EP0283718A1 - Counter-current heat exchanger - Google Patents
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- EP0283718A1 EP0283718A1 EP88102398A EP88102398A EP0283718A1 EP 0283718 A1 EP0283718 A1 EP 0283718A1 EP 88102398 A EP88102398 A EP 88102398A EP 88102398 A EP88102398 A EP 88102398A EP 0283718 A1 EP0283718 A1 EP 0283718A1
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- F28F7/02—Blocks traversed by passages for heat-exchange media
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
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- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
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- F28F1/025—Tubular elements of cross-section which is non-circular with variable shape, e.g. with modified tube ends, with different geometrical features
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- F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
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- F28F3/046—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element the deformations being linear, e.g. corrugations
Definitions
- the invention relates to a counterflow heat exchanger according to the preamble of claim 1.
- Such heat exchangers are work tools that are used in particular in agriculture for stable ventilation and ventilation, but also for commercial spaces. Some applications require an incombustible or flame-retardant version.
- the heat exchangers are used to warm up the cold supply air in winter by means of the warm exhaust air and thus to improve energy efficiency and enable higher air exchange rates.
- To operate the supply and exhaust air system with a heat exchanger only two blowers are required, otherwise the heat exchanger block installed vertically in a shaft or chimney is free of operating costs and maintenance, in particular it cleans itself through the condensation that collects on the walls and runs downwards .
- the heat exchangers are therefore preferably installed with vertical channels, but at least with a significant vertical component. With such heat exchangers, efficiencies above 50% have already been achieved.
- a counterflow heat exchanger is known (DE-PS 31 02 523), which is designed as a film honeycomb heat exchanger with vertical channels and the throughflow channels are formed according to one embodiment from wave paths made of plastic, which are composed such that they form the parallel vertical air channels.
- the cross-sectional areas of the ascending exhaust air ducts alternate with the cross-sectional areas of the descending supply air ducts in horizontal sectional planes in the main directions.
- the channels are also formed by hollow chamber profile plates, the hollow chambers of which have an elliptical profile.
- the invention has for its object to further improve the efficiency of the counterflow heat exchanger without accepting other functional disadvantages by increasing the temperature differences prevailing through the respective walls.
- This is achieved by the invention characterized in claim 1 or 8. It relates to non-rotationally symmetrical ducts, that is to say with a non-circular cross section which coils along the duct length, or ducts with a cross-sectional area changing along the duct length, as a result of which air displacement and a back and forth flow between adjacent ducts take place. According to an optimal concept, these two aspects are combined.
- the marked invention on the one hand with the cross section rotating along the channel extension, in particular with rotating edges or cross-sectional axes - claims 2 to 4 -, and on the other hand with the changing cross-sectional area - claim 8 - results in a coiled or pulsating design which contributes to that in these channels and also in the oppositely flowing channels that lie between them, the air currents swirl and detach themselves again and again from the wall, so that a warm core column up to the upper air vent is largely without within these channels, which are, for example, the ascending exhaust air channels Contact with the heat exchanger wall rises, rather the air in the channels is set in a twist or back and forth movement, as a result of which there are constantly changing portions in the heat-exchanging wall contact.
- the turbulence of the air flows can be increased by additional measures, in the supply air ducts also by air baffles - which would interfere with the self-cleaning effect in the exhaust air ducts.
- claim 5 specifies additional measures in this regard, in particular a progressive swirl being considered appropriate.
- a further measure according to claim 6 provides that the helix direction changes over the course of the length, in particular by leaps and bounds, for example two, but also more sections of alternating helix directions may be present.
- a special embodiment according to claim 7 provides that the rotation of the cross-sections is accompanied by an offset of the cross-sectional center points, in particular in such a way that there is no surface in the projection of the channel onto the horizontal that is completely assigned to the relevant channel from top to bottom is. This also avoids that a medium thread of air remains along the longitudinal axis of the channel, which contributes little to the heat exchange.
- special vortex chambers can be inserted along the channels, in particular at the helix or surface change inflection points, which can in particular have the configuration of hollow cubes.
- the swirl chambers are approximately round, they serve as relative rest distances along the length of the heat exchanger. By choosing the length of these swirl chambers, an adjustment can be made between the length of the heat exchanger and the fan power available.
- the channels in a manner known per se are formed from profile plates which, however, have a profile not only in horizontal section but also in vertical section.
- profile plates of a single profile are sufficient, which are joined together, which considerably simplifies storage and assembly.
- connection of the profile plates is advantageously carried out according to claim 14, wherein the air has to switch back and forth between the channels, which leads to increased turbulence.
- the measure according to claim 15 further promotes the air exchange between the channels.
- a vertical, ie vertical, arrangement is preferred due to the desired self-cleaning effect, in particular of the exhaust air ducts.
- a horizontal arrangement according to Claim 16 is also possible, which is easier to install in some existing buildings.
- the closed ducts would then have to be the fresh air ducts and their interspaces, which are open to one another, the exhaust air ducts and contain a sprinkler system, with the help of which the dirt deposits from this interstice ducts, i.e. from the outside of the closed ducts, can be washed out.
- Fig. 1 shows in three relatively horizontally close horizontal sections a, b and c (Fig. 2) a section of an overall block-forming duct system of a countercurrent heat exchanger, with exhaust air ducts 1 with an elliptical cross section, the long elliptical axis 2 of which rotates from bottom to top so that the ends of the axes 2 each describe helical lines 2 ⁇ (Fig. 2). It is assumed that the section a is in one plane in the lower area of the heat exchanger block.
- the axis 2 of the exhaust air duct 1 located at the top right in the illustration lies in the sectional plane a parallel to the front and rear edge of the picture.
- the axis 2 of this channel already has an angle of approximately 20 ° to the front and rear edge of the picture and in the section plane c of 40 °.
- the rotation continues helically from bottom to top, with rotations of several 360 ° being achieved depending on the height of the heat exchanger block.
- the exhaust air ducts 1 and the supply air ducts 3 are separated from one another by relatively thin, essentially upstanding walls 4, between which a heat transfer from the exhaust air ducts 1 to the supply air ducts 3 takes place. Due to the swirl that the coiled exhaust air ducts exert on the respective air flow flowing therein, the air is constantly swirled and detaches from the wall, where it is replaced by air from the center.
- the helical rotation of the cross-sectional dimension of the exhaust air ducts 1 not only increases the surface area of these ducts and thus the heat exchange surface, but also ensures that the entire air volume is evenly involved in the heat exchange process.
- the supply air is also swirled considerably, not only by the spiraling of the supply air ducts 3, but also by their cross-sectional changes, which force an air displacement between the individual supply air ducts 3, as in Fig. 1 by arrows is indicated.
- cuts 1b on the one hand and 1c on the other hand are symbolized somewhat different versions in terms of air displacement, as will be described.
