DE7540095U

DE7540095U - Kreuzstromwaermetauscher

Info

Publication number: DE7540095U
Application number: DE7540095U
Authority: DE
Original assignee: VAERMEAATERVINNING OLLE BLOMGREN STAFFANSTORP (SCHWEDEN) AB
Current assignee: VAERMEAATERVINNING OLLE BLOMGREN STAFFANSTORP (SCHWEDEN) AB
Priority date: 1974-12-17
Filing date: 1975-12-16
Publication date: 1976-05-26
Also published as: FR2295390A1; DE2556660A1; JPS51137164A; FI753546A; GB1515759A; DK570675A; SE7415821L; NO754287L

Description

AB, Mossheddlnge 3, 24 5 00 SWFANSTOR?,

Schweden.

Kreuzstromwärmetauscher

Die Erfindung betrifft einen Kreuzstromwärmetauscher zum Wärmeaustausch zwischen zwei gasförmigen Medien, umfassend eine aus zumindest zwei Kassetten zusammengesetzte Batterie, die in einem Gehäuse mit Einlauf und Auslauf für die Medien eingeschlossen ist, wobei die Kassetten je eine Eingangsseite und je eine Ausgangsseite für die Medien besitzen.

Bei den bisher bekannten Wärmetauschern dieses Typs strömt das eine Medium praktisch gerade durch die dicht nebeneinander gestellten Kassetten hindurch, während das andere Medium zuerst durch die eine Kassette quer zur Strömungsrichtung des ersten Mediums strömt, wonach es um annähernd 180 umgelenkt wird, um unverändert quer zur Strömungsrichtung des ersten Mediums in entgegengesetzter Richtung durch die zweite Kassette zu strömen. Durch diese Anordnung der Kassetten kann man bei verhältnismässig geringen Abmessungen des Wärmetauschers einen Wirkungsgrad in der Grössenordnung 60-70% erhalten. Dieser verhältnismässig niedrige Wirkungsgrad ist grösstenteils darauf zurückzuführen, dass die Temperaturverteilung der beiden Medien ungleichmässig ist, da das andere Medium beim Umlenken in bezug auf seine Temperatur vor dem Eintritt in die andere Kassette nicht genügend homogenisiert wird, sondern mehrere Temperaturschichten enthält.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kreuzstrom-

wärmetauscher der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen ! Wirkungsgrad wesentlich höher ist als bei den bekannten Wärmetauschern dieses Typs, d.h. ein Wirkungsgrad in der Grössenordnung 90% bei im wesentlichen gleich'grosser Wärmetauscherfläche.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst_f dass die eine Ausgangsseite jeder Kassette an die eine Eingangsseite der anderen Kassette mittels je einer vom Gehäuse und den genannten ■*> Seiten abgegrenzten Mischkammer angeschlossen ist, und dass die

; JB/bs Mischkammern im wesentlichen gleichgross sind und unter Temperatur-

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homogenisierung der Medien diese um im wesentlichen 90 umlenken.

Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform hat jede Kassette die Form eines Parallelepipeds, und die genannte eine Ausgangsseite jeder Kassette schliesst mit der genannten einen Eingangsseite der anderen Kassette einen Winkel von im wesentlichen 90 ein.

Bei dieser Verbindung der einen Eingangs- und Ausgangsseiten der Kassetten sind die anderen Eingangs- und Ausgangsseiten jeder Kassette zweckdienlicherweise an den Einlauf und Auslauf des Gehäuses angeschlossen.

Die Erfindung ist sasa anhand der Zeichnung im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 schematisch und von der Seite gesehen eine erste, bevorzugte Ausführungsform, und

Fig. 2 in schematischer und perspektivischer Ansicht eine zweite, bevorzugte Ausführungsform.

