfindung kann die flache Lage des Mediums 13a auch eine Lage 17 aus einer Metallfolie enthalten, die zwischen den verschiedenen Lagen der einseitig beschichteten Wellpappe angeordnet ist. Die Folie besteht vorzugsweise aus Aluminium und hat eine Dicke von etwa o,o76 mm (o,oo3"); sie kann sich über die gesamte Tiefe L (Fig. 2) des Mediums erstrecken. Die Folie wird in Form eines kontinuierlichen Streifens aufgegeben, der gleichzeitig mit dem Aufwickeln des Wellpappenstreifens, wie zuvor beschrieben, aufgewunden wird.

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Die Folie wird entweder auf der flachen Lage oder der gewellten Lage der Pappe bei fortschreitendem Aufwickeln angeordnet und wird damit zwischen den Windungen oder Lagen der Pappe bei Bildung des Rades eingeschichtet. Streifen aus Neoprenkautschuk-Klebstoff 15, der wie zuvor erwähnt, aufgegeben wird, verkleben die Folie mit den benachbarten Laminaten aus Pappe.

Alternativ kann eine geeignete Anzahl an kürzeren Streifen aus der Aluminiumfolie vorgesehen werden, so dass das Aluminium nur z.B. bei jeder dritten Windung der Pappe eingeschichtet ist.

Die Metallfolie 17 erhöht weiter die Steifigkeit der Radanordnung und verbessert die Übertragungskapazität des Rades hinsichtlich der spürbaren Wärme. Dies ist bei gewissen Anwendungsfällen von Vorrichtungen zum Gesamtenergieaustausch, bei denen diese Bäder eingebaut sind, von Vorteil. Da jedoch die Papierbereiche überdeckt sind, verringert die Folie die Übertragungskapazität des Rades hinsichtlich der latenten Wärme in einem gewissen Umfang.

Unabhängig davon, ob der Metallfolienstreifen eingebaut ist oder nicht, hat das Rad an jeder seiner Stirnflächen 1oa und 1ob eine Vielzahl von längs des Umfanges in Abstand voneinander liegenden,radial sich erstreckenden Metallspeichen 18, die das Medium 13 oder 13a an Ort und Stelle halten, und ferner die Radanordnung insgesamt weiter versteifen. Wie in Fig. 2 gezeigt, liegen die freien Kanten der Speichen 18 in der Ebene der betreffenden Stirnflächen 1oa und 1ob. Das dargestellte Ausführungsbeispiel hat 16 solcher Speichen, 8 an jeder Seite des Rades, die an der Nabe 11 und an dem Umfangsrand 12 befestigt sind. Auch eine geringere oder höhere Anzahl Speichen kann vorgesehen werden. Bei jeder Speiche handelt

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es sich um ein 4,8 nun (3/16") breites Stahlstück, das in einer entsprechend bemessenen Nut 18a (Fig. 1 und 2) eingelegt ist. Die Nut 18a erstreckt sich radial über das Medium 13 oder 13a, wobei die ringförmigen Metallbänder 16a, 16b _{ die Nabe 12 und der Umfangsrand 12 ebenfalls zur Aufnahme der Enden der Speiche mit Nuten versehen sind. Sofern die Radtiefe L, z.B. 4o,6 cm oder 5o,8 cm (16 oder 2o") beträgt, ist die Tiefe von jeder Speiche 18 und ihrer zugehörigen Nut 18a im Medium 1o,16 cm (4"). Die Breite der Nuten 18a beträgt 4,8 mm (o,19o") und ihre Tiefe 1o1,8 mm (4,o1") zur Aufnahme von Speichen mit einer Abmessung von 4,8 mm χ 1o1,6 mm . Die Speichen 18 an den betreffenden Seiten des Rades sind vorzugsweise jedoch nicht notwendigerweise untereinander in Richtung der Tiefe L orientiert.

Jede Speiche 18 ist mit dem Umfangsrand 12, der Nabe 11 und irgendwelchen zwischenliegenden Bändern 16a, 16b,längs der die Speiche läuft, verschweisst. Ferner wird jede Speiche 18 zur weiteren Abstützung des Mediums 13 vor Anordnung in der Nut 18a mit einem Epoxidharzklebstoff beschichtet, so dass die Enden der Pappe 14 an der Speiche anhaften.

Ferner wurde bezüglich des Wärme und Feuchtigkeit übertragenden Mediums aus Wellpappe festgestellt, dass die Höhe der Wellen an der gewellten Lage 14b nicht weniger als im wesentlichen 1,52 mm (0,06") betragen sollte, damit nicht die durch die Wellen geschaffenen Luftdurchlässe mit teilchenförmigen! Material verstopft werden, das von beiden, durch das Rad hindurchgelangenden Luftströmen mitgetragen werden kann. Das bedeutet,dass, wenn der so zu nennende Durchmesser des durch eine Wellung gebildeten Luftdurchlasses 1 , 5J_mm beträgt, Partikel mit einer Grosse von 1ooo ,u frei durch den Durchlass strömen, und dies ist erforderlich, um ein Versperren des Durchlasses mit teilchenförmigen! Material unter normalen Betriebsbedingungen zu

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verhindern. ■.

