WO2010124887A2 - Verfahren zur beaufschlagung einer komponente mit thermischer energie - Google Patents

Verfahren zur beaufschlagung einer komponente mit thermischer energie Download PDF

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WO2010124887A2
WO2010124887A2 PCT/EP2010/052264 EP2010052264W WO2010124887A2 WO 2010124887 A2 WO2010124887 A2 WO 2010124887A2 EP 2010052264 W EP2010052264 W EP 2010052264W WO 2010124887 A2 WO2010124887 A2 WO 2010124887A2
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component
heat exchanger
discharge
plasma
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WO2010124887A3 (de
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Christian Buske
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Plasmatreat Gmbh
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    • 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
    • F28F13/16—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying an electrostatic field to the body of the heat-exchange medium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C99/00—Subject-matter not provided for in other groups of this subclass
    • F23C99/001—Applying electric means or magnetism to combustion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/99005—Combustion techniques using plasma gas

Definitions

  • the invention relates to a method for applying a component with thermal energy, in which a gas is heated and in which the component is brought into thermal contact with the gas.
  • the invention also relates to a device for applying a component with thermal energy, with the component to be acted upon, with a gas-containing space region and with means for heating the gas, wherein the gas is in thermal contact with the component.
  • a gas is generally understood to mean a gaseous medium. It may therefore also be a gas mixture or the gaseous state of matter of a liquid or solid material at room temperature.
  • the gas is not to be understood in a purely chemical sense.
  • it is also a gas when its composition changes, for example, by chemical reactions such as oxidations.
  • the term gas is thus to be interpreted very broadly.
  • a water heater can be used for hot water production.
  • This consists of a designed as a heat exchanger pipe system and a burner usually arranged below it.
  • SHEET INCLUDED BY REFERENCE (RULE 20.6) Operation, cold water is fed into the pipe system and produced with the burner, a gas flame. The thermal energy emitted by the gas flame is transported by the gas forming the flame as well as the gas surrounding the flame to the heat exchanger and thus heats the water conducted in it.
  • a similar construction in principle also show heat generators for hot water heating systems.
  • Heat exchangers installed, which transmit the heat of the discharged indoor air to the outside at least partially to the air introduced from the outside. In this way, it is achieved that the air in a room or in a building can be replaced by fresh air, without the heat energy stored in the indoor air passes completely to the outside. The fresh air is already preheated when entering the room and the heating power in the room can be reduced.
  • the claimed invention is therefore based on the object, a generic method and a
  • SHEET INCLUDED BY REFERENCE (RULE 20.6) To provide generic device available in which a higher efficiency can be achieved.
  • This object is achieved according to a first teaching of the invention in a generic method according to the invention in that the gas is additionally at least partially ionized by an electrical discharge or by a plasma, in particular by a plasma jet.
  • the heat transfer can be improved by such ionization.
  • the temperature of the exhaust air that is, the temperature of the heated gas after passing through the heat exchanger, can be reduced by the at least partial ionization of the exhaust air.
  • the stored by the heated gas thermal energy is thus better transmitted in the heat exchanger.
  • the ionization leads to a better flow behavior of the flame or of the gas heated by the flame to the component to be acted upon. In this way the thermal energy of the gas is conveyed to the component or its transfer to the component is improved.
  • SHEET INCLUDED BY REFERENCE (RULE 20.6)
  • the additional ionization is not the additional heating of the gas, but the improvement of heat transfer.
  • the gas is at least partially burned. It has been shown that the application of thermal energy to a component by combustion can be improved particularly well by additional ionization. Thus, in particular a better and more complete combustion can be achieved by the ionization.
  • the gas may be, for example, natural gas or propane.
  • these gases become essentially carbon dioxide and water vapor.
  • these combustion products are understood to mean the same gas according to the broad understanding of the gas concept set out above, since the chemical conversion of the gas constituents, apart from the heating of the gas for the ionization, is substantially irrelevant.
  • the gas is ionized in a further preferred embodiment of the method by a corona discharge, a dielectrically impeded discharge, an arc discharge, a microwave discharge and / or a plasma jet.
  • SHEET INCLUDED BY REFERENCE (RULE 20.6) Area can be done.
  • an electrode In a dielectrically impeded discharge, an electrode is surrounded by a dielectric. A voltage applied between the electrodes results in local charges on the dielectric, which lead to short-time discharges. The discharges occur successively at different locations of the dielectric, so that ionization can take place by such successive discharges in a large range.
  • the ionization can also be done by a plasma jet. This can, for example, with a from the state of
  • Em such plasma jet also has the advantage that the ionization in a wide range is possible. Furthermore, such a plasma jet has a lower material stress on the component to be acted upon and a particularly good cleaning effect of the surface of the component. Ionization is also possible in an advantageous manner by means of an arc discharge or a microwave discharge. In principle, however, the type of ionization of the gas does not matter.
  • the component is designed as a heat exchanger, in particular in a heating unit for feed, heating and / or service water.
  • the method is particularly suitable for such components, as they have a high potential for savings by improving the heat transfer and thus the efficiency.
  • the heating unit can be designed, for example, as a boiler of a heater, as a water heater or as another device in which a medium, in particular water, is heated by a gas flame.
  • Another preferred embodiment of the method is achieved in that the component is designed as a heat exchanger for heat recovery.
  • the method is also particularly suitable for use in such a heat exchanger, since by improving the transmission of the thermal energy of the warmer exhaust air to the colder supply air, the loss of heat energy can be minimized by the exhaust air and so large energy savings are possible.
  • the gas is heated by a heat exchanger.
  • the method is thus not limited to the heating of the gas by combustion.
  • the heat exchanger may be, for example, a radiator or a heat exchanger for heat recovery.
  • the heated by such a heat exchanger room air can then be recovered by the further process with another heat exchanger in part again.
  • the thermal energy which is supplied to the incoming air flowing through a heat exchanger for heat recovery be partially withdrawn at the later exit as exhaust air through the same or another heat exchanger.
  • SHEET INCLUDED BY REFERENCE (RULE 20.6) Area of thermal contact with the component is ionized. In this way, a premature recombination of the ionized gas can be prevented and thus the advantageous for the heat transfer effect of the ionization can be improved.