Bei der in Fig. 1 gezeigten, besonders bevorzugten Ausführungsform hat der Kreuzstromwärmetauscher eine aus zwei in einer Flucht hintereinander liegenden und um 45° auf die Kante gelegten Kassetten 1 und 2 zusammengesetzte Batterie, die in einem rechteckigen Gehäuse 4 mit Einlauf und Auslauf 5 bzw. 6 für zwei gasförmige Medien 7 und 8 eingeschlossen ist, zwischen denen der Wärmeaustausch erfolgen soll. In der dargestellten Ausführungsform ist das Medium 7 sowohl wärmer als auch feuchter als das Medium 8, welches somit vom Medium 7 angewärmt werden soll. Das Medium 7 kann die Abluft von Räumen od.dgl. sein, und das Medium 8 kann die Aussenluft sein.

Die Kassetten 1 und 2 haben beide die Form eines rechteckigen Parallelepipeds und sind aus mehreren dünnen, parallelen Kanalwandblechen 3 aus vorzugsweise Aluminium aufgebaut, zwischen denen die Medien 7 und 8 im Kreuzstrom strömen. Die Bleche 3 sind völlig glatt und dicht nebeneinander gelegen, um den zwischen ihnen strömenden Medien 7 und 8 ein laminares Strömungsbild ohne Turbulenz zu verleihen. Die Kassetten 1 und 2 haben je eine Eingangsseite 9, 10 bzw. 11, 12 und je eine Ausgangsseite 13, 14 bzw. 15, 16 für die Medien 7 und 8. Die eine Ausgangsseite 13, 16 jeder

Kassette 1, 2 ist dabei an die Eingangsseite 11, 10 der anderen Kassette mittels je einer vom Gehäuse 4 und den genannten Seiten 13, 16, 11, 10 abgegrenzten Mischkammer 17 bzw. 18 angeschlossen, während die anderen Eingangs- und Ausgangsseiten 9, 12; 14, 15 jeder Kassette an den Einlauf und Auslauf 5 bzw. 6 des Gehäuses 4 angeschlossen sind.

Die Mischkammern 17, 18 sind im wesentlichen gleichgross und lenken die von der einen Kassette zur anderen strömenden Medien 7, 8 um im wesentlichen 90 bei vollständiger Temperaturhomogenisierung der Medien um. Diese vollständige Temperaturhomogenisierung ist darauf zurückzuführen, dass die Kassetten 1, 2 in einer Flucht hintereinander gelegen und um 45 auf die Kante gestellt sind, und dass die Medien 7, 8 mit einem laminaren Strömungsbild aus der jeweiligen Kassette herausströmen und vor dem Eintritt in die nächste Kassette um 90 umgelenkt werden. Durch diese Anordnung der Kassetten 1, 2 und der diese miteinander verbindenden Mischkammern 17, 18 werden ausserdem die Druckverluste geringer als dies bisher möglich gewesen ist, und diese geringfügigen Druckverluste zusammen mit der vollständigen Tempera.turhomogenisierung ergeben einen Wirkungsgrad der Grössenordnung 90%.

Dadurch dass die Kassetten 1, 2 in der in Fig. 1 gezeigten Weise hintereinander und auf der Kante liegen, erhält man ausserdem einen äusserst kompakten und leicht einzubauenden Wärmetauscher. Es sei betont, dass man durch die veranschaulichte Anordnung der Kassetten und Mischkammern mehr als zwei Kassetten mit den dazugehörigen Mischkammern hintereinander anbringen kann, beispielsweise vier.

Bei der in Fig. 2 gezeigten AusfUhrungsform des Kreuzstromwärmetauschers sind die beiden Kassetten 1, 2 an diametral gegenüberstehenden Ecken des rechteckigen Gehäuses 4 angebracht. Im übrigen sind die beiden Kassetten in derselben Weise wie in der Ausführungsform gemäss Fig. 1 aufgebaut.

Die in Pig, 2 gezeigte AusfUhrungsform des erfindungsgemässen Wärmetauschers arbeitet grundsätzlich in derselben Weise wie die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform und hat im wesentlichen dieselben Einzelteile, weshalb die gleichen Bezugsziffern

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in beiden Figuren benutzt sind. Ausser durch die Anordnung der Kassetten 1, 2 unterscheidet sich die Ausführungsform gemäss Fig. 2 von der Ausführungsform gemäss Fig. 1 dadurch, dass Gebläse 19 mit den dazugehörigen Einzelteilen vorgesehen sind, um den Wirkungsgrad noch weiter zu steigern.

