DE2400734A1 - Rekuperativer waermeaustauscher zur waermerueckgewinnung in lufttechnischen anlagen - Google Patents
Rekuperativer waermeaustauscher zur waermerueckgewinnung in lufttechnischen anlagenInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/0062—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by spaced plates with inserted elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2250/00—Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
- F28F2250/10—Particular pattern of flow of the heat exchange media
- F28F2250/108—Particular pattern of flow of the heat exchange media with combined cross flow and parallel flow
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Description
7. Januar 1974-HS/E
Anmelder: LvV1K Luft-Wärme-Klimatechnik GmbH,
7031 Nufringen, Rohrauer Straße 77
Vertreter: Patentanwälte Dr.-Ing. Rudolf Schiering und Dipl.-Ing. Hans Schiering, 703 Böblingen,
Westerwaldweg 4-
Rekuperativer Wärmeaustauscher zur wärmerückgewinnung in lufttecjmischen Anlagen
Die Erfindung bezieht sich auf einen rekuperativen Wärmeaustauscher
zur Ifärmerückgewinnung in lufttechnischen Anlagen,
bei dem eine Vielzahl abmessungsgleicher Platten zu einem Tauscherblock mit flachen, breitseitig aneinandergereihten
Kammern zusammengefaßt ist, die Platten voneinander trennende Distanzleisten zur schmalseitigen Begrenzung
der Kammern am Rand der Platten vorgesehen sind, die an jeder Kammer zum Luftdurchlaß erforderlichen Kammeröffnungen
aus je einer Lücke in der Begrenzung mit Distanzleisten
bestehen und die am Tauscherblock insgesamt vorhandenen Kammeröffnungen auf vier gesonderte Blockbereiche
für die Abluftzufuhr, die Fortluftabfuhr, die Frischluftzufuhr
und die Zuluftabfuhr verteilt sind.
v/ährend bei zur V/ärmerückgewinnung in lufttechnischen
Anlagen bestimmten regenerativen Wärmeaustauschern eine
- 2 —
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Speichermasse wechselweise mit Abluft und Frischluft beaufschlagt
wird, erfolgt bei entsprechenden rekuperativen V/ärmeaustauschern der Wärmeaustausch zwischen der Abluft
und der Frischluft über luftundurchlässige Trennwände. Die Trennung der beiden Luftströme in den rekuperativen
Wärmeaustauschern hat den Yorzug, daß die Übertragung von
Partikeln oder gasförmigen Luftverunreinigungen von der Abluft in die Zuluft auf ein Minimum beschränkt bleibt.
Ein rekuperativer Wärmeaustauscher der eingangs angeführten
Art ist bereits aus den "Schweizerischen Blättern für Heizung und Lüftung", 39· Jahrgang (1972), Ur. 3i Seite
bekannt. Es handelt sich dabei um einen Wärmeaustauscher mit quadratischen Glasplatten als Trennwänden. Die vier
Blockbereiche für die Abluftzufuhr, die Frischluftzufuhr,
die Fortluftabfuhr und die Zuluftabfuhr sind in dieser Reihenfolge jeweils um einen rechten Winkel gegeneinander
versetzt und nehmen jeweils eine ganze Außenfläche des Tauscherblocks für sich ein. Das bedeutet, daß in jeder
Kammer quer zur Strömungsbahn eine äußerst ungleichmäßige Temperaturverteilung entsteht und sich der Wirkungsgrad
der Wärmerückgewinnung in verhältnismäßig bescheidenen Grenzen hält. Andererseits führt die einfache Bauweise
des Wärmeaustauschers bei der "Wärmerückgewinnung aus Abluft zu einem vergleichsweise niedrigen Investitionskostenaufwand.
Hinzu kommt die Möglichkeit, sich an den Platten niederschlagende Kondensate leicht ableiten zu
können und darüber hinaus mittels eingebauter Sprühdüsen von Zeit zu Zeit für eine Reinigung der Kammern von festen
Schmutζablagerungen zu sorgen. Die Glasplatten des bekannten
Wärmeaustauschers sind gegenüber aggressiven Luftverunreinigungen besonders resistent, sind aber dafür bei
größeren Druckunterschieden zwischen den beiderseits vorbeiströmenden Luftmassen und bei Materialspannungen, wie
sie infolge der Vereisung von kondensierter Abluftfeuchtigkeit
bei tiefen Außentemperaturen oder infolge hoher Temperaturdifferenzen
entstehen, der Bruchgefahr ausgesetzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeaustauscher der eingangs angeführten Art zu schaffen, der
unter Erhaltung der genannten Vorteile verbessert ist hinsichtlich des "Wirkungsgrades, der Leistungsfähigkeit,
des Einsatzbereiches und der Einbaumöglichkeiten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die einzelnen Platten des Tauscherblocks die Form eines
langgestreckten Rechtecks besitzen und die breitseitig aneinandergereihten Kammern jeweils an einem ihrer beiden
Enden von Kammer zu Kammer wechselnd durch eine Distanzleiste verschlossen sind und unmittelbar vor dieser kurzen
Distanzleiste eine seitliche Kammeröffnung aufweisen.