- the condensed water that settles on the wall inside the exhaust air ducts 1 runs freely along the wall and cleans the inner wall of the exhaust air ducts in a manner known per se, which is promoted by the corner-free construction of these ducts.
- the condensed water is caught and drained at the bottom. Less dirt and hardly any condensation water collects in the supply air ducts 3, so that local acute-angled corner edges of these ducts do not impair.
- Correspondingly twisted duct lines with an elliptical cross section can be used to construct the heat exchanger according to FIGS. 1 and 2.
- the respective sectional view of the individual profile plate 5 is shown separately for the outermost of the wall regions shown in the sectional views of FIG. 1.
- the heat exchanger block is composed of profile plates 5, it is a question of individual dimensioning whether the plates can be constructed like a grid plate, i.e. with holes for the exchange between the supply air flows on both sides, or whether, as in FIG. 1c, the supply air exchange only parallel to the plates 5 is possible.
- the profile plates 5 also have coupling points 7 for attaching parallel rows of channels.
- the two profile plates 5, each forming a channel row are expediently connected, in particular glued, to coupling strips 7 'which lie between the channels. They can also be fixed locally to one another by small profiles or plug-in means, so that the generally not very rigid plate stacks receive and maintain correct alignment.
- Fig. 3 shows the arrangement of elliptical channels in a slightly different pattern. 1, the two directions alternated in each section plane, according to FIG. 3, adjacent channels have axes 2 parallel in one basic direction and axes 2 perpendicular to one another in the other basic direction.
- Fig. 4 shows an embodiment corresponding to FIG. 3, but constructed from profile plates 5.
- the plates 5 are again, as described with reference to Fig. 1, glued together on the coupling strip 7 ⁇ to form the channel rows and stapled together in the vertically spaced coupling points 7 from channel row to channel row.
- the channels are arranged in rows 8 and columns 9, and in the illustrated embodiment the longer axes 2 of the channels 1 of each column are parallel to each other in each horizontal section plane.
- the profile plates 5 therefore have the same profile in all sectional planes for all rows and their opposite sides, but for the opposite sides in an upside-down arrangement.
- the heat exchanger block can therefore be assembled from the same profile plates.
- FIGS. 5 and 6 show an arrangement corresponding to FIGS. 1 and 4, but with a modified channel cross-sectional shape, which is shown in FIG. 5 is diamond-shaped and trapezoidal according to FIG. 6.
- Fig. 7 illustrates a square channel cross-section, so it can not be spoken in individual cases of such cross-sections of rotating cross-sectional axes.
- edges 2 ⁇ and 3 ⁇ which in the diamonds of FIG. 5 are located at the ends of the diamond axes 2 and 3, describe helical lines along the channel.
- FIG. 8 shows, using six adjacent horizontal sections a, b, c, d, e and f, an embodiment which is shown using rectangular channel cross sections.
- the cross sections could also have a different elongated shape.
- the embodiment is characterized in that, for example, between the cuts in the sectional planes a and e or b and f the associated channels have no coverage, so that it is completely excluded that a flow column is established in a central channel core, which without exchange which runs straight through the surrounding layers.
- duct coils which in turn are the exhaust air ducts and are labeled 1 ⁇ or 1 ⁇ . 4
- the long axes 2 of the channels 1 ⁇ rotate in the direction of progression from a to f in the counterclockwise direction and those of the channels 1 ⁇ in the clockwise direction.
- a square 10 drawn in dash-dotted lines can serve as a spatial reference, it shows the same prism-shaped spatial column in all sectional views. Channel cross-sections migrating laterally into the picture, which are not yet visible in section a, are shown in dashed lines.
- the channel walls are connected at intervals by the coupling points 7 in the form of webs.
- Fig. 9 shows two adjacent exhaust air ducts 1, each with an elongated-round cross-section, in each of which a swirl chamber 8 in the form of a hollow cuboid is used in a given rotation phase, on the two connection sides of which the direction of rotation of the duct cross-sections is opposite, as shown in the lines 2 ⁇ and 3 ⁇ of the axis ends shows.
- This measure also promotes air exchange and wall contact with all exhaust air sections.
- FIG. 9 shows again the couplings 7, which are arranged at intervals along the length of the channels, in each case expediently on the swirl chambers 8, and in this way create a solid block of the heat exchanger.
- These couplings 7 consist of tube pieces molded onto the profile plates with centering points which are glued together.
- the mutual spacing of the channels can be selected, which has an influence on the flow resistance between the individual channels 4, between which the air flows back and forth due to the volume changes when the cross section of the channels 1 rotates an adaptation to the blower output allowed.
- no coupling strips 7 ⁇ are shown, it can therefore be assumed that the channels here are not made of profile plates, but are also connected in the direction perpendicular to the plane of the drawing by couplings 7 (not shown).
- the vortex chambers 8 create a cross-sectional expansion of the exhaust air ducts 1 and a cross-sectional constriction of the supply air ducts 4 formed by the intermediate space. They also have an influence on the flow resistance of the heat exchanger. By choosing the shape - also cylindrical - and size - that is to say the cross section and length - of the swirl chambers 8, an optimization with regard to the heat exchange for a given fan power with regard to the flow rate can be aimed for.
- Figure 10 illustrates a section, namely a length range, of a heat exchanger of the type shown in FIG. 9, but in a more elongated design, which is likely to come closer to practical implementation. It is a sectional view in a plane corresponding to XX in FIG. 9. In the illustration, between two shaft walls 11, 11, an exchanger plate glued together from two profile plates 5 is visible; strictly speaking, only its profile plate 5 facing the viewer can be seen. Between the exhaust air ducts 1 are the coupling strips 7 ⁇ in the form of adhesive strips. The supply air ducts 3 therefore have contact with one another within duct groups which are separated by the exchanger plate formed from two profile plates, while the exhaust air ducts 1 do not communicate with one another over the course of their length.
- FIG. 11 shows a section corresponding to a somewhat curved plane XI ⁇ ⁇ - XI ⁇ ⁇ in Fig. 10 by the coupling strip 7 ⁇ . 10 can also apply to this embodiment.
- the profile plates 5 are glued to one another in the area of the coupling strips 7 ⁇ only at intervals, namely in areas 12, while they gap apart in the intermediate areas 13 and enable communication between the adjacent exhaust air ducts 1. This not only achieves a certain air circulation between the exhaust air ducts and thus increased turbulence, but also ensures that the supply air has to switch back and forth between the ducts to an even greater extent; This is because the "bottom" of the coupling strip 7 ⁇ , which has a saddle-like flattening of the channel formed between the exhaust air channels and forms the supply air channel 3, is always present when this channel is also from the sides, that is to say from the walls of the exhaust duct 1 ago, is restricted.