  • the component is formed as a material that changes its structure by the application of thermal energy.
  • the thermal energy is thus used to induce an intended structural change of the component.
  • the process achieves a uniform and improved exposure to heat, so that the structural change is achieved more homogeneously, faster and / or by lower heating power.
  • Such a component may be, for example, a plastic that shrinks with heat, a material to be melted, in particular a hot-melt adhesive, or two pieces of work to be heat-treated.
  • the component is designed as a workpiece surface to be cleaned. It has been shown that a particularly good cleaning of material surfaces is possible by the ionization of the heated gas.
  • a further embodiment of the method is given by the fact that the component is a magnetohydrodynamic generator.
  • a generator converts kinetic or thermal energy into electrical energy. It has been shown that the operation
  • SHEET INCLUDED BY REFERENCE (RULE 20.6) of such a generator is improved by the ionization of the gas.
  • the object is achieved according to a second teaching of the invention in a generic device in that additional means for generating an electrical discharge or a plasma, in particular a plasma jet for at least partial ionization of the gas are provided.
  • an apparatus for applying thermal energy to components which provides improved thermal energy transfer over prior art devices.
  • the heated gas is partially ionized, so that the transmission of the thermal energy to the component is improved.
  • Such a device is particularly suitable for carrying out the method according to the invention.
  • the means for heating the gas are designed as means for at least partially burning the gas.
  • the gas Due to the partial combustion of the gas, the gas is heated in a particularly simple manner.
  • the gas may, for example, have a proportion of propane or natural gas, and the means for burning may be designed as gas burners.
  • the means for generating an electrical discharge or a plasma are in a further preferred
  • SHEET INCLUDED BY REFERENCE (RULE 20.6) Embodiment formed as a means for generating a corona discharge, a dielectrically impeded discharge, an arc discharge, a microwave discharge and / or a plasma jet.
  • Corona discharge and plasma nozzles known from the prior art have proven to be particularly advantageous.
  • two electrodes may be provided for generating an arc.
  • a conductive component it can also replace one of the electrodes.
  • Dielectrically impeded discharges can be achieved in a simple manner in that an electrode or the component additionally has a dielectric layer.
  • a further preferred embodiment of the claimed device is given by the fact that the component is designed as a heat exchanger, in particular in a heating unit for feed, heating and / or service water.
  • the warming of the water can be so through the better
  • SHEET INCLUDED BY REFERENCE (RULE 20.6)
  • Component is designed as a heat exchanger for heat recovery. With such a heat exchanger, the exhaust air of a room heat is removed and fed to the supply air, so that the room can be supplied at least partially recovered by the exhaust heat energy. Due to the additional ionization of the warmer exhaust air, a better transfer of heat to the colder supply air is achieved. A larger part of the heat flowing through the exhaust air can thus be returned to the room.
  • the means for heating the gas are designed as heat exchangers.
  • the improvement of heat transfer is not limited to gases heated with a flame, but can also be the
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the device according to the invention and a first embodiment of the method according to the invention
  • Fig. 2 shows a second embodiment of the device according to the invention and a second
  • Fig. 3 shows a third embodiment of the device according to the invention and a third
  • Fig. 4 shows a fourth embodiment of the device according to the invention and a fourth
  • Fig. 1 shows a first embodiment of the device according to the invention and a first
  • the device 2 is designed as a heating unit of a heater or a water heater. It has a tubular heat exchanger 4, a gas burner 6, a space region 8 arranged between the heat exchanger 4 and the gas burner 6 and a corona nozzle 10 for generating a corona discharge 12.
  • the heat exchanger 4 has ribs 14, which increase its surface and serve better heat transfer.
  • Heat exchanger is a heat transfer medium 16, preferably water out.
  • the gas burner 6 has a tube 18 into which a gas 20, for example propane or natural gas, is introduced.
  • the gas 20 exits through openings 22 in the pipe 18 from the pipe and into the space area 8 a.
  • an igniter not shown
  • SHEET INCLUDED BY REFERENCE form gas flames 24.
  • the gas 20 reacts in the flame with the oxygen present in the space region 8 or in the gas 20 itself. In this way, the gas in the space 8 is heated.
  • the corona pad 10 has a base 26 with two channels 28. In the channels 28, an electrode 30 is arranged in each case. The channels 28 are also connected to a supply of a working gas (not shown). A high voltage is applied between the electrodes 30 so that an electric arc 32 is formed. The arc is deformed by the emerging from the channels 28 working gas, so that there is a corona discharge 12, which extends over a larger area of the space area 8.
  • the heated gas in the space region 8 is partially ionized. It has been shown that this improves the transmission of the thermal energy of the gas to the heat exchanger 4 and thus to the heat exchanger 16 to be heated.
  • Fig. 2 shows a second exemplary embodiment of the inventive device and a second exemplary embodiment of the inventive method.
  • the plasma nozzle 41 has a nozzle tube 42 made of metal, which tapers conically to an outlet opening 43. At the outlet opening 43 opposite end has the Dusenrohr
  • An intermediate wall 46 of the inlet device 44 has a ring of holes 47, through which the working gas is admitted. If the holes 47 obliquely m circumferentially employed, the downstream, conical ver ⁇ part of the Dusenrohres is traversed by the working gas in the form of a vortex 48, the core of which runs on the longitudinal axis of the Dusenrohres. The formation of the vortex is advantageous for the stability of the arc discharge, but not necessary.
  • an electrode 49 is arranged centrally, which protrudes coaxially into the tapered portion of the Dusenrohres.
  • the electrode 49 is electrically connected to the intermediate wall 46 and the remaining parts of the inlet device 44.
  • the inlet device 44 is electrically insulated from the nozzle tube 42 by a ceramic tube 50.
  • a high-frequency high voltage for example an AC voltage or a pulsed DC voltage, which is generated by a high-frequency transformer 51, is applied to the electrode 49.
  • the P ⁇ martar is variably adjustable and amounts to, for example, 300 to 500 V.
  • the secondary voltage can be 1 to 10 kV or more.
  • the frequency is for example in the order of 1 to 100 kHz, preferably in the range of 10 to 50 kHz, and is preferably also adjustable.
  • the inlet device 44 is connected to the high-frequency transformer 51 via a flexible high-voltage cable 52.