Unter Berücksichtigung der Masse und des freien Oberflächenbereichs des Mediums, und ferner auch des maximal annehmbaren Druckabfalls der Luftströmung, wie er bei Durchtritt der Luft durch das Medium bei solchen Gesamtenergierückgewinnungssystemen zugelassen werden kann, wurde jedoch festgestellt, dass die Länge der .. durch die Mediumwellen gebildeten Lu^dUrChIaSSe₇ die gleich der Länge L (Fig. 2) ist, eine besonderes Vielfaches des Durchmessers des Luftdurchlasses betragen muss, um die Wirksamkeit bei der Rückgewinnung von spürbarer und latenter Wärmeenergie auf einem aktzeptabel hohen Niveau zu halten. Insbesondere wurde festgestellt, dass dieses Vielfache aus einem Bereich vom I00 bis 4oo χ der Wellenhöhe, die den Durchlass bildet, ausgewählt werden muss.

Wenn beispielsweise der minimale Durchmesser der Passage 1,52 mm (0,06") beträgt, würde der Druckabfall für den Luftstrom längs des Rades bei einer Länge des Durchlasses von mehr als 4oo χ 1,52mm, d.h. von L = 61 cm (24") grosser als 8,1 cm (3,2") Wassersäule und damit übermässig hoch sein. Sofern die Länge weniger als I00 χ 1,52 mm (0,06"), d.h. L = 15,2 cm beträgt, ist die Masse und der Oberflächenbereich des Mediums im Rad zu gering, um eine annehmbare hohe Wirksamkeit bei der Übertragung der spürbaren und latenten Wärme unter den normalerweise vorliegenden Luftstromgeschwindigkeiten und bei Rotationen des Rades bei geeigneter Drehzahl beizubehalten.

In ähnlicher Weise ist die Masse und der Oberflächenbereich des Mediums im Rad zu gering, um eine annehmbare Wirksamkeit aufrechtzuerhalten , wenn der Durchmesser des Luftdurchlasses zu gross ist, wobei zu berücksichtigen ist, dass die erforderliche Radtiefe L für solche Wirksamkeiten so gross werden würde, dass das Rad einen zu grossen Platzbedarf erfordert

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und gegebenenfalls bei der Fertigung und Installation zu kostspielig wird. Ausserdem ist zu berücksichtigen, dass bei einer derart hohen Radtiefe L der Druckabfall des Luftstromes längs des Rades unannehmbar hoch wird. Wenn beispielsweise der Durchmesser des Luftdurchlasses einen hohen Wert von 3,o5 mm (o,12") hat, sollte die Länge des Durchlasses nicht weniger als 3o,5 cm (12"), d.h. 1oo χ o,3o5 cm, zur Erzielung annehmbarer Wirksamkeiten für die Wärmeübertragung und nicht mehr als 122 cm (48") betragen, da bei einem Wert von mehr als 122 cm der Druckabfall der Luft längs des Rades zu hoch würde.

Ferner wurde bei im wesentlichen nur aus Papier bestehenden dern festgestellt, dass vom Gesichtspunkt der Wärmeenergierückgewinnungswirksamkeit, der Kosten und der Handhabung des Rades während des Aufbaues und der Installation eine Länge der Luftdurchlässe von im wesentlichen dem 2oo-fadhen des Durchlas sdurchmessers optimale Bedingungen bietet. Wenn daher z.B. der minimale Durchmesser für den Durchlass mit 1,52 mm festgelegt wird, beträgt die Raddicke oder Tiefe L optimal 3o,5 cm, während bei Wahl des maximalen Durchmessers für den Durchlass von 3,o5 mm die Radtiefe L optimal bei 61 cm (24") liegt. Für die meisten Anwendungsfälle wird ein Rad mit 2,54 mm (o,1") hohen Wellungen bevorzugt, so dass es in der Luft eingeschlossene Partikel bis zu einer Grosse von etwa 2ooo ,u hindurchlässt. Dabei beträgt die zweckmässige Raddicke 51 cm (2o").

Die Wirksamkeit des beschriebenen Allpapiermediums für die Übertragung der spürbaren und latenten Wärme ist untereinander nicht gleich innerhalb des Bereiches der geeigneten Drehzahlen für das Rad 1o, wobei die Drehzahl nicht höher als 4o ü/min ist. Ein Übertragungsleistungsgrad für die latente Wärme von mehr als 65 % wird bei einer Luftstromgeschwindigkeit von 274 m/min (9oo Fuss/min) erzielt, wobei mit abnehmender Lufstromgeschwindigkeit höhere Leistungsgrade vorliegen. So wird der übertragungsleistungsgrad für die latente Wärme bei Luftstromgeschwindigkeiten

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unter 137 m/min (45o Fuss /min) grosser als 75 %. In ähnlicher Weise ist der Übertragungswirkungsgrad für die öpürbare Wärme bei einer Luftstromgeschwindigkeit von 274 m/min grosser als 73 % und nimmt, wenn die LuftStromgeschwindigkeit auf 137 m/min reduziert wird, ständig auf Werte von mehr als 81 % zu.