- FIG. 12 shows still further examples of possible cross-sectional areas of coiled channels.
- FIGS. 13 to 15 show another embodiment which only uses air displacement for the swirling of the air streams. While the upward-flowing exhaust air ducts 1 essentially maintain their cross-sectional area, but change the cross-sectional shape and are connected to one another at intervals by profile plates 5 that diverge, the supply-air ducts 3 change their through-flow cross-section to a considerable extent, as a result of which the total downward-flowing supply air becomes a constant change between the neighboring ones Channels is forced. As a result, fresh, cool supply air is always supplied to the duct walls de brought up in which heat is released on the inside, in particular by condensation of condensed water in the exhaust air. In the areas 13, in which the profile plates 5 are not connected to one another on the strips between the exhaust air ducts 1, but rather gape apart, additional heat transfer surface is obtained.
- FIGS. 13 to 15 show the cross-sectional variations on the basis of changing trapezoidal cross-sections of the exhaust air ducts 1. This is an example. Obviously, other cross-sections, in particular rounded asymmetrical cross-sections, are also suitable for achieving the effect.
- Figure 16 shows a perspective view of a section of a heat exchanger block in a lying arrangement.
- the heat exchanger plates are in turn each assembled from two profile plates and the individual channels have pulsating cross sections and communication links between them, which conduct the displacement air between adjacent channels.
- the individual profile plates 5 are made of aluminum, which can only be deep-drawn to a lesser extent and which therefore results in a relatively flat profile.
- the heat exchanger is non-flammable due to this choice of material.
- the relatively flat profile is particularly suitable for a lying arrangement, since the rounded edges and the moderate convexity favor cleaning by water trickling over the plates in the area of the exhaust air ducts.
- the supply air flows are symbolized by arrows. It is evident that part of the supply air changes back and forth between adjacent ducts in the course of the narrowing and widening of the individual duct cross sections. Likewise, the exhaust air changes back and forth along the surface of the profile plates 5 between the adjacent ducts, since it too has to evade according to the different cross-sectional requirements of the supply air ducts.
- the air displacement principle is also used in a film honeycomb heat exchanger, as is known from DE-PS 31 02 523, in that adjacent honeycomb passages through which flow flows in the same direction have connections and the honeycomb walls sometimes to one side or to the other project or are immersed.
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Gegenstromwärmetauscher nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a counterflow heat exchanger according to the preamble of
Derartige Wärmetauscher sind Arbeitsgerätschaften, die insbesondere in der Landwirtschaft zur Stallbe- und -entlüftung, aber auch für gewerbliche Räume verwendet werden. Bei manchen Anwendung ist eine unbrennbare oder schwer entflammbare Ausführung erforderlich. Die Wärmetauscher dienen der Anwärmung der kalten Zuluft im Winter durch die warme Abluft und damit der verbesserten Energieausnützung und der Ermöglichung höherer Luftaustauschraten. Zum Betrieb des Zu- und Abluftsystems mit Wärmetauscher werden nur zwei Gebläse benötigt, im übrigen ist zumindest der vertikal in einem Schacht oder Kamin eingesetzte Wärmetauscherblock betriebskosten- und wartungsfrei, insbesondere reinigt er sich selbst durch das sich an den Wänden sammelnde und nach unten ablaufende Kondenswasser. Die Wärmetauscher werden deshalb bevorzugt mit vertikalen Kanälen, zumindest jedoch mit einer nennenswerten Vertikalkomponente montiert. Mit derartigen Wärmetauschern sind bereits Wirkungsgrade über 50 % erzielt worden.Such heat exchangers are work tools that are used in particular in agriculture for stable ventilation and ventilation, but also for commercial spaces. Some applications require an incombustible or flame-retardant version. The heat exchangers are used to warm up the cold supply air in winter by means of the warm exhaust air and thus to improve energy efficiency and enable higher air exchange rates. To operate the supply and exhaust air system with a heat exchanger, only two blowers are required, otherwise the heat exchanger block installed vertically in a shaft or chimney is free of operating costs and maintenance, in particular it cleans itself through the condensation that collects on the walls and runs downwards . The heat exchangers are therefore preferably installed with vertical channels, but at least with a significant vertical component. With such heat exchangers, efficiencies above 50% have already been achieved.
Beispielsweise ist ein Gegenstromwärmetauscher bekannt (DE-PS 31 02 523), der als Folienwabenwärmetauscher mit vertikalen Kanälen ausgebildet ist und dessen Durchströmkanäle gemäß einer Ausführungsform aus Wellenbahnen aus Kunststoff gebildet sind, die so zusammengesetzt sind, daß sie die parallelen vertikalen Luftkanäle bilden. In einem Wärmetauscherblock wechseln sich in horizontalen Schnittebenen in den Hauptrichtungen die Querschnittsflächen der aufsteigenden Abluftkanäle mit den Querschnittsflächen der absteigenden Zuluftkanäle ab. Gemäß einer spezi ellen Ausführungsform werden die Kanäle auch durch Hohlkammerprofilplatten gebildet, deren Hohlkammern ein ellipsenförmiges Profil aufweisen.For example, a counterflow heat exchanger is known (DE-PS 31 02 523), which is designed as a film honeycomb heat exchanger with vertical channels and the throughflow channels are formed according to one embodiment from wave paths made of plastic, which are composed such that they form the parallel vertical air channels. In a heat exchanger block, the cross-sectional areas of the ascending exhaust air ducts alternate with the cross-sectional areas of the descending supply air ducts in horizontal sectional planes in the main directions. According to a spec ellen embodiment, the channels are also formed by hollow chamber profile plates, the hollow chambers of which have an elliptical profile.