  • the inlet 45 is connected via a hose, not shown, with a variable-pressure air source, preferably with the
  • High frequency generator 51 is combined into a supply unit.
  • the nozzle tube 42 is grounded.
  • the applied voltage generates a high frequency discharge in the form of an arc 53 between the electrode 49 and the nozzle tube 42. If a gas vortex forms in the nozzle tube 42, this arc is channeled through the vortex-shaped flow of the working gas in the vortex core on the axis of the nozzle tube 42.
  • the arc branches in the region of Auslassof opening 43 to the wall of Dusenrohres 42.
  • the working gas which rotates in the region of the vortex core and thus in the immediate vicinity of the arc 53 with high flow velocity, comes into intimate contact with the arc and is thus partially in the plasma state überbucht so that a beam 58 of an atmospheric plasma, such as in the shape of a candle flame, from the Auslassof 43 of the plasma nozzle 42 exits.
  • the energy used to generate the plasma jet 58 or the corona discharge 12 is preferably lower than the energy used to heat the gas.
  • the heat transfer to the heat exchanger in a heating unit with a heating power of the flame of 8 to 16 kW can be improved by a powered with a power of 1 to 2 kW plasma.
  • FIG. 3 shows a third embodiment of the device according to the invention and a third embodiment of the method according to the invention.
  • the device 70 differs from the exemplary embodiments shown in FIGS. 1 and 2 in that the electrical discharge is generated directly between the heat exchanger 4 and the gas burner 6.
  • the heat exchanger 4 and the gas burner 6 are designed to be conductive and electrically connected to the voltage component 72.
  • the voltage component 72 has a high-frequency high-voltage source, so that a high-frequency high voltage is present between the heat exchanger 4 and the gas burner 6, which may be in the form of an AC voltage or in the form of a regulated or pulsed DC voltage, for example.
  • the high voltage may be, for example, 1 to 10 kV or more.
  • the frequency is for example in the order of 1 to 100 kHz, preferably in the range of 10 to 50 kHz.
  • the high voltage between the heat exchanger 4 and the gas burner 6 discharges into arc discharges 74, in the vicinity of which the gas in the space region 8 is ionized.
  • the surface of the heat exchanger 4 can also have a dielectric layer so that dielectrically impeded discharges occur instead of the arc discharges 74.
  • an electrode may be connected to the voltage component 72.
  • Fig. 4 shows a fourth embodiment of the device according to the invention and a fourth
  • the device 80 has an exhaust pipe 82 and a Zu Kunststoffrohr Ober 84, which are in thermal contact with each other. Warmer exhaust air 86 flows out of a space (not shown) through the exhaust air duct 82, and colder supply air 88 flows through the supply air duct 84
  • the air in the room is heated, for example, by a heater or another heat exchanger.
  • Typical values for the exhaust air 86 and the supply air 88 are for example 25 0 C and 12 0 C.
  • an opening 90 is provided, to which a plasma nozzle 92 is connected.
  • the plasma nozzle 92 has a tubular body 94, the cross-section of which is reduced on one side to a small nozzle opening 96.
  • the cross-section is reduced to a working gas outlet 98.
  • two substantially opposing electrodes 100 are arranged in the wall of the base body 94.
  • the electrodes 100 are connected to a voltage source 102, which
  • SHEET INCLUDED BY REFERENCE For example, generates a high-frequency high voltage, for example as an AC voltage or as a pulsed DC voltage.
  • the high voltage may be, for example, 1 to 10 kV or more.
  • the frequency is, for example, m of the order of 1 to 100 kHz, preferably in the range of 10 to 50 kHz.
  • Due to the voltage applied between the electrodes 100 high voltage arc 104 are formed. These are deformed by the working gas 106 flowing in through the working gas inlet 98 in the direction of the nozzle opening 96.
  • the working gas 106 is partially ionized into the arc 104. In this way, a plasma jet 108 is formed in front of the nozzle opening 96.
  • the plasma nozzle may also be designed like the plasma nozzle 42 shown in FIG. 2.
  • other types of plasma baths or other components for producing a plasma or a plasma jet are also possible.
  • the plasma jet 108 generated by the plasma nozzle 92 passes through the opening 90 into the space region of the exhaust air duct 82 leading the exhaust air.
  • the warm exhaust air 86 flowing through the exhaust air duct 82 is partially ionized by the plasma jet 108.
  • the transmission of the thermal energy of the exhaust air 86 to the Zuluftrohrtechnisch 84 and thus to the supply air 88 is improved.
  • a corona pad or electrodes for generating an arc discharge or a dielectrically impeded discharge may also be provided in the region of the exhaust air duct 82.
  • SHEET INCLUDED BY REFERENCE (RULE 20.6) Generating the electrical discharge to ionize the warm gas is ultimately not important.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beaufschlagung einer Komponente mit thermischer Energie, bei dem ein Gas (20, 86) erwärmt wird und bei dem die Komponente (4, 84) mit dem Gas (20, 86) in thermischen Kontakt gebracht wird, wobei das Gas (20, 86) zusätzlich durch eine elektrische Entladung (12, 74) oder durch ein Plasma, insbesondere durch einen Plasmastrahl (58, 108) mindestens teilweise ionisiert wird. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Beaufschlagung einer Komponente mit thermischer Energie, mit der zu beaufschlagenden Komponente (4, 84), mit einem ein Gas beinhaltenden Raumbereich (8, 82) und mit Mitteln (6) zum Erwärmen des Gases, wobei das Gas (20, 86) mit der Komponente (4, 84) in thermischem Kontakt steht und wobei zusätzlich Mittel (10, 42, 72, 92) zur Erzeugung einer elektrischen Entladung (12, 74) oder eines Plasmas, insbesondere eines Plasmastrahls (58, 108) zur zumindest teilweisen Ionisation des Gases (20, 86) vorgesehen sind.

Description

Verfahren, zur Beaufschlagung einer Komponente mit thermischer
Energie
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beaufschlagung einer Komponente mit thermischer Energie, bei dem ein Gas erwärmt wird und bei dem die Komponente mit dem Gas in thermischen Kontakt gebracht wird. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Beaufschlagung einer Komponente mit thermischer Energie, mit der zu beaufschlagenden Komponente, mit einem ein Gas beinhaltenden Raumbereich und mit Mitteln zum Erwärmen des Gases, wobei das Gas mit der Komponente in thermischem Kontakt steht.
