DE10325657B4 - Heizmedium-Verteiler für eine mehrere Wärmetauscher umfassende Zuluftanlage - Google Patents
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Abstract
a) einer Vorlaufsammelleitung für das Heizmedium, von der für jeden Wärmetauscher ein Vorlauf-Anschlußstutzen abzweigt;
b) einer Rücklaufsammelleitung für das Heizmedium, in welche für jeden Wärmetauscher ein Rücklauf-Anschlußstutzen einmündet;
wobei
c) die Vorlauf- und die Rücklauf-Anschlußstutzen so angeordnet sind, dass die Strömungswege des Heizmediums durch den Verteiler für alle Wärmetauscher gleich lang sind; und
d) der Heizmedium-Verteiler ein kastenartiges Gehäuse aufweist, das durch eine Trennwand in eine erste Strömungskammer, die als Vorlaufsammelleitung dient, und eine zweite Strömungskammer, die als Rücklaufsammelleitung dient, unterteilt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
e) das Gehäuse (2) durch zwei Trennwände (3, 4) in drei Strömungskammern (5, 6, 7) unterteilt ist, von denen die erste (5) als Vorlaufsammelleitung dient und die zweite (6) und die dritte (7) in einem Endbereich miteinander kommunizieren und gemeinsam als Rücklauf-Sammelleitung dienen.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Heizmedium-Verteiler für eine mehrere Wärmetauscher umfassende Zuluftanlage mit
- a) einer Vorlaufsammelleitung für das Heizmedium, von der für jeden Wärmetauscher ein Vorlauf-Anschlußstutzen abzweigt;
- b) einer Rücklaufsammelleitung für das Heizmedium, in welche für jeden Wärmetauscher ein Rücklauf-Anschlußstutzen einmündet, wobei
- c) die Vorlauf- und die Rücklauf-Anschlußstutzen so angeordnet sind, daß die Strömungswege des Heizmediums durch den Verteiler für alle Wärmetauscher gleich lang sind, und
- d) der Heizmedium-Verteiler ein kastenartiges Gehäuse aufweist, das durch eine Trennwand in eine erste Strömungskammer, die als Vorlaufsammelleitung dient, und in eine zweite Strömungskammer, die als Rücklaufsammelleitung dient, unterteilt ist.
- Bei vielen industriellen Verfahren, insbesondere in der Lackiertechnik, ist es erforderlich, die in den Behandlungsraum eingebrachte Luft zu konditionieren, insbesondere zu erwärmen. Hierfür werden sogenannte Zuluftanlagen eingesetzt, in denen zur Erwärmung der zu kon ditionierenden Luft mehrere Wärmetauscher parallel angeordnet sind. Ein Heizmedium-Verteiler führt erhitztes Heizmedium, in den meisten Fällen heißes Wasser, den einzelnen Wärmetauschern zu und leitet das nach Durchtritt durch den Wärmetauscher abgekühlte Heizmedium wieder ab.
- Bekannte Heizmedium-Verteiler werden dadurch hergestellt, daß einzelne Rohrstücke miteinander verlötet oder verschweißt werden. Dies ist mit aufwendiger Handarbeit verbunden, die qualifiziertes Personal benötigt. Außerdem bauen diese bekannten Heizmedium-Verteiler vergleichsweise groß, da alle Schweißstellen zugänglich sein müssen. Diese große Bauweise hat zur Folge, daß die Heizmedium-Verteiler normalerweise nicht in das Gehäuse der Zuluftanlage eingebaut sondern auf dieses oder an dieses angesetzt werden müssen. Aus diesem Grunde müssen sie mit einer aufwendigen Wärmeisolierung versehen werden.
