EP4098966B1 - Wärmeübertrager und lüftungsgerät - Google Patents

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EP4098966B1
EP4098966B1 EP22168363.4A EP22168363A EP4098966B1 EP 4098966 B1 EP4098966 B1 EP 4098966B1 EP 22168363 A EP22168363 A EP 22168363A EP 4098966 B1 EP4098966 B1 EP 4098966B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat exchanger
metal sheet
sheets
section
sheet metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP22168363.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4098966A1 (de
Inventor
Thilo Nies
Thomas Erner
Ronald Stahlschmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Original Assignee
Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stiebel Eltron GmbH and Co KG filed Critical Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Publication of EP4098966A1 publication Critical patent/EP4098966A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4098966B1 publication Critical patent/EP4098966B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D17/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles
    • F28D17/02—Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles using rigid bodies, e.g. of porous material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/40—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F28F13/12—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2250/00—Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
    • F28F2250/08—Fluid driving means, e.g. pumps, fans

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger and a ventilation device.
  • a ventilation device is used, for example, to ventilate and/or ventilate a room.
  • DE 3037709 shows a device for heat recovery through an indirect, continuous or discontinuous heat exchange between two flowable media at different temperatures.
  • the invention according to US 6,991,023 relates to a regenerator through which a fluid can flow to transfer thermal energy into and out of the fluid.
  • the regenerator includes an inner wall with a radially outwardly directed cylindrical surface.
  • An outer wall is spaced radially outwardly from the inner wall and substantially coaxial with the inner wall.
  • the outer wall has a cylindrical surface pointing radially inward. This creates an annular gap between the inner wall and the outer wall.
  • a large number of foils are arranged in the annular gap.
  • the films extend along significant involutes of the radially outwardly directed cylindrical surface of the inner wall.
  • Each film has a first edge attached to one of the cylindrical surfaces and a second edge spaced from the first edge. The second edge is located near the other of the cylindrical surfaces and is circumferentially offset from the first edge.
  • Regenerative heat exchangers are typically used in combination with fans for decentralized living space ventilation. Such heat exchangers typically consist of a plurality of plates stacked on top of each other. The advantages of such heat exchangers are, in particular, the low production costs.
  • US 6,991,023 discloses a regenerator with the features of the preamble of claim 1. However, this regenerator is used in the area of a Stirling engine.
  • a regenerator heat exchanger which optionally has a circular or rectangular cross section with a center point M.
  • the heat exchanger has an inner first end and an outer second end as well as a plurality of heat exchanger sheets, each of which has a first and second sheet end and a sheet section that is arched or curved in the radial direction.
  • the heat exchanger sheets serve as heat storage mass for regenerator operation. Due to the radial or curved design of the sheet metal section, the heat exchanger can be better adapted to a swirling inflow or outflow.
  • the heat exchanger sheets extend in the axial direction and in cross section extend in the radial direction.
  • a first sheet metal section has at least one bend or punching and the first sheet metal section is suitable for being coupled to first sheet metal sections of adjacent heat exchanger sheets in order to form a first inner end of the heat exchanger.
  • a regenerator is a heat exchanger with a short-term heat storage, around which a warm and a cold medium, here air, flows alternately.
  • a regenerator heat exchanger for (room) ventilation devices is provided.
  • the heat exchanger optionally has a round or circular cross section.
  • the heat exchanger consists of a plurality of heat exchanger sheets.
  • the heat exchanger sheets each have a first and second end.
  • the first ends of the heat exchanger sheets are coupled to one another in the region of the center (ie a first inner end) of the circular or annular cross section of the heat exchanger.
  • the second ends of the heat exchanger sheets are coupled or plugged together at the second or outer end of the heat exchanger.
  • the heat exchanger can therefore be assembled or plugged together from a plurality of heat exchanger sheets.
  • the heat exchanger sheets are designed identically.
  • the heat exchanger sheets serve as short-term heat storage devices, which are suitable for extracting and storing heat from a warm air stream flowing past and later transferring the stored heat to a cold air stream flowing past.
  • the heat exchanger sheets have a first end, an adjoining straight sheet metal section, a curved sheet metal section and a second straight sheet metal section.
  • the first sheet metal section is slightly curved.
  • the last sheet metal section is also straight.
  • adjacent heat exchanger sheets are coupled to one another or inserted into one another.
  • the section at the second end of the heat exchanger sheets is used to be coupled or inserted into one another with other second ends of the heat exchanger sheets.
  • the heat exchanger thus consists of a plurality of heat exchanger sheets on both its inside and outside, which are inserted into one another on both their inside and their outside. This means that a heat exchanger consisting of a plurality of sheets can be assembled or plugged together in a stable manner.
  • the heat exchanger sheets have recesses such as grooves along a longitudinal direction of the heat exchanger sheets. This is advantageous because it can improve heat exchanger capacity.
  • a nose is provided at the outer end of the heat exchanger sheets, which can be inserted into a recess on an adjacent heat exchanger sheet, particularly in the area of the second end.
  • a heat exchanger sheet may have an elongated extent or a longitudinal extent (length) between the first and second ends. Perpendicular to the longitudinal extent, the sheet has a width extent (width).
  • the heat exchanger can be used, for example, in a one-room ventilation device.
  • a one-room ventilation device For example, at least one hole can be provided in a wall are provided, with one heat exchanger and at least one fan being provided in the bore.
  • a fan when operating one-room ventilation, a fan can be operated in a first operating mode in order to push air out of the room to the outside.
  • the sheets of the heat exchanger are heated by the air flowing out to the outside.
  • a second operating mode of the fan can then be activated to transport air from the outside to the inside. This air then passes the heat exchanger sheets and can absorb the heat stored in the sheets, so that this air is preheated before it enters the room.
  • the cross section of the heat exchanger may be circular, oval, polygonal (e.g. 8 to 20-sided) or rectangular.
  • the heat exchanger according to the invention is particularly well adapted to a swirling inflow or outflow from a fan.
  • a first end or a first sheet metal section of the sheet metal can have a plurality of bends and/or punchings. This means that movement of the sheets relative to one another can be restricted when the first ends are coupled to one another.
  • the second sheet metal section is provided to ensure a desired distance between the individual sheets with the smallest possible radius. This allows the radius of the first section of the heat exchanger to be reduced.
  • the third section has a curvature. This curvature can, for example, follow a logarithmic spiral to ensure the same distance between the individual sheets.
  • the fourth sheet metal section can be constructed from one or more bends and/or punchings. This area is used for attachment to neighboring sheets. A nose or plug can be inserted into a slot or an opening in an adjacent sheet, so that the second end of the sheet can be securely fastened in or on a second end of an adjacent sheet.