Nachdem die erfindungsgemäßen Merkmale anstelle des im Wirkungsgrad ungünstigen Kreuzstromprinzips die Anwendung
des Gegenstromprinzips ermöglichen, kann die in der Abluft
enthaltene Wärme fast hundertprozentig auf die Frischluft übertragen werden. Auf diese Weise ergibt sich ein wesentlich
günstigeres Verhältnis zwischen den für die Wärmerückgewinnung erforderlichen Investitionskosten und den
bei der Raumluftbeheizung eingesparten Energiekosten, wobei noch zu berücksichtigen ist, daß durch eine kleinere
Dimensionierung der Heizanlage weitere Investitionskosten eingespart werden können. Die mit der Erfindung erzielten
Vorteile bestehen jedoch insbesondere auch darin, daß sich die Leistung des Wärmeaustauschers mit der Strömungsgeschwindigkeit
beträchtlich erhöhen läßt, in jeder Kammer quer zur Strömungsbahn eine gleichmäßigere Temperaturver-
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teilung entsteht, die Gefahr der durch Temperaturdifferenzen
"bedingten Materialspannungen vermindert ist, die auf die Platten infolge von Druckdifferenzen einwirkenden
Kräfte besser aufgefangen werden, im Tauscherblock Alternativlösungen für die Verteilung der vier Kammeröffnungsgruppen
gegeben sind und für den wärmeaustauscher die Wahlmöglichkeit einer horizontalen oder vertikalen Unterbringung
geschaffen ist.
Ein aufgrund vorteilhafter Ausgestaltungen besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 den Tauscherblock des Wärmeaustauschers ohne seine Ummantelung,
Fig. 2 einen Teil des Tauscherblocks in auseinandergezogenärer Darstellung,
Fig. 3 . den an den beiden Stirnseiten mit je einem
Ventilator ausgestatteten Wärmeaustauscher in horizontaler Anordnung auf dem Boden,
Fig. 4 den an den beiden Stirnseiten mit je einem Ventilator ausgestatteten Wärmeaustauscher
in vertikaler Anordnung an einer Gebäudewand und
Fig. 5 eine Variante des Wärmeaustauschers in Figur 4.
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Der in den Figuren 1 und 2 der Zeichnung wiedergegebene Tauscherblock 1 ist aus Platten 2 aufgebaut, deren Länge
die Breite um ein Vielfaches übertrifft. Zur schmalseitigen Begrenzung der zwischen den Platten 2 gebildeten
Kammern3 sind jeweils zwei lange Distanzleisten 4- und eine
kurze Distanzleiste 5 vorgesehen. Zusaranengehalten wird
der Tauscherblock 1 mit Hilfe von Verbindungsbolzen 6, die durch sämtliche Platten 2 und die jeweils dazwischenliegenden
Distanzleisten 4 bzw. 5 hindurchgreifen. Die
Platten 2 sind aus Kostengründen und in Hinblick auf eine gute Wärmeleitfähigkeit bevorzugt aus dünnem Aluminiumblech
gefertigt. Es können jedoch auch andere Materialien wie Kunststoff, Glas oder Edelstahl zum Einsatz kommen.
Der Tauscherblock 1 erhält eine Ummantelung 7 (s. Fig. 3)»
die vorzugsweise aus verzinktem Stahlblech besteht und nach Bedarf durch Isolierungen verstärkt ist.
