DE943674C - Lufterhitzer mit Heizkoerper und Luftschacht - Google Patents

Description

• Lufterhitzer mit Heizkörper und Luftschacht Die Erfindung betrifft einen Lufterhitzer mit Heizkörper aus gitterartig zus:ammengefaBten, gl-edchlaufenden, wärmeabgehenden Teilen und einem diesen nachgeschalteten Luftschacht nach dem Patent 882 903. Nach diesem Patent ist die gesamte Stromführung des Lufterhitzers, also die den Heizkörper bildenden wärmeabgebenden Teile und gegebenenfalls deren Träger, der Luftschacht sowie die Ein-undAnstrdttsöffn#ung ide,s Lufterhitzers derart ausge-bi,ldet, daß der größte Teil des zur Verfügung stehenden Druckunterschiedes durch Reibung der zu erwärmenden Luft an den wärmeabgebenden Teilen verbraucht wird. Außerdem sind zwischen diesen wärmeabgebenden Teilen kurze und enge Spalte gebildet, deren Verhältnis Spalttieife zu Spaltweite so bemeissen ist, daß der für den Wärmeübergang an den wärmeabgebenden Teilen zur Verfügung stehende Reibungsdruckunter.schied dien Höchstwert des Wärmeüberganges bewirkt.
• Die Erfindung besteht in Zahlenangaben für das günstigste Spaltverhältnis und für die Spalttiefe zwischen den kurzen, wärmeabgebenden Teilen sowie in einigen Verbesserungen zur Erzielung einer strömungstechnisch einwandfreien Stromführung.
• An Hand einer durch Versuche bestätigten Rechnung hat sich folgendes ergeben: Bei einer einwandfreien Stromführung treten die Maximalstellen des Wärmeüberganges bei s# b Re -Werten von weniger als 0,04 auf; b bedeutet hierin die Spalttiefe, s die Spaltweite und Re die Reynoldsche Zahl. Bei einer verlustreichen Stromführung dagegen bewirken Werte kleiner als 0,04 Verschlechterungeri des Wärmeüberganges. Ferner zeigt eine einwandfreie Stromführung im Vergleich zu einer verlustreichen Stromführung bei Werten über 0,04 nur eine unbedeutende Verbesserung des Wärmeüberganges, welche in keeinem Verhältnis zu dem Mehraufwand, für ,die verbesserte Stromführung steht. Eine derartig einwandfreie Stromführung und das günstigste Spaltverhältnis machen es möglich, ohne Verminderung der Gesamtliei2leistung die Tiefe der wärmeabgebenden Teile, in ganz erheblich zu vermindern und,damit den speezifischen Wärmeübergang zu vervielfachen.
• Die Erfindung ist nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen eines Lufterhitzers erläutert. Fig. i zeigt den grundsätzlichen Aufbau des Heizkörpers aus gitterartig -zusammengefaßten, gleichlaufenden, wärmeabgebenden Teilen i ; Fig.2 zeigt im Schnitt gitterartig zusammengefaßte, wärmeabgebende Teile :2 mit einem tra@gflügelähnlichen Ho'helprofif; weldhes innen vom Heizmittel beaufschlagt wird.; Fig. 3 zeigt im Seitenschnitt und Fäg. 4 im Querschnitt einen Heizkörper mit wärmeiabgebenden Teilen 3, weelche als Rippen an der Stirnseite von den das Heizmittel führenden Trägern 4 angeordnet sind; Fig. 5 zeigt in der Seitenansicht, Fig. 6 im Querschnitt einen Gußheizkörper, bei ,dem die wärmeabgebenden Teile als Rippen 5 einzeln an .der Stirnseite eines hohlen Trägers 6 angeordnet sind; der hohle Träger 6 mundet in die beeiden Naben 7; Fig.7 und 8 zeigen in Ansicht und Schnitten ein Ausführungsbeispiel für einen Lufterhitzer (Konvektor). Der Heizkörper wird gebildet ,durch ,die unmittelbar befheizten hohlen, wärmeabgebenden Teeile 2, die Seitenplattien 8 und die Sammelkanäle 9 mit den Heizmittelvor- und -rÜcklaufanschlüssen io und i i.
• Der Aufbau des Heizkörpers aus gitterartig zusammengefaßten, gleichlaufenden, theoretisch unendlich dünnen, wärmeabgebenden Teilen nach Fig. i liegt sämtlächenAus@ührungsformendi-eserErfindung zugrunde. Das Verhältnis von Spalttiefe b zu Spaltweite s bestimmt sich .aus dem günstigsten Wert. Hierin wind die Reynolldsche Zahl geschwinedigkeit nm Spalt, s = mittlere Spaltweite gebildet düz#ch u = 'mittlere Luftzwischen den wärmeabgebenden Teilen und v.= kinematische Zähigkeit der Luft.