Aus dem psychochromatischen Diagramm gemäss Fig. 6 ist zu entnehmen, dass die Temperatur-und Feuchtigkeitsverhältnisse der Luft bei den drei signifikanten Stellen, nämlich dem Punkt A für die Zufuhr von Atmosphärenluft, dem Punkt S für die Zufuhr von Raumluft und dem Punkt E für den Auslass der Raumluft, in einem mit dem Rad 1o versehenen System 2o zur Zufuhr von aufbereiteter Luft nicht auf einer Geraden liegen.Das bedeutet, dass der Punkt S, der den Zustand der Zufuhrluft mit einer Temperatur von 25,9°C (78,7°F) und einem Feuchtigkeitsgehalt von 5,2 g (8o,3 grains) Wasser pro 453 g Trockenluft wiedergibt, nicht auf der Linie liegt, die zwischen den Punkten A und E gezogen ist. Der Punkt E gibt dabei den Zustand der Aussenatmosphäre (32,2°C, entsprechend 9o°F, 7,3 g H₃O pro 453 g Trockenluft, entsprechend 113 grain, H₂O pro pound Trockenluft) und der Punkt E den Zustand der Luft an, die aus dem Raum abgezogen wird, wenn die Abzugsluft in den Luftaustrittsschacht 22 des Systems eintritt (23,9°C, entsprechend 75°F, 4,2g H₂O pro 453 g Trockenluft, entsprechend 65 grains H₂O pro pound Trockenluft).

In den Fi. 7, 8 und 9 ist eine gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform für ein erfindungsgemässes, allgemein mit 3o bezeichnetes Drehrad zur regenerativen Rückgewinnung und zum Austausch der Gesamtwärmeenergie. Das Rad 3o besitzt eine hohle, zylindrische Metallnabe 31,mit der es auf einer nicht gezeigten Welle angeordnet ist und mit einer optimalen Betriebsdrehzahl zwischen 15 und 3o U/min, vorzugsweise weniger

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als 2o U/min gedreht wird. Das Rad 3o enthält ferner eine konzentrische Umhüllungsnabe 32 mit grösserem Durchmesser aus Edelstahl oder einem anderen geeigneten Material und mit der gleichen Länge wie die innere Nabe 31. Somit besitzen beide Naben 31 und 32 eine Länge, die gleich der Dicke oder Tiefe L des Rades ist. Wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel definiert ein konzentrischer, metallischer ümfangsrand 33,dessen Tiefe ebenfalls gleich der Tiefe L des Rades ist, den Radbereich oder die Radzone, die sich radial nach aussen von der Umhüllungsnabe 32 erstreckt, und in der das die gesamte Wärmeenergie und Feuchtigkeit austauschende Medium oder die Packung 34 enthalten ist.

Das Medium 34 besteht aus aufgewickelten, gewellten und flachen Streifen oder Bahnen aus einem flächigen Material gemäss Fig.9. D.h. das Medium 34 besitzt eine Vielzahl von Lagen aus gewellten Schichten 35 aus einer Aluminiumfolie und eine entsprechende Fielzahl von dazwischen angeordneten oder eingeschichteten Lagen aus einem allgemein mit 36 bezeichneten flachen, flächigen Material. Letzteres wird von separaten flachen Lagen aus Papier und Aluminiumfolie gebildet. Jede flache Lage 36 hat einen unteren Papierstreifen oder eine Lage 37, eine flache Lage 38 aus Aluminiumfolie und eine zweite oder obere Papierlage 39, die nahe der gewellten Aluminiumlage oder -schicht 35 liegt. Obgleich eine oder mehrere gewellte und flache Lagen 34, 36 mittels Klebstoff an ihre unmittelbar benachbarte Lage angeklebt oder befestigt werden können, wurde festgestellt, dass keine dieser Lagen aufgeklebt werden braucht, sondern dass die unbefestigten Lagen fest zusammenhalten, wenn sie in der nachfolgend beschriebenen Weise um die Umhüllungsnabe 32 gewickelt sind. Aus Gründen der Zweckmässigkeit während des Aufwickelvorganges und um zu verhindern, dass Papieraustritte an beiden

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Stirnflächen des Rades aufgrund von geringen Zuführungenauigkeiten während des Wickelprozesses auftreten, beträgt die Tiefe L von jeder Papierlage 37 und 39 etwa 12,7 mm (o,5")weniger als die Tiefe L der Lagen 35 und 38 aus Aluminiumfolie. Die Papierlagen 37 und 39 sind dabei in bezug auf die Aluininiumlagen 35 und 38 zentriert, so dass sich die Aluminiumlagen zu den einander gegenüberliegenden Stirnflächen 3oa und 3ob des Rades 3o erstrecken und diese Stirnflächen definieren.

