FI95966B - Laite lämmön talteenottamiseksi - Google Patents

Description

95966

Laite lämmön taiteenottamiseksi Anordning för värmeätervinning Tämä keksintö koskee levylämmönvaihdinta kahta ristiin kulkevaa kaasumaista väliainetta varten, jossa toinen väliaine siirtää lämpöä toiseen, kuten tulo- ja menoilma asuntotilassa. Erityisesti keksinnön kohteena on pakettityyppisen lämmönvaihtimen järjestely lämmön siirtämiseksi lämpöä luovuttavasta kaasumaisesta väliaineesta lämpöä vastaanottavaan kaasumaiseen väliaineeseen, jossa laitteessa on useita suorakaiteenmuotoisia lamelleja pinottuina päällekkäin, jotka yhdessä muodostavat suunnikassärmiönmuotoisen kappaleen, jossa kukin lamelli käsittää tasaisen osan, joka sopivimmin on levy, sekä osan, joka muodostaa samansuuntaisia virtauskanavia, jolloin joka toinen lamelli on suunnattu ensimmäiseen yhteiseen suuntaan ja niiden välissä olevat lamellit on suunnattu mainittuun ensimmäiseen suuntaan nähden 90* kulmaan siirrettynä siten, että muodostuu kaksi ristiin kulkevaa kanavajärjestelmää

Mainitun tyyppisiä levylämmönvaihtimia käytetään ennenkaikkea lämmön talteenottolaitteissa ilmanvaihtolaitteistoissa. Eräs esimerkki on esitetty seuraavassa kuviossa 1. Levylämmön-vaihdin käsittää suuren määrän lamelleja, jotka sijaitsevat tietyn välimatkan päässä toisistaan. Joka toisessa välitilassa virtaa menoilmaa ja joka toisessa tuloilmaa. tavallisesti menoilmavirtauksen lämpö siirretään tuloilmavirtaukseen siten, että kukin virtaus kulkee lämmönvaihtimen läpi erillisissä kanavissa. Lamellit on usein valmistettu alumiinista ja niiden välistä etäisyyttä voidaan ylläpitää eri tavoilla, esimerkiksi lamelleihin muodostettujen puristumien avulla.

Kuten kaikki muut lämmönvaihdintyypit omaavat levylämmönvaihti-met sekä etuja että epäkohtia. Levylämmönvaihtimien eräs suurin epäkohta on suuri jäätymisvaara ulkoilman lämpötilan laskiessa alle 0*C. Tämäntyyppisissä nk. rekuperatiivisissa • · - 2 95966 lämmönvaihtimissa jäähdytetään yleensä lämmin ja kostea meno-ilma raikasta ilmaa tai vastaavaa olevalla kylmällä ilmavirralla. Nämä ilmavirrat vaihtavat lämpöä lämmönvaihtimessa tulematta suoraan kosketukseen toistensa kanssa. Raikasta ilmaa tai vastaavaa oleva jäähdyttävä ilmavirta ottaa itseensä lämpöä menoilmasta ja alentaa sen lämpötilaa. Tämän vuoksi tapahtuu kosteuden lauhtumista tai kondensoitumista menoilma-kanavien lämmönvaihdinpinnoille. Tämä johtaa alhaisten ulko-ilmalämpötilojen (alle 0*C) yhteydessä huurtumiseen ja jään muodostumiseen. Tällainen jäänmuodostuminen alentaa lämmönvaihtimen lämmönsiirtolukua, mikä huonontaa lämmönsiirtoa ja saa aikaan sen, että lämmönvaihtimen lämpötilahyötysuhdetta säädetään alaspäin esimerkiksi tuloilman osan ohivirtauksen avulla. On olemassa useita menetelmiä jään muodostumisen ja kiinnijäätymisen estämiseksi menoilmakanavissa. Esimerkiksi paineentunnistimen avulla voidaan tunnistaa milloin paineen-lasku menoilmapuolella on suurentunut jäänmuodostumisen vuoksi ja tämän jälkeen antaa tuloilman virrata ohivirtausläpän kautta tietyn ajanjakson aikana. Jään sulattamiseksi tarvittava aika voi kuitenkin tulla hyvin pitkäksi. Toinen tapa on jatkuvasti säätää ohivirtausläppää niin, että jäätä ei koskaan muodostu. Tämä voi tapahtua lämpötila-anturin avulla, joka sijoitetaan siihen kohtaan, jossa menoilma jättää lämmönvaihtimen kylmän reunan. Kaikki menetelmät jäänmuodostumisen estämiseksi saavat aikaan sen, että lämmönvaihtimen maksimaalista hyötysuhdetta ei voida käyttää hyväksi talviaikana näistä syistä. Tämä korostuu entisestään kylmässä ilmastossa. Kaikki menetelmät jäänmuodostumisen ja jäätymisen estämiseksi aiheuttavat lisähäviöitä kalliin energian osalta.