• Nach der Erfinedung ist die Sp,ailttiefe b .zwischen den Teilen i, 2, 3, 5 in Strö= mumgsnichtung gemessen gereinger als 5o mm. Das Anbringen derartig kurzer, wärmeabgebender Teile 3, 5 als Rippen an den das Heizmittel führenden Trägern q., 6 wird erfindungsgemäß dadurch erleichtert, daß die wärmeabgebenden Teile an der Stirnseite der hohlen Träger angeordnet sind, welche das Heizmittel führen. Dabei können die wärmeabgebenden Teile einzeln einem Träger (Feg. 5 und 6) oder auch durchlaufend mehreren Trägern (Feg. 3 und 4) zugeordnet sein.
• Die wärme.abgebeniden Teile 2, 5 b@zw. deren Träger 4 besitzen nach der Erfindung gekrümmte Profile und bilden ein Gitter, in welchem die im wesentlichen waagerecht einströmende Luft verlustlos in .die senkrechte Schachtrichtung umgelenkt wund. Dieser als Umlenkgitter ausgebildete Heizkörper beginnt an der unteren Begrenzung des Lufterhitzers (Feg. 8), wodurch gleichzeitig die wirksame Luftschachthö'he 28 vergrößert wird.
• Der im Hauptpatent angeführte Diffuser wird erfindungsgemäß dadurch-veereinfacht und wirkungsvoller gestaltet, d.aß die wärmeabgebenden Teilet, 5 oder ihre Träger 4 mit dem unteren Teil des Schachtes 23 einen kurzen, verlustarmen Diffuser in folgender Weise bilden.: Durch entsprechende Anordnung der wärmeabgebenden Teile bzw. deren Träger strebt der austretende Luftstrom 22 fächerhrtiig auseinander und wird anschließend durch die gekrümmten Wände des Luftschachtes zu einer ParailleIströmung bei vergrößertem Querschnitt und damrot verminderter Geschwindigkeit umgelenkt. Durch das starke- Anblasen der gekrümmten Wände werden Ablösungserscheinungen ;des Luftstromes, wme sie für schlechte und veerIustreiche D:iffusoren kennzeichnend sind, unterbunden. Darüber hinaus kann bei. dieser Anordnung ein sehr kurzer Diffuser benutzt werden, der nur unwesentlich über den Bereiche des Heizkörpers hinausreicht und daher keine besonderen baulichen Anforderungen an den anschließenden Schacht 23 stellt. Die vorstehende Ausführungsart des Diffusors beschränkt sich nicht nur auf den Lufterhitzer, sondern hat allgemeine Bedeutung.
• Nach der Erfindung ist ferner die hintere, gekrümmte Begrenzungswand des Diffusors als selbständiger Bauteil ausgeführt und drehbar gelagert. Bei einer Drehung dieser hinteren Begrenzungswand bis in die zweite Endlage 16' wird der Schacht 23 unmittelbar oberhalb des Heizkörpers vollständig abgeschlossen. Eine ederartig drehbare Rückwand des Lufterhitzers erfüllt drei Aufgaben. Sie bildet einen Teil- des verlustarm-en Dkffusors, sie ermöglicht eine luftseitige Regelung des Lufterhitzers, und sie vermindert die Wärmeeveerluststrahlumg an die Rückwand 25, indem sie den Hauptteil der rückwärtigen Wärmeaibstrahlung des Heizkörpers auffängt und konvektiv an die vorbeistreichende Luft abgibt. Zum Zwecke einer kraft-,und reibungsfreien Betätigung isst ediese drehbare Rückwund des Luftethitzers mit einem 2z versehen und mit den Gegenhagern 17 auf den Schneideei 18 gelagert. Die Rückwand kann durch den Stift i9 des selbsttätigen Reglers 2o eingestellt werden (Feg; 7).
