DE4230604A1 - Wärmetauscheraggregat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Wärmetauscheraggregat zur Versorgung eines Luftführungssystems mit insbesondere Frischluft, wobei eine Tauschereinheit an einen Luftfüh­ rungskanal angeschlossen ist.

Der Einsatz von Wärmetauscheraggregaten in Luftführungs­ systemen ist seit langem bekannt und wird in vielfältiger Form und Ausführung verwirklicht. Dabei wird über das Luftführungssystem mittels des Wärmetauschers nicht nur Warmluft, sondern auch Kaltluft, je nach Wunsch, entspre­ chenden Räumen zugeführt. Dies gilt für Büros oder auch Industriehallen, aber auch für private Wohnräume.

Bislang ist in der Regel für ein Luftführungssystem ein relativ teures und aufwendiges Tauscheraggregat vorge­ sehen, welches möglichst dort angeordnet ist, wo es am we­ nigsten stört. D.h., es steht in Kellerräumen, auf Speichern od. dgl., aber nie dort, wo tatsächlich Frischluft oder Warmluft benötigt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wärmetauscheraggregat zu entwickeln, bei dem der Energiebe­ darf minimiert wird, und das sich hervorragend zum An­ schluß an ein Luftführungssystem eignet.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß die Tauschereinheit von einem Teilgehäuse umgeben ist, dessen Wände zumindest teilweise wiederum von Ummantelungen umgeben sind, welche mit den Wänden zumindest einen Strömungsschacht ausbilden.

Durch diese Ummantelung mit dem Strömungsschacht wird er­ reicht, daß eine Selbstkühlung der Tauschereinheit statt­ findet. Durch die Wärmeunterschiede zwischen den Wänden des Teilgehäuses und der Ummantelung entsteht in dem Strömungsschacht eine Luftströmung, welche zur Abkühlung des Teilgehäuses führt. Aus diesem Grunde ist es auch mög­ lich, die Tauschereinheit beispielsweise an einer Außen­ wand eines Gebäudes anzubringen, auch wenn diese Außen­ wand der Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist. Die einfallen­ de Sonne kann infolge der Luftströmung in den Strömungs­ schächten nicht zu einer Temperaturerhöhung des Teilge­ häuses führen, so daß auch keine höhere Energie zum tiefe­ ren Kühlen des Tauschermediums in der Tauschereinheit not­ wendig ist.

Dadurch wird wiederum die Möglichkeit eröffnet, ein Wärme­ tauscheraggregat dort anzubringen, wo eine entsprechende Kühlluft tatsächlich benötigt wird. D.h., die Kühlluft muß nicht über weite Wege zu einem Luftauslaß geführt werden, wodurch wiederum eine Energieeinsparung stattfindet.

Das vorliegende erfindungsgemäße Wärmetauscheraggregat wird im Augenblick zum Kühlen eines Lackierraumes verwendet. In dem Lackierraum steht ein Lackierofen, welcher sehr hohe Wärme abgibt. Auch beim Lackieren selbst wird viel Wärme an die umgebende Raumluft übertragen. Zum Kühlen dieses Lackierraumes werden im Augenblick zwei Wärmepumpen mit je 2 KW verwendet, welche in dem Raum eine konstante Temperatur von 22°C aufrechterhalten.

Im Gegensatz dazu geschah bislang die Kühlung dieses Raumes mit einem Wärmetauscheraggregat weit entfernt, wobei zum Kühlen auf die gleiche Temperatur etwa 30 bis 40 KW benötigt wurden. Dies ergibt eine Energieeinsparung, wobei nur noch etwa ein Zehntel der bisherigen Energie benutzt werden muß.

Da die Wärmetauscheraggregate ferner dort angebracht wer­ den, wo sie auch tatsächlich benötigt werden, sind keine unnötig langen Kanäle mit Brandschutzklappen, Schalldämp­ fern usw. mehr notwendig. Abgesehen davon, daß dann die Anlage preisgünstiger ist, kann die gesamte Anordnung auch umweltfreundlich ausgelegt werden. Durch den Wegfall der Schalldämpfer fallen auch die in den Schalldämpfern vorhandenen Dämpfungsmaterialien wie Glas- oder Steinwolle weg, welche bei Abrieb lungengängige Partikel abgegeben haben. Hierdurch wird einer Gesundheitsvorsorge für das Personal Rechnung getragen.

Bevorzugt sind die Wände des Teilgehäuses um die Tauscher­ einheit bereits isoliert, wobei die Wände selbst aus isolierendem Material bestehen können oder mit einem Isoliermaterial belegt sind. D.h., daß durch die Strö­ mungsschächte lediglich eine direkte Sonneneinstrahlung unwirksam gemacht wird, die eigentliche Isolierung geschieht durch die Wände selbst. In der Praxis kombinie­ ren sich allerdings beide Wirkungen.