  • the sheet has a length and a width and optionally at least partially longitudinal grooves.
  • the invention also relates to a (room) ventilation device L, which can be used as a decentralized ventilation device, with at least one heat exchanger described above, a housing and at least one fan.
  • the heat exchanger is designed as a regenerator with a short-term heat storage, which can be alternately flowed around with a warm and a cold medium, here air.
  • the ventilation device has a cylindrical housing in which at least one fan (with a circular cross section) and at least one of the heat exchangers described above are provided.
  • at least one fan with a circular cross section
  • more than one fan can be provided.
  • the fan can optionally be operated in pendulum mode.
  • Such ventilation devices can be used in particular as decentralized ventilation devices.
  • the sheets of the heat exchanger extend radially outwards from a first inner end of the heat exchanger, with a section of the sheets being arched or curved.
  • the curved sheet metal sections can be designed essentially parallel to one another.
  • a center line of a curvature of the sheet in the third sheet section follows a spiral, an Archimedean spiral or a logarithmic spiral.
  • the distance between adjacent sheets is at least partially constant in the radial direction.
  • the curvature of the third region is ⁇ 180°.
  • the first end of the sheets can be used to fixate between several slats.
  • spacers can be provided to ensure the distance between the slats.
  • the heat exchanger plates are made of coated steel or an aluminum alloy.
  • a regenerator is used to temporarily store heat. This can be done in particular in discontinuous operation (air in/air out, approx. every 40 seconds).
  • a regenerator according to the invention represents a short-term heat storage for discontinuous operation, with the heat exchanger sheets serving as a short-term heat storage.
  • the fan power of the fan can optionally be less than 200 W, and in particular less than 50 W.
  • Fig. 1 shows a schematic cross section of a heat exchanger according to a first exemplary embodiment.
  • the heat exchanger 100 according to the first exemplary embodiment can be used in particular in a living room ventilation device, which is installed subsequently, with a circular hole being provided in the outer wall.
  • the heat exchanger 100 according to the exemplary embodiment can be at least partially inserted into this circular bore.
  • the heat exchanger 100 according to the first exemplary embodiment thus has an annular or circular cross section so that it can then be placed in a corresponding hole in the outer wall.
  • a rectangular hole can also be provided.
  • the heat exchanger 100 has a center point M and a plurality of radially extending heat exchanger sheets 110.
  • the heat exchanger sheets also extend in the axial direction.
  • the heat exchanger has a first (radially) inner end 100a, a first and second section 100c, 100d and a (radially) outer (circular) end 100b.
  • the heat exchanger 100 consists of a plurality of heat exchanger sheets 110, which are coupled or inserted into one another at their respective first and second ends 110a, 110b, so that both their first and second ends 110a, 110b are (fixed) with the first and second ends 110a, 110b of an adjacent heat exchanger sheet 110 are connected. This ensures that the heat exchanger 100 can be assembled or put together in a simple manner and has good stability on its own without any additional aids.
  • the heat exchanger is designed as a regenerator heat exchanger.
  • a regenerator is a heat exchanger with a short-term heat storage, around which a warm and a cold medium, here air, flows alternately.
  • the respective heat exchanger sheets 110 have a first and second end 110a, 110b.
  • the first ends 110a of the heat exchanger sheets 110 can be coupled to adjacent first ends 110a of adjacent heat exchanger sheets 110 in the area of the first end 110a of the heat exchanger 100.
  • the second ends 110b of the heat exchanger sheets 110 can be provided in the area of the outer end 100b of the heat exchanger 100.
  • the second ends 110b of the respective heat exchanger sheets 110 are coupled or plugged together into adjacent heat exchanger sheets 110.
  • the heat exchanger sheets 110 thus have a first sheet metal end 110a with a first sheet metal section 114, a second sheet metal section 115, a third sheet metal section 116 and a fourth sheet metal section 117, the fourth sheet metal section being provided at the second end 110b of the heat exchanger sheets 110.
  • the second sheet metal section 115 is designed straight.
  • the third sheet metal section 116 is curved or curved.
  • the third sheet metal section 117 is also essentially straight.
  • the assembled or coupled first sheet metal ends 110a can form the first (radially) inner end 100a of the heat exchanger 100.
  • the coupled second sheet ends 110b of the sheets 110 can form the second outer sheet end 100b of the heat exchanger.
  • Fig. 2 shows a perspective view of a heat exchanger according to a first exemplary embodiment.
  • the heat exchanger 100 has a first and second end 110a, 110b.
  • the heat exchanger 100 has a longitudinal or rotation axis 111.
  • the heat exchanger 100 according to Fig. 2 essentially corresponds to the heat exchanger 100 Fig. 1 .
  • the heat exchanger 100 has a first section 100c adjacent to the first (radially) inner end 100a (with the second sheet metal sections 115) and a second section 100d between the second (radially) outer end 100b and the first section 100c.
  • the third sheet metal sections 116 are provided in the area of the second section 110d.
  • Fig. 3 shows a cross section of a heat exchanger sheet according to a first exemplary embodiment.
  • the heat exchanger sheet 110 has a first and second end 110a, 110b.
  • a first sheet metal section 114 is provided at the first end 110a can be designed curved.
  • a second sheet metal section 115 is then provided, which is essentially straight.
  • a third sheet metal section 116 is provided, which is curved or curved.
  • a fourth section 114 can be straight and can represent the second end 110 of the heat exchanger sheet 110.
  • the first and second ends 110a, 110b and the first and fourth sheet metal sections 114, 117 serve to be coupled to first and fourth sheet metal sections of adjacent heat exchanger sheets 110.
  • By designing the second sheet metal section 115 as a straight section, it can be ensured that a sufficient distance is provided between the adjacent heat exchanger sheets 110.
  • the curved or round design of the third sheet metal section 110 allows the surface area to be increased.
  • Fig. 4 shows a perspective view of the heat exchanger sheet from Fig. 3 .
  • the heat exchanger sheet 100 has a first and second end 110a, 110b.
  • a first sheet metal section 114 is provided at the first end 110a and a fourth sheet metal section 117 is provided at the second end 110b.
  • a second and a third sheet metal section 115, 116 are provided between the first and fourth sheet metal sections.
  • the second sheet metal section 115 adjoins the first sheet metal section 114.
  • the third sheet metal section is provided between the second and fourth sheet metal sections 115, 117.
  • the first sheet metal section 114 can be designed to be slightly curved outwards.
  • the second sheet metal section 115 can be designed straight.
  • the third sheet metal section 116 can be curved or curved.
  • the fourth sheet metal section 117 can be designed straight.