: Levylämmönvaihtimesta poistuvan ilman lämpötila vaihtelee reu nasta reunaan. Esimerkkejä tästä voidaan nähdä kuviossa 2. Epätasainen ilman lämpötilajakauma menoilmapuolen menossa aiheuttaa sen, että yhdellä kulmalla (merkitty "A" kuviossa 2) on huomattavasti alhaisempi lämpötila kuin toisella kulmalla samalla puolella. Tätä kulmaa kutsutaan kylmäksi kulmaksi. Nk. kylmä kulma on erityisen alttiina jäätymiselle.

li 3 95966

Kuviossa 2 esitetyillä merkinnöillä on seuraava merkitys: t1i.rv = menoilmalämpötila sisään tti n = tuloilmalämpötila sisään ti = menoilmalämpötila lämmönvaihtimen jälkeen kylmimmässä kulmassa, tavanomainen lämmönvaihdin ta = menoilmalämpötila lämmönvaihtimen jälkeen kylmimmässä kulmassa, uusi lämmönvaihdin 13 = menoilmalämpötila lämmönvaihtimen jälkeen lämpimimmässä kulmassa, tavanomainen lämmönvaihdin t« = menoilmalämpötila lämmönvaihtimen jälkeen lämpimimmässä kulmassa, uusi lämmönvaihdin a = tuloilmalämpötilan jakauma lämmönvaihtimen jälkeen, tavanomainen lämmönvaihdin b = menoilmalämpötilan jakauma lämmönvaihtimen jälkeen, tavanomainen lämmönvaihdin c = menoilmalämpötilan jakauma lämmönvaihtimen jälkeen, uusi lämmönvaihdin ti = menoilmalämpötilan ero kylmimmän ja lämpimämmän pisteen välillä lämmönvaihtimen jälkeen, tavanomainen lämmön vaihdin t2 = menoilmalämpötilan ero kylmimmän ja lämpimämmän pisteen välillä lämmönvaihtimen jälkeen, uusi lämmönvaihdin.

Tulo- ja menoilmalämpötilataso vaikuttaa kaivolämpötilatasoon ja määrittää sen. Kun kahta ilmavirtaa toisistaan erottavan kalvon lämpötila alittaa 0'C esiintyy lauhdeveden jäänmuodos-tumista lämmönvaihtimen kylmässä kulmassa. Tasaisempi tulo-ilman lämpötilajakauma menoilmapuolen menon kohdalla saa aikaan tasaisemman kaivolämpötilajakauman lämmönvaihtimen * samalla puolella. Korotettu menoilmalämpötila nk. kylmässä kulmassa nostaa siis kalvolämpötilaa siinä kulmassa.

Kylmimmän kulman lämpötila on oleellisin ja ratkaisevin tekijä lämpötilahyötysuhteen alassäätämisen kannalta. Kylmimmän I · · 4 95966 kulman lämpötila vaikuttaa siis aikaan, jona lämmönvaihdinta käytetään 100 %:sti, mikä puolestaan on energiansäästön kannalta hyvin tärkeätä.