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad des Gegenstromwärmetauschers ohne Inkaufnahme sonstiger funktioneller Nachteile durch Erhöhung der durch die jeweiligen Wände hindurch herrschenden Temperaturunterschiede noch weiter zu verbessern. Dies wird durch die im Anspruch 1 oder 8 gekennzeichnete Erfindung erreicht. Sie betrifft nicht-rotationssymmetrische Kanäle, also mit nicht-kreisförmigem Querschnitt, der sich entlang der Kanallänge wendelt, bzw. Kanäle mit sich entlang der Kanallänge ändernder Querschnittsfläche, wodurch eine Luftverdrängung und ein Hin- und Herströmen zwischen benachbarten Kanälen stattfindet. Gemäß einem optimalen Konzept sind diese beiden Aspekte kombiniert.The invention has for its object to further improve the efficiency of the counterflow heat exchanger without accepting other functional disadvantages by increasing the temperature differences prevailing through the respective walls. This is achieved by the invention characterized in
Die gekennzeichnete Erfindung einerseits mit dem sich entlang der Kanalerstreckung drehenden Querschnitt, also insbesondere mit drehenden Kanten oder Querschnittsachsen - Ansprüche 2 bis 4 -, und andererseits mit der sich ändernden Querschnittsfläche - Anspruch 8 - ergibt eine gewendelte bzw. pulsierende Ausführung, die dazu beiträgt, daß sich in diesen Kanälen und auch in den gegensinnig durchströmten Kanälen, die dazwischenliegen, die Luftströme verwirbeln und immer wieder von der Wand ablösen, so daß nicht innerhalb dieser Kanäle, die beispielsweise die aufsteigenden Abluftkanäle sind, eine warme Kernsäule bis zum oberen Luftabzug weitgehend ohne Kontakt mit der Wärmetauscherwand aufsteigt, vielmehr wird die Luft in den Kanälen jeweils in Drall bzw. Hin- und Herbewegung versetzt, wodurch sich ständig wechselnde Anteile im wärmetauschenden Wandkontakt befinden. Diesbezüglich wird bereits ein Fortschritt erzielt, wenn nur eine der beiden Kanalarten, also Abluftkanäle oder Zuluftkanäle, die darin geführte Luft entsprechend verwirbeln, ein optimales Ergebnis erzielt man indessen, wenn beide Kanäle erfindungsgemäß ausgeführt sind. Anders als bei einem Wabenwärmetauscher, wird also eine starke Verwirbelung erzeugt.The marked invention on the one hand with the cross section rotating along the channel extension, in particular with rotating edges or cross-sectional axes -
Die Verwirbelung der Luftströme kann durch zusätzliche Maßnahmen, in den Zuluftkanälen auch durch Luftleitbleche - die in den Abluftkanälen den Selbstreinigungseffekt stören würden - gesteigert werden. Anspruch 5 gibt diesbezüglich ergänzende Maßnahmen an, wobei insbesondere ein progressiver Drall als zweckmäßig erachtet wird. Eine weitere Maßnahme gemäß Anspruch 6 sieht vor, daß sich die Wendelrichtung im Verlauf der Länge ändert, insbesondere sprunghaft, wobei beispielsweise zwei, aber auch mehr Abschnitte von jeweils wechselnder Wendelrichtung vorhanden sein können.The turbulence of the air flows can be increased by additional measures, in the supply air ducts also by air baffles - which would interfere with the self-cleaning effect in the exhaust air ducts.
Eine spezielle Ausführungsform nach Anspruch 7 sieht vor, daß die Drehung der Querschnitte gleichzeitig mit einem Versatz der Querschnittsmittelpunkte einhergeht, insbesondere so, daß in der Projektion des Kanals auf die Horizontale keine Fläche vorhanden ist, die von oben bis unten vollständig nur dem betreffenden Kanal zugeordnet ist. Auch hierdurch wird vermieden, daß entlang der Kanal-Längsachse ein mittlerer Luftfaden stehenbleibt, der zum Wärmeaustausch wenig beiträgt.A special embodiment according to
Gemäß Anspruch10 ergibt sich die zweckmäßige Situation, daß gleichsinnig durchflossene Luftkanäle, insbesondere die warmen Abluftkanäle, einander nur punktweise, ggf. über kurze Stege, berühren. Dies stellt einen weiteren Effekt der Erfindung dar, da durch die Formgebung der Kanäle lange Längsbereiche der Berührung gleichartiger Kanäle vermieden werden, was wiederum die effektive Wärmertauscherfläche erhöht. Da auch die Wendelung bzw. Erweiterung und Verengung an sich die Wärmetauscherfläche pro Höhe des Wärmetauscherblocks erhöht, kann diese Höhe insgesamt bei gleichem Effect niedriger gehalten werden.According to
Entlang den Kanälen, insbesondere an den Wendel- oder Flächenänderungs-Wendepunkten, so vorhanden, können nach Anspruch 12 spezielle Wirbelkammern eingefügt sein, die insbesondere die Konfiguration hohler Würfel haben können. Der gleichmäßig insbesondere mit Drall hindurchziehende Luftstrom verfängt sich an den Innenflächen der Würfel und mischt sich hierdurch neu. Sind die Wirbelkammern angenähert eher rund, so dienen sie als relative Ruhestrecken in der Länge des Wärmetauschers. Durch die Wahl der Länge dieser Wirbelkammern läßt sich eine Anpassung zwischen der Länge des Wärmetauschers und der zur Verfügung stehenden Gebläseleistung durchführen.According to
Nach Anspruch 12 können die Kanäle in an sich bekannter Weise (DE-PS 31 02 523) aus Profilplatten gebildet werden, die jedoch nicht nur im Horizontalschnitt, sondern auch im Vertikalschnitt ein Profil aufweisen. Bei passender Konstruktion genügen Profilplatten einer einzigen Profilierung, die passend zusammengefügt werden, was Lagerhaltung und Montage erheblich vereinfacht.According to
Die Verbindung der Profilplatten erfolgt zweckmäßigerweise nach dem Anspruch 14, wobei die Luft zwischen den Kanälen hin- und herwechseln muß, was zu einer verstärkten Verwirbelung führt. Die Maßnahme nach Anspruch 15 fördert weiterhin den Luftwechsel zwischen den Kanälen.The connection of the profile plates is advantageously carried out according to claim 14, wherein the air has to switch back and forth between the channels, which leads to increased turbulence. The measure according to claim 15 further promotes the air exchange between the channels.