Unter einem Gas wird im Rahmen der Erfindung allgemein ein gasformiges Medium verstanden. Es kann sich daher auch um ein Gasgemisch oder um den gasförmigen Aggregatzustand eines bei Raumtemperatur flüssigen oder festen Stoffes handeln. Das Gas ist insbesondere auch nicht im rein chemischen Sinne zu verstehen. So handelt es sich im Bezug auf diese Erfindung auch um ein Gas, wenn sich seine Zusammensetzung beispielsweise durch chemische Reaktionen wie Oxidationen ändert. Der Begriff Gas ist somit sehr breit auszulegen.
Zur Beaufschlagung von Komponenten mit thermischer Energie werden im Stand der Technik häufig Wärmetauscher und/oder Brenner eingesetzt. So kann zur Warmwassererzeugung beispielsweise ein Durchlauferhitzer verwendet werden. Dieser besteht aus einem als Wärmetauscher ausgebildeten Rohrsystem sowie einem in der Regel darunter angeordnetem Brenner. Beim
BLATT EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) Betrieb wird kaltes Wasser in das Rohrsystem eingespeist und mit dem Brenner eine Gasflamme erzeugt. Die von der Gasflamme ausgehende thermische Energie wird durch das die Flamme bildende Gas sowie das die Flamme umgebende Gas zum Wärmetauscher transportiert und erwärmt so das in diesem geführte Wasser. Einen im Prinzip vergleichbaren Aufbau zeigen auch Wärmeerzeuger für Warmwasserheizungen.
Weiterhin werden zur Reduktion des Heizbedarfs in Räumen und Gebäuden insbesondere aus ökonomischen und ökologischen
Gründen Wärmetauscher installiert, welche die Wärme der nach außen abgeführten Innenraumluft zumindest teilweise an die von außen eingeführte Luft übertragen. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Luft in einem Raum bzw. in einem Gebäude durch frische Luft ausgetauscht werden kann, ohne dass die in der Innenraumluft gespeicherte Wärmeenergie vollständig nach außen gelangt. Die frische Luft ist so beim Eintritt in den Raum bereits vorgewärmt und die Heizleistung im Raum kann reduziert werden.
Ein wichtiger Parameter bei derartigen Heizsystemen und Wärmetauschern ist der Wirkungsgrad. Er ist ein Maß für die Effizienz der Wärmeübertragung. Die Wirtschaftlichkeit der Wärmebeaufschlagung ist umso größer, je höher der erreichte Wirkungsgrad ist. Dasselbe gilt für die
Umweltverträglichkeit . Es ist daher ein allgemeines Bestreben, den Wirkungsgrad gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Beaufschlagung von Komponenten mit thermischer Energie zu verbessern.
Der beanspruchten Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine
BLATT EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) gattungsgemäße Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei denen ein höherer Wirkungsgrad erreicht werden kann.
Diese Aufgabe wird nach einer ersten Lehre der Erfindung bei einem gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Gas zusätzlich durch eine elektrische Entladung oder durch ein Plasma, insbesondere durch einen Plasmastrahl mindestens teilweise ionisiert wird.
Es ist erkannt worden, dass die Wärmeübertragung durch eine derartige Ionisation verbessert werden kann. So hat sich beispielsweise bei einem Wärmetauscher herausgestellt, dass die Temperatur der Abluft, das heißt die Temperatur des erwärmten Gases nach Durchlaufen des Wärmetauschers, durch die zumindest teilweise Ionisation der Abluft reduziert werden kann. Die von dem erwärmten Gas gespeicherte thermische Energie wird im Wärmetauscher also besser übertragen .
Die Ionisation führt zu einem besseren Anströmverhalten der Flamme bzw. des durch die Flamme erhitzten Gases an die zu beaufschlagende Komponente. Auf diese Weise wird die thermische Energie des Gases zu der Komponente befördert bzw. ihre Übertragung auf die Komponente verbessert.
Weiterhin kann durch die Ionisation erreicht werden, dass die zu beaufschlagende Komponente beim Betrieb von Verunreinigungen, beispielsweise von Russ gereinigt wird. Dadurch wird eine Reduktion der Wärmeübertragung durch derartige Verunreinigungen verhindert oder zumindest reduziert .
BLATT EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) Für die Ionisation des Gases wird bevorzugt weniger Energie aufgewendet als zur Erwärmung des Gases. So dient die zusätzliche Ionisation nicht der zusätzlichen Erwärmung des Gases, sondern der Verbesserung der Wärmeübertragung.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Gas zumindest teilweise verbrannt. Es hat sich gezeigt, dass die Beaufschlagung einer Komponente mit thermischer Energie durch eine Verbrennung besonders gut durch eine zusätzliche Ionisation verbessert werden kann. So kann durch die Ionisation insbesondere eine bessere und vollständige Verbrennung erreicht werden.
Bei dem Gas kann es sich beispielsweise um Erdgas oder Propan handeln. Durch eine Verbrennung in Verbindung mit Sauerstoff werden diese Gase im Wesentlichen zu Kohlendioxid und Wasserdampf . Im Rahmen der Erfindung wird unter diesen Verbrennungsprodukten gemäß dem oben dargelegten breiten Verständnis des Gasbegriffes dennoch dasselbe Gas verstanden, da die chemische Umwandlung der Gasbestandteile abgesehen von der Erwärmung des Gases für die Ionisation im Wesentlichen unerheblich ist.
Das Gas wird in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens durch eine Koronaentladung, eine dielektrisch behinderte Entladung, eine Bogenentladung, eine Mikrowellenentladung und/oder einen Plasmastrahl ionisiert.