Der Einfachheit halber ist die Ummantelung selbst jeweils U-förmig ausgebildet, wobei an eine Deckplatte zwei Sei­ tenleisten anschließen und diese Ummantelung dann auf die entsprechenden Wände des Teilgehäuses aufgesetzt ist. Sollte es gewünscht werden, so befinden sich zwischen den zwei Seitenleisten noch weitere Leisten, so daß dann die gesamte Ummantelung lamellenförmig ausgebildet ist.

Strömungstechnisch kann es sich ferner als günstig erwei­ sen, wenn der Strömungsschacht von einem Einlaß zu einem Auslaß trichterförmig ausgebildet ist, so daß hier ein eher düsenartiger Effekt entsteht.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung schließt an den Luftführungskanal zumindest ein Quellaus­ laß an. Hier bieten sich viele Formen von Quellauslässen an. Beispielsweise ist an eine Rundform, Halbrundform oder eckige Form gedacht. Sollte sich der Quellauslaß in einer Ecke befinden, so kann auch eine querschnittlich etwa dreiecksförmige Form gewählt werden. Anwendbar ist die Er­ findung vor allem auch auf Sockelquellauslässe.

Der Anschluß an einen Quellauslaß hat den Vorteil, daß in einem Raum keine Zugerscheinungen vorkommen. Dem Raum kann laufend Frischluft zugeführt werden, wobei ein Wegdrücken der bereits verbrauchten Luft erfolgt. Bei einem Sockel­ quellauslaß tritt die frische, kältere Luft im Bodenbe­ reich aus, während die erwärmte und schlechte Luft nach oben steigt. Dort wird dann die Abluft abgeführt. Das be­ deutet aber, daß das beschäftigte Personal sich immer in der Zone mit der Frischluft befindet und keinen Schadstoffe ausgesetzt ist.

Sofern das Wärmetauscheraggregat aus einem Tauscherteil und einem getrennt davon angeordneten Pumpenteil besteht, was im übrigen bevorzugt wird, da das Pumpenteil Wärme ab­ gibt, soll sich das Pumpenteil unterhalb des Tauscherteils befinden, so daß es von dem Tauscherteil beschattet wird. Hierdurch wird eine Erwärmung des Pumpenteils infolge von Sonneneinstrahlung ebenfalls vermieden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzug­ ter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Wärmetauscheraggregat;

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Wärmetauscheraggregat gem. Fig. 1 entlang Linie II-II in Gebrauchslage an einer Hauswand mit Anschluß an einen Quellauslaß.

Ein erfindungsgemäßes Wärmetauscheraggregat R gem. Fig. 1 weist ein Tauscherteil 1 und ein Pumpenteil 2 auf. Tau­ scherteil 1 und Pumpenteil 2 sind über eine Vorlauf- und eine Rücklaufleitung 3 und 4 miteinander verbunden.

Das Pumpenteil 2 besitzt in einem Gehäuse 5 eine Pumpe 6 sowie eine Einheit 7 zum Entziehen der Wärme aus der Vor­ laufleitung 3. D.h., der Vorlauf wird gekühlt, so daß ge­ kühltes Wärmetauschermedium zu dem Tauscherteil 1 geführt wird. Dort wird die Vorlaufleitung 3 in Tauscherschlangen 8 zwischen Lamellen 9 hindurchgeführt, was innerhalb einer Tauschereinheit 10 geschieht. Dabei geben die Tauscher­ schlangen 8 ihre relativ tiefen Temperaturen an einen Luftstrom ab, der durch die Pfeile 11 gekennzeichnet ist. Dieser Luftstrom wird dabei durch einen Ansaugventilator 12 aufrechterhalten bzw. unterstützt.

Nach Abgabe der relativ tiefen Temperaturen wird das Wär­ metauschermedium über den Rücklauf 4 zurück zur Pumpe 6 geführt, wo der Kreislauf von neuem beginnt.

Dem Gehäuse 5 des Pumpenteils 2 ist ein Lochblech 13 vorge­ setzt, so daß eine ausreichenden Innenbelüftung für das Pumpenteil 2 gewährleistet ist.

Die-Tauschereinheit 10 und der Ansaugventilator 12 sind von einem Teilgehäuse 14 umgeben, welches allerdings nach unten offen ist, damit der durch die Pfeile 11 angedeutete Luftstrom aufrecht erhalten werden kann. Das Teilgehäuse 14 umfängt jedoch die Tauschereinheit 10 und den Ansaugventilator 12 mit Seitenwänden 15 und 16, einer Stirnwand 17 sowie einer Deckplatte 18. Dabei bestehen die Seitenwände 15 und 16, die Stirnwand 17 und die Deckplatte 18 aus einem Isoliermaterial oder sind mit einem Isolier­ material belegt. Hierdurch ergibt sich bereits eine gute Isolierung der Tauschereinheit 10 beispielsweise gegen eine Sonneneinstrahlung.