Für den Wärmetauscher wird, wie es bei den beschriebenen Beispielen angenommen wurde, aufgrund des gewünschten Selbstreinigungseffekts insbesondere der Abluftkanäle eine stehende, also vertikale Anordnung bevorzugt. Es kommt jedoch auch eine liegende Anordnung nach Ansprcuh 16 in Frage, die bei manchen vorhandenen Gebäuden leichter zu installieren ist. Hierbei müßten dann die geschlossenen Kanäle die Frischluftkanäle und deren Zwischenräume, die ja gegeneinander offen sind, die Abluftkanäle sein und eine Regneranlage enthalten, mit deren Hilfe die Schmutzablagerungen aus diesem Zwischenraumkanälen, also von den Außenseiten der geschlossenen Kanäle, ausgewaschen werden können.For the heat exchanger, as was assumed in the examples described, a vertical, ie vertical, arrangement is preferred due to the desired self-cleaning effect, in particular of the exhaust air ducts. However, a horizontal arrangement according to Claim 16 is also possible, which is easier to install in some existing buildings. The closed ducts would then have to be the fresh air ducts and their interspaces, which are open to one another, the exhaust air ducts and contain a sprinkler system, with the help of which the dirt deposits from this interstice ducts, i.e. from the outside of the closed ducts, can be washed out.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Neuerung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
- Fig. 1 drei ausschnittweise Querschnitte durch einen Gegenstromwärmetauscher in verschiedenen Höhenebenen;
- Fig. 2 eine ausschnittweise Seitenansicht des Wärmetauschers nach Fig. 1 unter Aufzeigung der Schnitt-Höhenebenen;
- Fig. 3 und 4 jeweils drei Schnittdarstellungen in verschiedenen Höhen ähnlich Fig. 1 durch abgewandelte Gegenstromwärmetauscher;
- Fig. 5 und 6 Querschnitte entsprechend Fig. 1 durch einen Wärmetauscher mit abgewandelter Kanal-Querschnittsform;
- Fig. 7 einen weiterhin abgewandelten Wärmetauscher in zwei Querschnitten;
- Fig. 8 sechs Horizontalschnitte durch einen weiterhin abgewandelten Gegenstromwärmetauscher;
- Fig. 9 eine Seitenansicht zweier benachbarter Abluftkanäle eines Gegenstromwärmetauschers, mit in seinen verschiedenen Höhen durch ein Achsenkreuz schematisch angedeuteten Querschnitten;
- Fig. 10 eine Ansicht durch die Kanalanordnung eines Wärmetauschers ähnlich dem nach Fig. 9, jedoch in einer um 90° verdrehten Ebene X-X gesehen;
- Fig. 11 einen schematischen Schnitt entsprechend einer Ebene XI-XI in Fig. 10 bei einer abgewandelten Ausführungsform;
- Fig. 12 Beispiele von weiteren Kanalquerschnitten, die im Rahmen der Erfindung verwendbar sind.
- Fig. 13 drei ausschnittweise Querschnitte durch eine abgewandelte Konstruktion des Gegenstromwärmetauschers;
- Fig. 14 einen Teilschnitt durch den Wärmetauscher nach Fig. 13 in einer Ebene XIV-XIV;
- Fig. 15 einen Teilschnitt durch den Wärmetauscher nach Fig. 13 in einer Ebene XV-XV;
- Fig. 16 in perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt aus dem Block eines weiterhin abgewandelten Wärmetauschers.
- Figure 1 three sections of cross-sections through a counterflow heat exchanger in different height levels.
- FIG. 2 is a partial side view of the heat exchanger according to FIG. 1, showing the sectional height planes;
- 3 and 4 each show three sectional representations at different heights similar to FIG. 1 through modified countercurrent heat exchangers;
- 5 and 6 cross sections corresponding to Figure 1 through a heat exchanger with a modified channel cross-sectional shape.
- 7 shows a further modified heat exchanger in two cross sections;
- 8 shows six horizontal sections through a further modified counterflow heat exchanger;
- 9 shows a side view of two adjacent exhaust air ducts of a countercurrent heat exchanger, with cross sections schematically indicated in its different heights by an axis cross;
- 10 shows a view through the channel arrangement of a heat exchanger similar to that according to FIG. 9, but seen in a plane XX rotated by 90 °;
- 11 shows a schematic section corresponding to a plane XI-XI in FIG. 10 in a modified embodiment;
- 12 shows examples of further channel cross sections that can be used in the context of the invention.
- 13 shows three cross sections of a section through a modified construction of the countercurrent heat exchanger;
- 14 shows a partial section through the heat exchanger according to FIG. 13 in a plane XIV-XIV;
- 15 shows a partial section through the heat exchanger according to FIG. 13 in a plane XV-XV;
- 16 shows a perspective view of a detail from the block of a further modified heat exchanger.
In den verschiedenen Horizontalschnittdarstellungen sind nicht die im Hintergrund noch sichtbaren Kanten, sondern nur die Schnittkanten selbst dargestellt. Fig. 1 zeigt in drei höhenmäßig relativ nahe beieinanderliegenden Horizontalschnitten a, b und c (Fig. 2) einen Ausschnitt aus einem insgesamt einen Block bildenden Kanalsystem eines Gegenstromwärmetauschers, mit Abluftkanälen 1 mit elliptischem Querschnitt, dessen lange Ellipsenachse 2 sich von unten nach oben dreht so daß die Enden der Achsen 2 jeweils Schraubenlinien 2ʹ (Fig. 2) beschreiben. Es sei angenommen, der Schnitt a sei in einer Ebene im unteren Bereich des Wärmetauscherblocks gelegt. Die Achse 2 des in der Darstellung rechts oben befindlichen Abluftkanals 1 liegt in der Schnittebene a parallel zur vorderen und hinteren Bildkante. In der Schnittebene b weist die Achse 2 dieses Kanals zur vordern und hinteren Bildkante bereits einen Winkel von ca. 20° und in der Schnittebene c von 40° auf. Bei der Ausführung nach Fig. 1 setzt sich die Drehung schraubenartig von unten bis oben fort, wobei je nach Höhe des Wärmetauscherblocks insgesamt Drehungen von mehreren 360° erreicht werden.The various horizontal sectional views do not show the edges that are still visible in the background, but only the cut edges themselves. Fig. 1 shows in three relatively horizontally close horizontal sections a, b and c (Fig. 2) a section of an overall block-forming duct system of a countercurrent heat exchanger, with
