DE2313117A1 - Einrichtung an einem waermeaustauscher - Google Patents
Einrichtung an einem waermeaustauscherInfo
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Description
Dt. Andrejewski
43 Essen, The«terpl*tz 3 23 I 3 I 1 7
Telefon 223994
AB Bahco Ventilation
Einrichtung an einem Wärmeaustauscher
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung an einer Batterie
aus Heizrohren, die für den Wärmetransport zwischen zwei, sich an gegenüberliegenden Seiten einer Trennwand befindlichen Medien
vorgesehen sind, z.B. in einer Lüftungpanlage ein Zuluftstrom und ein Abluftstrom in jeweils einem Kanal, wobei eine auf der einen
Seite der Trennwand liegende Heizrohrgruppe in einem wärmeabgebenden
Abschnitt der jeweiligen Heizrohre mit dem bei Stromzuführung kalten Ende eines thermoelektrischen Organs wärmeleitend
verbunden ist, welches aus wenigstens einem Thermoelement, vorzugsweise
jedoch einer Vielzahl von zu einem sogenannten "thermoelektrischen
Modul" zusammengekuppelten Thermoelementen besteht sowie im Bereich der Trennwand liegt und dessen warmes Ende seinerseits
mit einem wärmeaufnehmenden Abschnitt dei· jeweiligen Rohre einer
auf der gegenüberliegenden Seite der Trennwand befindlichen Heizrohrgruppe
wärmeleitend verbunden ist.
Bei solchen Einrichtungen ist bereits vorgeschlagen worden, die Heizrohre der einen Seite paarweise mit den Heizrohren der
anderen Seite zu verbinden und dabei ein thermoelektrisches Organ zwischen die einander zugewandten Endflächen jedes Rohrpaares
zu plazieren.
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Die für eine Batterie erforderliche direkte Kontaktfläche zwischen den nohren der einen Seite und den thermoelektrischen
Organen erhält somit ein gleichartig orientiertes Ausmaß, das seinen gesamten Platz innerhalb ein und derselben Ebene erfordert.
Bei Rohren mit kreisförmigem Querschnitt wird außerdem ein beträchtlicher Teil des Raumes in dieser Ebene von den
funktionsmäßig toten seitlichen Zwischenräumen zwischen den Rohren eingenommen. Sine Batterie dieser Art erfordert somit in Abhängigkeit
von den jeweiligen Betriebsdaten eine gewisse, ziemlich große Bodenfläche. Die Länge der einzelnen Rohre wird ihrerseits
von den vorliegenden Betriebsdaten sowie von der Größe der Kontaktfläche gegenüber dem thermoelektrischen Organ bestimmt.
Ziel der Erfindung ist es, eine kompaktere Batterie zu schaffen, die weniger, jedoch längere Heizrohre als die oben
beschriebene Batterie aufweisen kann und die Möglichkeit einer
Anpassung der wärmeübertragenden Fläche der thermoelektrischen Organe an die Rohrlänge und damit größere !Freiheit bei der Dimensionierung
bietet, so daß mehr Rücksicht auf sowohl herstellungsökonomische als auch platzmäßige Wünsche genommen werden kann.
Das angestrebte Resultat wird erhalten, indem die Einrichtung gemäß den nachfolgenden Patentansprüchen ausgebildet
wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schaubildliche Ansicht zweier benach barter Heizrohre in einer Rohrbatterie nach der Erfindung.
Fig. 2 zeigt einen Teüechnitt durch die Heizrohre
d«r einen Seite in einer Schnittebene, die innerhalb und parallel zur einen Seitenebene dor Trennwand liegt, u.zw. nach der
Linie H-II in Fig. 3.
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Fig. 3 zeigt einen Teilschnitt quer durch die Trennwand
entlang einer Reihe von wechselweise nach einer der beiden weiten ■gewendeten Heizrohren nach der Linie III-III in Fig. 2. In dieser
Fig. sind .auch einige weitere Wände zur Bildung eines Kanalpaares
dargestellt.
Fig 4 zeigt einen der Fig. 2 entsprechenden Schnitt
durch eine etwas modifizierte Ausführung forra.
Fig. 5 zeigt einen entsprechenden Schnitt durch eine weitere
modifizierte Ausführungsform.
Ein Paar von nebeneinander liegenden Heizrohren 1 und einer ganzen Batterie von solchen Rohren ist in Fig. 1 gezeigt
und ein größerer Teil der selben Batterie ist in den Fig. 2 und veranschaulicht. Jedes Heizrohr 1 und 2 liegt mit seinem einen
Ende im Bereich einer,Trennwand zwischen zwei Medien, z.B. Zuluft und Abluft in einer Lüftungsanlage. Wie in Fig. 3 angedeutet,
können sich die Rohre quer durch einen Kanal 4- bzw. 5 für einen
Strom des jeweiligen Mediums erstrecken.