Um für den Tauscherblock eine noch größere Zahl von Anschlußmöglichkeiten
zu schaffen und zudem mit einer einzigen Bauform des Tauscherblocks auszukommen, ist bei dem
Tauscherblock 1 nach den Figuren 1 und 2 der Zeichnung dafür gesorgt, daß jede Kammer 3 unmittelbar vor ihrer kurzen
Distanzleiste 5 zwei seitliche Kammeröffnungen 8 aufweist,
die sich gegenüberliegen und in ihren Abmessungen entsprechen. In der Zeichnungsfigur 2 ist durch die Pfeile
A und B für die beiden gegenläufigen Luftströme deutlich gemacht, wie die jeweils am einen Ende des Tauscherblocks
1 durch die Kammeröffnungen 9 eintretenden Luftströme vor
den kurzen Distanzleisten 5 am anderen Ende des Tauscherblocks 1 in zwei Luftströme aufgeteilt werden. Im umgekehrten
Fall werden jeweils zwei Teilströme beim Eintritt in die Kaimern 3 zusammengeführt.
Die zuletzt umrissenen Anschlußmöglichkeiten des Tauscherblocks 1 lassen sich nachträglich dadurch verändern, daß
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von den sich, vor den Enden des langgestreckten Tauscherblocks
1 jeweils paarweise gegenüberliegenden Karjneröffnungen
8 vor einem Ende des Tauscherblocks 1 sämtliche auf der einen Seite befindlichen Kammeröffnungen 8 eine gemeinsame
Abdeckung 10 besitzen. Vorzugsweise ist jedoch vor beiden Enden des Tauscherblocks 1 je eine seitliche
Abdeckung 10 für die auf einer Seite des Tauscherblocks 1 befindlichen Kammeröffnungen 8 vorgesehen. Auf diese Weise
kann bei Bedarf eine dritte Fläche des Tauseherblocks I
nachträglich von einem Luftkanalanschluß freigehalten werden
(s. 51Ig. 3)· In Hinblick auf die nachträgliche Verschließung
eines Teils der seitlich vor den kurzen Distanzleisten
5 befindlichen Kammeröffnungen 8 haben die Kammeröffnungen
8 und die an den Enden des Tauscherblocks 1 befindlichen Kammeröffnungen 9 dieselben Abmessungen. Beide
in der Zeichnungsfigur 1 enthaltenen Abdeckungen 10 können ein fester Bestandteil der Ummantelung 7 des Tauscherblocks
1 sein. Nachdem jedoch die beiden Abdeckungen 10 jeweils auf die drei anderen der insgesamt vier Gruppen an seitlichen
Karaaeröffnungen 8 umsetzbar eingerichtet sind, ist jederzeit ein beliebiger Wechsel zwischen den verschiedenartigen
Anschlußmöglichkeiten des Tauscherblocks 1 möglich, so daß beispielsweise der Wärmeaustauscher nach der
Zeichnungsfxgur 3 im Bedarfsfall in den Wärmeaustauscher
nach der Zeichnungsfxgur 4- umgewandelt werden kann.
Um den Tauscherblock 1 insbesondere bei Verwendung dünner
Platten 2 zusammen mit der Breite der Kammern 3 weiter vergrößern zu können, sind in den Kammern 3 des Tauscherblocks
1 in Ergänzung der zur schmalseitigen Begrenzung der Kammern 3 vorgesehenen Distanzleisten 4 und 5 weitere
Distanzelemente eingefügt. Die auf die Platten 2 infolge von Druckdifferenzen einwirkenden Kräfte lassen sich dadurch
noch besser auffangen. In der Zeichnungsfxgur 2 ist
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hierzu an der vordersten Platte 2 eine "besonders "bevorzugte
Lösung dargestellt, wonach in jeder Kammer 3 über die Strömungsbahn verteilt als Distanzelemente mehrere
quer zur Strömungs"bahn verlaufende Wellprofilstreifen 11
eingefügt sind. Die Wellprofilstreifen 11 haften geringe Gestehungskosten, verändern die Strömungsverhältnisse nur
wenig und "behindern kaum das Aus sprühen der Kammern 3 und den Kondensatablauf.
Bei den in den Figuren 3 bis 5 eier Zeichnung wiedergegebenen
Wärmeaustauschern ist an den "beiden Enden des langgestreckten Tauscherblocks 1 jeweils ein Ventilatorblock
12 an die Ummantelung 7 cLes Tauscherblocks 1 angeflanscht.
Der eigentliche Ventilator 13 ist dabei stets durch gestrickelte Linien schematisch kenntlich gemacht. Während "bei
dem Wärmeaustauscher nach der Zeichnungsfigur 3 ci-ie Fortluft
G und die Zuluft D mit Hilfe der "beiden Ventilatoren
13 aus dem Tauscherblock 1 herausgesaugt werden und die Abluft E und die Frischluft F über je einen der beiden auf
den Tauscherblock 1 oben aufgesetzten Luftschächte 14· nachströmen,
werden bei den beiden vertikal angeordneten Wärme aus t aus ehern nach den Zeichnungsfiguren 4- und 5 cü-e Abluft
E und die Frischluft F von den beiden Ventilatoren in den Tauscherblock 1 heineingedrückt und die Fortluft C
und die Zuluft D über an verschiedenen Längsseiten des Tauscherblocks 1 angeordnete Auslässe 15 und 16 herausgelassen.