Erfindungsgemäß sollen aber zusätzlich die Seitenwände 15 und 16, die Stirnwand 17 und die Deckplatte 18 jeweils von einer Ummantelung 19 umgeben sein, welche jeweils einen Strömungsschacht 20 ausbildet. Dabei ist die Ummantelung 19 bevorzugt querschnittlich U-förmig ausgebildet, wobei eine Deckplatte 21, welche in ihrem Maß in etwa der Sei­ tenwand 15, 16, der Stirnwand 17 bzw. der Deckplatte 18 entspricht, über zwei Seitenleisten 22 der jeweiligen Sei­ tenwand 15, 16 bzw. Stirnwand 17 oder Deckplatte 18 aufge­ setzt ist.

Durch die Strömungsschächte 20 kann nun Kühlluft fließen, welche eine Erwärmung der Seitenwand 15, 16 bzw. Stirnwand 17 oder Deckplatte 18 verhindert. Diese Kühlluft ist durch die Pfeile 23 angedeutet.

In Fig. 2 ist im übrigen erkennbar, daß sich der Strö­ mungsschacht 20d auf der Deckplatte 18 von einem Einlaß 24 zu einem Auslaß 25 hin erweitert. Hierdurch wird die Luftströmung nochmals verbessert, so daß eine einfallende Sonne keine Erwärmung der entsprechend isolierten Deck­ platte 18 bewirken kann. Mit dieser Erfindung ist es mög­ lich, das Wärmetauscheraggregat R direkt an eine sonnen­ beschienene Außenfront 26 eines Gebäudes anzubringen.

Dabei schließt an die Tauschereinheit 10 ein Luftfüh­ rungskanal 27 an, welcher die gekühlte Luft in das Innere eines Gebäudes führen kann. Bevorzugt soll dann an diesen Luftführungskanal 27 ein Quellauslaß 28 angeschlossen sein, welcher beispielsweise entsprechend der DE-OS 39 43 263.7 ausgebildet ist. Dieser Quellauslaß kann eine Rundform, Halbrundform, eckige Form aufweisen oder auch als Sockel­ quellauslaß ausgebildet sein. Hier bestehen viele Möglich­ keiten, die vom vorliegenden Erfindungsgedanken umfaßt sein sollen. Der Quellauslaß hat den Vorteil, daß in dem Raum 29 keine Zugerscheinungen vorkommen.

Über das Wärmetauscheraggregat R können selbstverständlich auch mehrere Räume über einen entsprechenden Hauptkanal und Seitenkanäle versorgt werden, wobei dann auch in den einzelnen Seitenkanälen Absperrklappen od. dgl. vorhanden sein sollen, durch welche die Luftführung geregelt wird. Eine entsprechende Abluft kann dann parallel dazu abge­ führt werden, wie dies beispielsweise in der P 41 35 130.4 beschrieben ist.

Claims (6)

1. Wärmetauscheraggregat zur Versorgung eines Luftführungs­ systems mit insbesondere Frischluft, wobei eine Tauscher­ einheit (10) an einen Luftführungskanal (27) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Tauschereinheit (10) von einem Teilgehäuse (14) umgeben ist, dessen Wände (15, 16, 17, 18) zumindest teil­ weise wiederum von Ummantelungen (19) umgeben sind, welche mit den Wänden (15, 16, 17, 18) zumindest einen Strömungs­ schacht (20) ausbilden.

2. Wärmetauscheraggregat nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wände (15, 16, 17, 18) isoliert sind, d. h., entweder selbst aus isolierendem Material bestehen oder mit Isoliermaterial belegt sind.

3. Wärmetauscheraggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (19) U-förmig ausge­ bildet ist und jeweils aus einer Deckplatte (21) und zwei Seitenleisten (22) besteht.

4. Wärmetauscheraggregat nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Strömungsschacht (20) von einem Einlaß (24) zu einem Auslaß (25) trichterförmig erweitert.

5. Wärmetauscheraggregat nach wenigstens einem der Ansprü­ che 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Luftfüh­ rungskanal (27) ein Quellauslaß (28) anschließt.

6. Wärmetauscheraggregat nach wenigstens einem der Ansprü­ che 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tauschereinheit (10) über eine Rücklaufleitung (4) und eine Vorlaufleitung (3) mit einem Pumpenteil (2) verbunden ist, welches sich unterhalb eines die Tauschereinheit (10) beinhaltenden Tauscherteils (1) befindet.