Die Heizrohre bestehen in üblicher Weise aus Metall, zweckmäßigerweise Kupfer. Sie sind verschlossen und enthalten
einerseits ein Medium, das einen im Hinblick auf das betreffende Arbeitsgebiet geeigneten Kochpunkt aufweist, und anderseits
einen für den Transport des Mediums in Flüssigphase vorgesehenen
Docht 6 oder ein entsprechendes Organ. Zwischen den Enden der Rohre beider Seiten sind thermoelektrische Organe 7 angeordnet,
us bei Stromzufuhr an den Heizrohren der einen Seite kalte Kondensationsflächen
und an den Heizrohren der anderen Seite warme Verdampfungsflächen zu bilden. Diese thermoelektrischen Organe
sind in den Zeichnungen sehr schematisch dargestellt und es kann vorausgesetzt werden, daß sie aus in Form und Grö^e gleichen
sogenannten "thermoelektrischen Modulen" bestehen, von denen
Jeder aus einer großen Anzahl von an eine gemeinsame Stromquelle
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anschiießbaren Thermoelementen zusammengesetzt ist, die zwischen
einem Paar von gemeinsamen Endplatten angeordnet sind, welche eine
wärmeaufnehmende und eine wärmeabgebende Endfläche bilden. Die im jeweiligen Kanal 4 und 5 liegenden Teile der Heizrohre haben
kreisförmigen Querschnitt und sind zur Vergrößerung ihrer das Medium kühlenden oder erwärmenden Oberflächen mit flanschartig
angeordneten Lamellen 8 aus Metall versehen.
Die Trennwand J ist aus wärmeisolierendem Material hergestellt
und umschließt die thermoelektrischen Organe sowie die an diese angrenzenden Rohrenden.
Die für die eine Seite vorgesehene Gruppe von Heizrohren 1 überlappt mit ihren Rohrenden die Rohrenden der für die
andere Seite vorgesehenen Gruppe von Heizrohren 2. Alle Heizrohre sind weiters in parallelen Reihen gruppiert und haben im
überlappenden Teil jeweils quadratischen Querschnitt. Dieser Querschnitt ist; bei allen Rohren von gleicher Größe. Im Schnitt
gemäß Fig. 2 gesehen, bilden die Rohre ein Rautenmuster und sind so gruppiert, daß jedee Rohr der einen Gruppe an allen vier
Seiten des Rohrendes von Rohrenden der gegenüberliegenden Gruppe umgeben ist, so daß jedes Rohr mit vier Seiten seines Endabschnittes
- anstatt lediglich mit seinem Boden - an das eine Ende des jeweiligen thermoelektrischen Organs 7 angeschlossen sein kann.
Dies gilt selbstverständlich mit Ausnahme der Rohre entlang der Seitenränder und Ecken der Rohrbatterie, welche Rohre an drei
bzw. zwei Seiten mit thermoelektrischen Organen versehen sind.
Sämtliche thermoelektrische Organe 7 sind so dimensioniert, daß sie in wesentlichen jeweils eine Seitenfläche eines innerhalb*
der Trennwand liegenden Rohrende bedecken.
Zum Vergleich mit konventionellen Einrichtungen, die ein thermoelektrisches Organ zwischen den Bodenflächen eines jeden
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Hohrpaares aufweisen, bietet die oben beschriebene Ausführung
der Bohrenden sowie die Plazierung der Rohre und thermoelektrischen Organe mehrere Vorteile. So können weniger und längere Heizrohre
zur Erzielung des gleichen Wärmetransportes angewendet werden. Man erhält größere Freiheit für die Dimensionierung der Kombination
von Heizrohren und thermoelektrischen Organen. Es können kompaktere Einheiten erzielt werden. Die mit Lamellen versehenen leile der
Rohre werden zum Vorteil des Wärmeaustausches mit dem vorbeiströmenden
Medium in Zick-Zack-Form angeordnet. Die Befestigung der Heizrohre und der thermoelektrischen Organe wird mit der
Trennung und Isolierung der warmen und kalten Seiten voneinander kombiniert.