Tämän keksinnön päämääränä on vähentää edellä mainittuun kylmään kulmaan liittyviä epäkohtia. Tämä toteutuu keksinnön tunnusmerkin mukaan siten, että lämmönsiirtokyky lämpöä luovuttavaa väliainetta varten sovitettujen kanavien kautta sinä aikana, jolloin lämpöä vastaanottavaa väliainetta varten sovitetuissa kanavissa on lämpöä vastaanottavaa väliainetta, on sellainen, että lämpöä luovuttavaa väliainetta varten sovitetun kanavan lämmönsiirtokyky, laskettuna lämpöä vastaanottavaa väliainetta varten sovitettujen kanavien sisääntulosta, kasvaa lämpöä vastaanottavaa väliainetta varten sovitettujen kanavien sisääntulosta lasketun etäisyyden myötä. Näin ollen tuloilma matkallaan tulostaan menoonsa saa ohittaa joukon menoilmakanavia, joissa mainittujen kanavien lämmön-luovutuskyky poikittaissuunnassa kasvaa tuloilman tuloaukosta tuloilman menoaukkoon poikittaissuunnassa. Kasvu voi olla yhtäjaksoinen tai jaksottainen. Menoilmakanavien lämmön-luovutuskykyä voidaan säätää monella eri tavalla. Eri meno-ilmakanavissa virtaavalla ilmalla voi siis olla eri nopeus. Ilmavirtaukset voivat olla laminaarisia tai turbulentteja. Lämmönluovutuskykyä voidaan myös lisätä varustamalla yksi kanava lisäpinnoilla, jotka voivat olla pitkittäissuuntaisia sisäänpäinkäännettyjä laippoja tai eri tyyppisiä puristumia. Muodostamalla laippoja tai puristumia, jotka poikkeavat pitkittäissuuntaisesta ulottuvuudesta saadaan aikaan mahdollisuus saattaa läpivirtaava ilma turbulentiksi. 1 I!

Mainitun levylämmönvaihtimen lämmönsiirtoa voidaan lisätä jos tuloilmaa varten tarkoitetut kanavat ovat rakenteeltaan sellaiset, että kukin kanava virtaussuuntansa pitkin omaa kasvaneen kyvyn vastaanottaa lämpöä. Tämä voidaan toteuttaa vähitellen kasvavien lisäpintojen avulla, jotka voivat olla puristumia, jotka voivat olla puhtaasti pitkittäissuuntaisia tai niiden

• · I

5 95966 suunta voi poiketa viimeksimainitusta suunnasta. Puristumien sijasta voidaan tietysti myös käyttää sisäänpäin suunnattuja laippoja sekä pitkittäissuunnassa että tämän suhteen poikkeavassa suunnassa.

Lämmönvaihdinpaketin kokoamiseksi tarvitaan siis kahta eri la-mellityyppiä, jotka sijoitetaan päällekkäin niin, että syntyy ristiin kulkeva läpivirtaus.

Tämän keksinnön muut tunnuspiirteet ilmenevät seuraavista patenttivaatimuksista.

Seuraavassa selitetään keksinnön eräs suoritusmuotoesimerkki viitaten oheisiin viiteen lisäkuvioon, joissa

Kuvio 3 esittää perpektiivisesti kaaviomaisesti kolme lämmön-vaihdinlamellia, jotka on sijoitettu päällekkäin,

Kuvio 4 esittää kaaviomaisesti kolme lämmönvaihdinlamellia päädystä katsottuna,

Kuvio 5 esittää kaaviomaisesti tuloilmalamellia,

Kuvio 6 esittää kaaviomaisesti menoilmalamellia,

Kuvio 7 esittää kaaviomaisesti 6 erilaista korkopainanta- kuviota.

