DE202010004933U1

DE202010004933U1 - Wand-Wärmetauscher

Info

Publication number: DE202010004933U1
Application number: DE202010004933U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Ahlf Guenter De; Santore Karl De
Priority date: 2010-04-13
Filing date: 2010-04-13
Publication date: 2010-09-30
Anticipated expiration: 2020-04-14

Abstract

Wärmetauscher mit mindestens einer Zuführöffnung (6) und mindestens einer Abfuhröffnung (8) für ein erstes Gas sowie mit mindestens einer Zuführöffnung (9) und mindestens einer Abführöffnung (11) für ein zweites Gas, dadurch gekennzeichnet, dass er in einem Wandelement (1) für ein Gebäude angeordnet ist, dass er mindestens zwei parallel angeordnete Rohre mit jeweils einem Außenrohr (3) und einem darin angeordneten Innenrohr (2) aufweist, dass an einem Ende der Rohre die Innenrohre (2) einerseits und die Zwischenräume zwischen Innenrohren (2) und Außenrohren (3) andererseits miteinander verbunden sind, und dass am anderen Ende der Rohre (2, 3) ein Teil der Innenrohre (2) mit der mindestens einen Zuführöffnung (6) für das erste Gas und der andere Teil der Innenrohre mit der mindestens einen Abführöffnung (8) für das erste Gas sowie ein Teil der Zwischenräume mit der Zuführöffnung (9) für das zweite Gas und der andere Teil der Zwischenräume mit der Abführöffnung (11) für das...

