SE465894B - Vaermevaexlare med anspaenda membran och gasgenomslaeppliga distansorgan - Google Patents

Description

4.65 894 2 omslutande väsentligen gastätt sagda första spalter och utmed kortändarna omslutande och laminerade till kanalbil- dande ändplattor, företrädesvis av flerskiktsuell, vidare omfattar sagda ändplattor med sina kanaler anslutna till sagd inloppskanal resp. utloppskanal, vidare omfattar * spännorgan för anspänning av vardera sagd ändplatta mot sagt skal med dubbla sagd dragkraft samt att sagda första ” eller andra spalter omfattar distansbildande och kanal- bildande stavar, orienterade väsentligen vinkelrätt mot gasflödesriktningen och alternerande med buktande segment av sagda folier, formade under drift av lokala tryckdiffe- ranser mellan spalterna.

Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att med en enkel pneumatisk eller hydraulisk spännanordning dels kunna lika anspänna skiljeväggarna och dels med spännkraften kunna reglera förhållandet mellan stnömningsarea för de båda gasflödena. Samma grundkonstruktion av växlaren kan sålunda optomeras strömningsmässigt från fall, där massflö- dena av gas är väsentligen lika, till fall, där dom är mycket olika, ex.vis om det andra gasflödet är mycket ental- pirikt med en hög halt av kondenserande vattenånga.

Uppfinningen beskrivs nedan i anslutning till figurer- na. Fig. 1 och 2 visar sektioner av växlaren. Fig. 3 visar delalj av en spännanordning. Fig. 4 visar en sektion genom skiljeväggar avtätade mot varann genom undertryck och fig. 5 en sektion genom skiljeväggar avtätade mot varann genom vattenlås. Fig. 6 illusterar i detaljsektion geometri och kraftspel i skiljeväggarna. Figfifillusüerar ett exempel på tryckfall, tryckdifferanser och fördelning i gasflödes- riktningen av distansstavar.

Refererande till fig. 1och 2 är inom ett skal 9 anordnade ett antal väsentligen parallella skiljeväggar 3, utbildanöe första spalter 4 för ett första , värmt gasflöde 1 och därmed alternerande andra spalter 5'för ett motströms , drivet, andra, kylt gasflöde 2. I gasflödesriktningen är skiljeväggarna väsentligt längdutsträckta och omfattar i çasflödesriktníngen spända folier 5' och 3", vilka parvis väsentligen gastätt omsluter de första spalterna 4. 465 894 3 , Folierna 3',3" är utmed kortändarna parvis laminerade till en kanalbildande ändplatta 6, företrädesvis av flerskiktsuel Ändplattorna 5 är med sina kanaler anslutna till en inlopps- kanal 11 resp utloppskanal 12 för det första, värmda gas- flödet 1. De är vidare med ett spännorgan Y, ansatt mot skalet 9, påverkade vardera av en dragkraft 2P, som i vardera folie 3' eller 3" ger en dragspänning =P. Ändplattorna & anligger med sina plattytor direkt mot varann eller alternativt med tätande mellanlägg.

De andra spalterna 5 ansluter i skalet 9 till ett inlopp 21 resp utlopp 22 för det andra , kylda gasflödet.

Ue första 4 eller andra spalterna 5.omfattar distansbildande och kanalbildande stavar B, orienterade väsentligen vinkelrätt mot gasflödesriktningen och alter- nerande med buktande segment 31 av folierna 3',3", formade under drift av lokala tryokdifferanserzflp mellan spalterna.

Det föredrages att koppla växlaren och utlopps- kanalen 12 till sugsidan av en fläkt för det första, värmde flödet 1 och ínloppet 21 till trycksidan av en fläkt för det andra, kylda gasflödet 2. Nämnda tryckdifferans Ap uppträder sålunda som ett undertryck i hela utsträckningen av de första spalterna 4 relativt de andra spalterna 5.

Enbart de första spalterna 4 erfordrar tryckupptagande stavar B ooh spalterna 5 erhåller släta, icke dammsamlande folieytor, vilket är ändamålsenligt för ett smutsande, fuktigt och korrosivt frànluftflöde 2.

