NO754287L

NO754287L -

Info

Publication number: NO754287L
Application number: NO754287A
Authority: NO
Inventors: O E Blomgren
Original assignee: Blomgren Ab Ventilation
Priority date: 1974-12-17
Filing date: 1975-12-16
Publication date: 1976-06-18
Also published as: GB1515759A; DE7540095U; JPS51137164A; DK570675A; FI753546A; FR2295390A1; SE7415821L; DE2556660A1

Description

KrysstrømvarmeveksierCross-flow heat exchangers

Denne oppfinnelse angår en krysstrømvarmeveksler for varmeveksling mellom to gassformige medier, hvilken varmeveksler har et av minst to kassetter sammensatt batteri som er innesluttet i et hus med inn- og utløp for mediene, hvorved kadettene har hver sin inngangsside og hver sin utgangsside for mediene. This invention relates to a cross-flow heat exchanger for heat exchange between two gaseous media, which heat exchanger has a battery composed of at least two cassettes which is enclosed in a housing with inlet and outlet for the media, whereby the cadets each have their own input side and each their own output side for the media.

Ved de hittil kjente varmevekslere av denne type strømmer det ene medium praktisk talt rett gjennom de tett inntil hverandre stilte kassetter og det andre medium strømmer først gjennom den ene kassett på tvers av det første mediums strømningsretning,hvoretter det ombøyes nesten .180° for å strømme gjennom den andre kassett i motsatt retning fortsatt på tvers av det første mediums strømnings-retning. Ved dette arrangement av kassettene kan man med forholds-vis små dimensjoner av varmeveksleren få en virkningsgrad i stør-relsesordenen 60-70%. At virkningsgraden ikke er høyere kan for størstedelen tilskrives det faktum at de to mediers temperaturfor-deling er ujevn på grunn av at det andre medium ved ombøyningen ikke homogeniseres tilstrekkelig til sin temperatur før inntredelsen i den andre kassett, men inneholder flere temperatursjikt. In the previously known heat exchangers of this type, one medium flows practically straight through the cassettes placed close to each other and the second medium first flows through one cassette across the direction of flow of the first medium, after which it is bent almost .180° to flow through the second cassette in the opposite direction, still across the direction of flow of the first medium. With this arrangement of the cassettes, with relatively small dimensions of the heat exchanger, an efficiency in the order of 60-70% can be obtained. That the efficiency is not higher can for the most part be attributed to the fact that the temperature distribution of the two media is uneven due to the fact that the second medium is not sufficiently homogenized during the bending to its temperature before entering the second cassette, but contains several temperature layers.

Det til grunn for oppfinnelsen liggende problem er å tilveiebringe en.krysstrømvarmeveksler av den i innledningen angitte type, som har vesentlig høyere virkningsgrad enn de kjente varmevekslere av denne type, dvs. en virkningsgrad i størrelsesordenen 9 0% ved hovedsakelig like stor varmevekslingsflate. The problem underlying the invention is to provide a cross-flow heat exchanger of the type indicated in the introduction, which has a significantly higher efficiency than the known heat exchangers of this type, i.e. an efficiency in the order of 90% with essentially the same heat exchange surface.

Dette problem løses ifølge oppfinnelsen ved at hver kassetts ene utgangsside er koblet til den andre kassetts ene inngangsside ved hjelp av hvert sitt av huset og nevnte sider avgren-set blandingskammer og at blandingskamrene i hovedsaken er like store og under temperaturhomogenisering av mediene ombøyer disse i hovedsaken 9 0°. According to the invention, this problem is solved by one output side of each cassette being connected to one input side of the other cassette by means of a mixing chamber on each side of the housing and said sides demarcated and that the mixing chambers are essentially the same size and during temperature homogenization of the media these essentially bend 90°.