Zwischen den Abluftkanälen 1 befinden sich Zwischenräume, die im Horizontalschnitt jeweils etwa viereckig mit geschweiften Kanten sind und als Zuluftkanäle 3 dienen. Diese Vierecke der Zuluftkanäle 3 wechseln zwar mit den Drehungen der Abluftkanäle 1 im einzelnen ihre Größe, ihre Summe bleibt jedoch gleich. Soweit die Summe der Zuluftkanalquerschnitte und die Summe der Abluftkanalquerschnitte sich nicht genau gleichen, können sich die Luftdurchsätze durch unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten aneinander angleichen, überwiegend wechseln jedoch, sofern möglich, Luftanteile zwischen den Kanälen der gleichen Kategorie - Abluft bzw. Zuluft - hin und her. Während in den Abluftkanälen relative warme und feuchte Stalluft nach oben aufsteigt, wird durch die Zuluftkanäle 3 kalte Außenluft von oben nach unten angesaugt. Die Abluftkanäle 1 und die Zuluftkanäle 3 werden durch relativ dünne im wesentlichen aufrechtstehende Wände 4 voneinander getrennt, zwischen denen ein Wärmeübergang von den Abluftkanälen 1 zu den Zuluftkanälen 3 stattfindet. Aufgrund des Dralls, den die gewendelten Abluftkanäle auf die jeweilige darin fließende Luftströmung ausüben, wird die Luft ständig verwirbelt und löst sich von der Wand, um dort durch Luft aus der Mitte ersetzt zu werden. Durch die wendelartige Verdrehung der Querschnittsausdehnung der Abluftkanäle 1 wird also nicht nur die Oberfläche dieser Kanäle und damit die Wärmetauschfläche vergrößert, sondern auch für eine gleichmäßige Beteiligung des gesamten Luftvolumens am Wärmetauschvorgang gesorgt. Bei der Ausführung nach Fig. 1 und 2 wird auch die Zuluft erheblich verwirbelt, und zwar nicht nur durch die Wendelung der Zuluftkanäle 3, sondern auch durch deren Querschnittsänderungen, die eine Luftverdrängung zwischen den einzelnen Zuluftkanälen 3 erzwingen, wie in Fig. 1 durch Pfeile angedeutet ist. In den Schnitten 1b einerseits und 1c andererseits sind hinsichtlich der Luftverdrängung etwas unterschiedliche Ausführungen symbolisiert, wie noch beschrieben wird. Das Kondenswasser, das sich im Inneren der Abluftkanäle 1 an deren Wand absetzt, läuft ungehindert an der Wand entlang herunter und reinigt in an sich bekannter Weise die Innenwand der Abluftkanäle, was durch die eckenfreie Konstruktion dieser Kanäle gefördert wird. Das Kondenswasser wird unten abgefangen und abgeführt. In den Zuluftkanälen 3 sammelt sich weniger Schmutz und kaum Kondenswasser, so daß örtliche spitzwinklige Eckkanten dieser Kanäle keine Beeinträchtigung bringen.There are spaces between the
Zur Konstruktion des Wärmetauschers nach Fig. 1 und 2 können entsprechend verdrillte Kanalleitungen mit elliptischem Querschnitt verwendet werden. Es ist jedoch auch möglich, den Querschnitt aus Profilplatten 5 zusammenzusetzen, die in ihrer Hauptrichtung parallel zueinander quer durch den Block des Wärmetauschers verlaufen und diesen hierdurch aufbauen. Für die jeweils äußerste der dargestellten Wandbereiche ist in den Schnittdarstellungen von Fig. 1 jeweils noch getrennt die jeweilige Schnittansicht der einzelnen Profilplatte 5 dargestellt. Durch phasenrichtiges Zusammenbauen derartiger Profilplatten ergeben sich automatisch die Abluftkanalwendeln bzw. die dazwischenliegenden spitzkantigen Zuluftkanalzwickel. Die Ränder des Blocks können ungefaßt sein, also im montierten Zustand durch die Gebäude-Schachtwand gebildet werden, oder können in an sich bekannter Weise (DE-PS 31 02 523) durch spezielle Profilplatten gebildet sein.Correspondingly twisted duct lines with an elliptical cross section can be used to construct the heat exchanger according to FIGS. 1 and 2. However, it is also possible to assemble the cross section from
Bei einem Aufbau des Wärmetauschers aus den Profilplatten 5 kann die aus der Luftverdrängung resultierende Querströmung nur jeweils in einer Ebene parallel zu diesen Profilplatten erfolgen. Während die diese Querströmung zeigenden Pfeile in Fig. 1b für den Fall eingezeichnet sind, daß einzelne verdrillte Kanalleitungen verbaut sind, geben die Pfeile in Fig. 1c den Fall an, daß Profilplatten 5 verwendet wurden.When the heat exchanger is constructed from the
Im Fall einzelner verdrillter Kanalleitungen haben zweckmäßigerweise alle dieser Kanalleitungen einen gegenseitigen Abstand zum Durchtritt der Zuluft vom einen zum anderen der Kanäle 3, jedoch sind zur Bildung des Wärmetauscherblocks in manchen Horizontalschnitten Koppelpunkte 7 vorhanden, beispielsweise in Form von Steck- oder auch Schnappnoppen.In the case of individual twisted duct lines, all of these duct lines expediently have a mutual distance from one another to the passage of the supply air from one of the
Stecknoppen können bei der Montage auch noch geklebt werden. Ist der Wärmetauscherblock aus Profilplatten 5 zusammengesetzt, so ist es eine Frage der Einzeldimensionierung, ob die Platten gitterplattenartig, also mit Löchern zum Austausch zwischen den beiderseitigen Zuluftströmen gebaut sein können oder ob, wie nach Fig. 1c, der Zuluftaustausche nur parallel zu den Platten 5 möglich ist. Die Profilplatten 5 weisen ebenfalls zum Aneinanderheften paralleler Kanalreihen Koppelpunkte 7 auf, außerdem werden zweckmäßigerweise an Koppelstreifen 7ʹ, die zwischen den Kanälen liegen, die beiden jeweils eine Kanalreihe bildenden Profilplatten 5 miteinander verbunden, insbesondere verklebt. Sie können auch durch Kleinprofile oder Steckmittel örtlich aneinander festgelegt sein, damit die insgesamt nicht sehr starren Plattenstapel eine korrekte Ausrichtung erhalten und beibehalten.Studs can also be glued during assembly. If the heat exchanger block is composed of
Gemäß Fig. 1 wechseln sich die benachbarten Abluftkanäle 1 hinsichtlich der Orientierung ihrer Querschnittsachse 2 stets ab.1, the adjacent
Fig. 3 zeigt die Anordnung elliptischer Kanäle in etwas anderem Muster. Während sich nach Fig. 1 die beiden Richtungen in jeder Schnittebene alternierend abwechselten, haben nach Fig. 3 in einer Grundrichtung benachbarte Kanäle parallele Achsen 2 und in der anderen Grundrichtung aufeinander senkrechte Achsen 2.Fig. 3 shows the arrangement of elliptical channels in a slightly different pattern. 1, the two directions alternated in each section plane, according to FIG. 3, adjacent channels have
Fig. 4 zeigt eine Ausführung entsprechend Fig. 3, aber aus Profilplatten 5 aufgebaut. Die Platten 5 sind wieder, wie unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben, am Koppelstreifen 7ʹ zur Bildung der Kanalreihen zusammengeklebt und an in Vertikalrichtung beabstandeten Koppelpunkten 7 von Kanalreihe zu Kanalreihe zusammengeheftet. Wie ersichtlich, sind die Kanäle in Reihen 8 und Spalten 9 angeordnet, und bei der dargestellten Ausführungsform sind die längeren Achsen 2 der Kanäle 1 jeder Spalte in jeder Horizontalschnittebene zueinander parallel. Die Profilplatten 5 haben deshalb in jeder Schnittebene für alle Reihen und deren gegenüberliegende Seiten gleiches Profil, für die gegenüberliegenden Seiten allerdings in Kopfüber-Anordnung. Der Wärmetauscherblock läßt sich also aus gleichen Profilplatten zusammenbauen.Fig. 4 shows an embodiment corresponding to FIG. 3, but constructed from
Die Figuren 5 und 6 zeigen Anordnung entsprechend Fig. 1 bzw. 4, jedoch mit einer abgewandelten Kanalquerschnittsform, die nach Fig. 5 rautenförmig und nach Fig. 6 trapezförmig ist. Fig. 7 veranschaulicht einen quadratischen Kanalquerschnitt, insoweit kann bei derartigen Querschnitten im Einzelfall nicht von sich drehenden Querschnittsachsen gesprochen werden. Wie in Fig. 5 eingezeichnet, beschreiben Kanten 2ʺ und 3ʺ, die bei den Rauten von Fig. 5 an den Enden der Rautenachsen 2 bzw. 3 sitzen, entlang dem Kanal Schraubenlinien.FIGS. 5 and 6 show an arrangement corresponding to FIGS. 1 and 4, but with a modified channel cross-sectional shape, which is shown in FIG. 5 is diamond-shaped and trapezoidal according to FIG. 6. Fig. 7 illustrates a square channel cross-section, so it can not be spoken in individual cases of such cross-sections of rotating cross-sectional axes. As shown in FIG. 5, edges 2ʺ and 3ʺ, which in the diamonds of FIG. 5 are located at the ends of the diamond axes 2 and 3, describe helical lines along the channel.