  • the heat exchanger sheet 110 has a nose 111 in or on the fourth sheet metal section 117. Furthermore, the sheet optionally has a plurality of grooves 113 between the first and second ends 110a, 110b.
  • the grooves 113 can be continuous or interrupted (i.e. there can be one or more grooves).
  • a hole or an opening 112 may be provided in the area of the second end 110b.
  • the sheet metal 110 has a length 100f and a width 100e.
  • the opening 112 and the nose 111 are coordinated with one another, so that a nose 111 of a heat exchanger sheet 110 can be inserted or coupled into an opening 112 of an adjacent heat exchanger sheet 110, so that the second ends 110b of adjacent heat exchanger sheets 110 fit into one another can be plugged in.
  • FIG. 5A to 5E each show different views of a ventilation device according to a second exemplary embodiment.
  • the ventilation device according to the second exemplary embodiment typically has a round or circular cross section and can, for example, be installed subsequently. Ventilation of a room can be made possible by the ventilation device 200 according to the second exemplary embodiment.
  • the ventilation device 200 has a housing 203 with a first and second end 201, 202.
  • Fig. 5A an exploded drawing of the ventilation device according to the second exemplary embodiment is shown.
  • the ventilation device 200 therefore has a housing 203 with a first and second end 201, 202.
  • a fan 210 and at least one heat exchanger according to the first exemplary embodiment are placed in the housing.
  • a cover 220 may be provided, which is provided at the second end 202.
  • the fan 210 can be operated in pendulum mode, for example. This means that the fan initially moves warm air from inside the room to the outside. The warm air from the interior of the room heats the metal sheets 110 of the heat exchanger 100. The direction of rotation of the fan 210 can then be changed so that cold air from outside is conveyed into the interior of the room. The cold air brushes against the preheated metal sheets 110 of the heat exchanger 100, whereby the incoming air is heated.
  • the housing 203 can be designed as a hollow cylinder. This means that the sheets 110 can be used as a regenerative heat exchanger.
  • Fig. 5B shows a top view of one end of the heat exchanger according to the first exemplary embodiment.
  • the fan 210 with the fan blades 211 can be seen.
  • Fig. 5C shows a top view of another end of the ventilation device 200.
  • the sheets 110 and behind them the fan 210 with the fan blades 211 are shown.
  • Another heat exchanger 100 can be provided behind the fan.
  • the inclination or curvature of the sheets 110 of a first heat exchanger can be aligned clockwise.
  • Another heat exchanger 100 in the ventilation device 200 can have sheets 110 with a curvature that is aligned counterclockwise.
  • Fig. 5D shows a view of the ventilation device with a fan at one end of the ventilation device.
  • Fig. 5E shows a perspective view of one end of the ventilation device 200 with a heat exchanger 100.
  • Fig. 6A and 6B show different views of a heat exchanger according to a third exemplary embodiment.
  • the heat exchanger 100 according to the third exemplary embodiment can be used in particular in a living room ventilation device.
  • a circular hole can be provided in an outer wall, and the heat exchanger according to the third exemplary embodiment can be placed in such a hole.
  • the heat exchanger 100 has a center point M and a plurality of heat exchanger sheets 110 which extend radially (in cross section).
  • the heat exchanger sheets 110 also extend in the axial direction.
  • the heat exchanger sheets 110 have a sheet metal section 116 which is curved or curved.
  • the sheet metal section 116 has a first and second end 116a, 116b.
  • the first end 116a represents an inner end and the second end 116b represents an outer end.
  • the first end 116a is arranged closer to a center point M of the heat exchanger.
  • Fig. 7 shows a schematic sectional view of a heat exchanger according to a fourth exemplary embodiment.
  • the heat exchanger 100 according to the fourth exemplary embodiment can be based on the heat exchanger 100 according to the third exemplary embodiment.
  • the heat exchanger has a plurality of heat exchanger sheets 110 extending in the radial direction and having a curved or curved sheet metal section 116.
  • the heat exchanger 100 is provided in a housing 200, which has a rectangular cross section.
  • the cross section of the heat exchanger according to the fourth exemplary embodiment therefore differs from the cross sections of the heat exchangers according to the first, second or third exemplary embodiments, which are each designed to be circular.
  • the heat exchanger can therefore also be provided in a housing with a rectangular cross section.
  • r corresponds to the radius and ⁇ to the circumferential angle.
  • the circumferential angle ⁇ is a maximum of 180°.
  • r is the radius
  • ⁇ is the circumferential angle
  • a and k are constants.
  • k can be between 20 and 400 and a can be between 0.3 and 3.
  • This formula can be used to adjust the distance between the heat exchanger sheets.
  • the heat exchanger sheets can therefore be designed so that the distance in the spiral course is constant or increases or decreases slightly in the outer or inner area.
  • the arched or curved sheet metal section 116 can also be created by a circular arc with a radius between 20 and 100 mm.
  • the minimum inner radius of the heat exchanger sheets results from the number of sheets multiplied by the thickness of the sheets.
  • the maximum inner radius should be a maximum of 10% larger than the minimum inner radius.
  • the outer radius is optionally between 60 and 250 mm.
  • the ratio of outer radius to inner radius can be between 1.5 and 30.
  • the ratio between the outer radius and the radius of section 115 is between 0.05 and 0.5.
  • the cross section of the heat exchanger may be circular, oval, polygonal (e.g. 8 to 20-sided) or rectangular.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager sowie ein Lüftungsgerät.
  • Ein Lüftungsgerät wird beispielsweise dazu verwendet, einen Raum zu be- und/oder entlüften. Zur Steigerung der Effizienz ist es wünschenswert, eine Wärmerückgewinnung mit vorzusehen. Dies kann beispielsweise durch das Vorsehen von einem Wärmeübertrager in dem Lüftungsgerät gelöst werden. Durch den Wärmeübertrager kann damit eine Wärmerückgewinnung erreicht werden.
  • DE 3037709 zeigt eine Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung durch einen mittelbaren, kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Wärmeaustausch zwischen zwei unterschiedlich temperierten strömungsfähigen Medien.