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit mindestens einer Zuführöffnung und mindestens einer Abfuhröffnung für ein erstes Gas sowie mit mindestens einer Zuführöffnung und mindestens einer Abführöffnung für ein zweites Gas.
Wärmetauscher sind von großer Bedeutung für Energieeinsparung, Kühlzwecke, Trennung von Kühl- oder Heizkreisläufen usw.
In der Gebäudetechnik und im Bauwesen kann sehr viel Energie gespart werden, wenn nicht nur die Außenwände sehr gut isoliert sind, sondern wenn auch ein Belüftungssystem verwendet wird, bei dem zugeführte Frischluft durch abgeführte Abluft erwärmt wird. Dies erfordert einen wirksamen Wärmetauscher.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Wärmertauschers der eingangs genannten Art, der für Gebäude große Vorteile mit sich bringt.
Die Lösung der Aufgabe besteht darin, dass der Wärmetauscher in einem Wandelement für ein Gebäude angeordnet ist, dass er mindestens zwei parallel angeordnete Rohre mit jeweils einem Außenrohr und einem darin angeordneten Innenrohr aufweist, dass an einem Ende der Rohre die Innenrohre einerseits und die Zwischenräume zwischen Innenrohren und Außenrohren andererseits miteinander verbunden sind, und dass am anderen Ende der Rohre ein Teil der Innenrohre mit der mindestens einen Zuführöffnung für das erste Gas und der andere Teil der Innenrohre mit der mindestens einen Abführöffnung für das erste Gas sowie ein Teil der Zwischenräume mit der Zuführöffnung für das zweite Gas und der andere Teil der Zwischenräume mit der Abführöffnung für das zweite Gas versehen sind.
Der Wärmetauscher ist in einem Wandelement angeordnet, dass ohnehin in Gebäuden vorhanden ist, so dass Platz gespart wird und kein zusätzlicher Platzbedarf für den Wärmetauscher besteht.
Er zeichnet sich dabei durch die besondere Form der als Wärmetauscher dienenden Rohre sowie deren Verbindung aus. Der durch das Innenrohr geleitete Gasstrom strömt von der Zuführöffnung zum der Zuführöffnung entgegengesetzten Ende des Innenrohrs und wird dort, da die Innenrohre an diesem Ende miteinander verbunden sind, in ein anderes Innenrohr geleitet, wo er in entgegengesetzter Richtung zur Abführöffnung strömt. Entsprechendes gilt für den Gasstrom, der durch die Zwischenräume zwischen Innenrohr und Außenrohr geleitet wird. Dieser Gasstrom wird von der Zuführöffnung durch ein Rohr oder mehrere zum anderen Ende des Rohrs bzw. der Rohre geleitet, wo er dann in die Zwischenräume der jewils anderen Rohre eintritt und in entgegengesetzter Richtung zur Abführöffnung geleitet wird.
Der Wärmetausch findet dabei auf dem verhältnismäßig langen Weg durch die Rohre durch die Wand der Innenrohre statt. Wegen des guten und großflächigen Wärmekontakts und des großen Volumens, das in der Wand zur Verfügung steht, kann mit verhältnismäßig geringen Strömungsgeschwindigkeiten gearbeitet werden, was nicht nur der Geräuschvermeidung, sondern auch der Energieeinsparung beim Antrieb der Gebläse dient.
Vorteilhafter Weise sind die Innenrohre konzentrisch in den Außenrohren angeordnet.
Das Wandelement könnte z. B. aus Mauerwerk bestehen. Besonders vorteilhaft ist es aber, wenn es aus Beton besteht, mit dem die Rohre umgossen werden können.
Zweckmäßiger Weise weist der Wärmetauscher eine gerade Zahl von Rohren auf, die größer ist als 1, und haben alle den gleichen Querschnitt. Dadurch sind die Strömungswege von den Zuführöffnungen zu der gemeinsamen Verbindung der Innenrohre bzw. der Zwischenräume gleich groß und haben den gleichen Querschnitt wie die Strömungswege von diesen gemeinsamen Verbindungsstellen zu den Abführöffnungen.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind mehrere Zuführöffnungen und eine Abführöffnung für das erste Gas und eine Zuführöffnung und mehrere Abführöffnungen für das zweite Gas vorgesehen. So kann man für die Abluft mehrere Anschlüsse vorsehen, mit denen die Abluft durch verschiedene Rohrleitungen in den Wärmetauscher eingeführt werden kann. Die Abführöffnung für die Abluft kann dabei eine einzige Öffnung sein, durch die dann die Abluft z. B. über das Dach abgeführt wird. Für die Zuluft wird man dabei eine Zuführöffnung vorsehen, durch die die Zuluft z. B. durch eine Giebelwand in den Wärmetauscher eingeführt werden kann, während die Abführöffnungen mit Leitungen verbunden sein können, die die Luft in Räumen des Gebäudes verteilen.
In seiner vorteilhaften Ausführungsform sind die Zuführöffnungen für die ersten und zweiten Gase mit denselben Rohren verbunden. Die beiden Gase strömen daher im Gleichstrom durch den Wärmetauscher. Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform sind die Zuführöffnungen für die ersten Gase mit einem Teil der Rohre und die Zuführöffnungen für die anderen Gase mit dem anderen Teil der Rohre verbunden. Dadurch erreicht man, dass der Wärmetauscher im Gegenstrom arbeitet, was einen besonders guten Wärmeaustausch ergibt.
Zweckmäßiger Weise sind die Rohre senkrecht angeordnet, wobei die Zuführ- und Abführöffnungen an den oberen Enden der Rohre vorgesehen sind. An den unteren Enden der Rohre bzw. am unteren Ende der Wand sind dann keine Öffnungen vorhanden. Die Leitungen zum Zuführen und Abführen, die mit dem Wärmetauscher verbunden sind, können dann bequem in der Decke untergebracht werden.
Zweckmäßiger Weise sind mit Klappen verschließbare Reinigungsöffnungen vorgesehen, damit Staubansammlungen beseitigt werden können. Insbesondere bei kaltem Wetter kann Schwitzwasser entstehen, das dann nach unten tropft. Hier wird daher zweckmäßiger Weise auch ein Kondensatablauf für dieses Schwitzwasser vorgesehen.
Der Wärmetausch der Erfindung hat den Vorteil, dass er auf der Baustelle zusammengesetzt und errichtet werden kann. Eine andere vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich aber dadurch aus, dass er als Fertigteil ausgebildet ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, die einen Wärmetauscher in perspektivischer Ansicht zeigt.
Der Wärmetauscher ist Teil eines Wandelementes 1, das in der Figur schraffiert dargestellt ist. Er weist mehrere Innenrohre 2 sowie gestrichelt gezeichnete Außenrohre 3 auf, die parallel angeordnet sind, wobei die Innenrohre 2 konzentrisch in den Außenrohren 3 angeordnet sind. Die Innenrohre 2 sind durch eine Verbindung 4 an den unteren Enden verbunden. Die Außenrohre sind an ihren unteren Enden durch eine Verbindung 5 verbunden. Die entsprechenden Strömungswege für Zuluft und Abluft sind durch unterschiedliche Schattierung dargestellt. Die Abluftkanäle sind dabei heller, die Zuluftkanäle dunkler gezeichnet. Die Abluft wird durch Anschlüsse 6 in die oberen Enden der rechten Hälfte der Innenrohre 2 eingeleitet bewegt sich dabei in Richtung der Pfeile nach unten und gelangt über die Verbindung 4 in die links angeordneten Innenrohre 2, wo sie weiter in Pfeilrichtung strömt und dann in einem Sammelraum 7 gesammelt und durch das Abluftrohr 8 in Pfeilrichtung z. B. über das Dach abgeleitet wird. Die Zuluft, deren Verlauf dunkler gezeichnet ist, tritt durch einen Anschluss 9 ein, der z. B. mit einer Giebelwand verbunden ist. Sie gelangt in einen Sammelraum 10 und strömt dann durch die Zwischenräume zwischen Innenrohr 2 und Außenrohr 3 der rechten Hälfte der Rohre zur Verbindung 5 und von dort durch die links angeordneten Rohre nach oben. Sie tritt dann durch Öffnungen 11 aus, von denen sie mit nicht gezeigten Rohrleitungen in die einzelnen Räume geleitet wird.
Wie gesagt können die Anschlüsse 6 und 11 in der Geschossdecke angeordnet werden, so dass man keine sichtbaren Rohrleitungen erhält. Die Luftströmungen werden durch in der Figur nicht gezeigte Gebläse bewirkt.
Bei der in der Figur gezeigten Ausführungsfrom wird im Gleichstromverfahren gearbeitet. Es ist aber ohne weiteres möglich, indem die Zuführ- und Abführöffnungen einer der beiden Kreisläufe vertauscht werden, auch im Gegenstromverfahren zu arbeiten.
Mit 13 sind noch durch Klappen verschließbare Reinigungsöffnungen gezeigt, damit Staubansammlungen beseitigt werden können. Mit 14 ist ein Kondensatablauf für Schwitzwasser bezeichnet.