Klimat inom den första spalten 4 för ett värmt tilluftsflöde är torrt. Stavarna 8 kan med fördel utgöra remsor av samma pappersmaterial, typ flerskiktsuell, som nämnda ändplattor 6 och punktvis fixeras till endera av folierna 3' eller 3”.

Till folie nyttjas företrädesvis en polyesterfolie, typ Melinex från ICI, i en standardtjocklek av 7§M.eller 125 . Folien är prisbillig, utomordentligt dimensione- stabil och dragstark och med hög stabilitet mot fukt och kemiskt aggresiva gaser. I nämnda tjocklekar är dess värme- motstånd helt försumbart. Ned ex.vis en vinylacetatakrylat- dispersion kan polyesterfolien lamineras till pappersuell med en mycket stark fog. 465 894 4 Parvisa folier 3',3" laminerade med änoplattor 6 och erfor- derligt antal stavar 8 utbildar ett växlarelement, som i växlaren lätt adderas till erforderlig flödeskapacitet.

Växlarelementen kan med en mycket låg marginalkostnad förlängas i gasflödesriktningen för ästadkommande av en temperaturverkningsgrad i storleksordning 85 %.

Som illustreras i fig. 1 och fig. 6 anordnas sta- varna B vidare utmed gasflödesriktningen i en godtyckligt vald spalt 4 väsentligen mitt emellan motsvarande stavar 8 inom närmast omgivande spalter 4. Spalten 5 erhåller häri- genom en väsentligen jämnbred, svagt böljande utsträckning, som är strömningsmässigt gynnsam.

Vid ett utförande med stavar 8 inom spalterna 5 förfares likartat.

Folierna 3',3" formas/stabiliseras under drift till cylindriska segment 31 med radien R under inverkan av dragspänningen P och tryckdifferans .Åp. Refererande till fig. 6 gäller sambanden, varvid avstånd mellan stavarna B betecknas med a och pilhöjd i segmentet 31 med Q : P = R-Ap zR-n = az/a az = eh-P/Ap Ett tryckfallßçä för det första gasflödet 1 genom spalten 4 minimeras, om stavarna 8 fördelas utmed spalten, så pilhöjden väsentligen är konstant. Följande samband gäller då : a- Jffp = konstant Ett dimensioneringsexempel, genomfört i praktiken, illustrerar enligt fig. 7 en dylik fördelning av stavarna 8.

Sambanden är följande: flängd x bredd av folier 3',3" = 1600 x 800 mm antal stavar B = 13 st stavhöjd = 13 mm-triplexuell ändplatta 6 13 mm triplexuell + 4 mm well = 17 mm dragkraft P = 0,075 kp/ cm genomsnittlig spaltbredd spalt 4 = B mm = spalt 5 genomsnittlig gashastighet flöde 1 = 3,5 m/S = flöde 2 pilhöjd h = 3,0 mm totalt tryckfall för det första flödet 1 genom växlarele- mentet =Ap1 = -16 mm vp totalt tryckfall för det andra flödet 2 = + 7 mmvp = ÅUÛZ lokalaÅçJ= pz- p1 enligt figuren beräknade stavavstånd a enligt figuren total dragkraft på ändplattor 6 = 80-2- 0,075 = 12 kp 465 894 5 Ned fixerade stavavstànd a och antagande att tryckdiffe- ranser Åïp är oförändrade gäller vidare sambandet P- h = konstant En ökning av dragkraften P reducerar motsvarande pilhöjden h och förändrar därmed relationen mellan spaltareorna i spalterna 4 och 5. En fördubbling av dragkraften P i exemplet ovan ändrar således area förhål- landet från 1:1. till 1,8:1. En grundkonstruktion av väx- laren kan således med en reglering av dragkraften P strömningsmässigt optimeras för varierade proportioner mellan massflödena av gas 1 och 2, exempelvis vid entalpi- växling mellan ett större, värmt flöde 1 och ett ett mindre kylt flöde 2 med högt innehåll av kondenserande vattenånga.

Ett viktigt syfte med uppfinningen är att åstadkomma en långt driven värmeväxling, så att entalpi i vattenångan i det andra gasflödet optimalt tillgodogöres.