  • Die Erfindung gemäß US 6 991 023 betrifft einen Regenerator, durch den ein Fluid strömen kann, um thermische Energie in das und aus dem Fluid zu übertragen. Der Regenerator umfasst eine Innenwand mit einer radial nach außen gerichteten zylindrischen Oberfläche. Eine Außenwand ist radial nach außen von der Innenwand beabstandet und im Wesentlichen koaxial mit der Innenwand. Die Außenwand hat eine radial nach innen weisende zylindrische Oberfläche. Dadurch wird zwischen der Innenwand und der Außenwand ein Ringspalt gebildet. In dem Ringspalt ist eine Vielzahl von Folien angeordnet. Die Folien erstrecken sich entlang wesentlicher Evolventen der radial nach außen gerichteten zylindrischen Oberfläche der Innenwand. Jede Folie hat eine erste Kante, die an einer der zylindrischen Oberflächen angebracht ist, und eine zweite Kante, die von der ersten Kante beabstandet ist. Die zweite Kante befindet sich nahe der anderen der zylindrischen Oberflächen und ist in Umfangsrichtung von der ersten Kante versetzt.
  • Regenerative Wärmeübertrager werden typischerweise in Kombination mit Lüftern zur dezentralen Wohnraumbelüftung verwendet. Derartige Wärmeübertrager bestehen typischerweise aus einer Mehrzahl von aufeinander gestapelten Platten. Die Vorteile derartiger Wärmeübertrager besteht insbesondere in den geringen Kosten für die Herstellung. US 6 991 023 offenbart einen Regenerator mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Allerdings wird dieser Regenerator im Bereich eines Stirlingmotors verwendet.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Wärmeübertrager vorzusehen. Es ist insbesondere eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Wärmeübertrager für (Raum)Lüftungsgeräte vorzusehen.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Regenerator-Wärmeübertrager nach Anspruch 1 sowie durch ein Lüftungsgerät nach Anspruch 7 gelöst.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Regenerator-Wärmeübertrager gelöst, welcher optional einen kreisförmigen oder rechteckigen Querschnitt mit einem Mittelpunk M aufweist. Der Wärmeübertrager weist ein inneres erstes Ende und ein äußeres zweites Ende sowie eine Mehrzahl von Wärmeübertrager-Blechen auf, welche jeweils ein erstes und zweites Blechende sowie einen in radialer Richtung gewölbten oder gekrümmten Blechabschnitt aufweisen. Die Wärmeübertrager-Bleche dienen als Wärme-Speichermasse für den Regenerator-Betrieb. Durch die radiale oder gekrümmte Ausgestaltung des Blechabschnittes kann der Wärmeübertrager besser an eine drallbehaftete An- oder Abströmung angepasst sein. Die Wärmeübertrager-Bleche erstrecken sich in axialer Richtung und erstrecken sich im Querschnitt in radialer Richtung. Ein erster Blechabschnitt weist mindestens eine Biegung oder Stanzung auf und der erste Blechabschnitt dazu geeignet ist, mit ersten Blechabschnitten von benachbarten Wärmeübertrager-Blechen gekoppelt zu werden, um ein erstes inneres Ende des Wärmeübertragers auszubilden.
  • Ein Regenerator ist ein Wärmeübertrager mit einem Kurzzeit-Wärmespeicher, der abwechselnd mit einem warmen und einem kalten Medium, hier Luft, umströmt wird.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Regenerator-Wärmeübertrager für (Raum)Lüftungsgeräte vorgesehen. Der Wärmeübertrager weist optional einen runden oder kreisförmigen Querschnitt auf. Der Wärmeübertrager besteht aus einer Mehrzahl von Wärmeübertrager-Blechen. Die Wärmeübertrager-Bleche weisen jeweils ein erstes und zweites Ende auf. Die ersten Enden der Wärmeübertrager-Bleche sind miteinander im Bereich der Mitte (d. h. eines ersten inneren Endes) des kreisförmigen oder ringförmigen Querschnitts des Wärmeübertragers gekoppelt. Die zweiten Enden der Wärmeübertrager-Bleche sind am zweiten bzw. äußeren Ende des Wärmeübertragers miteinander gekoppelt oder zusammengesteckt. Somit kann der Wärmeübertrager aus einer Mehrzahl von Wärmeübertrager-Blechen zusammengebaut oder zusammengesteckt werden. Optional sind die Wärmeübertrager-Bleche identisch ausgeführt. Die Wärmeübertrager-Bleche dienen als Kurzzeit-Wärmespeicher, die dazu geeignet sind, Wärme aus einem vorbeiströmenden warmen Luftstrom zu entziehen und zu speichern und die gespeicherte Wärme später an einen vorbeiströmenden kalten Luftstrom zu übertragen.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weisen die Wärmeübertrager-Bleche ein erstes Ende, einen anschließenden geraden Blechabschnitt, einen gekrümmten Blechabschnitt sowie einen zweiten geraden Blechabschnitt auf. Der erste Blechabschnitt ist leicht gebogen ausgeführt. Der letzte Blechabschnitt ist ebenfalls gerade ausgeführt. Mittels der ersten Enden der Wärmeübertrager-Bleche werden benachbarte Wärmeübertrager-Bleche miteinander gekoppelt bzw. ineinander gesteckt. Der Abschnitt am zweiten Ende der Wärmeübertrager-Bleche wird dazu verwendet, mit anderen zweiten Enden der Wärmeübertrager-Bleche gekoppelt bzw. ineinander gesteckt zu werden. Damit besteht der Wärmeübertrager sowohl an seiner Innen- als auch an seiner Außenseite aus einer Mehrzahl von Wärmeübertrager-Blechen, welche sowohl an ihrer Innen- als auch an ihrer Außenseite ineinander gesteckt sind. Damit kann ein Wärmeübertrager bestehend aus einer Mehrzahl von Blechen stabil zusammengesetzt oder zusammengesteckt werden.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weisen die Wärmeübertrager-Bleche Ausnehmungen wie beispielsweise Rillen entlang einer Längsrichtung der Wärmeübertrager-Bleche auf. Dies ist vorteilhaft, weil damit Wärmeübertrager-Kapazität verbessert werden kann.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist am äußeren Ende der Wärmeübertrager-Bleche eine Nase vorgesehen, welche in eine Ausnehmung an einem benachbarten Wärmeübertrager-Blech insbesondere im Bereich des zweiten Endes gesteckt werden kann.
  • Ein Wärmeübertrager-Blech kann eine längliche Ausdehnung bzw. eine Längsausdehnung (Länge) zwischen dem ersten und zweiten Ende aufweisen. Senkrecht zur Längsausdehnung weist das Blech eine Breitenausdehnung (Breite) auf.
  • Der Wärmeübertrager kann beispielsweise bei einem Einraumlüftungsgerät verwendet werden. Hierbei kann beispielsweise wenigstens eine Bohrung in einer Mauer vorgesehen werden, wobei jeweils ein Wärmeübertrager und mindestens ein Lüfter in der Bohrung vorgesehen werden.