Zweckmäßigerweise besitzt daher jeder Ventilatorblock 12 zu seiner umgekehrten Befestigung an der Ummantelung
7 des Tauscherblocks 1 noch einen entsprechenden
zweiten Flansch.
Beim Wärmeaustauscher nach der Zeichnungsfigur 4- ist zur
Verhinderung des Vereisens von kondensierter Abluftfeuchtigkeit im Bereich des Fortluftauslasses 15 am Frischluft-
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einlaß ein mit einer thermostatischen Steuerung ausgerüstetes Torwärmregister 17 vorgesehen. Diese Ausgestaltung
des Wärmeaustauschers gewinnt besondere Bedeutung, nachdem die Temperatur der Fortluft C mit dem beschriebenen
Tauscherblock 1 wesentlich stärker der Temperatur der Frischluft F angenähert werden kann. Obwohl es sich
um eine gelegentliche Anwärmung der Fortluft C handelt, wird durch das Vorwärmregister 17 primär die Temperatur
der Frischluft F erhöht.
Beim Wärmeaustauscher nach der Zeichnungsfigur 5 ist dagegen
der Zuluftauslaß 16 des Tauscherblocks 1 über einen Abzweigkanal 18 mit einer Mischkammer 19 am Eingang des
dem Frischlufteinlaß des Tauscherblocks 1 vorgesetzten
Ventilatorblocks 12 verbunden. Die abgezweigte Vorwärmluft G dient ebenfalls der Begegnung der Vereisungsgefahr,
ohne daß jedoch dazu irgendeine Hilfsenergieguelle benötigt wird. Die zuletzt aufgezeigte Ausgestaltung des Wärmeaustauschers
besitzt darüber hinaus noch den Vorteil, daß der durch die Lufterwärmung im Tauscherblock 1 bedingten
Volumenerweiterung eine Entlastung geboten wird, die der Entstehung unerwünschter Druckunterschiede insbesondere
bei einer übereinstimmenden Förderleistung der beiden Ventilatoren 13 entgegenwirkt»
Die beschriebenen Wärmeaustauscher lassen sich mit großem Erfolg überall dort einsetzen, wo durch einen starken
Frischluf"fcbedarf sonst sehr viel Wärmeenergie nutzlos verlorengeht,
beispielsweise in Schweißereien, in denen mit Schutzgas gearbeitet wird, in Wäschereien, in denen stark
wärmehaltiger Dunst anfällt, oder in Trockungsanlagen, die mit erwärmter Außenluft versorgt werden müssen. Andererseits
machen sich die beschriebenen Wärmeaustauscher auch dort rasch bezahlt, wo zwischen der Abluft und der
Frischluft oft nur ein verhältnismäßig kleines Temperaturgefälle "besteht. So können sie zum Beispiel in landwirtschaftlichen
Betrieben dazu dienen, bei Bedarf beträchtliche Teile der Stallwärme zu erhalten und gleichzeitig
Zugerscheinungen zu vermeiden.
9 Ansprüche
2 Blatt Zeichnung
- 10 -
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Claims (9)
- Patentanspr ü c h eRekuperativer Wärme austauscher zur Wärmerückgewinnung in lufttechnisehen Anlagen, "bei dem eine Vielzahl abmessungsgleieher Platten zu einem Tauscherblock mit flachen, breitseitig aneinandergereihten Kammern zusammengefaßt ist, die Platten voneinander trennende Distanzleisten zur schmalseitigen Begrenzung der Kammern am Rand der Platten vorgesehen sind, die an jeder Kammer zum Luftdurehlaß erforderlichen Kammer öffnungen aus je einer Lücke in der Begrenzung mit Distanzleisten "bestehen und die am Tauscherblock insgesamt vorhandenen Kammer öffnungen auf vier gesonderte Blockbereiche für die Abluftzufuhr, die Fortruf tabf uhr, die Frischluftzufuhr und die Zuluftabfuhr verteilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Platten (2) des Tauscherblocks (1) die Form eines langgestreckten Rechtecks besitzen und die breitseitig aneinandergereihten Kammern (3) jeweils an einem ihrer beiden Enden von Kammer zu Kammer wechselnd durch eine Distanzleiste (5) verschlossen sind und unmittelbar vor dieser kurzen Distanzleiste (5) eine seitliche Kammeröffnung (8) aufweisen.