Ein Schleudergebläse 19 von beispielsweise dem Sirocco-Typ ist in jeder Mischkammer 17, 18 vorgesehen, um die beiden gasförmigen Medien 7 bzw. 8 durch den Wärmetauscher zu leiten und in jeder Mischkammer 17, 18 zu homogenisieren, bevor sie von der einen Kassette 1 bzw. 2 zur anderen strömen.

um eine wirksame Homogenisierung der beiden Medien zu ermöglichen, sind die Gebläse 19 an je einer Kassette 1, 2 in einer solchen Weise montiert, dass ihre Hauben 20 die eine Eingangsseite 10, 11 der dazugehörigen Kassette decken. Es sei betont, dass die Gebläse 19 eines anderen Typs sein können und an einer und derselben Kassette oder auch an der einen Ausgangsseite jeder Kassette montiert sein können. Wichtig ist, dass die von der einen Kassette kommenden Medien vor dem Eintritt in die andere Kassette homogenisiert werden.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform sind die Gebläse 19 derart gelegen, dass ihre Radachsen 21 koaxial sind, wobei sie zweckmässigerweise miteinander verbunden und mittels eines gemeinsamen Antriebsmotors 22, zweckdienlicherweise eines Elektromotors, über einen Keilriemen 23 antreibbar sind. Selbstverständlich brauchen die Radachsen nicht miteinander verbunden zu sein, und die Gebläse 19 können mittels je eines Motors angetrieben werden, vor allem falls die Gebläse in einer anderen Weise als in der Zeichnung dargestellt montiert sind.

In beiden Ausführungsformen gibt es eine Vorrichtung 24 zum Aufsammeln und Wegleiten von sich beim Wärmeaustausch zwischen den Medien 7 und 8 ev. bildendem Kondensat, wodurch die Gefahr eines Frierens des Kondensats beseitigt wird. Diese Vorrichtung 24 ist zweck'dienlicherweise an diejenige Kassette 1 angeschlossen, die zuerst von dem kälteren und trockneren Medium durchströmt wird, in diesem Falle das Medium 8. Selbstverständlich kann auch die andere Kassette an eine Vorrichtung angeschlossen werden, die das ev. in der anderen Kassette gebildete Kondensat aufsammelt und wegleitet.

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Claims

I η s ρ r Ii c h e

1. KreuzStromwärmetauscher zum Wärmeaustausch zwischen zwei gasförmigen Medien, umfassend eine aus zumindest zwei Kassetten zusammengesetzte Batterie, die in einem Gehäuse mit Einlauf und Auslauf für die Medien eingeschlossen ist, wobei die Kassetten je eine Eingangsseite und je eine Ausgangsseite für die Medien besitzen, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Ausgangsseite (13, 16) jeder Kassette (1, 2) an die eine Eingangsseite (11, 10) der anderen Kassette mittels je einer vom Gehäuse (4) und von den genannten Seiten (13, 16, 11, 10) abgegrenzten Mischkammer (17 bzw. 18) angeschlossen ist, und dass die Mischkammern (17, 18) im wesentlichen gleich'gross sind und unter Temperatur-

.homogenisierung der Medien (7, 8) diese um im wesentlichen 90° umlenken.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kassette (1, 2) die Form eines Parallelepipeds hat, und dass die genannte eine Ausgangsseite (13, 16) jeder Kassette mit

' der genannten einen Eingangsseite (11, 10) der anderen Kassette

einen Winkel von im wesentlichen 90 einschliesst.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die anderen Eingangs- und Ausgangsseiten (9, 12, 14, 15) jeder Kassette (1, 2) an den Eingang und Ausgang (5, 6) des Gehäuses (4) angeschlossen sind.