Fig. 8 zeigt anhand von sechs benachbarten Horizontalschnitten a, b, c, d, e und f eine Ausführung, die anhand rechteckiger Kanalquerschnitte dargestellt ist. Die Querschnitte könnten jedoch auch eine andere längliche Form aufweisen. Die Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß beispielsweise zwischen den Schnitten in den Schnittebenen a und e oder b und f die zusammengehörigen Kanäle keinerlei Deckung aufweisen, so daß es vollkommen ausgeschlossen ist, daß sich in einem mittleren Kanalkern eine Strömungssäule einstellt, die ohne Austausch mit dem umgebenden Schichten gerade durchzieht.8 shows, using six adjacent horizontal sections a, b, c, d, e and f, an embodiment which is shown using rectangular channel cross sections. However, the cross sections could also have a different elongated shape. The embodiment is characterized in that, for example, between the cuts in the sectional planes a and e or b and f the associated channels have no coverage, so that it is completely excluded that a flow column is established in a central channel core, which without exchange which runs straight through the surrounding layers.
Dies wird erreicht durch zwei Sätze von Kanalwendeln, die wiederum die Abluftkanäle sind und mit 1ʹ bzw. 1ʺ bezeichnet sind. In der Darstellung nach Fig. 4 drehen sich die langen Achsen 2 der Kanäle 1ʹ in der Fortschreitungsrichtung von a nach f im Gegenuhrzeigersinn und diejenigen der Kanäle 1ʺ im Uhrzeigersinn. Ein strichpunktiert eingezeichnetes Quadrat 10 kann als Raumbereichsreferenz dienen, es zeigt in sämtlichen Schnittdarstellungen eine gleiche prismenförmige Raumsäule. Seitlich in das Bild hereinwandernde, im Schnitt a noch nicht sichtbare Kanalquerschnitte sind gestrichelt eingezeichnet. Die Kanalwände sind in Abständen durch die Koppelstellen 7 in form von Stegen miteinander verbunden.This is achieved by two sets of duct coils, which in turn are the exhaust air ducts and are labeled 1ʹ or 1ʺ. 4, the
Für die Verwirbelung ist es besonders vorteilhaft, wenn sich der Drehsinn der Wendel im Verlauf der Höhe ein- oder mehrmals umkehrt. Fig. 9 zeigt zwei benachbarte Abluftkanäle 1 mit jeweils länglich-rundem Querschnitt, bei denen in einer gegebenen Drehphase jeweils eine Wirbelkammer 8 in Form eines Hohlquaders eingesetzt ist, an dessen beiden Anschlußseiten der Drehsinn der Kanalquerschnitte entgegengesetzt ist, wie die Darstellung der Linien 2ʹ und 3ʹ der Achsenenden zeigt. Auch durch diese Maßnahme wird der Luftaustausch und der Wandkontakt sämtlicher Abluftpartien gefördert. Fig. 9 zeigt wiederum die Kupplungen 7, die in Abständen entlang der Länge der Kanäle, und zwar in zweckmäßiger Weise jeweils an den Wirbelkammern 8, angeordnet sind und auf diese Art einen festen Block des Wärmetauschers schaffen. Diese Kupplungen 7 bestehen aus an den Profilplatten angeformten Rohrstücken mit Zentrierenden, die miteinander verklebt werden. Durch Zwischenscheiben an den Kupplungen 7 kann der gegenseitige Abstand der Kanäle gewählt werden, was einen Einfluß auf den Strömungswiderstand zwischen den einzelnen Kanälen 4, zwischen denen die Luft aufgrund der Volumenänderungen bei der Drehung des Querschnitts der Kanäle 1 hin- und herströmt, hat und somit eine Anpassung an die Gebläseleistung erlaubt. In der Darstellung von Fig. 9 sind keine Koppelstreifen 7ʹ gezeigt, es kann also davon ausgegangen werden, daß hier die Kanäle nicht aus Profilplatten hergestellt sind, sondern in der zur Zeichenebene senkrechten Richtung ebenfalls durch (nicht dargestellte) Kupplungen 7 verbunden sind.For the swirling, it is particularly advantageous if the direction of rotation of the helix reverses one or more times in the course of the height. Fig. 9 shows two adjacent
Die Wirbelkammern 8 schaffen in der dargestellten Ausführung eine Querschnittserweiterung der Abluftkanäle 1 und eine Querschnittsverengung der durch den Zwischenraum gebildeten Zuluftkanäle 4. Auch sie haben also einen Einfluß auf den Durchströmungswiderstand des Wärmetauschers. Durch die Wahl von Form - auch zylindrisch - und Größe - also Querschnitt und Länge - der Wirbelkammern 8 kann eine Optimierung hinsichtlich des Wärmeaustauschs bei gegebener Gebläseleistung im Hinblick auf die Durchströmungsgeschwindigkeit angestrebt werden.In the embodiment shown, the
Figure 10 veranschaulicht einen Ausschnitt, nämlich einen Längenbereich, eines Wärmetauschers etwa der Art nach Fig. 9, jedoch in gestreckterer Ausführung, die praktische Verwirklichung zumeist näherkommen dürfte. Es handelt sich um eine Schnittdarstellung in einer Ebene entsprechend X-X in Fig. 9. In der Darstellung ist, zwischen zwei Schachtwänden 11,11, eine aus zwei Profilplatten 5 zusammengeklebte Tauscherplatte sichtbar, genaugenommen ist nur deren dem Betrachter zugewandte Profilplatte 5 erkennbar. Zwischen den Abluftkanälen 1 liegen die Koppelstreifen 7ʹ in Form von Klebestegen. Die Zuluftkanäle 3 haben also jeweils innerhalb von Kanalgruppen, die durch die aus zwei Profilplatten gebildete Tauscherplatte getrennt sind, untereinander Kontakt, während die Abluftkanäle 1 im Verlauf ihrer Länge nicht miteinander kommunizieren.Figure 10 illustrates a section, namely a length range, of a heat exchanger of the type shown in FIG. 9, but in a more elongated design, which is likely to come closer to practical implementation. It is a sectional view in a plane corresponding to XX in FIG. 9. In the illustration, between two
Bei einer in vorteilhafter Weise abgewandelten Ausführungsform nach Fig. 11 kommunizieren jedoch auch die Abluftkanäle 1 miteinander, wobei zugleich deren Durchströmungsquerschnitt Änderungen unterworfen ist. Fig. 11 zeigt einen Schnitt entsprechend einer etwas geschwungenen Ebene