Claims

Wärmetauscher mit mindestens einer Zuführöffnung (6) und mindestens einer Abfuhröffnung (8) für ein erstes Gas sowie mit mindestens einer Zuführöffnung (9) und mindestens einer Abführöffnung (11) für ein zweites Gas, dadurch gekennzeichnet, dass er in einem Wandelement (1) für ein Gebäude angeordnet ist, dass er mindestens zwei parallel angeordnete Rohre mit jeweils einem Außenrohr (3) und einem darin angeordneten Innenrohr (2) aufweist, dass an einem Ende der Rohre die Innenrohre (2) einerseits und die Zwischenräume zwischen Innenrohren (2) und Außenrohren (3) andererseits miteinander verbunden sind, und dass am anderen Ende der Rohre (2, 3) ein Teil der Innenrohre (2) mit der mindestens einen Zuführöffnung (6) für das erste Gas und der andere Teil der Innenrohre mit der mindestens einen Abführöffnung (8) für das erste Gas sowie ein Teil der Zwischenräume mit der Zuführöffnung (9) für das zweite Gas und der andere Teil der Zwischenräume mit der Abführöffnung (11) für das zweite Gas versehen sind.
Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenrohre (2) konzentrisch in den Außenrohren (3) angeordnet sind.
Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandelement (1) aus Beton besteht.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass er eine gerade Anzahl von Rohren (2, 3) aufweist, die größer ist als 2, und dass die Rohre denselben Querschnitt aufweisen.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass er mehrere Zuführöffnungen (6) und eine Abführöffnung (8) für das erste Gas sowie eine Zuführöffnung (9) und mehrere Abführöffnungen (11) für das zweite Gas aufweist.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführöffnungen (6, 9) für die ersten und zweiten Gase mit denselben Rohren (2, 3) verbunden sind.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführöffnungen (6, 9) für das erste Gas mit einer Hälfte der Rohre (2, 3) und die Zuführöffnungen (6, 9) für das andere Gas mit der anderen Hälfte der Rohre (2, 3) verbunden sind.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (2, 3) senkrecht angeordnet sind und die Zuführ- und Abführöffnungen (6, 9, 8, 11) an den oberen Enden der Rohre (2, 3) vorgesehen sind.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass er mit Klappen verschließbare Reinigungsöffnungen (13) sowie einen Kondensatablauf (14) aufweist.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass er am Ort der Baustelle herstellbar ist.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass er als Fertigteil ausgebildet ist.