Kuviossa 3 on esitetty kolme päällekkäin sijoitettua lamellia 1, 2 ja 3. Kunkin lamellin pohja on tasainen ja muodostaa läpivirtauskanavien pohjan ja kukin lamelli on varustettu useilla vierekkäin sijoitetuilla samansuuntaisilla ylöspäin suunnatuilla laipolla 4, 5, 6, 7 ja 8. Lamellipohja ja laipat voivat olla valmistetut painevalamalla tai ne voivat myös olla : valmistetut yhdestä ainoasta pellistä tai kalvosta, joka sopi- vimmin on metallia kuten alumiinia, olevasta levystä tai kalvosta, joka kalvo on taitettu kuvion 4 esittämällä tavalla. Kaikilla lamelleilla kuviossa 3 on tasaiset pohjat. Kuviossa 3 esitetyn tyyppisten lamellien etu on se, että levylämmön-vaihtimen kokoamiseksi tarvitaan vain yhtä lamellityyppiä, 6 95966 jossa lamellit pinotaan päällekkäin vuorotellen käännettyinä 90 edellisen suhteen. Kukin lamelli on kanaviaan varten varustettu pohjalla ja sivuseinämillä ja kanavan katto muodostuu päällä olevan lamellin avulla. Kuvion 3 mukaiset lamellit ovat erittäin käyttökelpoisia levylämmönvaihdinpakettien aikaansaamiseksi, joilla ei ole kylmän kulman aiheuttamia ongelmia.

Kuvioissa 4, 5 ja 6 on esitetty kuristuksilla varustettuja la- melleja ja jossa kuristuksille on kuviossa 4 annettu viitenumerot 9 ja 10, kuten myös kuviossa 6, mutta kuviossa 5 näille kuristuksille on annettu viitenumero 11. Kuristukset mainituissa kolmessa kuviossa on muodostettu puristumien avulla, jotka on tehty kanavien pohjien takapinnan puolelta. Täten kanaviin muodostuu kohoumia, jotka muodostavat kuristukset. Kohoumien muoto voi olla mikä tahansa sillä edellytyksellä, että ne saavat aikaan kuristuksen. Kuviossa 7 on esitetty useita erityyppisiä kuristuksia.

Kuviossa 4 on esitetty, että kohouman korkeus voi olla h ja laipan korkeus H. Korkeuden H arvo voi olla välillä 2. . . 10 mm ja kanavan leveys L voi olla välillä 30...100 mm. Edullinen leveys on välillä 33... 39 mm. Kohouman h korkeuden arvo voi olla välillä 0, 1. . . 3 mm.

Kuviossa 5 on esitetty kohoumilla 11 varustettu tuloilma-lamelli 2. Kussakin kanavassa on useita kohoumia ja nämä on sijoitettu kanavan pituutta pitkin. Kussakin kanavassa on itse tuloilman tuloaukon läheisyydessä olevalla kohoumalla suurin korkeus. Tämän jälkeen kohoumien korkeus pienenee vähitellen tuloilmalamellin menoilma-aukkoa päin. Menoilmalamellin 3 ; osalta kaikissa kanavissa ei ole kohoumia 9. Jokaisessa kana- ' vassa kohoumien korkeus on sama niiden pituudelta, mutta kohoumat neljässä eri kanavassa ovat erilaisia. Kohoumat ovat siis suurimmillaan ylimmässä kanavassa ja tämän jälkeen kohoumien korkeus pienenee vähitellen alaspäin alinta kanavaa päin.

• ·

I

7 95966

Kuvion 5 ja 6 mukaisilla lamelleilla varustetulla lämmön-vaihdinpaketilla on se etu, että kanavat yhdessä kehittävät turbulenssinsäädön, mikä kasvattaa lämmönsiirtokerrointa, joka on merkitty a ja joka on pinnan ja sitä ympäröivän väliaineen välisen lämmönsiirron mitta ja riippuu pinnan lämpötilasta, pintamateriaalista sekä väliaineen lämpötilasta ja liikkeestä. Juuri väliaineen (ilman) liikettä muutetaan kaikkien kanava-pinnassa olevien kuristuksien avulla. Lämmönsiirtokertoimen yksikkö on W/m2K.