- Aus der
DE 196 28 351 C2 geht ein Heizmedium-Verteiler mit rohrförmigem Gehäuse hervor, in welches unter rechtem Winkel in einer Ebene liegende Vor- und Rücklaufleitungen einmünden. Das Gehäuse wird längs seiner Achse von einer sinuskurvenänhlich gewellten Trennwand durchzogen, welche den Vorlaufraum vom Rücklaufraum trennt. Dieser Verteiler baut relativ kompakt, die Herstellung und dichte Verschweißung der gewellten Trennwand mit dem Gehäuse ist jedoch aufwendig. - Ein Gehäuse für einen Heizmedium-Verteiler der eingangs genannten Art zeigt die
DE 41 05 812 C2 . Dieses Gehäuse umfaßt im wesentlichen drei Gehäuseteile, welche jeweils aus mehrfach abgewinkelten Blechen bestehen. Durch die Abwinkelung wird eine gewisse Eigensteifigkeit der Halbzeuge erzielt, jedoch ist dieser Vorgang infolge der erforderlichen Präzision mit einem entsprechend hohen Aufwand verbunden. - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Heizmedium-Verteiler der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei hoher Eigensteifigkeit preiswerter herzustellen ist und wenig Platz benötigt.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
- e) das Gehäuse durch zwei Trennwände in drei Strömungskammern unterteilt ist, von denen die erste als Vorlaufsammelleitung dient, und die zweite und die dritte in einem Endbereich miteinander kommunizieren und, gemeinsam als Rücklaufsammelleitung dienen.
- Erfindungsgemäß sind also zwei Trennwände vorgesehen, wodurch der zentrale Bereich des Gehäuses eine hohe Eigensteifigkeit gewinnt. Zusammen mit den Außenwänden ist so ein kastenartiges Gehäuse gebildet, das – fernab von der Zuluftanlage, an der er montiert werden soll – mit weitgehend automatisierten Verfahren hergestellt werden kann. Auf diese Weise wird bei geringeren Kosten die Qualität der Verbindungsstellen erhöht. Das kastenartige Gehäuse läßt sich bei gleich großen oder sogar größerern Strömungswegen auf kleinerem Raum unterbringen als die eingangs erwähnten Heizmedium-Verteiler. Bei größeren Strömungsquerschnitten sinken die Strömungsgeschwindigkeit und der Strömungswiderstand, was zu günstigeren Betriebskosten führt. Der erfindungsgemäße Heizmedium-Verteiler kann werksseitig im Gehäuse der Zuluftanlage montiert, dort getestet und dann gemeinsam mit der Zuluftanlage zum Endkunden transportiert werden, wodurch die Installationszeit beim Endkunden verringert wird.
- Dadurch, daß das Gehäuse durch zwei Trennwände in drei Strömungskammern unterteilt ist, von denen die erste als Vorlaufssammelleitung dient und die zweite und die dritte in einem Endbereich miteinander kommunizieren und gemeinsam als Rücklaufsammelleitung dienen, durchläuft also das von den Wärmetauschern zurückkehrende Heizmedium den Verteiler zunächst in einer Richtung, macht dann eine Wendung um 180° und strömt gegensinnig wieder zurück. Auf diese Weise können die Anschlüsse, über welche dem Heizmedium-Verteiler das heiße Heizmedium zugeführt und aus diesem das abgekühlte Heizmedium abgeführt wird, in dem selben Endbereich des Gehäuses vorgesehen werden.
- Zweckmäßig ist, wenn das Gehäuse aus handelsüblichem Halbzeug zusammengesetzt ist. Als derartiges Halbzeug kommen ebene Platten oder Bleche, gekrümmte Bleche oder dgl. in Frage, die allenfalls noch zugeschnitten und sodann miteinander verbunden werden müssen. Auch dies reduziert die Kosten, die mit der Herstellung des erfindungsgemäßen Heizmedium-Verteilers verbunden sind, erheblich.
- Das Gehäuse kann insbesondere aus Stahlteilen zusammen geschweißt sein.
- Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind alle Vorlauf-Anschlußstutzen und alle Rücklauf-Anschlußstutzen an der selben etwa parallel zur Trennwand verlaufenden Seite des Gehäuses angeordnet, wobei die Vorlauf-Anschlußstutzen oder die Rücklauf-Anschlußstutzen die der fraglichen Seite des Gehäuses benachbarte Strömungskammer durchsetzen. Dieser Heizmedium-Verteiler läßt sich also beispielsweise oberhalb der verschiedenen Wärmetauscher im Gehäuse der Zuluftanlage anordnen und direkt mit den Anschlüssen der einzelnen Wärmetauscher über seine Anschlußstutzen verbinden.
- Alternativ ist es möglich, daß die Vorlauf-Anschlußstutzen und die Rücklauf-Anschlußstutzen an einer etwa senkrecht zur Trennwand verlaufenden Seite des Gehäuses angeordnet, seitlich etwas gegeneinander versetzt sind und so direkt in die entsprechenden Strömungskammern münden. Bei dieser Ausführungsform werden Durchdringungen von Anschlußstutzen durch eine Strömungskammer entbehrlich, was allerdings unter Umständen eine etwas aufwendigere Leitungsführung außerhalb des Verteilers erforderlich macht.
- Die Anforderungen an die Genauigkeit der Schweißungen bei der Herstellung des Heizmedium-Verteilers selbst sowie bei der Herstellung und Montage der Wärmetauscher lassen sich senken, wenn die Vorlauf-Anschlußstutzen und/oder die Rücklauf-Anschlußstutzen des Heizmedium-Verteilers jeweils ein flexibles Verbindungsstück, z.B. ein Schlauchstück, umfassen. Auf diese Weise können Positionsabweichungen der Anschlußstutzen des Heizmedium-Verteilers gegenüber den Anschlüssen der Wärmetauscher leicht kompensiert werden.
- Wie bereits oben erwähnt, ist es auf Grund der kleinen Bauweise des erfindungsgemäßen Heizmedium-Verteilers in vielen Fällen möglich, den Heizmedium-Verteiler innerhalb des Gehäuses der Zuluftanlage unterzubringen. In diesem Falle benötigt das Gehäuse des Heizmedium-Verteilers selbst keine thermische Isolierung mehr, was erneut einen deutlichen Kostenvorteil mit sich bringt.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen
-
1 in isometrischer Darstellung einen Heizmedium-Verteiler für eine Zuluftanlage; -
2 einen Längsschnitt durch den Heizmedium-Verteiler von1 ; -
3 einen Schnitt gemäß Linie III-III von2 ; -
4 einen Schnitt gemäß Linie IV-IV von2 . - Der in der Zeichnung dargestellte und insgesamt mit dem Bezugszeichen
1 versehene Heizmedium-Verteiler dient dazu, Heizmedium, beispielsweise heißes Wasser, einer Mehrzahl von Wärmetauschern zuzuführen. Diese in der Zeichnung nicht dargestellten Wärmetauscher befinden sich in einer Zuluftanlage, wie sie sich beispielsweise in Lackieranlagen findet und dort die Zuluft für die Spritzkabine konditioniert, insbesondere erwärmt. - Der Heizmedium-Verteiler
1 weist ein kastenförmiges Gehäuse2 auf, das im wesentlichen aus handelsüblichen Blech-Halbzeugen hergestellt ist. Dieses Gehäuse2 um fasst eine rechteckige, ebene Oberseite2a , eine entsprechend gestaltete rechteckige, ebene Unterseite2b , zwei im Querschnitt halbkreisförmig gekrümmte Seitenwände2c und2d und zwei entsprechend geformte Stirnwände2e und2f , die als Rechtecke mit an den Schmalseiten angesetzten halbkreisförmigen Flächenabschnitten verstanden werden können. - Das Gehäuse
2 ist durch zwei Trennwände3 ,4 , die sich senkrecht zu den Gehäuseober-2a und Unterseiten2b erstrecken und mit diesen dicht verbunden sind, in insgesamt drei Strömungskammern5 ,6 ,7 unterteilt. - Wie insbesondere die