Als Alternative hierzu kann gemäss Fig. 1o das Rad mit einem Medium oder einer Packung 4o zum Austausch der gesamten Wärmeenergie und Feuchtigkeit versehen werden, dessen gewellte allgemein mit 41 bezeichnete Lagen aus aneinander angrenzenden Schichten aus Papier und Aluminiumfolie, wie dargestellt, bestehen, während die flachen Lagen hier durch eine einzelne flache Lage 42 aus Aluminiumfolie gebildet sind. Die gewellte Lage 41 ist somit eine Rombinationslage, bestehend aus einer unteren gewellten Papierschicht 43,die nahe der flachen Lage 42 liegt, einer benachbarten, gewellten Schicht 44 aus Aluminiumfolie und einer oberen, gewellten Papierschicht 45, wobei die Tiefe L der Papierschichten etwa 12,7 mm geringer als die Tiefe der Schichten aus Aluminiumfolie, wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ist. Die einzelnen gewellten Papier- und Folienschichten 43 bis 45, die die gewellte Lage 41 bilden, sind vorzugsweise miteinander verklebt, so dass sie ihre gewellte Konfiguration vor Ausbildung des Mediums beibehalten. Die flachen und gewellten Lagen 41, 42 brauchen jedoch nicht miteinander verklebt oder geheftet sein.

Das Rad 3o wird durch spiralförmiges Aufwickeln von kontinuierlichen Streifen in der geeigneten Laminatfolge auf und um die Umhüllungsnabe 32 gebildet, vgl. Fig. 11. Dabei werden die Streifen gleichzeitig von separaten Rollen aus Papier und

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Metallfolie zugeführt. Vorzugsweise erfolgt das Aufwickeln so, dass die gewellte Lage der Umhüllungsnabe 32 zugewandt ist. Wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen bestimmt die Breite der Aluminiumstreifen oder Schichten 35, 38 (oder 42, 44) die Raddicke oder Tiefe L. Demzufolge fluchten, wie insbesondere aus Fig. 8 hervorgeht, die Seitenkanten des aufgewickelten gewellten Materials 34 (oder 4o), die die betreffenden gegenüberliegenden Stirnflächen 3oa und 3ob des Rades bilden, mit den betreffenden Enden der Nabe 31, der Umhüllungsnabe 32 und dem Umfangsrand 33 (d.h. die Seitenkanten liegen in der gleichen Ebene wie die letztgenannten Bauteile).

Die eingeschichteten Papierlagen 37 und 39 beim Medium 34 und die Papierlagen 43 und 45 beim Medium 4o bestehen aus gebleichtem Kraftpapier mit einer Dichte von 2o,4 kg (45 pound) und weisen im wesentlichen 84 % Fasern und 16 % Salze auf. Bei den Salzen handelt es sich um 9o % Ammoniumsulfid und 1o % Diammoniumhydrogenphosphat wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen. Das so hergestellte Papier ist flammhemmend und bakteriostatisch. Zum Zwecke einer besseren Austauscheigenschaft für die latente Wärme kann das hergestellte Papier ferner mit Lithiumchlorid getränkt werden. Wenn jedoch das Papier mit Lithiumchlorid imprägniert wird, müssen die Aluminiumschichten 35, 38 und 42, 44 mit einem dünnen Epoxidharz oder mit Neopren vorbeschichtet werden, um Korrosionserscheinungen zu vermeiden. Bei Verwendung von einer Neoprenbeschichtung wirkt das mit Lithiumchlorid imprägnierte Papier keimtötend.

Die Dicke von jeder Papierschicht 37, 39 oder 42, 44 beträgt vorzugsweise o,114 mm (o,oo45") und die Dicke von jeder Schicht 35, 38 oder 42, 44 aus Aluminiumfolie vorzugsweise o,o76 mm (o,oo3"). Falls an Stelle von Aluminium eine Edelstahlfolie für die Schichten 35, 38 oder 42, 44 verwendet wird, weist

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diese eine Dicke von vorzugsweise o,o51 nun (o,oo2") auf.

Die Höhe (und damit im wesentlichen der Durchmesser), der von jeder gewellten Lage 35 oder 41 und der ihr benachbarten flachen Lagen 36 oder 42 gebildeten öffnungen für den Luftdurchlass liegt vorzugsweise zwischen 1,39 mm (o,o55") und 1,65 mm (o,o65"), vorzugsweise bei 1,52 mm (0,06"), so dass teilchenförmiges Material in der Grössenordnung von 1ooo,u hindurchgelangen kann. Die Länge der durch die Wellungen gebildeten Luftdurchlässe, d.h. die Tiefe L der Schicht,beträgt etwa 2o,3 cm (8"), wobei berücksichtigt ist, dass das zuvor genannte Verhältnis der Länge der Luftdurchlässe zu ihrem Durchmesser zwischen im wesentlichen 125 und im wesentlichen 15o betragen sollte, wenn das Medium eine Kombination von Papier und Aluminiumfolie ist.

Natürlich können, wenn erwünscht, die benachbarten Schichten aus Papier und Aluminiumfolie und/oder die Lagen sowohl im Medium 34 als auch 4o unter Verwendung eines Neoprenkautschuk-Klebstoffes oder eines Silikatklebstoffes miteinander durch Kleben verbunden werden.

Ferner und wie in Fig. 7 und 8 gezeigt, können ein oder mehrere ringförmige Metallbänder 46 mit einer dem Wert L gleichen Tiefe, so dass ihre Enden mit den Radstirnflächen 3oa, 3ob, wie gezeigt, fluchten, konzentrisch in dem Radmedium an Stellen angeordnet werden, die in radialem Abstand vom Umfang der Umhüllungsnabe 32 liegen. Dadurch wird die Radkonstruktion versteift. Jedes ringförmige Band 46 besteht vorzugsweise aus Stahlblech und wird um die aufeinanderfolgenden Windungen des mit gewellten und flachen Lagen versehenen Mediums 34 (oder 4o) befestigt.

Wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispxelen hat das Rad 3o an jeder endseitigen Stirnfläche 3oa, 3ob eine Vielzahl

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von im Winkel voneinander im Abstand liegenden, radial sich erstreckenden Metallspeichen 47, die das aufgewickelte Medium 34 (oder 4o) an Ort und Stelle halten und darüber hinaus die Radstruktur versteifen. Wie in Fig. 8 gezeigt, erstreckt sich jede Speiche 47 radial nach aussen von der Befestigungsnabe 31 zum äusseren Umfangsrand 33, wobei die Speiche an der Nabe 31 und am Rand 33 angeschweisst ist. Die freien Endkanten von sämtlichen Speichen 47 liegen in der betreffenden Ebene der zugehörigen endseitigen Stirnflächen 3oa und 3ob des Rades. Bei jeder Speiche handelt es sich einen 4,76 mm (3/16") starken Stahl, wobei die Speiche in einer entsprechend bemessenen Nut angeordnet ist. Diese Nut wird in radialer Richtung längs der Stirnfläche des Mediums, durch den Umfangsrand 33, die zwischenliegenden Bänder 46 und die Umhüllungsnabe 32 eingefräst. Die Tiefe von jeder Nut und der entsprechenden, darin aufgenommenen Metallspeiche beträgt 6,35 bis 1o,16 cm je nach Raddurchmesser. Die Speichen 47 sind mit den zwischenliegenden Bändern 46 und der Umhüllungsnabe 42 als auch mit der Drehnabe 31 und dem Umfangsrand 33,wie zuvor erwähnt, heftverschweisst.

Als spezielles Beispiel für diese bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung hat das in Fig. 7 und 8 gezeigte Rad einen Durchmesser von etwa 193 cm (76") und eine Tiefe L von 2o,3 cm (8"). Es besitzt zwei zwischenliegende Bänder, deren Durchmesser etwa 96,5 cm (38") bzw. 149,8 cm (59") betragen, und die jeweils aus einem 3,17 mm (1/8") dicken Stahlblech bestehen Der Umfangsrand 33 des Rades ist ein 4,76 mm (3/16")dickes Stahlstück, und jede Speiche hat ebenfalls eine Dicke von 4,76 mm(3/16"). Die Tiefe von jeder Speiche 47 beträgt 7,62 cm (3"), wobei darauf hinzuweisen ist, dass die Speichen an einer Seite des Rades in bezug auf den winkelmässigen Abstand der Speichen an der anderen Seite oder Stirnfläche zwischenliegend angeordnet sind. An der Anordnungsstelle von jeder Speiche,

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derenTiefe 7,62 cm (3") beträgt, ist somit die Tiefe des Mediums gemessen von der Speichennut bis zur gegenüberliegenden Stirnfläche des Rades 12,7 cm (5"). Die Umhüllungsnabe 32 hat einen Aussendurchmesser von 4o,6 cm (16") und besteht aus einem 9,52 mm (3/8") dicken Stahlstück. Der Aussendurchmesser der Nabe 31 beträgt 12,o7 cm (4 3/4"), wobei die Dicke der Nabe 31 ebenfalls im wesentlichen 9,52 mm (3/8") ist. Der gesamte Bereich von jeder endseitigen Stirnfläche 3oa, 3ob, einschliesslich der Speichen 47 und Bänder 46 kann ' mit einem trockenbaren Neoprenkautschuk sprühbeschichtet sein.

Bei kleiner bemessenen Rädern von etwa 71,1 cm (28") bis etwa 96,5 cm (38") Durchmesser und gegebenenfalls auch bei Rädern mit grösserem Durchmesser können jedoch die zwischenliegenden Bänder 46 weggelassen werden. Natürlich kann, wie bei den vorausgehend beschriebenen Ausführungsbeispielen, der Durchmesser des Rades 3o eine Grosse von etwa 355 cm annehmen, wobei das Rad je nach seiner Grosse nur 4 oder 16 Speichen 47 aufweisen kann, deren Tiefe im Bereich von 6,35 bis 1o,16 cm (2,5 bis 4") liegen kann. Das Verhältnis der Raddicke oder Tiefe L zur Höhe der WeIlungsrippen der gewellten Schicht 35 (oder 41) des Mediums beträgt etwa 1oo bis 4oo, vorzugsweise 125 bis 15o.

Bei Verwendung des Mediums 34 oder 4o wurde festgestellt, dass die Wirkungsgrade für die Übertragung der latenten Wärme und spürbaren Wärme voneinander abweichen. Bei der bevorzugten Drehzahl des Rades, die nicht höher als etwa 2o U/min ist, liegt der Wirkungsgrad für die Übertragung der latenten Wärme über 5o % und für die spürbare Wärme über 75 %, wenn die Luftströmungsgeschwindigkeit unter 274 m/min (9oo Fuss/min) liegt. Mit abnehmender Luftströmungsgeschwindigkeit werden zunehmend höhere Wirkungsgrade erzielt.

