DE8236459U1

DE8236459U1 - Device for exchanging heat between two gaseous media

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Publication number: DE8236459U1
Application number: DE8236459U
Authority: DE
Original assignee: WAGNER WILFRIED INNSBRUCK AT
Current assignee: WAGNER WILFRIED INNSBRUCK AT
Priority date: 1981-12-30
Filing date: 1982-12-24
Publication date: 1983-06-30
Also published as: ATA562781A; AT372187B

Description

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Die Neuerung betrifft ein Gerät zum Wärmeaustausch zwischen zwei gasförmigen Medien« insbesondere von Frischluft und Abluft in Räumen, mit einem Gehäuse, einer darin angeordneten Gegenstromwärmetauscheinheit und zwei koaxial angeordneten Ventilatoren, die die Medienströme durch die Gegenstromwärmetauscheinheit befördern.The innovation concerns a device for exchanging heat between two gaseous media, especially fresh air and exhaust air in rooms, with a housing, a countercurrent heat exchange unit arranged therein and two coaxially arranged fans which convey the media flows through the countercurrent heat exchange unit.

Ein derartiges Gerät als Lüftungswärmetauscher zeigt beispielsweise die DE-OS 20 30 766. Ein zum Einbau in eine Maueröffnung gedachtes, langgestrecktes Gehäuse setzt sich aus mehreren parallel verlaufenden Kanälen zusammen, die wechselweise seitlich münden. In den beidseitig anschließenden Eintrittsräumen für die Frisch- und die Abluft ist je ein Axiallüfter angesaugt, ohne Umlenkung in die Kanäle eingedrückt und beim Austritt aus der Wärmetauscheinrichtung um 90° umgelenkt. Der Wirkungsgrad eines derartigen Gegenstrom-Wärmetauschers hängt vor allem von der einen Gegenstromüber- tr?gux:<j@länge ab. Dies ist jene Länge des Wärmetauschers, übsr die die beiden Medienströme ausschließlich im Gegen strom fließen. Im Umlenkungsbereich beim Austritt jedes Mediums fließen die beiden Medien im Kreuzstrom, dessen Wirkungsgrad gegenüber dem Gegenstrom geringer ist. Die Länge dieses Bereiches hängt von der Querschnittsfläche der Austrittsöffnung ab, die etwa der Querschnittsfläche der zugehörigen Kanäle entsprechen muß. Dies bedeutet, daß bei gleicher Gesamtlänge der relative Wirkungsgrad eines Gegenstromwärmetauschers mit abnehmender Breite größer wird, da der Gegenstromtauschabschnitt zu- und die beiden Kreuzstromtauschabschnitte abnehmen. Such a device as a ventilation heat exchanger is shown, for example, in DE-OS 20 30 766. An elongated housing intended for installation in a wall opening is composed of several parallel channels that alternately open laterally. In the adjoining entry spaces for the fresh air and the exhaust air on both sides, an axial fan is sucked in, pressed into the ducts without deflection and deflected by 90 ° when exiting the heat exchange device. The efficiency of such a countercurrent heat exchanger depends above all on the one countercurrent transfer from: <j @ length. This is the length of the heat exchanger over which the two media flows flow exclusively in countercurrent. In the deflection area at the exit of each medium, the two media flow in a cross-flow, the efficiency of which is lower compared to the counter-flow. The length of this area depends on the cross-sectional area of the outlet opening, which must correspond approximately to the cross-sectional area of the associated channels. This means that for the same overall length, the relative efficiency of a counterflow heat exchanger increases with decreasing width, since the counterflow exchange section increases and the two crossflow exchange sections decrease.

