DE882903C

DE882903C - Air heater

Info

Publication number: DE882903C
Application number: DEG4294A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl-Ing Goebel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-10-08
Filing date: 1950-10-08
Publication date: 1953-08-03

Description

Lufterhitzer Diese Erfindung betrifft einen Lufterhitzer, welcher aus einem Heizkörper und einem darüber befindlichen Luftschacht besteht und in der Heizungstechnik unter der Bezeichnung Konvektor bekannt ist. Der Heizkörper des Lufterhitzers besteht im wesentlichen aus gitterartig zusammenf;efaßten, gleichlaufenden, wärmeabgebendenTeilen.Air heater This invention relates to an air heater which consists of a radiator and an air shaft above it and in the Heating technology is known under the designation convector. The radiator of the The air heater consists essentially of lattice-like, co-rotating, heat-emitting parts.

Grundsätzlich bewirkt bei einem Konvektor der durch den Auftrieb der warmen Luft im Luftschacht erzeugte Druckunterschied zwischen Eintritt- und Schachtseite der wärmeabgebenden Teile den Luftumlauf. Dieser Druckunterschied wird aufgebraucht durch die Geschwindigkeitsenergie der Luft am Schachtaustritt, die Reibungs.- und Einzelwiderstände (Stoß-, Umlenk-, Ablösungsverluste u. dgl.). Hiervon ist nur die reine Reibung an den wärmeabgebenden Teilen für den Wärmeübergang nutzbar, alle anderen Widerstände stellen zusammengefaßt für den Wärmeübergang einen Verlustwiderstand dar. Die bisher nach strömungstechnischen. Erkenntnissen an Konvektoren durchgeführten Einzelmaßnahmen hatten nur geringen Erfolg, da diese Maßnahmen entweder gar keine Verbesserung der Strömung hervorriefen oder der verbleibende Verlustwiderstand noch zu hoch blieb.In the case of a convector, it is basically caused by the buoyancy of the warm air in the air shaft creates a pressure difference between the inlet and the shaft side the heat-emitting parts the air circulation. This pressure difference is used up due to the velocity energy of the air at the shaft outlet, the friction and Individual resistances (shock, deflection, detachment losses, etc.). Of this only this is pure friction on the heat-emitting parts can be used for heat transfer, all other resistances collectively represent a loss resistance for the heat transfer represents. The so far according to fluidic. Findings carried out on convectors Individual measures had little success, as these measures either did not have any Improvement of the flow or the remaining loss resistance stayed too high.

Um diese Nachteile zu vermeiden, sind nach der Erfindung bei einem Lufterhitzer der eingangs genannten Gattung der Heizkörper und gegebenenfalls dessen Träger, der Luftschacht sowie die Ein-und Austrittöffnung des Lufterhitzers in der bei Heizkörpern bekannten Weise strömungstechnisch derart ausgebildet, daß der größere Teil des zur Verfügung stehenden Druckunterschiedes durch Reibung der zu erwärmenden Luft an den wärmeabgebenden Teilen verbraucht wird. Außerdem sind zwischen den wärmeabgebenden Teilen des Heizkörpers kurze und enge Spalte gebildet, deren Verhältnis Spalttiefe zu Spalttiefe so bemessen ist, daß der für den Wärmeübergang an den wärmeabgebenden Teilen zur Verfügung stehende Reibungsdruckunterschied den Höchstwert des Wärmeübergangs bewirkt.In order to avoid these disadvantages, are according to the invention at a Air heater of the type mentioned at the beginning of the radiator and, if applicable, its Carrier, the air shaft and the inlet and outlet openings of the air heater in the with radiators known way fluidically designed such that the larger Part of the available pressure difference due to the friction of those to be heated Air is consumed on the heat-emitting parts. In addition, there are between the heat-emitting Parts of the radiator formed short and narrow gaps, their ratio gap depth to gap depth is dimensioned so that the heat transfer to the heat dissipating share available friction pressure difference the maximum value of the heat transfer causes.

Zu der Ausbildung nach strömungstechnischen Erkenntnissen gehören u. a.: stetige, düsenartige Ouerschnittsvei-engungen bis zur engsten Stelle der Luftführung, wo sich die wärmeabgebenden Teile befinden, stetige und schlanke Erweiterung hinter den wärmeabgebenden Teilen, Vermeidung von Wirbelbildung und -Ablösungserscheinungen durch schlanke und spitze Ausbildung aller nach hinten auslaufenden Kanten und durch starke Abrundungen der Innenkante bei Krümmungen, Vermeidung von Umlenkverlusten durch Anordnung von Umlenkgittern, was gegebenenfalls gleichzeitig von den wärmeabgebenden Teilen bzw. den Trägern übernommen werden kann.Part of the training based on fluid technology knowledge inter alia: steady, nozzle-like cross-sectional constrictions up to the narrowest point of the Air flow, where the heat-emitting parts are located, steady and slim expansion behind the heat-emitting parts, avoidance of vortex formation and separation due to the slim and pointed design of all edges tapering to the rear and through strong rounding of the inner edge in case of curvatures, avoidance of deflection losses by arranging deflection grids, which may be simultaneously of the heat emitting Share or the carriers can be taken over.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist der an den Heizkörper anschließende Teil des Luftschachtes als verlustarmer Diff-usor ausgebildet, welcher die stark überhöhte Luftgeschwindigkeit in den Spalten zwischen den wärmeabgebenden Teilen weitgehend in Druck zurückverwandelt. Der Diffusor wird zur Hauptsache durch den unteren Teil des Schachtes gebildet, er kann jedoch bereits in dem hinteren Teil des Heizkörpers beginnen.In a further embodiment of the invention is the one connected to the radiator Part of the air duct designed as a low-loss diffuser, which the strong Excessive air speed in the gaps between the heat-emitting parts largely converted back to pressure. The diffuser becomes the main thing through the formed lower part of the shaft, but it can already be in the rear part of the radiator.