  • Durch den kreisförmigen Querschnitt des Wärmeübertragers kann dieser besser in einer nachträglich eingefügten runden Bohrung einer Mauer eingesetzt werden. Beispielsweise kann beim Betrieb der Einraumlüftung ein Lüfter in einer ersten Betriebsart betrieben werden, um Luft aus dem Raum nach außen herauszudrücken. Hierbei werden die Bleche des Wärmeübertragers von der nach außen ausströmenden Luft erwärmt. Anschließend kann eine zweite Betriebsart des Lüfters aktiviert werden, um Luft von außen nach innen zu befördern. Diese Luft streicht dann an den Wärmeübertrager-Blechen vorbei und kann die in den Blechen gespeicherte Wärme aufnehmen, so dass diese Luft vorerwärmt wird, bevor sie in den Raum eintritt.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann der Querschnitt des Wärmetauschers kreisförmig, oval, vieleckig (z. B. 8 bis 20-eckig) oder rechteckig sein.
  • Der Wärmeübertrager gemäß der Erfindung ist insbesondere gut an eine drallbehaftete An- oder Abströmung von einem Lüfter angepasst.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein erstes Ende bzw. ein erster Blechabschnitt des Bleches mehrere Biegungen und/oder Stanzungen aufweisen. Damit kann eine Bewegung der Bleche zueinander eingeschränkt werden, wenn die ersten Enden miteinander gekoppelt sind. Der zweite Blechabschnitt wird vorgesehen, um einen gewünschten Abstand zwischen den einzelnen Blechen bei kleinstmöglichem Radius zu gewährleisten. Damit kann der Radius des ersten Abschnitts des Wärmeübertragers reduziert werden. Der dritte Abschnitt weist eine Wölbung auf. Diese Wölbung kann beispielsweise einer logarithmischen Spirale folgen, um den gleichen Abstand zwischen den einzelnen Blechen zu gewährleisten. Der vierte Blechabschnitt kann aus einer oder mehreren Biegungen und/oder Stanzungen aufgebaut sein. Dieser Bereich dient der Befestigung mit benachbarten Blechen. Eine Nase oder Stecker kann dabei in einen Schlitz oder eine Öffnung eines benachbarten Blechs eingeführt werden, so dass das zweite Ende der Bleche sicher in oder an einem zweiten Ende eines benachbarten Bleches befestigt sein kann.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Blech eine Länge und eine Breite sowie optional zumindest teilweise Längsrillen auf.
  • Die Erfindung betrifft ebenfalls ein (Raum)Lüftungsgerät L, einsetzbar als dezentrales Lüftungsgerät, mit mindestens einem oben beschriebenen Wärmeübertrager einem Gehäuse und mindestens einem Lüfter. Der Wärmeübertrager ist als Regenerator mit einem Kurzzeit-Wärmespeicher ausgebildet, der abwechselnd mit einem warmen und einem kalten Medium, hier Luft, umströmbar ist.
  • Das Lüftungsgerät weist ein zylinderförmiges Gehäuse auf, in welchem mindestens ein Lüfter (mit kreisförmigem Querschnitt) und mindestens einer der oben beschriebenen Wärmeübertrager vorgesehen ist. Optional kann mehr als ein Lüfter vorgesehen sein. Der Lüfter kann optional im Pendelbetrieb betrieben werden.
  • Derartige Lüftungsgeräte können insbesondere als dezentrale Lüftungsgeräte eingesetzt werden.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung erstrecken sich die Bleche des Wärmeübertragers von einem ersten inneren Ende des Wärmeübertragers radial nach außen, wobei ein Abschnitt der Bleche gewölbt oder gekrümmt ist.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung können die gewölbten Blechabschnitte im Wesentlichen parallel zueinander ausgestaltet sein.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung folgt eine Mittellinie einer Wölbung des Blechs im dritten Blechabschnitt einer Spirale, einer archimedischen Spirale oder einer logarithmischen Spirale.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Abstand zwischen benachbarten Blechen zumindest teilweise in radialer Richtung konstant.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Wölbung des dritten Bereichs ≤ 180°.
  • Mit dem ersten Ende der Bleche kann eine Fixierung zwischen mehreren Lamellen erfolgen.
  • Ferner können Abstandshalter zur Sicherstellung des Abstands zwischen den Lamellen vorgesehen sein.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Wärmeübertragerbleche aus beschichtetem Stahl oder aus einer Aluminiumlegierung.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Regenerator verwendet, um Wärme zwischen zu speichern. Dies kann insbesondere in einem diskontinuierlichen Betrieb (Luft rein/Luft raus, ca. alle 40 sec) erfolgen. Ein erfindungsgemäßer Regenerator stellt einen Kurzzeit-wärmespeicher für den diskontinuierlichen Betrieb dar, wobei die Wärmeübertrager-Bleche als Kurzzeit-Wärmespeicher dient.
  • Die Lüfterleistung des Lüfter kann optional kleiner als 200 W, und insbesondere kleiner als 50 W sein.
  • Bei einem Volumenstrom von 100 m2/h und in einem Intervall von 40 Sekunden (Wechsel der Luftströmungsrichtung) ergibt sich eine Wärmespeicherung oder Übertragung auf den Wärmeübertrager von ca. 1,3 kJ/K bei trockener Luft und bei feuchter Luft entsprechen mehr.
  • Somit ergeben sich folgende beispielhafte Speicherkapazitäten: Sauna in Sibirien außen Temp.-40/ Innentemperatur. +100 ergibt eine Speicherkapazität von 171 KJ. Bei einem Wohngebäude im Winter Außentemperatur-5 / Innentemp +21 -> 32 KJ oder Außentemp -30 / Innentemp + 30 -> 74 kJ. Mit anderen Worten bei hohen Außentemperaturen und niedrigen Innentemperaturen kann die Wärmespeicherung ausreichend gut arbeiten.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Vorteile und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
    • Fig. 1
    zeigt einen schematischen Querschnitt eines Wärmeübertragers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
    Fig. 2
    zeigt eine perspektivische Ansicht eines Wärmeübertragers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
    Fig. 3
    zeigt einen Querschnitt eines Wärmeübertrager-Bleches gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, und
    Fig. 4
    zeigt eine perspektivische Ansicht des Wärmeübertrager-Bleches von Fig. 3,
    Fig. 5A
    zeigen verschiedene Ansichten eines Lüftungsgerätes gemäß einem
    bis 5E
    zweiten Ausführungsbeispiel,
    Fig. 6A
    zeigen verschiedene Ansichten eines Wärmeübertragers gemäß
    und 6B
    einem dritten Ausführungsbeispiel, und
    Fig. 7
    zeigt eine schematische Schnittansicht eines Wärmeübertragers gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
  • Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Wärmeübertragers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Der Wärmeübertrager 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kann insbesondere bei einem Wohnraum-Lüftungsgerät verwendet werden, welches nachträglich eingebaut wird, wobei eine kreisförmige Bohrung in der Außenwand vorgesehen wird. In diese kreisförmige Bohrung kann der Wärmeübertrager 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel zumindest teilweise eingefügt werden. Der Wärmeübertrager 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist somit einen ringförmigen oder kreisförmigen Querschnitt auf, so dass dieser dann in eine entsprechende Bohrung in der Außenwand platziert werden kann. Alternativ zur kreisförmigen Bohrung kann auch eine rechteckige Bohrung vorgesehen werden.