Levylämmönvaihtimen siirtämä lämpöteho voidaan määrittää seuraavasti: P = kxAxAVm j ossa k = lämmönsiirtokerroin, W/m2K A = lämmönsiirtopinta, m2 = nk. logaritminen keski lämpötilaero K, k = - J, + d + _1 αι λ a2 ai = lämmönsiirtoluku (lämmönsiirtokerroin) lamellin toisella puolella (esimerkiksi menoilma - alumiinifolio), W/m2K a.2 = lämmönsiirtoluku lamellin toisella puolella (esimerkiksi tuloilma-alumiinifolio), W/m2K d = lamellin paksuus Λ lamellin lämmönjohtokyky (lamellin lämmönjohtavuus), W/m2K 1 Tämä puolestaan nostaa lämpötilahyötysuhdetta, joka levylämmön vaihtimen osalta voidaan määrittää seuraavasti: « 95966

O

— 12 ~ tl t 3 - tl ti = tuloilmalämpötila ennen lämmönvaihdinta t2 = tuloilmalämpötila lämmönvaihtimen jälkeen t3 = menoilmalämpötila ennen lämmönvaihdinta Lämpötilahyötysuhde on lämmönsiirtotehokkuuden mitta. Mitä suurempi kasvu on sitä suurempi α-arvo saavutetaan ja päinvastoin jos kasvu vähenee. Menoilmalamelleilla on vaihteleva α-arvo kanavasta kanavaan kohoumiensa vuoksi. Sellaisissa kanavissa, joilla on alhaisempi α-arvo (joihin myös sisältyy sileitä kanavia) ohivirtaava menoilma luovuttaa pienemmän lämpö-määrän kanavan seinämiin kanavan pituudelta. Tästä syystä menoilman lämpötila säilyy korkeampana kanavan menon kohdalla kuin se ilma, joka virtaa niiden menoilmakanavien läpi, jotka on varustettu kohoumilla ja joilla siis on suurempi a-arvo. Tuloilmalamellit ovat erilaisia sellaisella tavalla, että se osa lamelleista, joka on varustettu kohoumilla, sijaitsee niiden menoilmakanavien alapuolella, joilla on korkeampi α-arvo. Tuloilmakanavat myötävaikuttavat siten suurempaan lämmönluovutukseen menoilmasta menonsa kohdalla.

Siinä lamelliosassa, jossa on maksimaaliset kohoumat, saavutetaan suhteellisen korkea α-arvo, jonka seurauksena lämpötilahyötysuhde on korkea. Tämän ansiosta voidaan koko lämmön-vaihtimelle saavuttaa keskilämpötilahyötysuhde, joka on suhteellisen korkealla tasolla.

Eri kanavissa olevat kohoumat aiheuttavat myös lisää painevas- • tusta, mikä puolestaan johtaa epätasaiseen ilmavirtaukseen vas-taavissa kanavissa. Sileissä kanavissa ohivirtaavalla ilmalla on suurempi nopeus kuin kohoumilla varustetuissa kanavissa. Ilmanopeus pienenee kohoumalisäyksen myötä vastaavissa kanavissa. Lämmin menoilma virtaa siis sileiden kanavien läpi lyhyemmässä ajassa kuin muissa kanavissa. Lyhyiden läpivirtaus- • · » 9 95966 aikojen vuoksi menoilma luovuttaa pienemmän lämpömäärän ympäröivän kanavan seinämiin. Tämä johtaa siihen, että menoilman lämpötila lämmönvaihtimen menon kohdalla on korkeammalla tasolla sileissä kanavissa ja että lämpötila laskee kohoumalisäyk-sen myötä vastaavissa kanavissa.