För en god funktiogév växlaren är det viktigt att samtliga ändplattor 6 och foliepar 3',3" anspänns med väsentligen lika dragkraft ZP. En ändamålsenlig spännanord- ning enligt uppfinningen omfattar enligt fig. 2 och fig. 3 dels anliggningsytor 71 mellan ändplattorna 6 i en kort- ända av växlaren och skalet 9 och i andra ändan två flata tunnväggiga gummiblåsor 72, vilka är expanderbara i gasflö- desriktningen medelst ett inre hydrauliskt eller pneumatiskt övertryck p' och vilka dels anligger mot stödytor i skalet 9 och dels med väsentligen lika delytor och sagda dragkraf- ter P mot ändplattorna 6. Illustrerat i fig. 3 är ändplattor- na anliggande mot varann med små mellanrum, så att gummi- väggen ej kan krypa emellan,och individuellt förskjutbara i gasflödesriktningen. Oberoende av nedböjningar i det kraftupptagande skalet 9, måttliga töjningar i folierna och längddifferanser vid tillverkning av växlarelementen erhålles lika dragkrafter P, som uppenbarligen är regler- bara med övertrycket p'. Ändplattorna 6 är enligt fig. 2 utsträckta Utöver foliebredden med stödklackar 61 och dimensioneras som balkar med upplagskrafter = P och jämnt fördelad belastning = 2P.

Ned en alternativ utformning inprickad i fig. 2 överföras dragkraft till vardera ändplatta 6 med dragband 6% vilka i en kortända anligger mot en yta 71 i skalet 9 och i motsatt kortända anligger via U-formade byglar 63 mot 465 894 6 delytor av en sagd gummiblåsa 72.

Refererande till beskrivet exempel enligt fig. 7 med en total dragkraft 2P / ändplatta 5 = 12 kp erfordras ett övertryck p' = 0,6 kp/ cm2 om delytorna gummiblåsa/ änoplatta vardera är 17 x 60 mm. Detta mycket rimliga över- tryck bibehålles under lång driftstid, 72 ansluts till en tryckluftsreservoir eller alternativt om gummiblåsorna till en på 6 m höjd placerad vattenreservoir.

Folierna 3' och 3" avtätas parvis mot varann utmed sina lángkanter 32 och 33. Vid lägre krav på täthet kan denna tätning enligt fig. 4 bestå i att stavarna 8 är avslutade på ett ringa avstånd från foliekanterna, som medger att långkanterna 32,33 sugs ihop av det inre under- trycket.Äp inom spalterna 4. Med denna lösning kan gasflö- desriktningen vara valfritt vara vertikal, lutande eller horisontell.

En absolut tätning uppnås enligt fig. 5 och fig. 2 genom att folierna 3', 3' är sammanhängande utmed en övre horisontell långkant 32 medelst ett veck och att nedre horisontella långkanter 33 intränger i ett grunt vattenbad 91 i botten på ett horisontellt utsträckt skal 9 och sålun- da avtätas genom vattenlåsverkan.

Vattenbadet 91 utgör härvid också droppskål för kondensat, utfällt ur det kylda, andra gasflödet och uppsamlingsskål.vid renspolning av folieytorna inom de andra spalterna 5. Konstant vätskenivå upprätthàlles med ett breddavlopp.

I ventilationssammanhang kan fläktljud till den yttre omgivningen vara störande. Ned beskriven, föredragen koppling av växlaren till sugsidan av en fläkt för tilluft 1 och trycksidan av en fläkt för frånluft 2 kommer växlaren att fungera som en ljudfälla mellan fläktarna och den yttre omgivningen. Vidare erbjuder uppfinningen möjligheten, att med parametrar såsom dragspänning P i folien 3',3", antalet stavar 8 per spalt, speflrat av segmentbreddar a med olika svängningstillstånd och godstjocklek i folien åstadkomma ett absorbtionsspektrum, som är anpassat till störande ljudfrekvenser från fläktarna. (7