Aus der DE-OS 25 20 352 ist ein Vergasungssystem für Dampfgeneratoren bekannt, bei dem in einem von einer Antriebswelle durchsetzen Innenraum zwei koaxiale Gebläse angeordnet sind und in einem äußeren, den Innenraum umgebenden Raum ein Wärmeaustausch stattfindet. Im Innenraum wird jedoch durch die Gebläse flüssiger Brennstoff zerstäubt bzw. verdampft, der in den äußeren Raum geleitet und dort ver-From DE-OS 25 20 352 is a gasification system for Steam generators are known in which in one of a drive shaft enforce interior two coaxial fans are arranged and in an outer, surrounding the interior Heat exchange takes place in the room. In the interior, however, liquid fuel is atomized or removed by the blower. evaporates, which is conducted into the outer space and

brannt wird, wobei die entstehende Wärme zur Erzeugung von Dampf im Wärmetauscher eingesetzt wird.is burned, the resulting heat being used to generate steam in the heat exchanger.

Die Neuerung hat es sich nun zur Aufgabe gestellt, den Wirkungsgrad einer Einrichtung der eingangs genannten Art bei möglichst raumsparender Konstruktion ohne Vergrößerung der gesamten Wärmetauschfläche zu erhöhen.The innovation has now set itself the task of increasing the efficiency of a device of the type mentioned at the beginning Art to increase the space-saving construction possible without increasing the total heat exchange surface.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Neuerung vor, daß im Gehäuse als Ventilatoren zwei durch zumindest eine Zwischenwand getrennte Radialventilatoren vorgesehen sind/ und daß die Gegenstromwärmetauscheinheit die beiden Radialventilatoren achsparallel zumindest teilweise umgibt, wobei die Eintrittsöffnungen der Gegenstromwärmetauscheinheit jeweils seitlich in unmittelbarer Nähe der Radialventilatoren und die Austrittsöffnungen jeweils in der oberen und unteren Gehäuseabdeckung angeordnet sind.To solve this problem, the innovation proposes that in the housing as fans two by at least one Separate centrifugal fans are provided between the wall / and that the counterflow heat exchange unit comprises the two centrifugal fans axially parallel at least partially surrounds, the inlet openings of the counterflow heat exchange unit each side in the immediate vicinity of the centrifugal fans and the outlet openings each in the upper and are arranged lower housing cover.

Durch die neuerungsgemäße Anordnung der Gegenstromwärmetauscheinheit um die RadialVentilatoren herum kann der Wirkungsgrad erhöht werden, ohne daß die Gesamtfläche gegenüber einem einzigen sich eben erstreckenden Wärmetauscher geändert wird. Es kann aber andererseits, wenn der Wirkungsgrad gegenüber einem einzigen sich eben erstreckenden Wärmetauscher unverändert bleiben soll, die Gesamtfläche der Wärmetauscheinheit verkleinert werden, sodaß sich eine Verringerung des Raumbedarfes ergibt.Due to the new arrangement of the counterflow heat exchange unit around the radial fans, the efficiency can be increased without reducing the total area a single flatly extending heat exchanger is changed. On the other hand, it can be if the Efficiency compared to a single evenly extending heat exchanger should remain unchanged, the total area the heat exchange unit can be made smaller, so that there is a reduction in space requirements.

Das neuerungsgemäße Gerät bildet daher durch die Anordnung der Ventilatoren inmitten der umgebenden Wärmetauscheinheit eine besonders kompakte, raumsparende Konstruktion bei größtmöglichem Wirkungsgrad der Wärmetauschfläche.The device according to the innovation therefore forms through the arrangement of the fans in the middle of the surrounding heat exchange unit a particularly compact, space-saving construction with the greatest possible efficiency of the heat exchange surface.

Die Gegenstromwärmetauscheinheit ist beispielsweise aus Plattenwärmetauschern zusammengesetzt, wobei in einer ersten bevorzugten Ausführung vorgesehen sit, daß die Zwischenwände jedes Plattenwärmetauschers senkrecht zu einer den dieThe countercurrent heat exchange unit is composed, for example, of plate heat exchangers, with a first preferred embodiment provided that the partition walls of each plate heat exchanger perpendicular to one of the

RadialVentilatoren aufnehmenden Innenraum begrenzenden Wand des Plattenwärmetauschers angeordnet sind. Insbesondere bei Plattenwärmetauschern liegt neben der Verlängerung des reinen Gegenstromteiles ein weiterer Vorteil der geringen Breite in der leichteren Reinigungsmöglichkeit der unvermeidbar trotz Filter verschmutzenden Wärmetauschfläche.Radial fans limiting the interior space Wall of the plate heat exchanger are arranged. In particular with plate heat exchangers is next to the extension of the pure countercurrent part another advantage of the small width in the easier cleaning possibility of the unavoidable in spite of the filter soiling Heat exchange surface.