Es hat sich gezeigt, dass das Gas auf diese Weise besonders effektiv ionisiert werden kann. Bei einer Koronaentladung wird ein Lichtbogen zwischen zwei Elektroden durch ein Arbeitsgas so verformt, dass die Ionisation in einem großen
BLATT EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) Bereich erfolgen kann. Bei einer dielektrisch behinderten Entladung ist eine Elektrode mit einem Dielektrikum umgeben. Durch eine zwischen den Elektroden angelegte Spannung ergeben sich lokale Ladungen auf dem Dielektrikum, die zu kurzzeitigen Entladungen führen. Die Entladungen treten dabei nacheinander an verschiedenen Stellen des Dielektrikums auf, so dass eine Ionisation durch solche aufeinanderfolgenden Entladungen in einem großen Bereich erfolgen kann. Die Ionisation kann auch durch einen Plasmastrahl erfolgen. Dieser kann beispielsweise mit einer aus dem Stand der
Technik bekannten Plasmadüse erzeugt werden. Em solcher Plasmastrahl hat ebenfalls den Vorteil, dass die Ionisation in einem großen Bereich möglich ist. Weiterhin weist ein solcher Plasmastrahl eine geringere Materialbeanspruchung der zu beaufschlagenden Komponente sowie einen besonders guten Reinigungseffekt der Oberfläche der Komponente auf. Eine Ionisation ist auf vorteilhafte Weise auch durch eine Bogenentladung oder eine Mikrowellenentladung möglich. Im Prinzip kommt es aber auf die Art der Ionisation des Gases nicht an.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist die Komponente als Wärmetauscher, insbesondere in einem Heizaggregat für Speise-, Heizungs- und/oder Brauchwasser ausgebildet.
Das Verfahren ist besonders für derartige Komponenten geeignet, da diese ein hohes Einsparpotential durch eine Verbesserung der Wärmeübertragung und somit des Wirkungsgrades aufweisen.
BLATT EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) Das Heizaggregat kann dabei beispielsweise als Heizkessel einer Heizung, als Durchlauferhitzer oder als ein anderes Gerät ausgebildet sein, bei dem ein Medium, insbesondere Wasser, durch eine Gasflamme erhitzt wird.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens wird dadurch erreicht, dass die Komponente als Wärmetauscher zur Wärmerückgewinnung ausgebildet ist.
Das Verfahren ist auch bei einem derartigen Wärmetauscher besonders geeignet anzuwenden, da durch die Verbesserung der Übertragung der thermischen Energie der wärmeren Abluft zur kälteren Zuluft der Verlust an Wärmeenergie durch die Abluft minimiert werden kann und so große Energieeinsparungen möglich sind.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird das Gas mit einem Wärmetauscher erwärmt. Das Verfahren ist somit nicht auf die Erwärmung des Gases durch eine Verbrennung beschränkt. Bei dem Wärmetauscher kann es sich beispielsweise um einen Heizkörper oder um einen Wärmetauscher zur Wärmerückgewinnung handeln. Die durch einen solchen Wärmetauscher erhitzte Raumluft kann dann durch das weitere Verfahren mit einem weiteren Wärmetauscher zum Teil wieder zurückgewonnen werden. Insbesondere kann die thermische Energie, die der durch einen Wärmetauscher zur Wärmerückgewinnung strömenden Zuluft zugeführt wird, beim späteren Austritt als Abluft durch denselben oder einen weiteren Wärmetauscher teilweise wieder entzogen werden.
Die Verbesserung der Wärmeübertragung wird in einer weiteren bevorzugten Aus führungsform dadurch erreicht , dass das Gas im
BLATT EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) Bereich des thermischen Kontaktes mit der Komponente ionisiert wird. Auf diese Weise kann eine vorzeitige Rekombination des ionisierten Gases verhindert und so die für die Wärmeübertragung vorteilhafte Wirkung der Ionisation verbessert werden.
In einer weiteren Ausfuhrungsform des Verfahrens, ist die Komponente als ein Werkstoff ausgebildet, der durch die Beaufschlagung mit thermischer Energie seine Struktur verändert. Die thermische Energie wird dabei also dazu verwendet, eine beabsichtigte Strukturanderung der Komponente herbeizufuhren. Durch das Verfahren wird dabei eine gleichmäßige und verbesserte Warmebeaufschlagung erreicht, so dass die Strukturanderung homogener, schneller und/oder durch geringere Heizleistung erreicht wird.
Bei einer solchen Komponente kann es sich beispielsweise um einen bei Hitze schrumpfenden Kunststoff, um einen zu schmelzenden Werkstoff, insbesondere einen Schmelzkleber, oder um zwei durch Warme zu fugende Werkstucke handeln.
In einer weiteren Ausfuhrungsform des Verfahrens, ist die Komponente als zu reinigende Werkstuckoberflache ausgebildet. Es hat sich gezeigt, dass durch die Ionisation des erwärmten Gases eine besonders gute Reinigung von Werkstoffoberflachen möglich ist.
Eine weitere Ausfuhrungsform des Verfahrens ist dadurch gegeben, dass es sich bei der Komponente um einen magnetohydrodynamischen Generator handelt. Ein solcher Generator wandelt kinetische bzw. thermische Energie in elektrische Energie um. Es hat sich gezeigt, dass der Betrieb
BLATT EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) eines solchen Generators durch die Ionisation des Gases verbessert wird.
Die Aufgabe wird nach einer zweiten Lehre der Erfindung bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, dass zusätzlich Mittel zur Erzeugung einer elektrischen Entladung oder eines Plasmas, insbesondere eines Plasmastrahls zur zumindest teilweisen Ionisation des Gases vorgesehen sind.
Auf diese Weise wird eine Vorrichtung für die Beaufschlagung von Komponenten mit thermischer Energie zur Verfügung gestellt, die gegenüber den Vorrichtungen aus dem Stand der Technik eine verbesserte Übertragung der thermischen Energie gewährleistet. Durch die Mittel zur Erzeugung einer elektrischen Entladung wird das erwärmte Gas teilweise ionisiert, so dass die Übertragung der thermischen Energie an die Komponente verbessert wird.
Eine solche Vorrichtung ist besonders für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung sind die Mittel zum Erwärmen des Gases als Mittel zum zumindest teilweisen Verbrennen des Gases ausgebildet sind.
Durch die teilweise Verbrennung des Gases wird das Gas auf besonders einfache Weise erwärmt. Das Gas kann beispielsweise einen Propan- oder Erdgas-Anteil aufweisen und die Mittel zum Verbrennen können als Gasbrenner ausgebildet sein.