  • Der Wärmeübertrager 100 weist einen Mittelpunkt M und eine Mehrzahl von sich radial erstreckenden Wärmeübertrager-Blechen 110 auf. Die Wärmeübertrager-Bleche erstrecken sich ebenfalls in axialer Richtung. Der Wärmeübertrager weist ein erstes (radial) inneres Ende 100a, einen ersten und zweiten Abschnitt 100c, 100d und ein (radial) äußeres (kreisförmiges) Ende 100b auf. Der Wärmeübertrager 100 besteht aus einer Mehrzahl von Wärmeübertrager-Blechen 110, welche an ihren jeweiligen ersten und zweiten Enden 110a, 110b miteinander gekoppelt oder ineinander gesteckt werden, so dass sowohl deren erste als auch deren zweite Enden 110a, 110b (fest) mit den ersten und zweiten Enden 110a, 110b eines benachbarten Wärmeübertrager-Bleches 110 verbunden sind. Damit kann erreicht werden, dass der Wärmeübertrager 100 auf einfache Art und Weise zusammengebaut bzw. zusammengesteckt werden kann und von sich aus ohne weitere Hilfsmittel über eine gute Stabilität verfügt.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der Wärmeübertrager als Regenerator-Wärmeübertrager ausgestaltet. Ein Regenerator ist ein Wärmeübertrager mit einem Kurzzeit-Wärmespeicher, der abwechselnd mit einem warmen und einem kalten Medium, hier Luft, umströmt wird.
  • Die jeweiligen Wärmeübertrager-Bleche 110 weisen ein erstes und zweites Ende 110a, 110b auf. Die ersten Enden 110a der Wärmeübertrager-Bleche 110 können im Bereich des ersten Endes 110a des Wärmeübertragers 100 mit benachbarten ersten Enden 110a von benachbarten Wärmeübertrager-Blechen 110 gekoppelt sein. Die zweiten Enden 110b der Wärmeübertrager-Bleche 110 können im Bereich des äußeren Endes 100b des Wärmeübertragers 100 vorgesehen sein. Vorzugsweise sind die zweiten Enden 110b der jeweiligen Wärmeübertrager-Bleche 110 in benachbarten Wärmeübertrager-Blechen 110 gekoppelt bzw. mit denen zusammengesteckt.
  • Die Wärmeübertrager-Bleche 110 weisen somit ein erstes Blechende 110a mit einem ersten Blechabschnitt 114, einen zweiten Blechabschnitt 115, einen dritten Blechabschnitt 116 sowie einen vierten Blechabschnitt 117 auf, wobei der vierte Blechabschnitt am zweiten Ende 110b der Wärmeübertrager-Bleche 110 vorgesehen ist. Der zweite Blechabschnitt 115 ist gerade ausgestaltet. Der dritte Blechabschnitt 116 ist gekrümmt oder gebogen ausgestaltet. Der dritte Blechabschnitt 117 ist ebenfalls im Wesentlichen gerade ausgestaltet.
  • Die zusammengesteckten bzw. gekoppelten ersten Blechanden 110a können das erste (radial) innere Ende 100a des Wärmeübertragers 100 ausbilden. Die gekoppelten zweiten Blechenden 110b der Bleche 110 können das zweite äußere Blechende 100b des Wärmeübertragers ausbilden.
  • Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Wärmeübertragers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Der Wärmeübertrager 100 weist ein erstes und zweites Ende 110a, 110b auf. Der Wärmeübertrager 100 weist eine Längs- oder Rotationsachse 111 auf. Der Wärmeübertrager 100 gemäß Fig. 2 entspricht im Wesentlichen dem Wärmeübertrager 100 gemäß Fig. 1.
  • Der Wärmeübertrager 100 weist einen ersten Abschnitt 100c angrenzend an das erste (radial) innere Ende 100a (mit den zweiten Blechabschnitten 115) und einen zweiten Abschnitt 100d zwischen dem zweiten (radial) äußeres Ende 100b und dem ersten Abschnitt 100c auf. Die dritten Blechabschnitte 116 sind im Bereich des zweiten Abschnitts 110d vorgesehen.
  • Fig. 3 zeigt einen Querschnitt eines Wärmeübertrager-Bleches gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Wärmeübertrager-Blech 110 weist ein erstes und zweites Ende 110a, 110b auf. Am ersten Ende 110a ist ein erster Blechabschnitt 114 vorgesehen, der gebogen ausgestaltet sein kann. Anschließend ist ein zweiter Blechabschnitt 115 vorgesehen, welcher im Wesentlichen gerade ausgestaltet ist. Ferner ist ein dritter Blechabschnitt 116 vorgesehen, welcher gekrümmt oder gebogen ausgestaltet ist. Ein vierter Abschnitt 114 kann gerade ausgestaltet sein und kann das zweite Ende 110 des Wärmeübertrager-Bleches 110 darstellen. Die ersten und zweiten Enden 110a, 110b bzw. der erste und vierte Blechabschnitt 114, 117 dienen dazu, mit ersten und vierten Blechabschnitten von benachbarten Wärmeübertrager-Blechen 110 gekoppelt zu werden. Durch die Ausgestaltung des zweiten Blechabschnitts 115 als gerader Abschnitt kann gewährleistet werden, dass ein ausreichender Abstand zwischen den benachbarten Wärmeübertrager-Blechen 110 vorgesehen wird. Durch die gekrümmte oder runde Ausgestaltung des dritten Blechabschnitts 110 kann die Oberfläche vergrößert werden.
  • Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht des Wärmeübertrager-Bleches von Fig. 3. Das Wärmeübertrager-Blech 100 weist ein erstes und zweites Ende 110a, 110b auf. Am ersten Ende 110a ist ein erster Blechabschnitt 114 und am zweiten Ende 110b ist ein vierter Blechabschnitt 117 vorgesehen. Zwischen dem ersten und vierten Blechabschnitt ist ein zweiter und ein dritter Blechabschnitt 115, 116 vorgesehen. Der zweite Blechabschnitt 115 schließt an den ersten Blechabschnitt 114 an. Der dritte Blechabschnitt ist zwischen dem zweiten und vierten Blechabschnitt 115, 117 vorgesehen. Der erste Blechabschnitt 114 kann leicht nach außen gebogen ausgestaltet sein. Der zweite Blechabschnitt 115 kann gerade ausgestaltet sein. Der dritte Blechabschnitt 116 kann gebogen oder gewölbt ausgestaltet sein. Der vierte Blechabschnitt 117 kann gerade ausgestaltet sein.
  • Ferner weist das Wärmeübertrager-Blech 110 eine Nase 111 in oder an dem vierten Blechabschnitt 117 auf. Ferner weist das Blech optional eine Mehrzahl von Rillen 113 zwischen dem ersten und zweiten Ende 110a, 110b auf. Die Rillen 113 können durchgehend oder unterbrochen ausgestaltet sein (d. h. es können eine oder mehrere Rillen sein). Ferner kann ein Loch oder eine Öffnung 112 im Bereich des zweiten Endes 110b vorgesehen sein.
  • Das Blech 110 weist eine Länge 100f und eine Breite 100e auf.
  • Die Öffnung 112 und die Nase 111 sind aufeinander abgestimmt, so dass eine Nase 111 eines Wärmeübertrager-Bleches 110 in eine Öffnung 112 eines benachbarten Wärmeübertrager-Bleches 110 gesteckt oder gekoppelt werden kann, so dass die zweiten Enden 110b von benachbarten Wärmeübertrager-Blechen 110 ineinander gesteckt werden können.
  • Fig. 5A bis 5E zeigen jeweils verschiedene Ansichten eines Lüftungsgerätes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das Lüftungsgerät gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist typischerweise einen runden oder kreisförmigen Querschnitt auf und kann beispielsweise nachträglich installiert werden. Durch das Lüftungsgerät 200 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann eine Belüftung eines Raumes ermöglicht werden. Das Lüftungsgerät 200 weist ein Gehäuse 203 mit einem ersten und zweiten Ende 201, 202 auf. In Fig. 5A ist eine Explosionszeichnung des Lüftungsgerätes gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Das Lüftungsgerät 200 weist demnach ein Gehäuse 203 mit einem ersten und zweiten Ende 201, 202 auf. In das Gehäuse wird ein Lüfter 210 sowie mindestens ein Wärmetauscher gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel platziert. Optional kann eine Abdeckung 220 vorgesehen sein, welche an dem zweiten Ende 202 vorgesehen ist. Bei Betrieb des Lüftungsgerätes kann der Lüfter 210 beispielsweise im Pendelbetrieb betrieben werden. Dies bedeutet, dass der Lüfter zunächst warme Luft aus dem Inneren des Raumes nach außen befördert. Die warme Luft aus dem Inneren des Raumes erwärmt dabei die Bleche 110 der Wärmeübertrager 100. Anschließend kann die Drehrichtung des Lüfters 210 geändert werden, so dass kalte Luft von außen in das Inneres des Raumes befördert wird. Dabei streicht die kalte Luft an die vorgewärmten Bleche 110 des Wärmeübertragers 100, wodurch die einströmende Luft erwärmt wird. Das Gehäuse 203 kann hohlzylinderförmig ausgestaltet sein. Damit können die Bleche 110 als regenerativer Wärmeübertrager verwendet werden.
  • Fig. 5B zeigt eine Draufsicht auf ein Ende des Wärmeübertragers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Hierbei ist insbesondere der Lüfter 210 mit den Lüfterblättern 211 zu sehen. Hinter dem Lüfter ist mindestens ein Wärmeübertrager 100 mit den Blechen 110 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen.
  • Fig. 5C zeigt eine Draufsicht auf ein anderes Ende des Lüftungsgerätes 200. Hierbei sind insbesondere die Bleche 110 sowie dahinter der Lüfter 210 mit den Lüfterblättern 211 gezeigt. Hinter dem Lüfter kann ein weiterer Wärmeübertrager 100 vorgesehen sein.
  • Optional kann die Neigung oder Wölbung der Bleche 110 eines ersten Wärmeübertragers im Uhrzeigersinn ausgerichtet sein. Ein weiterer Wärmeübertrager 100 in dem Lüftungsgerät 200 kann Bleche 110 mit einer Wölbung aufweisen, welche gegen den Uhrzeigersinn ausgerichtet ist.
  • Fig. 5D zeigt eine Ansicht des Lüftungsgerätes mit einem Lüfter an einem Ende des Lüftungsgerätes.
  • Fig. 5E zeigt eine perspektivische Darstellung eines Endes des Lüftungsgerätes 200 mit einem Wärmetauscher 100.
  • Fig. 6A und 6B zeigen verschiedene Ansichten eines Wärmeübertragers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Der Wärmeübertrager 100 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kann insbesondere bei einem Wohnraum-Lüftungsgerät verwendet werden. Hierbei kann eine kreisförmige Bohrung in einer Außenwand vorgesehen sein, wobei der Wärmeübertrager gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel in einer derartigen Bohrung platziert werden kann. Der Wärmeübertrager 100 weist einen Mittelpunkt M und eine Mehrzahl von Wärmeübertrager-Blechen 110 auf, die sich (im Querschnitt) radial erstrecken. Die Wärmeübertrager-Bleche 110 erstrecken sich auch in axialer Richtung. Die Wärmeübertrager-Bleche 110 weisen einen Blechabschnitt 116 auf, welcher gekrümmt oder gebogen ausgestaltet ist. Der Blechabschnitt 116 weist ein erstes und zweites Ende 116a, 116b auf. Das erste Ende 116a stellt ein inneres Ende und das zweite Ende 116b stellt ein äußeres Ende dar. Das erste Ende 116a ist näher an einem Mittelpunkt M des Wärmeübertragers angeordnet.
  • Fig. 7 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Wärmeübertragers gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. Der Wärmeübertrager 100 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel kann auf dem Wärmeübertrager 100 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel beruhen. Insbesondere weist der Wärmeübertrager eine Mehrzahl von sich in radialer Richtung erstreckenden Wärmeübertrager-Blechen 110 auf, welche einen gewölbten oder gekrümmten Blechabschnitt 116 aufweisen. Der Wärmeübertrager 100 ist in einem Gehäuse 200 vorgesehen, welches einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Damit unterscheidet sich der Querschnitt des Wärmeübertragers gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel von den Querschnitten der Wärmeübertrager gemäß dem ersten, zweiten oder dritten Ausführungsbeispiel, welche jeweils kreisförmig ausgestaltet sind. Der Wärmeübertrager kann somit auch in einem Gehäuse mit rechteckigem Querschnitt vorgesehen sein.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der gekrümmte oder gewölbte Blechabschnitt 116 optional die Form einer Spirale annähern: r = a * φ.
