DE3103513A1

DE3103513A1 - Regenerativ - waermeuebertrager

Info

Publication number: DE3103513A1
Application number: DE19813103513
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: MITRA GABRIELE
Current assignee: MITRA GABRIELE
Priority date: 1981-02-03
Filing date: 1981-02-03
Publication date: 1982-08-26

Description

Regenerativ - Wärmeübertrager
Die Erfindung betrifft einen Regenerativ-Wärmeübertrager mit flüssigem Speichermedium zur Wärme- und Feuchtigkeitsrückgewinnung aus Abluft- oder Abgasströmen,sowie zur gleichzeitigen Reinigung der Luft.
Die Notwendigkeit der Energieeinsparung hat dazu geführt,daß in Klima- und Belüftungsanlagen die in der Abluft enthaltene Wärme zur Erwärmung der Zuluft ausgenutzt wird.
Zu diesem Zweck werden Wärmeübertrager verschiedener Systeme eingesetzt.
Bei rekuperativen Wärmeübertragern sind die Luftströme untereinander durch Wände getrennt,so daß lediglich Wärme,jedoch keine Feuchtigkeit,von einem zum anderen Luftstrom übertragen werden kann.
In Klimaanlagen ist es jedoch vorteilhaft,daß außer der Wärme auch die in der Abluft enthaltene Feuchtigkeit auf den Frischluftstrom übertragen wird.Dadurch wird ein Teil der zur Luftbefeuchtung notwendigen Energie eingespart.
Für diesen Zweck sind Regenerativ-Wärmeübertrager bekannt.
Diese enthalten eine feste Speichersubstanz (Metall,Asbest,o.ä.), die vom Abluftstrom erwärmt wird.Durch Drehung des Speicherrotors wird der erwärmte Teil in den Frischluftstrom geführt und überträgt hier die gespeicherte Wärme.Der Rotor kann mit einer hygroskopischen Masse (z.B.Lithiumchlorid) beschichtet sein.Durch sie kann ein Teil der in der Abluft enthaltenen Feuchtigkeit aufgenommen und anschließend an die Frischluft abgegeben werden.
Ein Nachteil derartiger Wärmeübertrager besteht darin,daß die Luftströme nicht in exaktem Gegenstrom geführt werden,was sich auf den Wirkungsgrad ungünstig auswirkt.Ein weiterer Nachteil dieser als selbstreinigend bezeichneten Geräte besteht darin, daß die aus der Abluft abgelagerten Schmutzteilchen auf den Frischluftstrom übertragen werden können.
Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht,die beschriebenen Nachteile zu verhindern,wobei die Vorteile der Wärme- und Feuchtigkeitsübertragung erhalten bleiben.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet,daß zur Wärmeübertragung statt eines festen Stoffes eine Flüssigkeit benutzt wird,die zwei hintereinander geschaltete Rieselwärmeübertrager durchströmt.Der besondere Vorteil dieser Anordnung besteht darin,daß zur Wärmeübertragung das Gegenstromprinzip angewendet wird,wodurch optimale Temperaturdifferenzen zwischen Frisch- und Abluft erreichbar sind.
Bei entsprechend tiefem Gefrierpunkt der Flüssigkeit ist es weiterhin möglich,auch bei tiefsten Außentemperaturen den Wärmeinhalt der Abluft voll auszunutzen.
Als Wärmeübertragungsflüssigkeit mit tiefem Gefrierpunkt sind Mischungen von Wasser mit Glykol oder wässerige Lösungen von Salzen,wie Natriumchlorid,Calciumchlorid ,Lithiumchlorid,Natriumhydroxyd oder ähnlichen,einsetzbar.Der Gefrierpunkt dieser Gemische oder Lösungen ist durch das Mischungsverhältnis beliebig einstellbar.
Salzlösungen sind als Übertragungsflüssigkeit vorzuziehen,weil außer Wasser keine verdampfbaren Bestandteile in den Luftstrom gelangen können.Durch Mischung verschiedener Salzlösungen (z.B. Natrium- und Calciumchlorid) läßt sich nicht nur der Gefrierpunkt der Lösung beeinflussen,sondern auch der Wasserdampf-Partialdruck.Hierduch wird die Wasseraufnahme der erwärmten Frischluft (zB.50% rel.Feuchte bei 210 C) festgelegt.
Die beim Abkühlen der Abluft aus dieser kondensierende Feuchtigkeit wird von der Flüssigkeit aufgenommen und beim Erwärmen auf die Frischluft übertragen.
Ein weiterer,wesentlicher Vorteil besteht darin,daß die zugeführte Frischluft intensiv ausgewaschen wird und von Staub und sonstigen Schwebstoffen gesäubert wird.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin,daß die von der Flüssigkeit aufgenommenen Partikel durch Feinfilter,die in den Flüssigkeitsumlauf geschaltet werden ,ausgeschieden werden.