Eine weiters bevorzugte Ausführung, bei der die Luft auf kürzestem Wege aus den Radialventilatoren in die Plattenwärmetauscher eintritt/ sieht vor, daß die Zwischenwände in Axialebenen der Radialventilatoren liegen. Another preferred embodiment in which the air enters the plate heat exchanger by the shortest route from the radial fans / provides that the partition walls lie in the axial planes of the radial fans.

Die Plattenwärmetauscher können in verschiedenen An-Ordnungen vorgesehen sein. So ist es denkbar, daß drei ebene Plattenwärmetauscher die Radialventilatoren etwa U-förmig umgeben, oder daß sie paarweise einander gegenüberliegend angeordnet sind.The plate heat exchangers can be provided in various arrangements. So it is conceivable that three levels Plate heat exchangers surround the centrifugal fans in an approximately U-shape, or in pairs opposite one another are arranged.

Das neuerungsgemäße Gerät läßt sich auch in besonders einfacher Weise mit parallellaufenden Bypasskanälen versehen. Hiezu können in der Gegenstromwärmetauscheinheit mit den Eintrittsöffnungen fluchtende Öffnungen vorgesehen sein, die in den oder die Bypasskanäle münden. Deren Austrittsöffnungen, die vorzugsweise neben den Austrittsöffnungen der Wärmetauschkanäle liegen, sind verschließbar. Vorteilhaft läßt sich hiezu ein Loch- oder Schlitzschieber verwenden. Diese kann zum wechselweisen Verschluß der Austrittsöffnungen der Wärmetauschkanäle mit herangezogen werden, wenn die Loch- bzw. Schlitzteilung am verschiebbaren Teil des Schiebers von der Teilung im nicht verschiebbbaren Teil unterschiedlich ist.The device according to the innovation can also be provided in a particularly simple manner with bypass channels running in parallel. For this purpose, openings aligned with the inlet openings can be provided in the countercurrent heat exchange unit which open into the bypass duct or ducts. Their outlets, which are preferably next to the outlet openings of the heat exchange channels can be closed. A hole or slot slide can advantageously be used for this purpose. This can be used to alternately close the outlet openings the heat exchange channels are also used when the hole or slot division on the movable Part of the slide is different from the division in the non-displaceable part.

Darüberhinaus ist bei dieser Anordnung ein einfacher Schutz des Gerätes vor Vereisung der Austrittsseite der Abluft durch Verwendung der Bypasskanäle gegeben, über die ungekühlte Abluft der Austrittsseite zuführbar ist, ebensoIn addition, this arrangement provides a simple means of protecting the device from icing up on the outlet side of the exhaust air by using the bypass channels through which uncooled exhaust air can be fed to the outlet side, as well

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eine stufenlose Regelung der Ubertragungsleistung. Die ver fügbare statische Pressung außerhalb des neuerungsgemäßen Gerätes erlaubt den problemlosen Anschluß von Nachwärmern, Schalldämpfern, weiteren Filterstufen und eines Luftverteilsystems. a stepless regulation of the transmission power. The Ver addable static pressure outside of the new device allows the problem-free connection of reheaters, Silencers, further filter stages and an air distribution system.

Nachstehend wird nun die Neuerung anhand der "Figuren der beiliegenden Zeichnungen in zwei Ausführungsbeispielen näher beschrieben, ohne darauf beschränkt zu sein.The novelty is now shown below using the "figures of the accompanying drawings are described in more detail in two exemplary embodiments, without being restricted thereto.