- 2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daii jede Kammer (3) unmittelbar vor ihrer kurzen Distanzleiste (5) zwei seitliche Kammeröffnungen (8) aufweist, die sich gegenüberliegen und in ihren Abmessungen entsprechen.- 11 -SÖ9829/-039S240073A- li -
- 3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß von den sich Tor den Enden des langgestreckten Tauscherblocks (1) jeweils paarweise gegenüberliegenden Kammeröffnungen (8) vor einem Ende des Tauscherblocks (1) sämtliche auf der einen Seite befindlichen Kammeröffnungen (8) eine gemeinsame Abdeckung (10) besitzen.
- 4·. Wärmeaustauscher nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß vor beiden Enden des Tauscherblocks (1) je eine seitliche Abdeckung (10) für die auf einer Seite des Tauscherblocks (1) befindlichen Kammeröffnungen (8) vorgesehen ist.
- 5· Vifärmeaustauscher nach Anspruch 4·, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Abdeckungen (10) jeweils auf die drei anderen der insgesamt vier Gruppen an seitlichen Kammeröffnungen (8) umsetzbar eingerichtet sind.
- 6. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kammern (3) des Tauscherblocks (1) in Ergänzung der zur schmalseitigen Begrenzung der Kammern (3) vorgesehenen.Distanzleisten (4-, 5) weitere Distanzelemente (11) eingefügt sind.
- 7. Wärmeaustauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Kammer (3) über die Strömungsbahn verteilt als Distanzelemente mehrere quer zur Strömungsbahn verlaufende Wellpiofilstreifen (11) eingefügt sind.- 12 -509629/G39S
- 8. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 "bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung des Vereisens von kondensierter Abluftfeuchtigkeit im Bereich des Fortluftauslasses (G) am Frischlufteinlaß (F) ein mit einer thermostatischen Steuerung ausgerüstetes Vorwärmregister (17) vorgesehen ist.
- 9. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 Ibis 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Zuluftauslaß (D) des Tauscherblocks (1) über einen Abzweigkanal (18) mit einer Mischkammer (19) am Eingang eines dem Frischlufteinlaß (F) des lauscherblocks (1) vorgesetzten Ventilatorblocks (12) verbunden ist.503829/Ό395'3 .Leerseite
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2400734A DE2400734A1 (de) | 1974-01-08 | 1974-01-08 | Rekuperativer waermeaustauscher zur waermerueckgewinnung in lufttechnischen anlagen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2400734A DE2400734A1 (de) | 1974-01-08 | 1974-01-08 | Rekuperativer waermeaustauscher zur waermerueckgewinnung in lufttechnischen anlagen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2400734A1 true DE2400734A1 (de) | 1975-07-17 |
Family
ID=5904336
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2400734A Pending DE2400734A1 (de) | 1974-01-08 | 1974-01-08 | Rekuperativer waermeaustauscher zur waermerueckgewinnung in lufttechnischen anlagen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2400734A1 (de) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4460388A (en) * | 1981-07-17 | 1984-07-17 | Nippon Soken, Inc. | Total heat exchanger |
US5497823A (en) * | 1993-12-30 | 1996-03-12 | Honeywell Inc. | Energy recovery ventilator: means for defrosting heat exchanger medium and damper motor actuation means |
US5632334A (en) * | 1995-01-13 | 1997-05-27 | Nutech Energy Systems Inc. | Heat recovery ventilator with room air defrosting feature |
US5893408A (en) * | 1995-08-04 | 1999-04-13 | Nautica Dehumidifiers, Inc. | Regenerative heat exchanger for dehumidification and air conditioning with variable airflow |
CZ308367B6 (cs) * | 2019-04-24 | 2020-06-24 | Vysoká Škola Báňská - Technická Univerzita Ostrava | Rekuperační deskový výměník tepla |
CZ309357B6 (cs) * | 2021-07-28 | 2022-09-28 | Vysoká Škola Báňská - Technická Univerzita Ostrava | Rekuperační výměník tepla |
-
1974
- 1974-01-08 DE DE2400734A patent/DE2400734A1/de active Pending
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CZ309357B6 (cs) * | 2021-07-28 | 2022-09-28 | Vysoká Škola Báňská - Technická Univerzita Ostrava | Rekuperační výměník tepla |
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