  • Hierbei entspricht r dem Radius und φ dem Umfangswinkel. Optional beträgt der Umfangswinkel φ maximal 180°.
  • Wenn die Spirale als logarithmische Spirale ausgestaltet ist, dann gilt: r = k * exp a * t − k .
    Figure imgb0001
  • Hierbei ist r der Radius, φ der Umfangswinkel und a und k sind jeweils Konstanten. Hierbei kann k zwischen 20 und 400 sein und a kann zwischen 0,3 und 3 liegen. Mit dieser Formel kann der Abstand der Wärmeübertrager-Bleche zueinander eingestellt werden. Die Wärmeübertrager-Bleche können somit so ausgelegt werden, dass der Abstand im spiralen Verlauf konstant ist oder im äußeren oder inneren Bereich etwas zunimmt oder abnimmt.
  • Alternativ kann der gewölbte oder gekrümmte Blechabschnitt 116 auch durch einen Kreisbogen mit einem Radius zwischen 20 und 100 mm entstehen.
  • Der minimale Innenradius der Wärmeübertrager-Bleche ergibt sich aus der Anzahl der Bleche multipliziert mit der Dicke der Bleche. Der maximale Innenradius sollte maximal 10 % größer sein als der minimale Innenradius. Der Außenradius beträgt optional zwischen 60 und 250 mm. Das Verhältnis von Außenradius zu Innenradius kann zwischen 1,5 und 30 liegen.
  • Das Verhältnis zwischen Außenradius und dem Radius des Abschnitts 115 liegt zwischen 0,05 und 0,5.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann der Querschnitt des Wärmetauschers kreisförmig, oval, vieleckig (z. B. 8 bis 20-eckig) oder rechteckig sein.
  • Bei einem Wärmeübertrager mit einem vieleckigen Querschnitt (z. B. ein 16-Eck) können Bleche mehrfach abgekantet sein.

Claims (9)

  1. Regenerator--Wärmeübertrager (100), mit
    einem inneren ersten Ende (100a) und einem äußeren zweiten Ende (100b), und
    einer Mehrzahl von Wärmeübertrager-Blechen (110), welche jeweils ein erstes und zweites Blech-Ende (110a, 110b) und einen in radialer Richtung gewölbten oder gekrümmten Blechabschnitt (116) aufweisen,
    wobei die Wärmeübertrager-Bleche (110) als Wärme-Speichermasse dienen, dadurch gekennzeichnet, dass
    der erste Blechabschnitt (114) mindestens eine Biegung oder Stanzung aufweist, und der erste Blechabschnitt (114) dazu geeignet ist, mit ersten Blechabschnitten (114) von benachbarten Wärmeübertrager-Blechen (110) gekoppelt zu werden, um ein erstes inneres Ende (110a) des Wärmeübertragers (100) auszubilden.
  2. Wärmeübertrager (100) nach Anspruch 1,
    wobei die Wärmeübertrager-Bleche (110)
    einen ersten Blechabschnitt (114) als erstes Blech-Ende (110a), einen zweiten Blechabschnitt (115), einen dritten gewölbten oder gekrümmten Blechabschnitt (116) und einen vierten Blechabschnitt (117) zwischen dem ersten und zweiten Blech-Ende (110a, 110b) aufweisen,
    wobei die ersten Blech-Enden (110a) der Mehrzahl der Wärmeübertrager-Bleche (110) ein erstes inneres Ende (100a) und die zweiten Blech-Enden (110b) der Mehrzahl der Wärmeübertrager-Bleche (110) ein zweites äußeres Ende (100b) ausbilden.
  3. Wärmeübertrager (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei
    der zweite und vierte Blechabschnitt (115, 117) gerade ausgestaltet sind.
  4. Wärmeübertrager (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei
    der vierte Blechabschnitt (117) eine Nase (111) aufweist, wobei eine Öffnung (112) im Bereich des zweiten Endes (112b) des Bleches (110) vorgesehen ist,
    wobei eine Nase (111) eines Bleches (110) in eine Öffnung (112) eines benachbarten Bleches eingefügt bzw. gekoppelt wird, um die zweiten Enden (110b) der benachbarten Bleche (110) zu koppeln.
  5. Wärmeübertrager (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei
    im Bereich des zweiten und/oder dritten Blechabschnitts (115, 116) Längsrillen (113) vorgesehen sind.
  6. Wärmeübertrager (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner mit
    einem kreisförmigen, ovalen, rechteckigen oder vieleckigen Querschnitt,
    einem Mittelpunkt (M).
  7. Lüftungsgerät, einsetzbar als dezentrales Lüftungsgerät mit
    einem Gehäuse (203),
    mindestens einem Lüfter (210) und
    mindestens einem Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 6 wobei der Wärmeübertrager als Regenerator mit einem Kurzzeit-Wärmespeicher ausgebildet ist, der abwechselnd mit einem warmen und einem kalten Medium, hier Luft, umströmbar ist.
  8. Lüftungsgerät nach Anspruch 8, wobei
    mindestens zwei Wärmeübertrager (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in dem Gehäuse (203) vorgesehen sind,
    wobei die Krümmung der Bleche (110) eines ersten Wärmeübertragers (100) entgegengesetzt ist zu der Krümmung der Bleche (110) des zweiten Wärmeübertragers (100).
  9. Lüftungsgerät nach Anspruch 8 oder 9, wobei
    das Gehäuse (203) hohlzylinderförmig ausgestaltet ist oder einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE416332C (de) 1923-06-19 1925-07-14 Erik Sigfrid Lynger Waermeaustauschvorrichtung
FR1517690A (fr) 1966-01-07 1968-03-22 Productions Ind Et De Distrib échangeur de chaleur rotatif ou analogue et ses diverses applications
DE2717462A1 (de) 1977-04-20 1978-10-26 Schrag Heizungs Lueftungs Klim Radialgeblaese, insbesondere fuer die klimatechnik
DE3037709C2 (de) 1980-10-06 1986-08-14 Jago-Kunststoff-Gesellschaft mbH & Co KG, 4730 Ahlen Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung zwischen zwei unterschiedlich temperierten, strömungsfähigen Medien, insbesondere dem Frischluft- und dem Abluftstrom bei der Lüftung von Räumen
US6991023B2 (en) * 2003-04-24 2006-01-31 Sunpower, Inc. Involute foil regenerator

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