DE3417618A1

DE3417618A1 - Waermerueckgewinnungsanlage

Info

Publication number: DE3417618A1
Application number: DE19843417618
Authority: DE
Inventors: Eberhard 8930 Schwabmünchen Friebe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-05-11
Filing date: 1984-05-11
Publication date: 1985-11-21

Description

Wärmerückgewinnungsanlage

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Wärmerückgewinnungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. IO

Bekannt sind Wärmerückgewinnungsanlagen, die im Kreisverbundsystem arbeiten. Dabei ist abluftseitig und frischluftseitig je ein Wärmetauscher vorgesehen, die mit einer Vor- und Rücklaufrohrleitung miteinander verbunden sind, durch die mittels einer Umwälzpumpe eine Wärmeträgerflüssigkeit, beispielsweise Wasser, Wasserglykolgemisch oder Sole gepumpt wird. Hierbei wird der Abluft Wärme entzogen und die zugeführte Frischluft mit dieser Wärme erwärmt. Der 'Frischluftwärmetauscher' ist dabei in der Regel aus Kupferröhren mit Aluminiumlamellen aufgebaut, während der Abluftwärmetauscher aus einem oder mehreren glatten Rohrbündeln oder Rohrsträngen besteht. Die. Vorteile des Kreisverbundsystems bestehen in den relativ niedrigen Investitionskosten, es tritt kein Verschmutzen des Abluftwärmetauschers bei Taupunktunterschreitung auf, da durch Abtropfen des Kondensats eine Selbstreinigung der glatten Rohre erfolgt. Ein guter Wirkungsgrad läßt sich jedoch nur bei einer verhältnismäßig hohen Temperaturdifferenz zwischen Frischluft und Abluft erzielen.

Bekannt für eine Wärmerückgewinnung sind ferner sogenannte Thermotwin-Heatpipes, nachstehend TH-Rohre genannt. Diese bestehen aus Rohren mit direkt angewalzten Lamellen. Innerhalb eines vakuumdicht verschlossenen Rohres befindet sich ein Kältemittel, z.B. R 12 oder R 200, das durch Verdampfen an der durch warme Abluft angewärmten Hälfte und durch Kondensieren an der durch frische Zuluft gekühl-

*■ ten Hälfte des Rohres ständig Wärme von der einen Seite auf die andere überträgt. Eine geringe Neigung der TH-Rohre zum warmen Ende, hin unterstützt den Rückfluß des Kondensats durch Schuerkraft. Neben der durch Kondensieren des Kältemittels freiwerdenden Wärme erfolgt noch eine direkte Wärmeübertragung, da das bereits kondensierte Kältemittel durch die Frischluft noch weiter abgekühlt wird, was ebenfalls zur Erwärmung der Frischluft beiträgt. Ein Wärmetauscher ergibt sich dadurch, daß die "kalte Hälfte"

¹^ im Abluftschacht getrennt von der im Zuluftschacht befindlichen "warmen Hälfte" angeordnet ist. Mehrere TH-Rohre können parallel oder hintereinander zu einem Wärmetauscher oder Heizkörper zusammengesetzt werden. Vorteilhaft bei dieser Wärmerückgewinnung sind die geringen Betriebskosten

¹^ und ein guter Wirkungsgrad aufgrund der an den TH-Rohren direkt angewalzten Lamellen. Nachteilig sind jedoch die relativ hohen Investitionskosten aufgrund teilweise aufwendiger Kanalsysteme sowie eine Verschmutzung der abluftseitigen Lamellen bei der gewünschten Taupunktunterschr¹ L-tung der Abluft, was wiederum zur Verschlechterung des Wirkungsgrades führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wärmerückgewinnungsanlage mit hohem Wirkungsgrad auch bei kleiner Temperaturdifferenz bei geringen Investitionskosten und Selbstreinigung anzugeben.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Wärmerückgewinnungsanlage mit den Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruchs 1.

Die erfindungsgemäße Wärmerückgewinnungsanlage macht einmal von den TH-Rohren und den damit verbundenen guter. Wirkungsgrad Gebrauch, wobei jedoch nur die "warme Hälfte" derselben erforderlich ist, d.h. es werden nur kürzere TH-Rohre benötigt. Zum anderen wird auf der Abluftseite

die Verschmutzung der Lamellen vermieden.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wärmerückgewinnungsanlage wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, die schematisch den Aufbau wiedergibt.