Keksinnön mukainen lämmönvaihdinpaketti mahdollistaa erilaisen lämmönsiirron eri kanavissa. Eriasteinen lämmönsiirto vastaavissa kanavissa aiheuttaa puolestaan erilaisia ilmalämpötila-tasoja menon kohdalla. Eri kanavia mitoitettaessa on päämääränä se, että lämpötilan kaikkien menoilmakanavien menon kohdalla tulee olla lähes samalla tasolla. Mitoitus tapahtuu täysin kokeellisesti.

Kuviossa 2 katkoviiva c osoittaa halutun lämpötilajakauman keksinnön mukaisessa lämmönvaihtimessa, jolloin mainittu lämpötilaj akauma on saatu kokeellisesti. Täysviivat a ja b vastaavat lämpötilajakaumaa rakenteeltaan tavanomaisessa lämmönvaihtimessa. Katkoviivan perusteella ilmenee siis, että lämpötilan arvo on korkea lämmönvaihtimen kylmimmässä kulmassa, mikä onkin keksinnön päämäärä. Mainittu lämpötilan kasvu pidentää oleellisesti tämän keksinnön mukaisen lämmönvaihtimen 100 %:sta käyttämistä. On siis saatu aikaan 1ämmönvaihdin, jota voidaan käyttää jaksoina alhaisemmilla ulkoilman lämpötiloilla kuin tavanomaisia lämmönvaihtimia.

Kuviota 2 tarkastettaessa osoittautuu, että tämän keksinnön mukaisesta levylämmönvaihtimessa voidaan saavuttaa seuraavia arvoja mainittujen suureiden osalta, nimittäin

; ttdLn = 22’ C

tt±n = -2’C

tl = 3* C

ta = 8’ C

13 = 11, 6’ C

t« = 8,2’C

T7— ....

95966 10

ti = 8,6*C

t2 = 0, 2*C

Seuraavassa taulukossa on esitetty saavutettavissa olevat energiasäästöt tämän keksinnön mukaisen lämmönvaihtimen avulla:

Summa astetunteja/vuosi tuloilman jälkilämmittämiseksi +20*C lämpötilaan

Normaalilämpötila 8* C 5* C 0’C

A Tavanomainen lämmönvaihdin 36200 50400 79300 B Uusi lämmönvaihdin 34500 45100 66600

Erotus A-B 1700 5300 12700 C Lämmönvaihdin ilman jääty- 34200 44200 60800 mistä

Erotus A-C 2000 6200 18500

Energiatarpeen määrittämiseksi mm. ilman lämmittämiseksi käytetään käsitettä astetuntej a, jonka yksikkö on * Ch.

Astetunnit ilmaisevat ominaislämmöntarpeen, so. lämmönvaihtimen jälkeisen tuloilmalämpötilatason ja käytettyjen tilojen halutun tuloilmalämpötilatason välisen lämpötilaerotuksen summa kerrottuna ajalla, jona lämpötilaerotus vallitsee. Aste-tuntien määrä lasketaan koko lämmityskaudelle ja ilmaistaan tästä syystä astetunteina/vuosi.

Edellisessä taulukossa on esitetty astetuntien määrä/vuosi tuloilman lämmittämiseksi +20*C lämpötilaan levylämmönvaihti-men osalta, jonka lämpötilahyötysuhde on 60% sulatustoimintoi-neen ja hyötysuhdesäätöineen. Arvot on laskettu pysyvyys-kaavioiden perusteella ja ne pätevät +22*C: een menoilmalämpö-tilojen ja 25%: n suhteellisen kosteuden osalta.

♦ · 11 95966

Taulukon perusteella ilmenee, että astetuntien lukumäärä jälki -lämmitystä varten uutta lämmönvaihdintyyppiä käytettäessä pienenee hyvin voimakkaasti eikä tämä arvo ole kaukana aste-tuntien lukumäärästä lämmönvaihtimia käytettäessä, joissa ei esiinny jäätymistä (esimerkiksi pyörivät lämmönvaihtimet). Seuraavassa havainnollistetaan kuinka suuri säästö voidaan saavuttaa keksinnön mukaista lämmönvaihdinta käytettäessä verrattuna tavanomaiseen lämmönvaihtimeen.