Die Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt gemäß der Linie I-I von Fig. 2 durch ein erstes neuerungsgemäßes Gerät, die Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II der Fig. 1, die Fig. 3 ein Detail der Gegenstromwärmetauscheinheit aus dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2, die Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführung, und die Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4.Fig. 1 shows a longitudinal section along the line I-I of Fig. 2 through a first device according to the innovation, FIG. 2 shows a section along the line H-II in FIG. 1, FIG. 3 shows a detail of the counterflow heat exchange unit the embodiment according to FIGS. 1 and 2, FIG. 2 shows a longitudinal section through a second embodiment, and FIG. 5 shows a section along the line V-V of FIG.

Ein neuerungsgemäßes Gerät weist ein Gehäuse 1 mit. einer oberen und unteren Abdeckung 15 auf, das nach der ersten Ausführung gemäß Fig. 1 bis 3 quaderförmig, nach der zweiten Ausführung gemäß Fig. 4 und 5 zylindrisch ausgebildet ist. Im Gehäuse 1 ist nahe der oberen und unteren Abdekkung 15 je ein Radialventilator 5, 6 angeordnet. Die beiden Radialventilatoren sitzen auf einer gemeinsamen Antriebswelle 11, die durch einen Motor 18 getrieben wird. Eine Gegenstromwärmetauscheinheit 2 umgibt die Radialventilatoren 5, 6 zumindest teilweise, wodurch ein Innenraum 10 gebildet ist.A device according to the invention has a housing 1. an upper and lower cover 15, which after the first Execution according to Fig. 1 to 3 cuboid, according to the second embodiment according to FIGS. 4 and 5 is cylindrical. In the case 1 is near the upper and lower cover 15 each have a radial fan 5, 6 arranged. The two centrifugal fans sit on a common drive shaft 11 which is driven by a motor 18. A counterflow heat exchange unit 2 surrounds the radial fans 5, 6 at least partially, whereby an interior 10 is formed is.

In der ersten Ausführung nach den Fig. 1 bis 3 sind als Gegenstromwärmetauscheinheit 2 zwei zueinander parallele Plattenwärmetauscher 3 angeordnet, die den Innenraum 10 an zwei Seiten begrenzen. Senkrecht zur Wand 9 zum Innenraum 10 erstrecken sich die sehr dünnen Zwischenwände 8, die die einzelnen Kanäle 21 jedes Wärmetauschers 3 trennen. Im Bereich jedes Radialventilators 5, 6 sind wechselweiseIn the first embodiment according to FIGS. 1 to 3, two parallel to one another are used as the countercurrent heat exchange unit 2 Plate heat exchanger 3 arranged, which delimit the interior 10 on two sides. Perpendicular to wall 9 to the interior 10 extend the very thin partition walls 8 which separate the individual channels 21 of each heat exchanger 3. In the area of each radial fan 5, 6 are alternately

seitlich die Eintrittsöffnungen 7 in die Kanäle 21 ausgebildet, sodaß die von jedem Radialventilator 5, 6 ausge- § blasene Luft unmittelbar in die Eintrittsöffnungn 7 eingeblasen wird. Sie wird unmittelbar nach dem Eintritt einmalig in die Kanäle 21 umgelenkt und verläßt diese ohne weitere umlenkung durch die Auslaßöffnungen 16, die jeweils | in der oberen bzw. unteren Abdeckung 15 des Gehäuses 1 an- | geordnet sind (Fig. 3). ;laterally the inlet openings 7 are formed in the channels 21, so that the sections of each radial fan 5, 6 blown air is blown directly into the inlet opening 7. It becomes one-time immediately after entry deflected into the channels 21 and leaves them without further deflection through the outlet openings 16, each of | in the upper or lower cover 15 of the housing 1 | are ordered (Fig. 3). ;