Durch die verhältnismäßig kleinen Flüssigkeitsfilter können die großflächigen und voluminösen Luftfilter ersetzt werden.
Insgesamt wird somit,außer der Wärme- und Feuchtigkeitsübertragung, auch eine intensive Reinigung der Frischluft erreicht.
Aufbau und Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung 1 dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben: Die dargestellte Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse (1) mit rundem, rechteckigem oder quadratischem Querschnitt.
In diesem Gehäuse sind Kontaktkörper (2) eingebaut.Diese Kontaktkörper bestehen aus Füllkörpern,die in vielfältigen Formen bekannt sind oder aus ebenfalls bekannten Reiseleinbauten.
Zur gleichmäßigen Verteilung der Flüssigkeit auf die Kontaktkörper dient,wie dargestellt,ein Verteilerboden (3),eine Sprühvorrichtung oder eine ähnliche Verteilungseinrichtung.Um ein Mitreißen von Flüssigkeitstropfen im Luftstrom zu vermeiden,sind über den Verteilerböden (3)Sprühabscheider (4) eingebaut.
Die zur Wärmeübertragung dienende Flüssigkeit wird aus dem unteren Teil des Geräts von der Pumpe (10) angesaugt und über die Rohrleitung (11) auf den oberen Verteilerboden gefördert.Von hier rieselt sie über den oberen Kontaktkörper im Gegenstrom zur Abluft nach unten.Durch das Sammelrohr (14) gelangt die Flüssigkeit über eine Tauchtasse auf den unteren Verteilerboden (3),von wo sie über den unteren Kontaktkörper (2) nach unten fließt.
Die durch den Stutzen (5) eintretende Außenluft strömt im Gegenstrom zur Flüssigkeit durch den Kontaktkörper und tritt am Stutzen (6) aus.
Die Flüssigkeit nimmt im oberen Teil der Vorrichtung Wärme und Feuchtigkeit aus der entgegenströmenden Abluft auf,wobei sie sich erwärmt.flie abgekühlte Fortluft wird bei (8) ins Freie geblasen.
Die kalte Außenluft nimmt beim Durchströmen des unteren Kontaktkörpers Wärme und Feuchtigkeit aus der entgegenrieselnden Flüssigkeit auf.Hierbei werden auch die in der Luft befindlichen Schwebstoffe ausgewaschen.Die in der Flüssigkeit mitgeführten Partikel werden im Filter (9) ausgeschieden.Die Filtervorrichtung besteht zweckmäßigerweise aus zwei umschaltbaren Einheiten,so daß die Filter ohne Betriebsunterbrechung gereinigt werden können.
Zur optimalen Anpassung des Wirkungsgrades bei wechselnden Temperaturen und Wärmemengen dient eine Regeleinrichtung.
Das Regelventil (13) wird vom Temperaturregler (12) derart beeinflußt,daß zwischen der Außenlufttemperatur und der Flüssigkeitstemperatur eine einstellbare Temperaturdifferenz von beispielsweise 20C aufrechterhalten wird.Der Temperaturfühler (15) erfaßt die Außenlufttemperatur'während der Temperaturfühler (16) von der Flüssigkeitstemperatur beeinflußt wird.Die erreichbare minimale Temperaturdifferenz hängt von der Größe der Kontaktflächen,d.h.
der zur Verfügung stehenden Wärmeübertragungsfläche,ab.
Die Erfindung ist nicht auf die Merkmale des dargestellten Ausführungsbeispiels beschränkt,vielmehr können Xnderungen vorgenommen werden,ohne daß dadurch vom grundsätzlichen Erfindungsgedanken abgewichen wird.
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Claims

Patentansprüche 5Regenerativ - Gegenstromwärmeübertrager zur Wärme- und Feuchtigkeitsübertragung zwischen zwei Luft- oder Gasströmen, dadurch gekennzeichnet,daß als wärmeaufnehmendes und -abgebendes Medium eine Flüssigkeit,vornehmlich eine Salzlösung benutzt wird, deren Gefrierpunkt unter der tiefsten Außentemperatur liegt und deren Wasserdampf-Partialdruck entsprechend der gewünschten relativen Feuchte in der aufgewärmten Luft eingestellt ist.
2.Regenerativ - Gegenstromwärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die in der Flüssigkeit durch Auswaschen der Luft enthaltenen Partikel durch ein Filter ausgeschieden werden.
3.Regenerativ - Gegenstromwärmeübertrager nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet,daß zur Regelung der Umwälzmenge ein Differenz-Temperaturregler (12) eingesetzt wird,der die Umwälzmenge in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz von Umluft (15) und Flüssigkeit (16) regelt.