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Nachfolgend wir wieder auf das Diagramm nach Fig. 6 Bezug genommen. Es wird davon ausgegangen, dass derselbe aussenatmosphärische Zustand der Luft vorliegt, die eine Temperatur von 32,2°C (9o°F) hat und 7,32 g Wasser pro 453 g Trockenluft (Punkt A) enthält. Des weiteren soll derselbe Raumaustrittszustand der Luft vorliegen, die eine Temperatur von 23,9°C (75 F) hat und die 4,21 g (65 grains) Wasser pro 453 g Trockenluft enthält ( Punkt E). Der Punkt S¹ ist kennzeichnend für den Zustand der vom Rad 3o abgegebenen Zufuhrluft mit einer Temperatur von26 C (78,8°F) und einem Feuchtigkeitsgehalt von 5,78 g (89,2 grains) pro 453 g Trockenluft. Der Punkt S¹ liegt nicht auf der Verbindungslinie zwischen den Punkten A und E.

Es wurde vorausgehend ein Gesamtwärmeenergietauseher in verschiedenen Ausführungsformen und ein Luftzufuhrsystem beschrieben, das sämtliche Ziele der Erfindung erfüllt.

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Claims (28)

1. Patentansprüche

   ( 1 · ^; Gesamtenergieaustauschvorrichtung mit einem Medium ^lim Übertragen der spürbaren und latenten Wärmeenergie mit oder ohne begleitender Feuchtigkeit.· zwischen zwei Luftströmen,innerhalb denen die Vorrichtung angeordnet ist, dadurch g e k e η η zeichnet , dass das Medium aufweist: eine Vielzahl von Lagen aus gewelltem Schichtmaterial und eine entsprechende Vielzahl von Lagen aus flachem Schichtmaterial, wobei die Lagen aus gewelltem und flachem Schichtmaterial miteinander verschichtet sind und die Wellungen der Lagen aus gewelltem Schichtmaterial parallel zueinander liegen, so dass sie zusammen mit den betreffenden, benachbarten Lagen aus flachem Schichtmaterial Durchlässe für die Luft durch das Medium schaffen, wobei die Höhe der durch die Wellungen gebildeten Durchlassöffnungen nicht weniger als im wesentlichen 1,39 mm (o,o55 inch) und nicht mehr als im wesentlichen 3,o5 mm (o,12 inch) beträgt, und die Länge der Durchlässe im Bereich von im wesentlichen dem 1oo-fachen bis im wesentlichen dem 4oo-fachen der Höhe der Durchlassöffnungen liegt, wobei die Lagen von wenigstens einer der Vielzahlen von Lagen ein zellulosisches Papiermaterial aufweist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das zellulosische Papiermaterial mit Ammoniumsulfid und Diammoniumhydrogenphosphat behandelt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass das zellulosische Papiermaterial Kraftpapier ist, das aus im wesentlichen 84 Gew.-% Papierfasern und im wesentlichen 16 Gew.-% Ammoniumsulfid und Diammoniumhydmgenphosphat besteht.

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4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass das Ammoniumsulfid und das Diammonium ~ hydrogen phosphat in einer Proportion von im wesentlichen 9o Gew.-% Ammoniumsulfid und im wesentlichen 1o Gew.-% Diammoniumhydrogenphosphat stehen.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass das zellulosische Papiermaterialein vollkommen gebleichtes Kraftpapier mit einer Dichte von etwa 2o,38 kg (45 pound) und einer Dicke von etwa o,1o2 mm (o,oo4 inch) bis etwa o,152 mm (0,006 inch) ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen aus beiden Vielzahlen von Lagen zellulosisches Papiermaterial sind, und dass die Länge der Mediumdurchlässe im wesentlichen das 2oo-fache der Höhe der Durchlassöffnungen beträgt.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Lagen von wenigstens einer der Vielzahlen von Lagen ein Metallfolienmaterial aufweisen.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Lage von der einen Vielzahl von Lagen eine Schicht aus zellulosischem Papier und eine Schicht aus Metallfolie aufweist, und die Länge der Mediumdurchlässe im Bereich vom im wesentlichen dem 125-fachen bis zum im wesentlichen 15o-fachen der Höhe der Durchlassöffnungen liegt.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet ,dass die eine Vielzahl von Lagen die Vielzahl von gewellten Lagen ist, wobei die Schicht aus zellulosischem

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   Papier auf einer Oberfläche der Schicht aus Metallfolie angeordnet ist und jede Lage der Vielzahl von gewellten Lagen weiter eine zweite Schicht aus zellulosischem Papier aufweist, die auf der gegenüberliegenden Oberfläche der Schicht aus Metallfolie angeordnet ist.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet ,dass dieeine Vielzahl von Lagen die Vielzahl von flachen Lagen ist, wobei die Schicht aus zellulosischem Papier auf einer Oberfläche der Schicht aus Metallfolie angeordnet ist und jede Lage dieser Vielzahl von flachen Lagen weiter eine zweite Schicht aus zellulosischem Papier auf der gegenüberliegenden Oberfläche der Schicht aus Metallfolie aufweist.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die ineinander geschichteten Lagen durch einen Neoprenkautschuk-Klebstoff klebend miteinander verbunden sind.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 1 weiter gekennzeichnet durch eine Nabe, wobei die Vielzahlen von Lagen durch gleichzeitiges Aufwickeln der betreffenden und ausgerichteten Streifen aus dem gewellten und dem flachen Schichtmaterial auf und um die Nabe gebildet werden, wobei das Medium in einem ringförmigen Bereich, der sich nach aussen von der Nabe erstreckt, angeordnet ist und die Seitenkanten von wenigstens einem der abwechselnden Streifen die betreffenden, einander gegenüberliegenden endseitigen Stirnflächen des gewickelten Mediums bilden, ein kreisförmiges Metallband, das das Medium umfasst und es in seiner gewickelten Anordnung hält, und eine Vielzahl von im Winkel voneinander in Abstand liegenden