Derved er det ved en spesielt foretrukket utførelse an-ordnet slik at hver kassett har form av en rettvinklet pårallell-epiped og at hver kassetts nevnte ene utgangsside danner en mel- lomliggende vinkel med' den andre kassetts nevnte ene inngangsside på hovedsakelig 90°. Thereby, in a particularly preferred embodiment, it is arranged so that each cassette has the shape of a right-angled parallelepiped and that each cassette's one output side forms an intermediate angle with the other cassette's one input side of mainly 90°.

Med kassettenes ene inn- og utgangssider tilkoblet til hverandre på den ovenfor angitte måte er hver kassetts andre inn-. og utgangssider koblet til husets inn- og utløp. With the cassettes' one input and output sides connected to each other in the manner indicated above, each cassette's other input-. and output sides connected to the house's inlet and outlet.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 fra siden og skjematisk viser en første foretrukken utførelse, fig. 2 i perspektiv og skjematisk viser en annen foretrukken utførelse. The invention will be described in more detail below with reference to the drawings, where: Fig. 1 from the side and schematically shows a first preferred embodiment, fig. 2 in perspective and schematically shows another preferred embodiment.

Ved den på fig. 1 viste, spesielt foretrukne utførelse har krysstrømvarmeveksleren et av to på linje med hverandre beliggende og 45° på kant stilte kassetter 1 og 2 sammensatt batteri som er innesluttet i et rektangulært hus 4 med inn- og utløp 5 og 6 for to gassformige medier 7 og 8, mellom hvilke varmeveksling skal skje. Ved den viste utførelse er mediet 7 både varmere og fuktigere enn mediet 8, som således skal varmes opp av mediet 7. Mediet 7 kan være avgående ventilasjonsluft fra et lokale e.l., og mediet"8 kan være uteluft. At the one in fig. 1 shown, particularly preferred embodiment, the cross-flow heat exchanger has one of two cassettes 1 and 2 arranged in line with each other and 45° on edge, composed of a battery which is enclosed in a rectangular housing 4 with inlets and outlets 5 and 6 for two gaseous media 7 and 8, between which heat exchange must take place. In the embodiment shown, the medium 7 is both warmer and more humid than the medium 8, which is thus to be heated by the medium 7. The medium 7 can be outgoing ventilation air from a room or the like, and the medium 8 can be outside air.

Kassettene 1 og 2 har hver form av et rettvinklet parallellepiped ©g er bygget opp av flere tynne, parallelle kanalvegg-plater 3 fortrinnsvis av aluminium, mellom hvilke mediene 7 og 8 strømmer i krysstrøm. Platene 3 er helt glatte og er beliggende tett inntil hverandre for å gi de mellom platene strømmende medier 7 og 8 et laminært strømningsbilde uten innslag av turbulens. Kassettene 1 og 2 har hver sin inngangsside 9,10 hhv. 11,12 og hver sin utgangsside 13,14 hhv. 15,16 for mediene 7 og 8. Hver kassetts 1,2 ene utgangsside 13,16 er derved koblet til den andre kassetts inngangsside 11,10 ved hjelp av hvert sitt av huset 4 og nevnte sider 13,16,11,10 avgrensede blandingskammer 17 hhv. 18, mens hver kassetts andre inn- og utgangssider 9,12;14,15 er tilkoblet til husets 4 inn- og utløp 5,6. The cassettes 1 and 2 each have the shape of a right-angled parallelepiped and are built up of several thin, parallel channel wall plates 3, preferably of aluminium, between which the media 7 and 8 flow in cross-current. The plates 3 are completely smooth and are situated close to each other in order to give the media 7 and 8 flowing between the plates a laminar flow pattern without any elements of turbulence. Cassettes 1 and 2 each have their own input side 9,10 respectively. 11,12 and each output page 13,14 respectively. 15,16 for the media 7 and 8. One output side 13,16 of each cassette 1,2 is thereby connected to the other cassette's input side 11,10 by means of each of the housing 4 and said sides 13,16,11,10 defined mixing chambers 17 respectively 18, while each cassette's other input and output sides 9,12;14,15 are connected to the housing's 4 input and output 5,6.