Der Innenraum 10 ist durch eine Zwischenwand 4, die die Antriebswelle 11 durchsetzt, in zwei Kammern unterteilt, so- j daß in jeder Kammer einer der beiden Radialventilatoren 5, 6 untergebracht ist. Die größere der beiden Kammern dient im Ausführungsbeispiel als Ausgangskammer für die Frischluft, die über zumindest eine öffnung in dar Gehäuseseitenwand eintreten kann und über den Radialventilator 5 in jeden zweiten Kanal 21 gelangt (ausgezogen gezeichnete Pfeile i . Flg. 1). Die Öffnung ist vorzugsweise mit üblichen Filtern 2O versehen, die beispielsweise Straßenstaub abhalten. In die kleinere Kammer wird die Abluft durch eine in der unteren Abdeckung 15 eingelassene öffnung zentral angesaugt und durch jeden dazwischenliegenden Kanal 21 zu den Austrittsöffnungen gedrückt (strichliert gezeichnete Pfeile). In der Zwischenwand 4 des Innenraumes 10 können zusätzlich eine oder mehrere Klappen 19 ausgebildet sein, die gegebenenfalls den direkten Luftdurchtritt ermöglichen.The interior 10 is through a partition 4, which the Drive shaft 11 penetrates, divided into two chambers, so- j that one of the two radial fans 5, 6 is housed in each chamber. The larger of the two chambers is used in the Embodiment as an outlet chamber for the fresh air, which via at least one opening in the housing side wall can enter and reaches every second channel 21 via the radial fan 5 (solid arrows i. Flg. 1). The opening is preferably provided with conventional filters 20, which for example keep out road dust. In the smaller chamber, the exhaust air is sucked in centrally through an opening in the lower cover 15 and pressed through each intermediate channel 21 to the outlet openings (dashed arrows). In the Intermediate wall 4 of the interior 10 can also be formed one or more flaps 19, which optionally the allow direct air passage.

Im ersten Ausführungsbeispiel ist beidseitig außerhalb der Plattenwärmetauscher 3 ein Pypasskanal 12 vorgesehen, in den Luft über Öffnungen 13 gelangen kann, die in der Außenwand des Plattenwärmetauschers 3 mit den Eintrittsöffnungen 7 fluchten, die dem Radialventilator 5 zugeordnet sind. In der unteren Abdeckung 5 mündet der Bypasskanal 12! durch die Austrittsöffnung 14, die verschließbar ist. Zum wechselweisen Verschluß der Austrittsöffnungen 14 des Bypasskanales 12 und der Austrittsöffnungen 16 der Wärmetauschkanäle 21 ist vorzugsweise jeweils ein Loch- oder Schlitzschieber 17 vor-In the first exemplary embodiment, a bypass channel 12 is provided on both sides outside the plate heat exchanger 3, in FIG the air can pass through openings 13 in the outer wall of the plate heat exchanger 3 with the inlet openings 7 are aligned, which are assigned to the radial fan 5. In the lower cover 5 opens the bypass channel 12! through the outlet opening 14, which can be closed. To alternate Closure of the outlet openings 14 of the bypass channel 12 and the outlet openings 16 of the heat exchange channels 21 is preferably one hole or slotted slide 17 in each case

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gesehen/ dessen verschiebbarer Teil eine andere Loch- oder Schlitzteilung aufweist als dessen unverschiebbarer Teil. In der gezeigten Stellung sind die Bypasskanäle 12 bzw. die Austrittsöffnungen 14 verschlossen. Eine Verschiebung der verschiebbaren Teile der Schlitzschieber öffnet diese bei gleichzeitiger Schließung der öffnungen 16.seen / whose displaceable part has a different hole or slot division than its non-displaceable part. In the position shown, the bypass channels 12 and the outlet openings 14 are closed. A shift of the displaceable parts of the slotted slide valve opens them while the openings 16 are closed at the same time.