2 zeigt, beginnt die erste Trennwand3 an der in2 linken Stirnwand2e , und zwar an einer Linie, durch welche die lange Abmessung der Stirnwand2e im Verhältnis 1:2 geteilt wird. Diese erste Trennwand3 verläuft über einer verhältnismäßig kurze Strecke parallel zu den Seitenwänden2c und2d des Gehäuses2 und wird dann durch ein Wandstück3a , welches parallel zur Stirnwand2e verläuft, etwa um ein Drittel der Breite des Gehäuses2 , gesehen in Richtung der Längserstreckung der Stirnwand2e , parallel versetzt. An den Trennwandabschnitt3b ist somit ein weiterer Trennwandabschnitt3c angesetzt, der nunmehr wieder erneut parallel zu den Seitenwänden2c und2d verläuft und bis zur in2 rechten Stirnwand2f des Gehäuses2 geführt und dort mit dieser verschweißt ist. - Zwischen der in
2 unteren Seitenwand2b und der ersten Trennwand3 wird auf diese Weise eine erste Strömungskammer5 gebildet. Diese ist in dem der linken Stirnwand2e benachbarten Bereich5a gegenüber dem übrigen Bereich5b etwas verbreitert. - Die zweite Trennwand
4 ist in einer gewissen Entfernung von dem Trennwandabschnitt3b parallel zu diesem an die Trennwand3 mit einem Abschnitt4a angesetzt, der sich wiederum um etwa ein Drittel der Längsabmessung der Stirnwände2e und2f in Richtung auf die in2 obere Seitenwand2c erstreckt. An diesen Abschnitt4a setzt sich dann ein parallel zu den Seitenwänden2c und2d verlaufender Trennwandabschnitt4b an, der in einem gewissen Abstand von der in2 rechten Seitenwand2f endet. - Der zwischen der ersten Trennwand
3 und der in2 oberen Seitenwand2c liegende Innenraum des Gehäuses2 wird durch die zweite Trennwand4 somit in zwei Strömungskammern6 ,7 unterteilt, die am in2 rechten Ende des Gehäuses2 miteinander kommunizieren. Die der in2 oberen Seitenwand2c benachbarte dritte Strömungskammer7 ist in einem zwischen dem Abschnitt3b der ersten Trennwand3 und dem Abschnitt4a der zweiten Trennwand4b liegenden Bereich7a verbreitert. - In den verbreiterten Bereich
5a der ersten Strömungskammer5 mündet von oben her, also die Gehäuseoberseite2a durchsetzend, etwa in der Mitte der Querabmessung der Gehäuseoberseite2a ein Zuflußstutzen8 , über den das heiße Heizmedium in die erste Strömungskammer5 des Verteilers1 eingebracht werden kann. In den verbreiterten Bereich7a der dritten Strömungskammer7 mündet in ähnlicher Weise von oben, die Gehäuseoberseite2a durchstoßend, ein Rückflußstutzen9 , über den das Medium, welches den Verteiler1 und die Wärmetauscher durchströmt hat, abgeführt werden kann. - An der in
2 unten liegenden Seitenwand2d des Gehäuses2 sind in regelmäßigen Abständen Vorlauf-An schlußstutzen10 angebracht, welche in die erste Strömungskammer5 münden. Gegenüber diesen Vorlauf-Anschlußstutzen10 in Längsrichtung des Gehäuses2 versetzt sind, ebenfalls in regelmäßigen, identischen Abständen an der in2 unteren Seitenwand2d Rücklauf-Anschlußstutzen11 vorgesehen, welche die erste Strömungskammer5 durchsetzen und in die zweite Strömungskammer6 münden. Jeder dieser Anschlußstutzen10 ,11 umfasst außerhalb des Gehäuses2 ein als Verbindungsstück dienendes flexibles Schlauchstück10a bzw.11a und einen Anschlußflansch10b bzw.11b . - Alle Teile des Verteilers
1 bestehen vorzugsweise aus Stahl und sind an den Stellen, an denen sie miteinander verbunden sind, dicht verschweißt. - Aufgrund seiner vergleichsweise geringen Abmessungen kann der oben beschriebene Verteiler