Claims (9)

g 465 894 Patentkrav

1. Värmeväxlare för motströms värmeväxling mellan två gasflöden omfattande ett antal inom ett skal (9) väsent- ligen paraflellt anordnade skiljeväggar (3) av flexibla membran (3',3"), utbildanda första spalter (4) för att första, värmt gasflöde (1) och härmed alternerande andra spalter (5) för ett andra, kylt gasflöde (2) samt en inloppskanal (11) resp. en utloppskanal (12) för sagt första gasflöde (1) och ett inlopp (21) resp. utlopp (22) i sagt skal för sagt andra gasflöde (2) k ä n n e - t e o k n a d i form av i gasflödesriktningen väsentligt längdutsträckta a v attden omfattar sagda membran (3',3") och vardera med en väsentlig dragkraft (P) anspända folier (3',3") av hög dragstyrka, företrädesvis polyester- folie, vidare omfattar sagda folier (3",3") parvis om- slutande väsentligen gastätt sagda första spalter (4), vidare omfattar kortändarna av sagda folier (3',3") par- omslutande och laminerade till gasgenomsläppliga, kanalbildande dragplattor (6), företrädesvis av fler- skiktsuell, vidare omfattar sagda dragplattor (6) an- slutna med sina kanaler till sagd inloppskanal (11) resp. utloppakanal (12), vidare omfattar ett spännorgan (7) för anspänning av vardera sagd dragplatta (6) mot sagt skal (9) med dubbla sagd dragkraft (29) samt att den Vidar omfattar inom sagda fönsta spalter (4) såsom gasgenomsläpp liga distansorgan stavar (B) av konrugerat material, företrädesvis av wellpapp, vilka är orienterade väsentliga vilka är laminerade vis vinkelrätt mot gasflödesriktningen, till endera av sagda par av folier (3',3") och vilka alternena med buktande segment (31) av sagda folier , fmmade under drift av lokala tryokdifferanser (fiçfl mellan spalterna (4,5).

2. Vänmeväxlare enligt krav 1 k ä n nte t e c k n|a d a v att den omfattar sagda stavar (B) inom en godtyckligt vald sagd första spalt (6) anordnade i gasflödesriktningen väsentligen mitt emellan sagda stavar (8) inom närmast omgivande sagda första spalter (4) . 4es 894 Y

3. Värmeväxlare enligt krav 1-2 k ä n w e t e c k m a d a v att den omfattar agda stavar (B) fördelade utmed gasfödes- riktningen med stavmellanrum (a) med ett sådant samband ( a-V-Ãp = konstant ) med sagda tryckdifferanser (Åp), att högsta höjder (h) inom sagda buktande segment (31) är väsentligen lika.

4. Värmeväxlare enligt krav 1-3 k ä n n e t e c k n a d a v F att den omfattar sagda med folie (3",3") laminerade dragplattor (6) av vardera sagd kortända packade med sina plattytor mot varandra tillsammans med tätande mellanlägg.

5. Värmeväxlare enligt krav 1-4 k ä n n e t e c k m a d a v att sagt spännorgan (7) omfattar medel (p') att variera sagd dragkraft (P) och därmed sagd högsta höjd (h) och därmed vidare förhållandet mellan strömningsareor i sagda spalter (4,5).

6. Värmeväxlare enligt krav 1-5 k ä n.n:e t e e.k nia d a v att den omfattar sagd utloppskanal (12) ansluten till sugsidan av en fläkt för sagt första gasflöde (1) och sagt inlopp (21) ansluten till tryaksidan av en fläkt för sagt andra gasflöde (2) och att sagda första spalter (4) i hela sin utsträckning står under undrtryck (lfip) relativt sagda andra spalter (5).

7. Värmeväxlare enligt krav 1-6 k ä n n e t e c k m a d a u att sagda stavar (B) är avslutade på ett ringa avstånd från långkanterna (32,33) av sagda folier (3',3'), som med- ger att làngkanterna av sagt undertryck ( ZÄ|®) sammansuges och därmed avtätar sagda första spalt (4).

8. B. Värmeväxlare enligt krav 1-7 k ä n m e t e c k m a d a v att. den omfattar sagda par av folien (3',3") samman- hängande utmed en horisontellt orienterad övre långkant (32) via ett veck. l ligt krav 1-8 k ä n n e t e c k n a d a v

9. Värmeväxlare en u _ (52), forankra- att sagda spännorgan (7) omfattar dragband de i vardera Sfigd Üfagplatta (6) och Vidare anligg mot stödytor (71) i Sagt Skal (9) direkt Utanför en sagd kortända och indirekt utanför motsatt sa9d k°rtä"da Via ett i gasflödesriktningen|expanderbart tryckorgan (72) d med väsentligen lika drag- ande belastande sagda dïagban krafter (P)-