In einem Abluftkanal oder -schacht 10 ist ein Abluftwärme- IQ tauscher 12 angeordnet, der aus vornehmlich glatten Kupferoder Aluminiumrohren 14 besteht, die zueinander parallel gelegt sind. Alternativ dazu kommt auch eine Schlange in Frage. Die Rohre 14 sind an der warmen Seite, d.h. am Eintritt der warmen Abluft mit einer Rückleitung 16 verbunden, in die eine Umwälzpumpe 18 eingefügt ist. über die Umwälzpumpe 18 wird eine Wärmeübertragungsflüssigkeit, vorzugsweise Sole,über ein 4-Wege-Mischventil 22 und eine Leitung 26 zu einem Solebehälter 40 geleitet, der praktisch vollkommen mit Sole gefüllt ist. Vorzugsweise vom _nr. Boden des Solebehälters 40 geht eine Leitung 28 zum 4-Wege-Mischventil 22 und von dort als Rückführleitung 20 zu der kalten Seite des Abluftwärmetauschers 12. In eine oder mehrere der Leitungen 16, 20, 26, 28 können Soletemperaturanzeiger 24 eingefügt sein.

Von besonderer Bedeutung für die Erfindung ist die Ausgestaltung des Frischluftwärmetauschers 32, der im Schacht für die zuzuführende Frischluft angeordnet ist. Der Zuluftwärmetauscher 32 besteht aus einem oder vorzugsweise meh- _.. reren annähernd senkrecht stehenden TH-Rohren 34 mit an-

gewalzten Lamellen, wobei die unteren Enden der TH-Rohre in den Solebehälter 40 eintauchen. Die kalte Frischluft kann gegebenenfalls über einen Ventilator 36 dem Zuluftwärmetauscher 32 zugeführt werden.

Das 4-Wege-Mischventil 22 kann von Hand einstellbar sein oder aber temperaturabhängig geregelt werden.

Im Betrieb erwärmt die durch den Abluftkanal strömende wärme Abluft über den Abluftwärmetauscher 12 die Sole in den Rohren 14 und kühlt sich dabei ab. Die erwärmte Sole

wird ganz oder teilweise je nach Einstellung des 4-Wege-5

Mischventils dem Solebehälter 40 über die Umwälzpumpe

zugeführt. Die in den Solebehälter 40 fließende warme Sole erwärmt die in die Sole eintauchenden Enden der TH-Rohre 34, so daß das darin befindliche flüssige Kältemittel verdampft und in den TH-Rohren 34 hochsteigt. 10

Die zugeführte kalte Frischluft streicht durch die Lamellen und an den TH-Rohren 34 entlang, kühlt diese ab, wodurch das verdampfte Kältemittel kondensiert und nach unten zurückfließt. Die dabei abgegebene Wärme erhöht die

Temperatur der Frischluft, die den Zuluftwärmetauscher verläßt.

Zwischen den eintauchenden Enden der TH-Rohre 34 können Umleitungswände 38 vorgesehen sein, die das Umspülen der

eingetauchten Enden der TH-Rohre 34 durch die Sole verbessern. Ferner wird bevorzugt die Anordnung so getroffen, daß das TH-Rohr am Einlaß der warmen Sole am nächsten zum Ausgang des Zuluftwärmetauschers 32 angeordnet ist, während Sole mit der niedrigsten Temperatur dasjenige TH-Rohr 34 umspült, das am Eingang des Zuluftwärmetauschers 32 angeordnet ist.