Die selben Vorteile werden bei der in Pig. 4 gezeigten
Ausführungsform erhalten, welche sich von der in den Pig. I bis
gezeigten dadurch unterscheidet, daß die in der Trennwand IJ befindlichen
Enden der Heizrohre 11 und 12 anstelle von quadratischem Querschnitt gleichseitig dreieckigen Querschnitt aufweisen und
jeweils mit drei theraoelektrischen Organen 17 versehen sowie in einem im Hinblick auf die andere Form angepaßten Muster plaziert
sind, so daß - abgesehen von den an den Händern und Ecken befindlichen Röhren - jedes Rohrende der einen I-iohrgruppe an
allen drei Seiten unmittelbar außerhalb der thermoelektrischen Organe 17 von den Enden der Rohre der gegenüberliegenden Gruppe
umgeben ißt, wobei die beiden Gruppen, wie bereits erwähnt, jeweils
mit einem der beiden Medien, zwischen denen ein Wärmetransport stattfinden soll, in Berührung stehen.
Ähnliche Vorteile werden bei dar in Fig. 5 gezeigten
Außführungsform erzielt, bei der die in der Trennwand 23 befindlichen
Enden der Heizrohre 21 und 22 im Querschnitt als regelmäßige Sechsecke ausgebildet sind. Die Rohre sind so angeordnet,
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daß Jedes Rohrende der einen Rohrgruppe - abgesehen von den...-ent~
lang der Ränder der Trennwund liegenden Rohren - an jeder zweiten
Seitenfläche des Sechseckes einer Seite eines uohrend.es der gegenüberliegenden
Gruppe zugewandt ist. Zwischen diesen angrenzenden Seiten sind die therinoelektrischen Organo 27 angebracht. Obwohl
im wesentlichen lediglich der halbe Rohrumfang für die thermoelektrischen
Organe ausgenützt wird, kann durch Wahl einer zweckmäßigen Überlappung zwischen den Rohren beider Gruppen eine optimale
Fläche für die thermoelektrischen Organe erhalten werden. Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen
Ausführungsformen beschränkt, sondern kann im Rahmen der Patentansprüche variiert werden.
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Claims (4)
- PatentansprücheEinrichtung an einer Batterie aus Heizrohren, die für den Värmetransport zwischen zwei, sich an gegenüberliegenden Seiten einer Trennwand befindlichen Medien vorgesehen sind, z.B. in einer Lüftungsanlage ein Zuluftstrom und ein Abluftstrom in jeweils einem Kanal, wobei eine auf der einen Seite der Trennwand liegende Heizrohrgruppe in einem wärmeabgebenden Abschnitt der jeweiligen Heizrohre mit dem bei Stromzuführung kalten Ende eines thermoelektrischen Organs wärmeleitend verbunden ist, welches aus wenigstens einem Thermoelement, vorzugsweise jedoch einer Vielzahl von zu einem sogenannten "thermoelektrischen Modul" zusammengekuppelten Thermoelementen besteht sowie im Bereich der Trennwand liegt und dessen warmes Ende seinerseits mit einem wärmeaufnehmenden Abschnitt der jeweiligen Rohre einer auf dex* gegenüberliegenden Seite der Trennwand befindlichen Heizrohrgruppe wärmeleitend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohre (1} 11; 21) der einen Gruppe mit ihren Enden die Enden der .Rohre (2; 12; 22) der anderen Gruppe überlappen, wobei die thermoelektrischen Organe (7» 17» 27) um den Umfang des jeweiligen Bohrendes herum angeordnet sind und die Rohre (I1 2; 11, 12; 21, 22) so gruppiert und an diesen ünden mit solchem Querschnittsprofil ausgebildet sind, daß jedes wärmeaufnehmende Rohrende auf jeder mit einem der thermoelektrischen Organe versehenen Seite gegen eine Seite eines wärmeabgebenden Rohrendes gewendet ist und umgekehrt.409841/0395
- 2. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der dohve (1, 2; 11, 12; 21, 22) einen gleichseitig dreieckigen oder quadratischen Querschnitt oder einen Querschnitt in Form eines anderen regelmäßigen Vieleckes aufweisen.
- 3. Einrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoelektrische^ Organe (7; 17; 27) von ein heitlicher Größe sind und Endflächen mit einer Breite haben, die ie wesentlichen mit der Seitenlänge der itohrquerschnitte übereinstimmt.
- 4. Einrichtung nach Patentanspruch'3» dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrquerschnitte dreieckig oder quadratisch sind und daß die theraioelektrischen Organe (7; 17) auf Jeder Seitenfläche des Rohrquerschnittes angeordnet sind.5- Einrichtung nach Patentanspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrquerschnitte die Porm eines Sechseckes haben und daß die thermoelektrischen Organe (27) auf jeder zweiten Seitenfläche des Rohrquerschnittes angeordnet sind.6· Einrichtung nach einem der. Patentansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Rohrenden und die dazwischenliegenden thermoelektrischen Organe (7; 17; 27) in ein wärmeisolierendes Material eingebettet sind, das die genannte Trennwand (3; 13; 23) bildet.4Q9841/G395
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