Die Profilplatten 5 sind hierbei im Bereich der Koppelstreifen 7ʹ nur in Abständen, nämlich in Bereichen 12, miteinander verklebt, während sie in den Zwischenbereichen 13 auseinanderklaffen und eine Kommunikation zwischen den benachbarten Abluftkanälen 1 ermöglichen. Hierdurch wird nicht nur eine gewisse Luftzirkulation zwischen den Abluftkanälen und damit eine verstärkte Verwirbelung erreicht, sondern auch erreicht, daß die Zuluft in noch stärkerem Maße zwischen den Kanälen hin und her wechseln muß; dies deshalb, weil die durch das Klaffen erhöhte "Talsohle" des Koppelstreifens 7ʹ, die eine sattelartige Verflachung der zwischen den Abluftkanälen gebildeten Rinne, die den Zuluftkanal 3 bildet, stets dann vorliegt, wenn auch diese Rinne von den Seiten her, also von den Wänden des Abluftkanals 1 her, eingeengt ist. Hierdurch wird verstärkt ausgenützt, daß in den beiden Luftströmungsrichtungen unterschiedliche Wärmetauschmechanismen vorliegen. Bei der Abluft herrscht latente Wärme, die hauptsächlich in Wasserdampf besteht, der an den kalten Wänden kondensiert und hierdurch Wärme an diese Wände abgibt. Beim Zuluftkanal herrscht jedoch "sensible" Wärme, die durch die Verdrängung und Luftströmung übergeben wird.The
Figur 12 zeigt noch weitere Beispiele von möglichen Querschnittsflächen gewendelter Kanäle.FIG. 12 shows still further examples of possible cross-sectional areas of coiled channels.
Die Figuren 13 bis 15 zeigen noch eine Ausführungsform, die sich für die Verwirbelung der Luftströme nur der Luftverdrängung bedient. Während die aufwärts durchströmten Abluftkanäle 1 ihre Querschnittsfläche im wesentlichen beibehalten, jedoch die Querschnittsform ändern und in Abständen durch auseinanderklaffende Profilplatten 5 miteinander verbunden sind, wechseln die Zuluftkanäle 3 ihren Durchströmquerschnitt in erheblichem Maße, wodurch die insgesamt abwärts strömende Zuluft zu einem ständigen Wechsel zwischen den benachbarten Kanälen gezwungen ist. Hierdurch wird stets wieder frische, kühle Zuluft an die Kanalwän de herangebracht, in denen innenseitig insbesondere durch Kondensation von Kondenswasser in der Abluft Wärme freigesetzt wird. In den Bereichen 13, in denen die Profilplatten 5 an den Streifen zwischen den Abluftkanälen 1 nicht miteinander verbunden sind, sondern auseinanderklaffen, wird zusätzliche Wärmeübergangsfläche gewonnen.FIGS. 13 to 15 show another embodiment which only uses air displacement for the swirling of the air streams. While the upward-flowing
Die Figuren 13 bis 15 stellen die Querschnittsvariationen anhand von sich ändernden Trapezquerschnitten der Abluftkanäle 1 dar. Dies ist ein Beispiel, einleuchtenderweise sind auch andere Querschnitte, insbesondere abgerundete unsymmetrische Querschnitte, zur Erzielung des Effekts geeignet.FIGS. 13 to 15 show the cross-sectional variations on the basis of changing trapezoidal cross-sections of the
Figur 16 zeigt perspektivisch einen Ausschnitt aus einem Wärmetauscherblock in liegender Anordnung. Die Wärmetauscherplatten sind hierbei wiederum jeweils aus zwei Profilplatten zusammengebaut und die einzelnen Kanäle weisen pulsierende Querschnitte und zwischen sich Kommunikationsverbindungen auf, die die Verdrängungsluft zwischen benachbarten Kanälen führen. Die einzelnen Profilplatten 5 bestehen hier aus Aluminium, das nur in geringerem Maße tiefziehbar ist und das deshalb ein verhältnismäßig flaches Profil ergibt. Der Wärmetauscher ist aufgrund dieser Materialwahl unbrennbar. Das relativ flache Profil eignet sich speziell für eine liegende Anordnung, da die abgerundeten Kanten und die mäßige Konvexität eine Reinigung durch im Bereich der Abluftkanäle über die Platten rieselndes Wasser begünstigen.Figure 16 shows a perspective view of a section of a heat exchanger block in a lying arrangement. The heat exchanger plates are in turn each assembled from two profile plates and the individual channels have pulsating cross sections and communication links between them, which conduct the displacement air between adjacent channels. The
Die Zuluftströme sind durch Pfeile symbolisiert. Ersichtlich wechselt ein Teil der Zuluft im Verlauf der Verengungen und Erweiterungen der einzelnen Kanalquerschnitte zwischen benachbarten Kanälen hin und her. Desgleichen wechselt auch die Abluft entlang der Oberfläche der Profilplatten 5 zwischen den benachbarten Kanälen hin und her, da auch sie entsprechend dem unterschiedlichen Querschnittsbedarf der Zuluftkanäle ausweichen muß.The supply air flows are symbolized by arrows. It is evident that part of the supply air changes back and forth between adjacent ducts in the course of the narrowing and widening of the individual duct cross sections. Likewise, the exhaust air changes back and forth along the surface of the
Gemäß einer weiteren (nicht dargestellten) Abwandlung wird das Luftverdrängungsprinzip auch bei einem Folienwabenwärmetauscher, wie er aus der DE-PS 31 02 523 bekannt ist, angewandt, indem benachbarte gleichsinnig durchflossene Wabengänge Verbindungen haben und die Wabenwände mal zur einen, mal zur anderen Seite zu vorspringen bzw. eingebaucht sind.According to a further modification (not shown), the air displacement principle is also used in a film honeycomb heat exchanger, as is known from DE-PS 31 02 523, in that adjacent honeycomb passages through which flow flows in the same direction have connections and the honeycomb walls sometimes to one side or to the other project or are immersed.
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