Blandingskamrene 17,18 er i hovedsaken like store og ombøyer de fra den ene kadett til den andre strømmende medier 7 hovedsakelig 90° under fullstendig temperaturhomogenisering av disse medier. Denne fullstendige temperaturhomogenisering kan tilskrives de egenskaper at kassettene 1,2 ligger på linje etter hverandre og er stilt 45° på kant, og at mediene 7,8 strømmer ut av den respektive kassett med laminært strømningsbilde og ombøyes 90° for inntredelsen i den etterfølgende kassett. Ved dette ar rangement av kassettene 1,2 og ved de blandingskammere 17,18 som er koblet til hverandre, blir dessuten trykktapene mindre enn hva som hittil var mulig, hvilke mindre trykktap sammen med den fullstendige temperaturhomogenisering gir en virkningsgrad i størrel-• sesordenen 90%. The mixing chambers 17,18 are essentially the same size and they bend the flowing media 7 from one cadet to the other mainly 90° during complete temperature homogenization of these media. This complete temperature homogenization can be attributed to the characteristics that the cassettes 1,2 are aligned one after the other and are set 45° on edge, and that the media 7,8 flow out of the respective cassette with a laminar flow pattern and are deflected 90° before entering the following cassette . With this arrangement of the cassettes 1,2 and with the mixing chambers 17,18 which are connected to each other, the pressure losses are also smaller than what was previously possible, which smaller pressure losses together with the complete temperature homogenization give an efficiency in the order of magnitude 90 %.

Ved å anordne kassettene 1,2 etter hverandre og stille dem på kant på den på fig. 1 viste måte, får man dessuten en me-get kompakt og lett innstallerbar varmeveksler. Det må dessuten påpekes at man ved det viste arrangement, av kassettene og blandingskamrene kan ha flere enn to kassetter etter hverandre med tilhørende blandingskammere, f.eks. fire. By arranging the cassettes 1,2 one after the other and placing them on edge on the one in fig. 1 method, you also get a very compact and easily installable heat exchanger. It must also be pointed out that with the arrangement shown, of the cassettes and mixing chambers, you can have more than two cassettes in succession with associated mixing chambers, e.g. four.

Ved den på fig. 2 viste utførelse av kryssstrømvarme-veksleren er de to kassetter 1,2 plassert ved diametralt motsatte hjørner av det rektangulære hus 4. Forøvrig er de to kassetter bygget opp på samme måte ved utførelsen ifølge fig. 1. At the one in fig. 2 design of the cross-flow heat exchanger, the two cassettes 1,2 are located at diametrically opposite corners of the rectangular housing 4. Otherwise, the two cassettes are constructed in the same way in the design according to fig. 1.

Utførelsen av varmeveksleren ifølge fig. 2 arbeider i prinsippet på samme måte som utførelsen ifølge .fig. 1 og har de fleste detaljer felles med denne, hvorfor samme henvisningstall anvendes i begge figurer. Det som foruten plasseringen av kassettene 1,2 skiller utførelsen ifølge fig. 2 fra utførelsen ifølge fig. 1 er at det finnes vifter 19 med dertil hørende detaljer for ytterligere å øke effektiviteten. The design of the heat exchanger according to fig. 2 works in principle in the same way as the embodiment according to .fig. 1 and has most details in common with this one, which is why the same reference number is used in both figures. What, apart from the location of the cassettes 1,2, distinguishes the design according to fig. 2 from the embodiment according to fig. 1 is that there are fans 19 with associated details to further increase efficiency.