Bei den bisher üblichen Konvektoren tritt häufig ein Rückströmen von Kaltluft durch den Schachtaustritt auf, wodurch die Strömung im Schacht empfindlich gestört und der Schachtauftrieb vermindert wird. Dieses wird erfindungsgemäß dadurch verhindert, daß der Luftschacht an der Austrittsöffnung verengt und mit Leitblechen versehen ist, welche ein Beschleunigungsgitter bilden (verengte Düsen). Diese Leitbleche dienen gleichzeitig zur Ablenkung der erwärmten Luft in den zu beheizenden Raum hinein.With the convectors that have been used up to now, there is often a backflow of Cold air through the shaft outlet, which makes the flow in the shaft sensitive disturbed and the shaft buoyancy is reduced. According to the invention, this is thereby achieved prevents the air shaft from narrowing at the outlet opening and with baffles which form an acceleration grid (narrowed nozzles). These baffles serve at the same time to divert the heated air into the room to be heated into it.

Das durch vorstehende Maßnahmen, vergrößerte Reibungsdruckgefälle wird erfindungsgemäß dadurch für eine maximale Wärmeabgabe nutzbar gemacht, daß dieses Druckgefälle in möglichst kurzen, engen, durch die wärmeabgebenden Teile gebildeten Spalten bei einer entsprechend hohen Luftgeschwindigkeit verbraucht wird. Dabei vergrößert eine Verringerung der Spalttiefe in jedem Fall den Wärmeübergang, während nur für einen ganz bestimmten Bereich des Verhältnisses von Spalttiefe zu Spaltweite ein guter Wärmeübergang erreicht wird. Zu enge wie zu weite Spalte verschlechtern den Wärmeübergang bei Konvektoren.The friction pressure gradient increased by the above measures is made usable according to the invention for maximum heat dissipation in that this pressure gradient in as short, narrow as possible, due to the heat-emitting parts formed columns is consumed at a correspondingly high air speed. A reduction in the gap depth always increases the heat transfer, while only for a very specific range of the ratio of gap depth to Gap width a good heat transfer is achieved. Gaps that are too narrow or too wide worsen the heat transfer in convectors.

Zur einfachen Reinigung des Schachtes ist seine Vorderwand über dem Heizkörper abnehmbar oder herausklappbar ausgeführt. Dieses wird dadurch erleichtert, daß die Vorderwand durch den Diffuser und die ausgeprägte Abrundung an ihrer Unterkante einen stabilen, steifen Kasten bildet.For easy cleaning of the shaft, its front wall is above the The radiator can be removed or folded out. This is facilitated by that the front wall through the diffuser and the pronounced rounding on its lower edge forms a stable, rigid box.

Ig der Zeichnung sind Ausführungsformen des Lufterhitzers schematisch aufgezeichnet.In the drawing, embodiments of the air heater are schematic recorded.

Fig. i zeigt einen Lufterhitzer mit waagerecht angeordneten, hohlen, wärmeabgebenden Teilen im Schnitt, Fig. 2 desgleichen in der Ansicht. Die wärmeabgebenden Teile i sind in seitliche Sammelkästen 8 eingesetzt. Der -Schachtdiffuso,r 2 wird durch die um Drehpunkt q. herausklappbare Vorderwand 3, die Rückwand 5 mit dem Wärmeschutz 6 und die beiden parallelen Seitenwände begrenzt. Die Luft tritt etwa waagerecht in die durch die wärmeabgebenden Teile i gebildeten Spalte ein, wird in diesen senkrecht nach oben umgelenkt und gleichzeitig erwärmt, verliert im Schachtdiffusor 2 an Geschwindigkeit und wird am Austritt durch das Gitter 7 besonders in den Randzonen leicht beschleunigt und in der gewünschten Richtung abgelenkt.Fig. I shows an air heater with horizontally arranged, hollow, heat-emitting parts in section, Fig. 2 likewise in the view. The heat emitting Parts i are inserted into collecting boxes 8 on the side. The shaft diffuser, r 2 becomes by the pivot point q. Fold-out front wall 3, the rear wall 5 with the heat protection 6 and limited by the two parallel side walls. The air enters approximately horizontally into the column formed by the heat-emitting parts i, becomes vertical in these deflected upwards and heated at the same time, loses speed in the shaft diffuser 2 and is slightly accelerated at the exit through the grid 7, especially in the edge zones and deflected in the desired direction.