Die Mittel zur Erzeugung einer elektrischen Entladung oder eines Plasmas sind in einer weiteren bevorzugten
BLATT EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) Ausführungsform als Mittel zur Erzeugung einer Koronaentladung, einer dielektrisch behinderten Entladung, einer Bogenentladung, einer Mikrowellenentladung und/oder eines Plasmastrahls ausgebildet.
Aus dem Stand der Technik bekannte Koronaentladungs- und Plasmadüsen haben sich dabei als besonders vorteilhaft erwiesen. Alternativ können zwei Elektroden zur Erzeugung eines Lichtbogens vorgesehen sein. Bei einer leitfähigen Komponente kann diese auch eine der Elektroden ersetzen.
Dielektrisch behinderte Entladungen können auf einfache Weise dadurch erreicht werden, dass eine Elektrode oder die Komponente zusätzlich eine dielektrische Schicht aufweist.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der beanspruchten Vorrichtung ist dadurch gegeben, dass die Komponente als Wärmetauscher, insbesondere in einem Heizaggregat für Speise-, Heizungs- und/oder Brauchwasser ausgebildet ist.
Die Erwärmung des Wassers kann so durch die bessere
Übertragung der thermischen Energie des Gases, insbesondere einer Gasflamme, auf den das Wasser führenden Wärmetauscher mit höherer Effektivität erfolgen. Damit werden beispielsweise der Gasverbrauch bei einem Gasbrenner verringert und dadurch Kosten reduziert. Da die Erwärmung von Wasser in Haushalten und in der Industrie einen großen Energieaufwand verursacht, kann schon eine geringe Verbesserung der Wärmeübertragung zu einer großen Kostenersparnis führen.
Eine weitere Heizkostenersparnis wird in einer Ausführungsform der Vorrichtung dadurch erreicht, dass die
BLATT EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) Komponente als Wärmetauscher zur Wärmerückgewinnung ausgebildet ist. Mit einem derartigen Wärmetauscher wird der Abluft eines Raumes Wärme entzogen und diese der Zuluft zugeführt, so dass dem Raum die durch die Abluft entzogene Wärmeenergie zumindest teilweise wieder zugeführt werden kann. Durch die zusätzliche Ionisation der wärmeren Abluft wird eine bessere Übertragung der Wärme auf die kältere Zuluft erreicht. Ein größerer Teil der durch die Abluft abfließenden Wärme kann so dem Raum wieder zugeführt werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung sind die Mittel zum Erwärmen des Gases als Wärmetauscher ausgebildet.
Die Verbesserung der Wärmeübertragung ist nicht auf mit einer Flamme erwärmte Gase beschränkt, sondern kann auch die
Wärmeübertragung mittels eines Wärmetauschers erwärmter Gase verbessern .
Weitere Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung können der Beschreibung vierer Ausführungsbeispiele entnommen werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird.
In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie ein zweites
BLATT EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie ein drittes
Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie ein viertes
Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens .
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie ein erstes
Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Vorrichtung 2 ist als Heizaggregat einer Heizung oder eines Durchlauferhitzers ausgebildet. Sie weist einen rohrförmigen Wärmetauscher 4, einen Gasbrenner 6, einen zwischen dem Wärmetauscher 4 und dem Gasbrenner 6 angeordneten Raumbereich 8 sowie eine Koronadüse 10 zur Erzeugung einer Koronaentladung 12 auf. Der Wärmetauscher 4 weist Rippen 14 auf, die seine Oberfläche erhöhen und einer besseren Wärmeübertragung dienen. Im Inneren des
Wärmetauschers wird ein Wärmeträger 16, vorzugsweise Wasser geführt. Der Gasbrenner 6 weist ein Rohr 18 auf, in welches ein Gas 20, beispielsweise Propan oder Erdgas, eingeleitet wird. Das Gas 20 tritt durch Öffnungen 22 im Rohr 18 aus dem Rohr aus und in den Raumbereich 8 ein. Durch einen mit einer Zündvorrichtung (nicht gezeigt) erzeugten Zündfunken wird das durch die Öffnung 22 austretende Gas 20 gezündet, so dass
BLATT EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) sich Gasflammen 24 ausbilden. Das Gas 20 reagiert in der Flamme mit dem im Raumbereich 8 oder im Gas 20 selbst vorhandenen Sauerstoff. Auf diese Weise wird das Gas im Raumbereich 8 erwärmt.
Die Koronaduse 10 weist einen Grundkoper 26 mit zwei Kanälen 28 auf. In den Kanälen 28 ist jeweils eine Elektrode 30 angeordnet. Die Kanäle 28 sind darüber hinaus an eine Versorgung mit einem Arbeitsgas angeschlossen (nicht gezeigt) . Zwischen den Elektroden 30 wird eine hohe Spannung angelegt, so dass es zur Ausbildung eines Lichtbogens 32 kommt. Der Lichtbogen wird durch das aus den Kanälen 28 austretende Arbeitsgas verformt, so dass sich eine Koronaentladung 12 ergibt, die sich über einen größeren Bereich des Raumbereiches 8 erstreckt.
Durch die Koronaentladung 12 wird das erwärmte Gas im Raumbereich 8 teilweise ionisiert. Es hat sich gezeigt, dass dadurch die Übertragung der thermischen Energie des Gases auf den Wärmetauscher 4 und somit auf den zu erwärmenden Warmetrager 16 verbessert wird.
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemaßen Vorrichtung sowie ein zweites Ausfuhrungsbeispiel des erfindungsgemaßen Verfahrens.
Der Unterschied zu dem in Fig. 1 gezeigten
Ausfϋhrungsbeispiel besteht darin, dass bei der Vorrichtung 40 anstelle der Koronaduse 10 eine Plasmaduse 41 vorgesehen ist. Die Plasmaduse 41 weist ein Dusenrohr 42 aus Metall auf, das sich konisch zu einer Auslassoffnung 43 verjungt. Am der Auslassoffnung 43 entgegen gesetzten Ende weist das Dusenrohr
BLATT EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) 42 einer Einlasseinrichtung 44 mit einen Einlass 45 für ein Arbeitsgas auf, beispielsweise für Druckluft. Eine Zwischenwand 46 der Einlasseinrichtung 44 weist einen Kranz von Bohrungen 47 auf, durch die das Arbeitsgas eingelassen wird. Sind die Bohrungen 47 schräg m Umfangsrichtung angestellt, so wird der stromabwartige, konisch ver}ungte Teil des Dusenrohres von dem Arbeitsgas in der Form eines Wirbels 48 durchströmt, dessen Kern auf der Langsachse des Dusenrohres verlauft. Die Ausbildung des Wirbels ist vorteilhaft für die Stabilität der Bogenentladung, aber nicht notwendig .