Obwohl beim Ausführungsbeispiel von einem Abluftwärmetauscher 12 gesprochen wird, kann die Erwärmung der Sole in

den Kupferrohren 14 auch an jeder anderen möglichen Stelle der Umgebung, einer beliebigen Abwärmequelle oder dergleichen entzogen werden. Da im Gegensatz zu dem Wärmetauscher, der nur mit TH-Rohren arbeitet keine enge Zuordnung zwischen Abluftkanal und Frischluftkanal erforderlich ist, können zusätzliche Kanäle eingespart werden. Die Betriebskosten sind gering, da die Umwälzpumpe beispielsweise nur einen Energieverbrauch von 40 Wh hat. Der Wirkungsgrad

wird vor allem durch den Zuluftwärmetäuscher 32 bestimmt, so daß sich gute Werte erreichen lassen. Andererseits kann keine Verschmutzung des Abluftwärmetauschers auftreten, da dieser aus glatten Rohren und nicht mit Lamellen versehen aufgebaut ist. Anstelle der TH-Rohre sind auch andere mit ■ Lamellen versehene und ein Kühlmittel enthaltende Rohre oder Körper einsetzbar.

Claims

DIPL.-ING. KURT KAHLER

D - 8931 WALKERTSHOFEN

Ralffeisenstraße 4

Telefon (0 82 39) 3 41 Telex 05-29 380 Telekopierer (089) 22 28 62

Postscheckkonto München177943-801

11. Mai 1984 Fr 1414

Eberhard Friebe

Schmiedgasse 12, 8930 Schwabmünchen

Wärmerückgewinnungsanlage

Patentansprüche 20

M Λ Wärmerückgewinnungsanlage mit Kreisverbundsystem, gekennzeichnet durch die Kombination eines Abwärme aufnehmenden aus glatten Rohren bestehenden Wärmetauschers (12), der über Vor- und Rückleitungen mit einem wärme abgebenden Wärmetauscher (32) verbunden ist, der aus mindestens einem auf der Außenseite mit Lamellen versehenen und im Inneren ein verdampfbares Kühlmittel enthaltenden Rohr (34) besteht, dessen eines Ende in eine Wärmeträgerflüssigkeit in einem Behälter (40) eintaucht, der mit der Vor- und Rückleitung (16, 20) verbunden ist.
2. Wärmerückgewinnungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Rohre (34) des Wärme abgebenden Wärmetauschers (32) annähernd senkrecht stehen und ihre unteren Enden in den Behälter (40) eintauchen .
3- Wärmerückgewinnungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß im Leitungssystem eine Umwälzpumpe 08)angeordnet ist.
4. Wärmerückgewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3| dadurch gekennzeichnet , daß die Vor- und Rückleitung (16, 26; 20, 28) über ein Mischventil (22) geführt sind.
5. Wärmerückgewinnungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Mischventil ein 4-Wege-Mischventil (22) ist.
6. Wärmerückgewinnungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Wärme aufnehmende Wärmetauscher aus mehreren glatten Rohren (14) besteht, deren Enden gemeinsam miteinander verbunden sind.

*^
7. Wärmerückgewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Abwärme aufnehmende Wärmetauscher (I2)aus einer glatten Rohrschlange besteht, deren Enden mit der Vor- und Rückleitung

verbunden sind.
25

8. Wärmerückgewinnungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß im wärme abgebenden Wärmetauscher (32) mehrere Rohre (34) in Richtung zugeführter Frischluft hintereinander angeordnet sind und daß die Vor- und Rückleitung derart an den Behälter (40) angeschlossen ist, daß dem Rohr (34) am ausgangsseitigen Ende des Wärme abgebenden Wärmetauschers (32) die Sole mit der höchsten Temperatur zugeführt wird, während das Rohr (34) an der Eingangsseite des Wärme abgebenden Wärmetauschers (32) mit Sole der niedrigsten Temperatur umspült wird, bevor diese in die Rückleitung (28) eintritt.

9. Wärmerückgewinnungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet., daß der Abwärme aufnehmende Wärmetauscher (12) ein Abluftwärme-

c tauscher und der Wärme abgebende Wärmetauscher (32) ein Zuluftwärmetauscher ist.

10. Wärmerückgewinnungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß

-₀ die Wärmeträgerflüssigkeit Wasser ein Wasserglykolgemisch oder eine Sole ist.

11. Wärmerückgewinnungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß

.,. das Mischventil (22) temperaturabhängig einstellbar oder Io

regelbar ist.

12. Wärmerückgewinnungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß in eine oder mehrere der Vor- und Rückleitungen Temperaturanzeiger (24) eingefügt sind.