1 innerhalb des Gehäuses der Zuluftanlage in unmittelbarer Nähe der Wärmetauscher montiert werden. Dies hat den Vorteil, daß der Verteiler1 anders als die bisher bekannten, aus einzelnen Rohrstücken zusammengesetzten Verteiler, die außerhalb des Gehäuses der Zuluftanlage angeordnet werden mussten, nicht isoliert zu werden braucht. Bei der Montage des Verteilers1 werden der Zuflußstutzen8 mit der hausseitigen Vorlaufleitung des Heizmediums, der Rückflußstutzen9 mit der hausseitigen Rücklaufleitung des Heizmediums, die Vorlauf-Anschlußstutzen10 mit den entsprechenden Vorlaufanschlüssen der Wärmetauscher sowie schließlich die Rücklauf-Anschlußstutzen11 mit den Rücklaufanschlüssen der einzelnen Wärmetauscher verbunden. Auf Grund der flexiblen Schlauchstücke10a ,11a können dabei gewisse maßliche Abweichungen in der Position der Anschlüsse der Wärmetauscher kompensiert werden, so daß insoweit keine hohe Schweißgenauigkeit eingehalten werden muß. - Im Betrieb der Zuluftanlage strömt heißes Heizmedium über den Zuflußstutzen
8 an der Oberseite2a des Verteilers1 in die erste Strömungskammer5 ein. Es wird von dort über die Vorlauf-Anschlußstutzen10 in der in2 unteren Seitenfläche2d zu den verschiedenen Wärmetauschern geführt, wo es seine Wärme teilweise an die zu erwärmende Luft abgibt. Von jedem Wärmetauscher kehrt das abgekühlte Heizmedium über einen Rücklauf-Anschlußstutzen11a in den Verteiler1 zurück, durchströmt dort zunächst die erste Durchströmungskammer6 , biegt dann am in2 rechten Ende des Gehäuses2 um 180° um, durchströmt gegensinnig die dritte Strömungskammer7 und wird schließlich über den Rückflußstutzen9 an der Oberseite2a des Gehäuses2 zur hausseitigen Rücklaufleitung abgeführt. - Die Anordnung der Vorlauf- und Rücklauf-Anschlußstutzen
10 bzw.11 , über welche die einzelnen Wärmetauscher versorgt werden, entspricht dem Tichelmann-Prinzip. Dies bedeutet, daß der Weg des Heizmediums durch den Verteiler1 und die Wärmetauscher für jeden einzelnen Wärmetauscher gleich lang ist, so daß alle Wärmetauscher in gleicher Weise mit Heizmedium versorgt werden. - Der beschriebene Verteiler
1 kann modulartig ausgebildet sein. Dies bedeutet, daß er zumindest in seinem mittleren Bereich aus identischen Abschnitten besteht, in denen jeweils die drei beschriebenen Strömungskammern5 ,6 ,7 ausgebildet sind und die eine bestimmte Anzahl von Anschlußstutzen10 ,11 für Wärmetauscher besitzen. Die verbreiterten Bereiche5a ,7a der Strömungskammern5 ,7 , der Zuflußstutzen8 sowie der Rückflußstutzen9 in der Gehäuseoberseite2a sowie die Verbindung zwischen den Strömungskammern6 und7 sind in diesen mittleren Abschnit ten des Verteilers1 jedoch nicht vorhanden. - Bei einer in der Zeichung nicht dargestellten Ausfühtungsform der Erfindung ist die dritte Strömungskammer
7 nicht vorhanden. Das Heizmedium wird also nicht in die Nähe derjenigen Stelle des Gehäuses2 zurückgeführt, in welcher der Zulauf erfolgt. Der Zuflußstutzen8 und der Rückflußstutzen9 in der Oberseite des Gehäuses2 finden sich daher an gegenüberliegenden Endbereichen des Gehäuses2 . - Auf die Schlauchstücke
10a ,11a in den Zulauf-Anschlußstutzen10 bezw. Rücklauf-Anschlußstutzen11 kann ggfs. verzichtet werden, wenn bei der Präzision der Schweißungen sowohl des Verteilers1 als auch bei der Montage der Wärmetauscher auf hohe Präzision geachtet wird. Derartige starre Anschlußstutzen10 ,11 sind selbstverständlich preiswerter. - Bei dem oben anhand der Zeichung dargestellten Ausführungsbeispiel waren alle Anschlußstutzen