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    Metallspeichen, die sich radial erstrecken und an der Nabe und dem ringförmigen Metallband an jeder Stirnfläche des Mediums befestigt sind, wobei jede Speiche in einer angepassten radialen Nut in der zugehörigen Stirnfläche angeordnet ist, so dass die freien Oberflächen der Speichen in der Ebene der zugehörigen Mediumstirnfläche liegen.
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Stirnflächen eine Beschichtung aus Neoprenkautschuk besitzt.
14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 12 weiter gekennzeichnet durch wenigstens einen zusätzlichen ringförmiaen Medienbereich, wobei jeder ringförmige Medienbereich von einem ringförmigen Metallband umfasst und getragen ist und durch spiralförmiges Aufwickeln zusätzlicher Streifen aus dem gewellten und dem flachen Schichtmaterial auf und um das eine ringförmige Metallband, das den nächsten innersten Mediumbereich umfasst, gebildet wird, wobei die betreffenden Breiten der ringförmigen Metallbänder und der zusätzlichen Streifen aus gewelltem und flachem Schichtmaterial die gleichen wie die Breiten der ersten Streifen aus dem gewellten und flachen Schichtmaterial sind, und die Seitenkanten der ringförmigen Bänder und wenigstens abwechselnde Teile der zusätzlichen Streifen aus dem gewellten und dem flachen Schichtmaterial zusammen radiale Verlängerungen der betreffenden, einander gegenüberliegenden Stirnflächen des Mediums darstellen, wobei die Vielzahl von Metallstreifen sich über alle ringförmigen Metallbänder erstreckt und an diese befestigt ist, während die Speichen in betreffenden angepassten Nuten der zusätzlichen ringförmigen Medienbereiche angeordnet sind.

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15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , dass die Streifen aus gewelltem und flachem Schichtmaterial die betreffenden Schichten aus einer einseitig beschichteten Wellpappe sind und jeweils vollkommen gebleichtes Kraftpapier mib einer Dichte von 2o,38 kg und einer Dicke von etwa o,1o2 mm (o,oo4 inch) bis etwa o,152 mm (o,oo6 inch) darstellen, wobei das Kraftpapier aus im wesentlichen 84 Gew.-% Papierfasern und im wesentlichen 16 Gew.-% Ammoniumsulfid und Diammoniumhydrogenphosphat besteht, wobei das Ammoniumsulfid und das Diammoniumhydrogenphosphat in einem Verhältnis von im wesentlichen 9o Gew.-% Ammoniumsulfid und im wesentlichen 1o Gew.-% Diammoniumhydorgenphosphat stehen.
16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , dass die Windungen der aufgewickelten, einseitig beschichteten Wellpappe durch einen Neoprenkautschuk-Klebstoff klebend miteinander verbunden sind.
17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , dass gleichzeitig mit wenigstens einigen der Umwindungen der aufgewickelten, einseitig beschichteten Wellpappe eine Metallfolie spiralförmig aufgewickelt wird.
18. 18. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , dass die Materialstreifen einen Streifen aus Metallfolie enthalten, und dass jede Speiche klebend mit der Metallfolie in der aufgewickelten Anordnung auf der Nabe verbunden ist.
19. 19. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahlen ·νοη Lagen durch gleichzeitiges Wickeln entsprechender Streifen aus gewellter Metallfolie,

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    flacher Metallfolie und zellulosischem Papier auf und um die Nabe gebildet werden, wobei wenigstens die Streifen aus gewellter und flacher Metallfolie die gleichen Breiten zwischen ihren betreffenden Seitenkanten haben und zueinander ausgerichtet sind, so dass die Seitenkanten dieser Streifen die einander gegenüber liegenden Stirnflächen des gewickelten Mediums bilden.
20. 20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , dass die Breite des Papiers kleiner als die Breite der gewellten und flachen Metallfolie ist, und das Papier auf letzteren zentral angeordnet ist, so dass die gegenüberliegenden Stirnflächen des Mediums nur durch die Seitenkanten der gewellten und flachen Metallfolie gebildet werden.
21. 21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , dass das zellulosische Papier zwei Streifen umfasst, die auf den gegenüberliegenden Oberflächen des einen der Metallfolienstreifen angeordnet sind, wobei jeder Papierstreifen eine Dicke von etwa o,1o2 mm (o,oo4 inch) bis etwa o,152 mm (0,006 inch) hat.
22. 22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet , dass die Metallfolie eine Aluminiumfolie mit einer Dicke von etwa o,o76 mm (o,oo3 inch) und das zellulosische Papier ein Kraftpapier mit einer Dichte von im wesentlichen 2o,38 kg (45 pound) ist, wobei das Kraftpapier aus im wesentlichen 84 Gew.-% Papierfasern und im wesentlichen 16 Gew.-% Ammoniumsulfid und Diammoniumhydrogenphosphat besteht, worin das Ammoniumsulfid und das Diammoniumhydrogenphosphat in einem Verhältnis von im wesentlichen 9o Gew.-% Ammoniumsulfid und im wesentlichen 1o Gew.-% Diammoniumhydrogenphosphat stehen.