An der Unterseite der Zwischenwand 46 ist mittig eine Elektrode 49 angeordnet, die koaxial in den verjüngten Abschnitt des Dusenrohres hineinragt. Die Elektrode 49 ist elektrisch mit der Zwischenwand 46 und den übrigen Teilen der Einlasseinrichtung 44 verbunden. Die Einlasseinrichtung 44 ist durch ein Keramikrohr 50 elektrisch gegen das Dusenrohr 42 isoliert. Über die Einlasseinrichtung 44 wird an die Elektrode 49 eine hochfrequente Hochspannung, beispielsweise eine Wechselspannung oder eine gepulste Gleichspannung angelegt, die von einem Hochfrequenztransformator 51 erzeugt wird. Die Pπmarspannung ist variabel regelbar und betragt beispielsweise 300 bis 500 V. Die Sekundarspannung kann 1 bis 10 kV oder mehr betragen. Die Frequenz liegt beispielsweise in der Größenordnung von 1 bis 100 kHz, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 50 kHz, und ist vorzugsweise ebenfalls regelbar. Die Einlasseinrichtung 44 ist mit dem Hochfrequenztransformator 51 über ein flexibles Hochspannungskabel 52 verbunden. Der Einlass 45 ist über einen nicht gezeigten Schlauch mit einer Druckluftquelle mit variablem Durchsatz verbunden, die vorzugsweise mit dem
BLATT EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) Hochfrequenzgenerator 51 zu einer Versorgungseinheit kombiniert ist. Das Dusenrohr 42 ist geerdet.
Durch die angelegte Spannung wird eine Hochfrequenzentladung in der Form eines Lichtbogens 53 zwischen der Elektrode 49 und dem Dusenrohr 42 erzeugt. Bildet sich im Dusenrohr 42 ein Gaswirbel aus, so wird durch die drallformige Strömung des Arbeitsgases dieser Lichtbogen im Wirbelkern auf der Achse des Dusenrohres 42 kanalisiert. Der Lichtbogen verzweigt sich im Bereich der Auslassof fnung 43 zur Wand des Dusenrohres 42. Das Arbeitsgas, das im Bereich des Wirbelkerns und damit in unmittelbarer Nahe des Lichtbogens 53 mit hoher Stromungsgeschwindigkeit rotiert, kommt mit dem Lichtbogen in innige Berührung und wird dadurch zum Teil in den Plasmazustand überfuhrt, so dass ein Strahl 58 eines atmosphärischen Plasmas, etwa in der Gestalt einer Kerzenflamme, aus der Auslassof fnung 43 der Plasmaduse 42 austritt .
Wenn der Plasmastrahl 58 mit dem Gas im Raumbereich 8 in
Wechselwirkung tritt, kommt es zu einer mindestens teilweisen Ionisation des Gases. Dadurch wird die Übertragung der -hermischen Energie von dem erwärmten Gas auf den Wärmetauscher 4 verbessert.
Die zur Erzeugung des Plasmastrahls 58 oder auch der Koronaentladung 12 verwendete Energie ist dabei vorzugsweise geringer als die zur Erwärmung des Gases verwendete Energie. So kann zum Beispiel die Wärmeübertragung auf den Wärmetauscher bei einem Heizaggregat mit einer Heizleistung der Flamme von 8 bis 16 kW durch eine mit einer Leistung von 1 bis 2 kW betriebene Plasmaduse verbessert werden.
BLATT EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Vorrichtung 70 unterscheidet sich von den in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Ausfϋhrungsbeispielen dadurch, dass die elektrische Entladung direkt zwischen dem Wärmetauscher 4 und dem Gasbrenner 6 erzeugt wird. Der Wärmetauscher 4 und der Gasbrenner 6 sind dazu leitfähig ausgebildet und elektrisch mit dem Spannungsbauteil 72 verbunden. Das Spannungsbauteil 72 weist eine hochfrequente Hochspannungsquelle auf, so dass zwischen dem Wärmetauscher 4 und dem Gasbrenner 6 eine hochfrequente Hochspannung anliegt, die beispielsweise in Form einer Wechselspannung oder in Form einer geregelten oder gepulsten Gleichspannung vorliegen kann. Die Hochspannung kann beispielsweise 1 bis 10 kV oder mehr betragen. Die Frequenz liegt beispielsweise in der Größenordnung von 1 bis 100 kHz, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 50 kHz. Die Hochspannung zwischen dem Wärmetauscher 4 und dem Gasbrenner 6 entlädt sich in Bogenentladungen 74, in deren Umgebung das Gas im Raumbereich 8 ionisiert wird. Die Oberfläche des Wärmetauschers 4 kann optional auch eine dielektrische Schicht aufweisen, so dass es anstelle der Bogenentladungen 74 zu dielektrisch behinderten Entladungen kommt. Weiterhin kann anstelle des Wärmetauschers 4 und/oder des Gasbrenners 6 eine Elektrode mit dem Spannungsbauteil 72 verbunden sein.
Fig. 4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie ein viertes
Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
BLATT EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) Die Vorrichtung 80 weist eine Abluftrohrleitung 82 und eine Zuluftrohrleitung 84 auf, die miteinander in thermischem Kontakt stehen. Durch die Abluftrohrleitung 82 strömt wärmere Abluft 86 aus einem Raum (nicht gezeigt) heraus und durch die Zuluftrohrleitung 84 strömt kältere Zuluft 88 in den
Raumbereich hinein. Die Luft in dem Raum ist beispielsweise durch eine Heizung oder einen anderen Wärmetauscher erwärmt. Typische Werte für die Abluft 86 und die Zuluft 88 sind beispielsweise 25 0C bzw. 12 0C. Durch den thermischen Kontakt zwischen der Zuluftrohrleitung 84 und der
Abluftrohrleitung 82 wird ein Teil der thermischen Energie der wärmeren Abluft 86 auf die Zuluftrohrleitung 84 und damit auf die kältere Zuluft 88 übertragen. Die Zuluftrohrleitung stellt somit einen Wärmetauscher dar. Eine solche Vorrichtung findet beispielsweise Anwendung bei der Belüftung von Wohnoder Buroraumen, bei denen durch eine Ruckgewinnung eines Teils der in der Abluft gespeicherten thermischen Energie Heizkosten gespart werden können. In der Darstellung ist die Fließrichtung der Abluft 86 und der Zuluft 88 entgegengesetzt. Es ist aber auch denkbar, dass die Abluft 86 und die Zuluft 88 dieselbe Fließrichtung aufweisen.
