DE9108369U1 - Wärmetauscher für die Wärmerückgewinnung aus Gasen - Google Patents

Description

Dr. Karlheinz Raetz
HaKerweg 4

3300 Braunschweig

Wärmetauscher für die Wärmerückgewinnung aus Gasen

In Zukunft wird der Wärmebedarf für die Lüftung einer Wohnung den zur Deckung der Transmissionsverluste übertreffen.

Die Lüftung sollte daher im Winter über Wärmetauscher erfolgen, in denen die Wärme aus der Abluft an die kalte Zuluft übertragen wird. Umgekehrt kann an sehr heißen Sommertagen ein Raum gelüftet werden, ohne die kühle Raumluft gegen die heiße Außenluft tauschen zu müssen.

Es gibt zentrale Lüftungssysteme mit Wärmerückgewinnung, die jedoch im speziellen Fall der Wohnraumbelüftung aus zwei Gründen abzulehnen sind: Erstens: Die Leistung der Anlage kann nie dem tatsächlichen Belüftungsbedarf angepaßt werden. Es kann vorkommen, daß zum Belüften eines Feuchtraumes in einem Mehrfamilienhaus zwei zentrale Ventilatoren mit mehreren Kilowatt Leistung in Betrieb gehen müssen.

Zweitens: Ein weit verzweigtes Verteilungssystem stellt ein erhebliches hygienisches Problem dar. Es ist möglich, daß Absonderungen von an den Innenwänden der Kanäle haftenden Keime (Pilze, Sporen, Viren, Bakterien, Staub) oder von Insekten, toten Mäusen u.a. in die Atemluft gelangen.

Es ist daher eine dezentrale Belüftung mit Wärmerückgewinnung anzustreben, für die Belüftung einzelner Räume.

Der dazu erforderliche Wärmetauscher sollte folgende Eigenschaften haben:

Erstens: Der Wirkungsgrad sollte sehr hoch liegen. Diese Forderung ist bei geringem

Materialeinsatz nur mit dem Gegenstromprinzip erfüllbar. Zweitens: Für den Wärmetauscher sollte nur ein Material verwendet werden, mit dessen Verknappung nicht zu rechnen ist und das die Ressourcen nicht

belastet.
Drittens: Die Antriebsleistung für die Ventilatoren sollte niedrig sein, bzw. der Quotient aus der zurückgewonnenen Leistung und der Antriebleistung soll

groß sein.
Viertens: Der Wärmetauscher soll reinigbar sein und zu diesem Zweck leicht aus

dem Gerät herausnehmbar sein.

Ein Wärmetauscher, der diese Bedingungen erfüllt, ist in DE 35 02 972 A1 beschrieben. Dabei handelt es sich um eine fächerartig gefaltete Metall- oder Kunststofffolie. Die Faltenkannten sind zur Abdichtung in Kunstharz eingegossen. Die Zu- und Abgänge für die Luftströme werden geschaffen, indem die Faltensättel nur teilweise abgedeckt werden, so daß auf jeder Seite des Folienpaketes zwei Öffnungen entstehen.

Diese Konstruktion hat drei Nachteile:
Erstens: Wird der Wärmetauscher an eine Raumwand angeschraubt, strömt die frische, erwärmte Zuluft in eine Richtung senkrecht zur Wand. Die Bauhöhe des Gerätes muß daher größer werden, damit eine Öffnung für den Gasstrom entsteht.

Zweitens: Der Zuluftstrom wird vor dem Eintritt in den Raum zweimal im rechten Winkel umgelenkt - einmal an der die Faltenkanten dichtenden Kunstharzplatte und einmal an der Raumwand.

Dadurch wird der Strömungswiderstand erhöht mit der Folge einer höheren Antriebsleistung des Ventilators. Die zweifache Richtungsänderung des Luftstromes führt zur Impulsvernichtung. Die frische Zuluft verteilt sich in der Nähe des Gerätes, so daß ein Teil der Frischluft mit der Abluft weggesaugt wird.
Drittens: Da der Fächer aus sehr dünner Folie (beispielsweise Polykarbonat mit 0,2 mm Stärke) gefaltet ist, kann beim Reinigen in einem Geschirrspüler das Gewicht des Wasser den Wärmetauscher zerstören, weil das Wasser aus den Spalten nicht ablaufen kann.

Die Dichtung der Faltenkanten wird daher erfindungsgemäß so ausgeführt, daß der Wärmetauscher nur noch eine Öffnung für den Gasstrom von den Faltensätteln her her besitzt. Die zweite Öffnung liegt auf der Seite der Faltenkanten. Der erfindungsgemäße Wärmetauscher ist in der Figur dargestellt. Es zeigt:

Fig.: 1 Wärmetauscher mit in Kunstharz eingegossenen Faltenkanten nach der Erfindung.

Nach Fig.1 besteht der Wärmetauscher 1 aus einer fächerartig gefalteten Metalloder Kunststoffolie 2. Die Breite der Spalten 3 wird in den meisten Anwendungsfällen bei etwa 2 mm bis 3 mm liegen.

Die Faltenkanten 4 sind in Kunstharz o.a. eingegossen in der Weise, daß in der Endplatte 5 jeder zweite Spalt 3 geschlossen ist. Die anderen Spalten 3 besitzen

Öffnungen 6, so daß ein Luftstrom an der Stirnseite des" F^altenpaketes aus den Spalten 3 austreten kann. In den offenen Spalten 3 können Stege 7 eingegossen sein, die den Spaltabstand konstant halten und dem Folienpaket Stabilität geben. Der Lufteintritt erfolgt von der Seite der Faltensättel 8. Dazu wird ein Teil der Faltensättel 8 mittels einer dünnen Platte 9 abgedeckt, so daß ein schmaler Eintrittsspalt 10 offen bleibt.

Die Platte 9 ist abnehmbar, so daß der Wärmetauscher 1 dem Gerät für Reinigungszwecke entnommen werden kann.

Nach Fig.1 strömt frische Zuluft 11 über den Eintrittsspalt 10 in den Wärmetauscher 1 und verläßt ihn über die Öffnungen 6. Die verbrauchte Abluft 12 strömt über den oberen Eintrittsspalt 10 in den Wärmetauscher 1 und verläßt ihn über die unteren Öffnungen 6.

Ist das Verhältnis Länge zu Tiefe der Spalten 3 groß, beispielsweise 5:1, entsteht auf etwa 4/5 der Gesamtlänge der ideale Gegenstrom.

Claims (2)

Ansprüche

1. Wärmetauscher 1, bestehend aus einer Folie 2, die fächerartig gefaltet ist, so daß Spalten 3 entstehen, deren Faltenkanten 4 in eine Endplatte 5 eingegossen sind und deren Faltensättel 8 durch Platten 9 abgedeckt sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Endplatte 5 nur jeden zweiten Spalt 3 abdichtet, die dazwischenliegenden jedoch offen bleiben, so daß die Öffnungen 6 entstehen.

2. Wärmetauscher 1 nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß

die Platten 9 die Faltensättel 8 in der Weise abdecken, daß ein einziger Eintrittsspalt 10 offen bleibt.