Fig. 3 stellt den günstigsten, durch die wärmeabgebenden Teile gebildeten Spaltquerschnitt dar mit dem langen, für den Wärmeübergang vorteilhaften Beschleunigungsteil 9, welcher wenigstens parallel verlaufen soll, und mit dem möglichst kurzen Diffusorteil io. Die wärmeabgebenden Teile laufen zu der schlanken Spitze i i aus.Fig. 3 shows the cheapest, formed by the heat-emitting parts Gap cross-section with the long acceleration part, which is advantageous for heat transfer 9, which should run at least parallel, and with the shortest possible diffuser part ok The heat-emitting parts run out to the slender tip i i.

Fig. q. und 5 zeigen Beispiele von hohlen, wärmeabgebenden Teilen aus Blech für die waagerechte Anordnung. Das Profil in Fig. 5 gewährt eine bessere Spaltform und Umlenkung.Fig. Q. and Fig. 5 show examples of hollow exothermic parts made of sheet metal for horizontal arrangement. The profile in Fig. 5 gives a better one Gap shape and deflection.

Fig. 6 zeigt die Seitenansicht und Fig. 7 die Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels mit senkrechten, wärmeabgebenden Teilen ohne Urnlenkhilfe, welches sich für die Gußherstellung eignet.FIG. 6 shows the side view and FIG. 7 shows the front view of one Exemplary embodiment with vertical, heat-emitting parts without Urnlenkhilfe, which is suitable for casting production.

Eine bessere Gußausführung zeigt Fig. 8 in der Seitenansicht und Fig. 9 im Schnitt A-B. An einem das Heizmittel führenden hohlen Träger 12 sind wärmeabgebendeTeile 13 als Rippen angebracht, an welchen die eigentliche Wärmeabgabe stattfindet. Die Träger 12 enden in zwei Naben 1q.. Aus den einzelnen Heizkörpergliedern läßt sich dann durch die bekannte Nippelverbindung ein beliebig großer Heizkörper zusammenstellen.A better cast design is shown in FIG. 8 in the side view and FIG. 9 in section A-B. On a hollow support 12 guiding the heating means there are heat-emitting parts 13 attached as ribs on which the actual heat dissipation takes place. the Carriers 12 end in two hubs 1q .. From the individual radiator members then use the known nipple connection to put together a radiator of any size.

Die wärmeabgebenden Teile können einmal aus profilierten Rohren i bestehen, welche unmittelbar vom Heizmittel beaufschlagt werden, zum anderen aber auch als Rippen 13 auf hohlen Trägern i2 angeordnet sein. Hierbei haben die hohlen Träger lediglich die Aufgabe der Wärmezufuhr, sind aber für die Wärmeübertragung an die Luft von untergeordneter Bedeutung. Kennzeichnend für die Erfindung ist, daß die wärmeabgebenden Teile, ob Rippen oder Rohre, gitterartig zusammengefaßt und gleichlaufend sind (Parallelgitter).The heat-emitting parts can once i exist, which are acted upon directly by the heating medium, but on the other hand can also be arranged as ribs 13 on hollow supports i2. Here they have hollow Carriers only have the task of supplying heat, but are responsible for heat transfer of minor importance to the air. It is characteristic of the invention, that the heat-emitting parts, whether ribs or tubes, combined like a grid and are parallel (parallel grid).

Die Art der beheizten Mittel wie die Ursache des treibenden Druckunterschiedes ändern nichts an dem nach der Erfindung erreichbaren günstigen Wärmeaustausch.The nature of the heated means as the cause of the driving pressure difference do not change anything in the favorable heat exchange achievable according to the invention.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Air heater with radiator made of grid-like combined, co-rotating, heat-emitting parts and a downstream air duct, characterized in that the heating element (i, 13) and optionally its support (i2), the air shaft (2) and the inlet and outlet openings of the air heater in the manner known from radiators in terms of flow technology are, that the greater part of the available pressure difference through. friction the air to be heated is consumed at the heat-emitting parts and that between these heat-emitting parts (1, 13) short and narrow gaps are formed, their The ratio of gap depth to gap width is dimensioned so that the heat transfer the frictional pressure difference available on the heat-emitting parts Causes maximum value of heat transfer.

2. Air heater according to claim i, characterized characterized in that the part of the air duct (2) adjoining the radiator is designed as a low-loss diffuser, which is already in the rear part of the heat-emitting Part (i) can begin.

3. Air heater according to claims i and z, characterized in that the heat-emitting parts are arranged as ribs (13) on a hollow body guiding the heating medium, the carrier (12). 4 .. Air heater according to claims i to 3, characterized in that the air duct (2) is narrowed at the outlet opening and is provided with guide plates (7). S. air heater according to one of claims i to d., Characterized in that the front wall of the air duct (3) above the heater can be removed or folded out. Cited pamphlets: French patents nos. 799 978, 811748.