In der Ausführung nach Fig. 4 und 5, in der das Gehäuse 1 zylindrisch ist, ist die Gegenstrontwärmetauscheinheit 2 aus einem kreisringförmigen Plattenwärmetauscher 3 gebildet, dessen Zwischenwände 8 radial zur Antriebswelle 11 stehen. Die Luft gelangt von.jedem Radialventilator 5, 6 auf kürzestem Wege in jeden Kanal 21, in dem sie umgelenkt und zur Austrittsöffnung 16 geführt wird. Da bei dieser Ausführung beide Luftströme zentral angesaugt werden, sind die beiden einen Radialventilator 5, 6 aufnehmenden Kammern des Innenraumes 10 nur etwa in der Größe des Ventilators ausgebildet, sodaß der Innenraum 10 noch eine mittlere, dritte Kammer aufweist, in der der Antriebsmotor 18 angeordnet ist, und die durch zwei Zwischenwände 4 abgeteilt ist. Der übrige Aufbau und die Führung der Luttströme entspricht der Ausführung nach Fig. 1 bis 3, es xst jedoch kein Bypasskanal gezeigt.In the embodiment according to FIGS. 4 and 5, in which the housing 1 is cylindrical, the counterflow heat exchange unit 2 is formed from an annular plate heat exchanger 3, the intermediate walls 8 of which are radially to the drive shaft 11. The air comes from each radial fan 5, 6 in the shortest possible way Paths into each channel 21, in which it is deflected and led to the outlet opening 16. As in this version Both air flows are sucked in centrally, are the two chambers of the interior that accommodate a radial fan 5, 6 10 is only about the size of the fan, so that the interior 10 still has a middle, third chamber, in which the drive motor 18 is arranged and which is divided off by two partition walls 4. The rest of the structure and the routing of the air flows corresponds to the embodiment according to FIGS. 1 to 3, but no bypass channel is shown.

Auch diese Ausführung könnte für eine mittige Luftansaugung mit Filter eingerichtet werden, wenn der Plattenwärmetauscher 3 keinen geschlossenen Kreisring bildet, sondern ein entsprechender Winkelbereich freigelassen wird.This version could also be set up for central air intake with a filter if the plate heat exchanger 3 does not form a closed circular ring, but a corresponding angular range is left free.

Claims

- 1 - . PROTECTION CLAIMS

1. Device for exchanging heat between two gaseous media, especially fresh air and exhaust air in rooms, with a housing, a countercurrent heat exchange unit arranged therein and two coaxially arranged fans, which the media flows through the counterflow heat exchange unit conveying, characterized in that there are two fans in the housing (1) by at least one Partition (4) separate radial fans (5, 6) are provided, and that the counterflow heat exchange unit (2) surrounds the two radial fans (5, 6) at least partially parallel to the axis, the inlet openings (7) the counterflow heat exchange unit (2) laterally in the immediate vicinity of the centrifugal fans (5, 6) and the Outlet openings (16) each in the upper and lower Housing cover (15) are arranged.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the countercurrent heat exchange unit (2) consists of plate heat exchangers (3) is composed, between which the centrifugal fans (5, 6) are arranged.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the partition walls (8) of each plate heat exchanger (3) are perpendicular to a wall (9) of the plate heat exchanger that delimits the interior space (10) which accommodates the radial fans (5, 6) (3) are arranged.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the partition walls (8) in axial planes of the radial fans (5, 6) lie.

5. Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that that at least one pair of plate heat exchangers (3) are opposite one another.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß drei Plattenwärmetauscher (3) die Radialventilatoren (5, 6) U-förmig umgeben.6. Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that three plate heat exchangers (3) surround the radial fans (5, 6) in a U-shape.

7. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Radialventilatoren (5, 6) auf einer gemeinsamen, die Zwischenwand (4) des Gehäuses (1) durchsetzenden Antriebswelle (11) angeordnet sind.7. Apparatus according to claim 1, characterized in that the two radial fans (5, 6) on a common, the intermediate wall (4) of the housing (1) penetrating the drive shaft (11) are arranged.

8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Außenwand der Gegenstromwärmetauscheinheit (2) Öffnungen (13) vorgesehen sind, die mit den einem der beiden Radialventiiatoren (5, 6) zugeordneten Eintrittsöffnungen (7) und in zumindest einen achsparallelen Bypasskahal (12) münden, dessen Austrittsöffnung (14) verschließbar ist.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that in the outer wall of the countercurrent heat exchange unit (2) openings (13) are provided which with the one of the two radial fans (5, 6) associated with inlet openings (7) and open into at least one axially parallel bypass channel (12), the outlet opening of which (14) is lockable.

Patentanwalt DipL-big» U. WangemannPatent attorney DipL-big »U. Wangemann