Esimerkki: tuloilmavirtaus = 5 m3/s astetuntien lukumäärä - edellisestä taulukosta energian hinta 0, 3 SEK/Kwh (0,21 FIM/KWh jos 1 SEK = 0,7 FIM)

Energiansäästölaskelma

Normaalilämpötila on vuosikeskilämpötila tietyllä paikkakunnalla. Esimerkkiä varten valittiin kolme eri paikkakuntaa Ruotsissa, joiden vastaavat normaalilämpötilat (LVI-käsikirjan mukaan) ovat: + 8’C vastaa Malmö'tä + 5‘C vastaa Gävle'ä 0‘C vastaa Pajalaa

Energiantarve määritetään seuraavalla tavalla Q = qx(? xcs>x At x käyttöaika ( At x käyttöaika = aste- tunnit)

: q = lämmitettävä tuloilmavirtaus, m3/S

^ ilman tiheys (20’C:ssa =1,2 kg/m3)

Cp = ilman ominaislämpökapasiteetti (20*C:ssa = 1, 007 kj/kg K)

At = lämpötilaero lämmönvaihtimen jälkeisen tuloilmalämpötila-tason ja halutun tuloilmalämpötilatason välillä käytetyissä tiloissa.

12 95966

Taulukosta 1 saadaan säästettyjen astetuntien määrä uusia läm-mönvaihtimia käytettäessä (erotus A-B)

Normaalilämpötilalle +8’C Q=5xl,2xlx 1700 = 10200 kWh

Vuotuiset kustannukset = energiantarve x energian hinta siis 10200 kWh x 0, 3 SEK/kWh = 3060 SEK/vuosi (2142 FIM/vuosi)

Normaalilämpötilalle +5‘C Q=5xl,2xlx 5300 = 31800 kWh 31800 kWh x 0,3 SEK/kWh = 9540 SEK/vuosi (6678 FIM/vuosi)

Normaalilämpötilalle 0*C Q=5xl,2xlx 12700 = 76200 kWh 76200 kWh x 0,3 SEK/kWh = 22860 SEK/vuosi (16002 FIM/vuosi)

Energiansäästö tämän keksinnön mukaisia lämmönvaihtimia käytettäessä on hyvin suuri ja kasvaa normaalilämpötilan laskiessa.

Rakenteeltaan tavanomaista lämmönvaihdinta ja tämän keksinnön t mukaista lämmönvaihdinta keskenään verrattaessa ilmenee siis, että lämpötilajakauman tasaaminen menoilmapuolen menon kohdalla sekä nk. kylmän kulman lämpötilan nostaminen oleellisesti lisää levylämmönvaihtimen käyttöaikaa, mikä samanaikaisesti muodostaa suuren energiansäästön.

Tämän keksinnön mukainen levylämmönvaihdin vaatii siis kahta lamellityyppiä. Jäähtymisen vähentämiseksi kriittisessä kulmassa menoilman oikean ulosvirtausreunan kohdalla ja tuloilman oikean sisäänvirtausreunan kohdalla edellisessä on yksiselit-- · teisesti selitetty, että tämän keksinnön tehtävänä on säätää lämpötilaa mainitun kriittisen kulman kohdalla niin, että vältytään jäätymiseltä. Tämä voidaan myös ilmaista siten, että menoilman lämpötilajakaumaa muutetaan menoilman menon kohdalla niin, että jäähtyminen vähenee ja lämpöä vastaanottavan väli- « 13 95966 aineen lämmönotto kasvaa lämpöä vastaanottavan väliaineen tulosta sen menoon. Mainittu lämpötilajakauman muutos voidaan myös saada aikaan siten, että tuloilmalle ennen menoilmalamel-leihin johtavia tuloja annetaan eri nopeuksia. Lamellien sisällä voidaan menoilma saattaa sellaiseen läpivirtaukseen, joka poikkeaa laminaarisesta läpivirtauksesta. Menoilma voi myös aiheuttaa lämpötilajakauman muutoksen silloin kun meno-ilmalamelleja muutetaan siten, että niiden pinta kasvaa, mikä voi tapahtua puristumien tai kohoumien avulla.