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23. 23. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet , dass die Metallfolie aus Edelstahl mit einer Dicke von etwa o,o51 mm (o,oo2 inch) besteht und das zellulosische Papier ein Kraftpapier mit einer Dichte von im wesentlichen 2o,38 kg ist, das sich aus im wesentlichen 84 Gew.-% Papierfasern und im wesentlichen 16 Gew.-% Ammoniumsulfid und Diammoniumhydrogenphosphat zusammensetzt, wobei das Ammoniumsulfid und das Diammoniumhydrogen-phosphat in einem Verhältnis von im wesentlichen 9o Gew.-% Ammoniumsulfid und im wesentlichen 1o Gew.-% Diammoniumhydrogen-. phosphat stehen.
24. 24. Zuführsystem für aufbereitete Luft mit einem Austauschrad für die Gesamtenergie, das drehbar einen Luftzuführschacht, der von der Aussenatmosphäre in einen Raum oder dergleichen führt,und einen parallen benachbarten Luftaustrittsschacht, der vom Raum zur Aussenatmosphäre führt, überspannt, gekennzeichnet durch ein Medium für das Rad, welches parallele rohrförmige und zu den Luftströmen ausgerichtete Durchlässe bildet, damit Luft durch das Rad hindurchtreten kann, wobei der Durchmesser von jedem Durchlass nicht weniger als im wesentlichen 1,39 mm (o,o55 inch) und nicht mehr als im wesentlichen 3,o5 mm (o,12 inch) beträgt, während die Länge der Durchlässe im Bereich von im wesentlichen dem 1oo-fachen. bis im wesentlichen dem 4oo-fachen des Durchlassdurchmessers liegt, und weiter dadurch gekennzeichnet, dass das Medium ein zellulosisches Papiermaterial aufweist, das im wesentlichen aus 84 Gew.-% Papierfasern und im wesentlichen 16 Gew.-% Ammoniumsulfid und Diammoniumhydrogenphosphat besteht, wobei die Temperatur-und Feuchtigkeitsverhältnisse der im Raum über das Medium erhaltenen Luft in einem anderen als geradlinigen Zusammenhang zu den Temperatur- und Feuchtigkeitsverhältnissen der Aussenatmosphäre und der Raumluft stehen, wenn in einem

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    - 4ο -

    Temperaturfeuchtigkeitsdiagranun eingetragen.
25. 25. System nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet , dass das Medium weiter ein Vielzahl von gewellten Metallfolienstreifen aufweist, die mit flachen Metallfolienstreifen zusammengeschichtet sind, wobei das Papier in Form einer Vielzahl von Papierstreifen verschichtet mit den gewellten und flachen Metallfolienstreifen vorliegt und die Wellungen der gewellten Metallfolienstreifen zusammen mit den betreffenden, benachbarten flachen Streifen die Durchlässe definieren, wobei die Höhe der Wellungen zwischen im wesentlichen 1,39 mm (o,o55 inch) und im wesentlichen 1,65 mm (o,o65 inch) liegt und die Länge der Durchlässe im wesentlichen das 12i5-fache bis 15o-fache der Höhe der Wellungen beträgt.
26. 26. System nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet , dass die Höhe der Wellungen im wesentlichen 1,52 mm (0,06 inch) und die Länge der Durchlässe im wesentlichen 2o,32 cm (8 inch) beträgt.
27. 27. System nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet , dass das Medium eine spiralförmig aufgewickelte, einseitig beschichtete Wellpappe aufweist, deren Wellungen die Durchlässe definieren, wobei die Höhe der Wellungen im wesentlichen 2,54 mm (o,1o indh) und die Länge der Durchlässe im wesentlichen 5o,8 cm (2o inch) betragen.
28. 28. Verfahren zum Herstellen eines Gesamtenergie-Austauschmediums, dadurch gekennzeichnet , dass man auf eine Nabe betreffende Streifοι aus gewelltem und flachem Schichtmaterial spiralförmig aufwickelt und befestigt, wobei sich die Wellungen des gewellten Schichtmaterials in Richtung der

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    Breite der Streifen erstrecken, und die Länge der Wellungen im Bereich von im wesentlichen dem loo-fachen bis im wesentlichen dem 4oo-fachen der Wellungshöhe liegt, und die betreffenden Seitenkanten der aufgewickelten Streifen die einander gegenüberliegenden endseitigen Stirnflächen des Mediums bilden, und dass man danach in die Stirnflächen einen verflüssigten und trockenbaren Neoprenkautschuk einsprüht.

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