10 ,11 für die Heizregister an der etwa parallel zu der Trennwand3 verlaufenden Seite2d des Gehäuses2 angeordnet. Dies macht es erforderlich, daß die Rücklauf-Anschlußstutzen11 die Strömungskammer5 durchdringen, um in die Strömungskammer6 münden zu können. Diese Durchdringungen werden bei einem in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführungsbeispiel vermieden, bei dem die Anschlußstutzen10 ,11 an einer etwa senkrecht zur Trennwand verlaufenden Seite des Gehäuses2 angeordnet sind, beispielsweise an dessen Unterseite2b . Durch eine gewisse seitliche Versetzung der Rücklauf-Anschlußstutzen11 gegenüber den Vorlauf-Anschlußstutzen10 ist es möglich, daß alle Anschlußstutzen10 ,11 direkt in die jeweils richtige Strömungskammer5 ,6 münden.
Claims (7)
- Heizmedium-Verteiler für eine mehrere Wärmetauscher umfassende Zuluftanlage mit a) einer Vorlaufsammelleitung für das Heizmedium, von der für jeden Wärmetauscher ein Vorlauf-Anschlußstutzen abzweigt; b) einer Rücklaufsammelleitung für das Heizmedium, in welche für jeden Wärmetauscher ein Rücklauf-Anschlußstutzen einmündet; wobei c) die Vorlauf- und die Rücklauf-Anschlußstutzen so angeordnet sind, dass die Strömungswege des Heizmediums durch den Verteiler für alle Wärmetauscher gleich lang sind; und d) der Heizmedium-Verteiler ein kastenartiges Gehäuse aufweist, das durch eine Trennwand in eine erste Strömungskammer, die als Vorlaufsammelleitung dient, und eine zweite Strömungskammer, die als Rücklaufsammelleitung dient, unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass e) das Gehäuse (
2 ) durch zwei Trennwände (3 ,4 ) in drei Strömungskammern (5 ,6 ,7 ) unterteilt ist, von denen die erste (5 ) als Vorlaufsammelleitung dient und die zweite (6 ) und die dritte (7 ) in einem Endbereich miteinander kommunizieren und gemeinsam als Rücklauf-Sammelleitung dienen. - Heizmedium-Verteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (
2 ) aus handelsüblichem Halbzeug zusammengesetzt ist. - Heizmedium-Verteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (
2 ) aus Stahlteilen zusammengeschweißt ist. - Heizmedium-Verteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass alle Vorlauf-Anschlußstutzen (
10 ) und alle Rücklauf-Anschlußstutzen (11 ) an der selben etwa parallel zur Trennwand (3 ) verlaufenden Seite (2a ) des Gehäuses (2 ) angeordnet sind und dass die Vorlauf-Anschlußstutzen (10 ) oder die Rücklauf-Anschlußstutzen (11 ) die der Seite (2a ) des Gehäuses (2 ) benachbarte Strömungskammer (5 ) durchsetzen. - Heizmedium-Verteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle Vorlauf- und alle Rücklauf-Anschlußstutzen an einer etwa senkrecht zur Trennwand verlaufenden Seite des Gehäuses angeordnet, seitlich etwas gegeneinander versetzt sind und so direkt in die entsprechenden Strömungskammern münden.
- Heizmedium-Verteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlauf-Anschlußstutzen (
10 ) und/oder die Rücklauf-Anschlußstutzen (11 ) ein flexibles Schlauchstück (10a ,11a ) umfassen. - Heizmedium-Verteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (
2 ) keine thermische Isolierung aufweist.
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