• Wie die. Rückwand, so wird erfindungsgemäß auch die Vorderwand im Bereich des Diffusors als selbständiger Bauteil, und zwar als R.einigungsklappe 12, ausgebildet. Durch den Diffusor und die strömungstechnische Notwendigkeit einer guten Abrundung der Oberkante der Eintrittsöffnung ergibt sich ein Totraum im unteren Teil der Voriderwand 24. Dieser Totraum ermöglicht es, die Reinigungsklappe 12 gleichzeitig als Verdunstungsgefäß auszubinden, welches vom Heizkörper beheizt wird. Eine verbesserte Verdunstung des Wassers wird durch Aden vom Schachtauftrieb verursachten Luftumlauf 15 gewährleistet (Fig.8). Die Reinigun.gsklappe 12 ist in der Vorrichtung 13 und 14 drehbar gelagert und läßt sich zur Stellung 12' herausklappen bzw. herausnehmen.
• Bei geringer Gesamtbauhöhe 29 des Lufterhitzers ist die wirksame Auftriel@'höhe 28 des Schachtes von großer Bedeutung für die Heizleistung. Wie bereits erwähnt, beginnt der Heizkörper an der unteren Begrenzung des Lufterhitzers. Darüber hinaus wird die Austrittsöffnung des Lufterlhitzers waagerecht in seine obere Begrenzung gelegt. Es ist damit, im Vergleich zu der bisher üblichen Austrittsöffnung, nach vorn nicht nur eine Vergrößerung der wirksamen Auftri-elbshöhe verknüpft, sondern auch eine Verringerung der Austrittsverluste. Zur Ablenkung des austretenden Luftstromes ist die Austrittsöffnung mit gekrümmten Ab.lenkblechen oder profilierten Stäben versehen, welche schwach verengte Düsen bilden.
• Eine gewisse zusätzliche Diffusorwirkung am Austritt wird dadurch erreicht, daß die Ablenkwinkel 27 der Ahlenlebleche 26 zur Vorderwand hin zunehmen, so daß auch am Austritt eine fächerförmige Luftströmung verursacht wird.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE-i. Lufterhitzer mit Heizkörper aus gitterartig zusammengefiaßten, gleichlaufenden, wärmeabgebenden Teilen und einem diesen nachgeschalteten Luftschacht nach Patent 882 903, deadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den wärmeabgebenden Teilen (i, 2, 3, 5) :des Heizkörpers vorgesehenen kurzen, engen Spalte ihrer Tiefe und Weite nach so bemessen sind, daß das Verhältnis Spalttiefe zu Spaltweite geteilt durch die Reynoldsche Zahl kleiner als 0,04 ist.
2. 2. Lufterhitzer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die in Strömungsrichtung gemessene Spalttiefe (b) zwischen den wärmeabgebenden Teilen (i, 2, 3, 5) geringer als 50 mm ist.
3. 3. Lufterhitzer nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeabgebenden Teile (3, 5) als Rippen auf der Stirnseite von den das Heizmittel führenden Trägern (4, 6) angeordnet sind, wobei die wärmeabgebenden Teile einzeln einem Träger (5, 6) oder auch durchlaufend mehreren Trägern (3. 4) zugeordnet sein können.
4. 4. Lufterhitzer nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeabgebenden Teile (2, 5) oder deren Träger (4) ein gekrümmtes Profil aufweisen und ein Gitter bilden, in welchem die Luft aus der im wesentlichen waagerechten Eintrittsrichtung in die senkrechte Schac'htricht:ung umgelenkt wird, und d:aß der als Umlenkgntter ausgebildete Heizkörper im Lufterhitzer unten angeordnet ist (Fsg. 8).
5. 5. Lufterhitzer nach einem der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeabgebendenTeile oder ihreTräger einen kurzen, verlustarmen Diffusor (22) derart bilden, daß die austretenden Luftstrahlen fächerartig auseinanderstreben und durch anschließende, gekrümmte Wände des Luftschachtes wieder zu einer Parallelströmung bei vergrößertem Querschnitt umgelenkt werden.
6. 6. Lufter'hntzer nach einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere, gekrümmte Begrenzungswand des Diffusors (i6) als selbständiger Bauteil ausgeführt und drehbar aufgehängt ist.
7. 7. Lufterhitzer nach einem der Ansprüche i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem durch die verlustfreie Luftführung und den Diffusor bedingten Totraum am unteren Teil der Vorderwand eine Klappe (r2) eingebaut ist, die auch als Verdunstungsgefäß ausgebildet sein kann. B.
8. Lufterhitzer nach einem der Ansprüche i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung des Lufterhitzers waagerecht in dessen oberer Begrenzung liegt und mit Ablenkblechen (26) versehen ist, die schwach verengte Düsen bilden.
9. 9. Lufterhitzer nach einem der Ansprüche i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkwnnkel (27) der in der Austrittsöffnung des Lufterhitzers angeordneten Ab.lenk'bleche (26) zur Vorderwand hin zunehmen.