En sentrifugalvifte 19 f.eks. av siroccotypen, er anbragt i hver av de to blandingskammere 17,18 for hver å drive det ene 7 hhv. det andre 8 gassformige medium gjennom varmeveksleren og for i hvert- blandingskammer 17,18 å homogenisere respektive medium før dets innstrømning fra den ene kassett 1,2 til den andre. For å oppnå en effektiv homogenisering av respektive medium er viftene 19 montert på hver sin kassett 1,2 på en slik måte at deres kapper 20 dekker tilhørende kassetts ene inngangsside 10,11. Det må påpekes at viftene 19 kan være av en annen type og være montert på en og .samme kassett eller være montert på hver kassetts ene utgangsside. Det vesentlige er at de fra den ene kassett kom-mende medier homogeniseres før inntredelsen i den andre kassett. A centrifugal fan 19 e.g. of the sirocco type, are placed in each of the two mixing chambers 17,18 to each drive the one 7 respectively. the other 8 gaseous medium through the heat exchanger and in each mixing chamber 17,18 to homogenize the respective medium before its inflow from one cassette 1,2 to the other. In order to achieve an effective homogenization of the respective medium, the fans 19 are mounted on each cassette 1,2 in such a way that their covers 20 cover the corresponding cassette's one entrance side 10,11. It must be pointed out that the fans 19 can be of a different type and be mounted on one and the same cassette or be mounted on one output side of each cassette. The essential thing is that the media coming from one cassette is homogenised before entering the other cassette.

Ved den på fig. 2 viste utførelse er viftene 19 beliggende slik at deres hjulaksler 21 er koaksiale, hvorved de passen-de er sammenkoblet og drivbare ved hjelp av en felles drivmotor 22, hensiktsmessig en elektrisk motor, via en kileren 23. Hjul-akslene behøver selvfølgelig ikke være forbundet med hverandre og viftene 19 kan drives ved hjelp av hver sin motor, særlig hvis viftene er montert på annen måte enn hva som vises på tegningen. At the one in fig. 2 embodiment, the fans 19 are located so that their wheel axles 21 are coaxial, whereby the appropriate ones are interconnected and drivable by means of a common drive motor 22, suitably an electric motor, via a wedge 23. The wheel axles do not of course need to be connected with each other and the fans 19 can be driven using separate motors, especially if the fans are mounted in a different way than what is shown in the drawing.

Ved begge utførelser- finnes det en anordning 24 til å samle opp og lede bort-sådant kondehs*a't''som kan dannes ved varme-vekslingen» mellom mediene 7 og 8 og derved eliminere risikoen for at kondensatet skal fryse. Denne anordning 24 er hensiktsmessig . koblet til den kassett 1 som først gjennomstrømmes av det kaldere og tørrere medium, i dette tilfelle mediet 8. Den andre kassett kan selvfølgelig også være koblet til denne anordning for å sikre oppsamling og bortledning av det kondensat som muligens kan dannes i den andre kassett. In both versions, there is a device 24 to collect and lead away such condensate as may be formed by the heat exchange between the media 7 and 8 and thereby eliminate the risk of the condensate freezing. This device 24 is appropriate. connected to the cassette 1 which is first flowed through by the colder and drier medium, in this case the medium 8. The second cassette can of course also be connected to this device to ensure the collection and removal of the condensate that may possibly form in the second cassette.

Claims

1. Cross-flow heat exchanger for heat exchange between two gaseous media (7,8), which heat exchangers have a battery composed of at least two cassettes (1,2), which is enclosed in a housing (4) with inlet and outlet (5,6) for the media (7,8), whereby the cassettes (1, 2) each have an input side (9,10 or 11,12) and an output side (13,14 or 15,16) for the media, characterized in that each cassette's (1,2) one output side (13,16) is connected to the other cassette's one input side (11,10) by means of each side of the housing (4) and said sides (13,16,11,10) delimited mixing chambers (17 and 18) and that the mixing chambers (17,18) are essentially the same size and during temperature homogenization of the media (7,8) these mainly deflect 90°.

2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that each cassette (1,2) has the shape of a parallelepiped and that each cassette's one output side (13,16) forms an intermediate angle with the other cassette's one input side. (11, 10) of mainly 90°.

3. Heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that the other inlet and outlet sides (9,12,14,15) of each cassette (1,2) are connected to the inlet and outlet (5,6) of the housing (4) .