In der Wand der Abluftrohrleitung ist eine Öffnung 90 vorgesehen, an die eine Plasmaduse 92 angeschlossen ist. Die Plasmaduse 92 weist einen rohrformigen Grundkorper 94 auf, dessen Querschnitt an einer Seite zu einer kleinen Dusenoffnung 96 reduziert ist. Auf der der Dusenoffnung 96 abgewandten Seite des Grundkorpers 94 ist der Querschnitt bis auf einen Arbeitsgasemlass 98 ver]ungt. In der Wand des Grundkorpers 94 sind zwei im Wesentlichen sich gegenüberliegende Elektroden 100 angeordnet. Die Elektroden 100 sind mit einer Spannungsquelle 102 verbunden, die
BLATT EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) beispielsweise eine hochfrequente Hochspannung, zum Beispiel als Wechselspannung oder als gepulste Gleichspannung erzeugt. Die Hochspannung kann beispielsweise 1 bis 10 kV oder mehr betragen. Die Frequenz liegt beispielsweise m der Größenordnung von 1 bis 100 kHz, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 50 kHz. Durch die zwischen den Elektroden 100 anliegende Hochspannung bilden sich Lichtbogen 104 aus. Diese werden von dem durch den Arbeitsgasemlass 98 einströmenden Arbeitsgas 106 in Richtung auf die Dusenoffnung 96 verformt. Das Arbeitsgas 106 wird in den Lichtbogen 104 teilweise ionisiert. Auf diese Weise bildet sich vor der Dusenoffnung 96 ein Plasmastrahl 108.
Die Plasmaduse kann alternativ auch wie die m Fig. 2 gezeigte Plasmaduse 42 ausgebildet sein. Es sind prinzipiell aber auch andere Arten von Plasmadusen oder andere Komponenten zur Erzeugung eines Plasmas oder eines Plasmastrahls möglich.
Der von der Plasmaduse 92 erzeugte Plasmastrahl 108 gelangt durch die Öffnung 90 in den die Abluft fuhrenden Raumbereich der Abluftrohrleitung 82. Die durch die Abluftrohrleitung 82 stromende warme Abluft 86 wird durch den Plasmastrahl 108 teilweise ionisiert. Dadurch wird die Übertragung der thermischen Energie der Abluft 86 auf die Zuluftrohrleitung 84 und somit auf die Zuluft 88 verbessert.
Alternativ zu einer Plasmaduse können im Bereich der Abluftrohrleitung 82 auch eine andere Komponente zur Erzeugung eines Plasmas, eine Koronaduse oder Elektroden zur Erzeugung einer Bogenentladung oder einer dielektrisch behinderten Entladung vorgesehen sein. Auf die Art der
BLATT EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) Erzeugung der elektrischen Entladung zur Ionisation des warmen Gases kommt es letztlich aber nicht an.
BLATT EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6)

Claims

P atentan sprüch e
1. Verfahren zur Beaufschlagung einer Komponente mit thermischer Energie, bei dem ein Gas (20, 86) erwärmt wird und - bei dem die Komponente (4, 84) mit dem Gas (20, 86) in thermischen Kontakt gebracht wird, dadurch gekennzeichnet , dass das Gas (20, 86) zusätzlich durch eine elektrische Entladung (12, 74) oder durch ein Plasma, insbesondere durch einen Plasmastrahl (58, 108) mindestens teilweise ionisiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (20) zumindest teilweise verbrannt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (20, 86) durch eine Koronaentladung (12), eine dielektrisch behinderte Entladung, eine
Bogenentladung (74) , eine Mikrowellenentladung und/oder einen Plasmastrahl (58, 108) ionisiert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente als Wärmetauscher (4) , insbesondere in einem Heizaggregat für Speise-, Heizungs- und/oder Brauchwasser ausgebildet ist.
BLATT EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6)
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente als Wärmetauscher (84) zur Wärmerückgewinnung ausgebildet ist.
6. Verfahren nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (20, 86) mit einem Wärmetauscher (84) erwärmt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas (20, 86) im Bereich des thermischen
Kontaktes mit der Komponente (4, 84) ionisiert wird.
8. Vorrichtung zur Beaufschlagung einer Komponente mit thermischer Energie, - mit der zu beaufschlagenden Komponente (4, 84), mit einem ein Gas beinhaltenden Raumbereich (8, 82) und mit Mitteln (6) zum Erwärmen des Gases, wobei das Gas (20, 86) mit der Komponente (4, 84) in thermischem Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich Mittel (10, 42, 72, 92) zur Erzeugung einer elektrischen Entladung (12, 74) oder eines Plasmas, insbesondere eines Plasmastrahls (58, 108) zur zumindest teilweisen Ionisation des Gases (20, 86) vorgesehen sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
BLATT EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) dass die Mittel zum Erwärmen des Gases als Mittel (6) zum zumindest teilweisen Verbrennen des Gases (20) ausgebildet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Erzeugung einer elektrischen Entladung oder eines Plasmas als Mittel (10, 42, 72, 92) zur Erzeugung einer Koronaentladung (12) , einer dielektrisch behinderten Entladung, einer Bogenentladung (74) , einer Mikrowellenentladung und/oder eines Plasmastrahls (42, 92) ausgebildet sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente als Wärmetauscher (4), insbesondere in einem Heizaggregat für Speise-, Heizungs- und/oder Brauchwasser ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente als Wärmetauscher (84) zur Wärmerückgewinnung ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Erwärmen des Gases (20, 86) als Wärmetauscher ausgebildet sind.
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