Lienee myös selvää, että tuloilmalamelleja voidaan manipuloida samalla tavalla kuin edellä on esitetty menoilmalamellien osalta.

Sekä menoilmalamelleihin että tuloilmalamelleihin voidaan soveltaa kahta tai useampia edellä mainituista toimenpiteistä.

Claims (6)

14 95966

1. Pakettityyppisen lämmönvaihtimen järjestely lämmön siirtämiseksi lämpöä luovuttavasta kaasumaisesta väliaineesta lämpöä vastaanottavaan kaasumaiseen väliaineeseen, jossa laitteessa on useita suorakaiteenmuotoisia lamelleja pinottuina päällekkäin, jotka yhdessä muodostavat suunnikassärmiönmuotoisen kappaleen, jossa kukin lamelli käsittää tasaisen osan, joka sopivimmin on levy, sekä osan, joka muodostaa samansuuntaisia virtauskanavia, jolloin joka toinen lamelli on suunnattu ensimmäiseen yhteiseen suuntaan ja niiden välissä olevat lamellit on suunnattu mainittuun ensimmäiseen suuntaan nähden 90' kulmaan siirrettynä siten, että muodostuu kaksi ristiin kulkevaa kanavajärjestelmää, tunnettu siitä, että lämmön-siirtokyky lämpöä luovuttavaa väliainetta varten sovitettujen kanavien kautta (lamellit 1 ja 3) sinä aikana, jolloin lämpöä vastaanottavaa väliainetta varten sovitetuissa kanavissa (lamellit 2) on lämpöä vastaanottavaa väliainetta, on sellainen, että lämpöä luovuttavaa väliainetta varten sovitetun kanavan (lamellit 1 ja 3) lämmönsiirtokyky, laskettuna lämpöä vastaanottavaa väliainetta varten sovitettujen kanavien (lamellit 2) sisääntulosta, kasvaa lämpöä vastaanottavaa väliainetta varten sovitettujen kanavien (lamellit 2) sisääntulosta lasketun etäisyyden myötä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että jokaisella lämpöä vastaanottavaa väliainetta varten sovitetulla kanavalla (lamellit 2) on kasvava lämmönsiirtokyky pitkin ulottuvuutensa sisääntulosta ulosmenoon.

3. Jonkin patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tun nettu siitä, että kanavassa on useita saman- tai erikokoisia kuristuksia (9, 10, 11) lämmönsiirtokyvyn määrittämi seksi. 95966

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1...3 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että kussakin kanavassa olevan kosketuspinnan suuruus vaihdellaan kohoumien, kuten laippojen avulla, jotka voivat olla pitkittäissuuntaisia tai voivat olla suunnatut tästä poikkeavasti.

5. Jonkin tai joidenkin edellisten patenttivaatimusten mukai nen laite, jossa kunkin kanavan pohja on ohutta peltiä, tunnettu siitä, että kukin kuristus (9, 10, 11} muodostuu yhdestä tai useammasta kohoumasta.

6. Jonkin tai joidenkin edellisten patenttivaatimusten mukai nen laite, tunnettu siitä, että kukin kuristuksilla (9, 10, 11) varustettu tai ilman niitä oleva lamelli (1, 2, 3) on valmistettu suorakaiteenmuotoisesta pellistä tai foliosta, joka sopivimmin on metallia, jossa pelti tai folio on taivutettu niin, että kanavien pohja ja sivuseinämät (4...8) muodostuvat siitä. 16 95966