DE3012286C2 - Wärmetauscher - Google Patents

Description

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Stifte je nach Bedarf durch die Folie einfach hindurch- Art von Lamellen parallel zueinander anordnen, wogesteckt werden und dementsprechend keine vorgefer- durch man insgesamt einen größeren Strömungsquertigten Löcher notwendig sind Wegen der Flexibilität schnitt erhält

bzw. einer gewissen Elastizität der Folie legt sich deren Die Außenwände des Wärmetauschers können aus

Material dichtend gegen die durchgesteckten Stifte, die 5 schallabsorbierendem Material bestehen, so daß der

daher lediglich eingesteckt zu werden brauchen und Wärmetauscher gleichzeitig schalldämmend wirkt, was

dann sofort voll funktionsfähig sind. dem steigenden Bedarf an Raumbelüftung mit Schall-

Vorzugsweise besteht die Folie aus Kunststoff wie schutz entgegenkommt Der erfindungsgemäße Wär-PVC, der einerseits eine ausreichende Festigkeit und metauscher ist deshalb besonders für Raumbelüftungsandererseits eine ausreichende Flexibilität und Elastizi- 10 anlagen und Klimaanlagen in Wohngebäuden geeignet tat aufweist, um die gewünschte Funktion als vielseitig In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erformbare Trennwand, in welche die wärmeleitenden findungsgemäßen Wärmetauschers schematisch dargeStifte lediglich eingesteckt zu werden brauchen, zu er- stellt, und zwar zeigt
füllen. F i g. 1 einen Längsschnitt durch den Wärmetauscher

Zweckmäßig enthält die Folie eine Gewebeeinlage 15 und ;

mit verhältnismäßig großer Maschenweite, wodurch de- F i g. 2 eine Draufsicht auf die die Trennwand inner-

ren Tragfähigkeit verbessert wird, damit die Folie sich halb des Wärmetauschers bildende Folie mit einge-

unter dem Gewicht der eingesteckten Stifte nicht dauer- steckten, für den Wärmetransport bestimmten Stiften

haft verformen kann. Die verhältnismäßig große Ma- verschiedener Ausführungsformen.

schenweite der Gewebeeinlage gewährleistet, daß die a Der in F i g. 1 dargestellte Wärmetauscher hat ein aus

Stifte beim Einstecken jeweils auf eine Öffnur.g in der schallabsorbierendem Material bestehendes Gehäuse 1,

Gewebeeinlage stoßen und dementsprechend die Ge- dessen Innenraum 2 von einer eingelegten flexiblen Fo-

webeeinlage dem Einstecken der Stifte keinen wesentli- lie 3 in zwei parallel zueinander verlaufende Kanäie 4

chen Widerstand entgegensetzt Andererseits ist auch und 5 unterteilt ist, durch die zweckmäßig im Gegen-

ein weitmaschiges Gewebe ausreichend, um die Tragfä- 2s strom gemäß den Pfeilen 6 bzw. 7 Luft strömt, wobei

higkeit der flexiblen und bis zu einem gewissen Grad zwischen diesen Luftströmen ein Wärmetausch stattfin-

auch elastischen Folie merklich zu erhöhen. den soll. Die flexible Folie 3 besteht aus einem eine

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann gewisse Elastizität aufweisenden Kunststoff wie PVC

die Folie feuchtigkeitsdurchlässig sein. Auf diese Weise und enthält eine weitmaschige Gewebeeinlage. Das Ma-

findet zwischen den Gasströmen, zwischen denen ein 30 terial der Folie 3 ist praktisch nicht wärmeleitend.

Wärmetausch gewünscht ist, auch ein Feuchtigkeits- Für den Wärmetausch zwischen den Kanälen 4 und 5

tausch statt, indem aus dem sich abkühlenden Luftstrom sind durch die Folie 3 Stifte 9,10 bzw. 11 hindurchge-

durch Kondensation ausfallende Feuchtigkeit in den steckt, wobei aus F i g. 2 zu erkennen ist, daß diese Stifte

aufzuwärmenden Gasstrom gelangt und dort ver- jeweils durch eine Öffnung zwischen einander über-

dampft Dadurch findet nicht nur eine Befeuchtung des 35 kreuzenden Fäden der weitmaschigen Gewebeeinlage

zu erwärmenden Gasstromes statt, sondern wird auch gesteckt sind. Alle Stifte 9,10 bzw. 11 enden in einem

zusätzliche Entalpie gewonnen. Ein derart ausgebildeter geringen Abstand von der Innenwand des Gehäuses 1,

Wärmetauscher ist besonders gut für Klimageräte und das, wie Fi g. 1 zeigt, gradlinig und/oder auch komplex

Raumbelüftungszwecke geeignet geformt wie beispielsweise gebogen ausgebildet sein

Die für den Wärmetransport bestimmten Stifte enden 40 kann.

nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zwischen Die Stifte 9 sind als zylindrische Stifte mit einem erden Außenwänden der benachbarten Kanäle des War- weiterten Kopf 12 ausgebildet, während die Stifte 10 metauschers, so daß ein Wärmetransport zu diesen abgeflacht sind. Die Stifte 9 und 10 können auch als Wänden nicht stattfindet und der Einbau der als flexible Hohlkörper ausgebildet sein und eine gerippte oder geFolie ausgebildeten Trennwand zwischen den benach- 45 riffelte Oberfläche aufweisen, so daß sie beispielsweise barter. Kanälen besonders einfach ausgeführt werden von dem durch den Kanal 4 strömenden Luftstrom in kann, nämlich indem man nur die Folie und nicht auch diesem enthaltene Wärme aufnehmen und sie durch die noch die Stifte an den Außenwänden des Wärmetau- Folie 3 in den Kanal 5 leiten, um den dort in Gegenrichschers befestigen muß. tung strömenden Luftstrom zu erwärmen. Durch geeig-

Zweckmäßig sind die Enden der Stifte erweitert, bei- 50 nete Anordnung und Formgebung der Stifte 9 bzw. 10

spielsweise abgeflacht, so daß sie an den der Trennwand können die Luftströme zwischen den Stiften umgelenkt

entfernt liegenden Stellen eine besonders große War- werde:·, wie durch die Pfeile 6 in F i g. 2 angedeutet ist,

meübergangsfläche bieten. damit möglichst jedes Luftteilchen unmittelbar mit den

Weiterhin können wenigstens einige der wärmelei- Stiften in Berührung- kommt und der Wärmeübergang

tenden Stifte feuchtigkeitsdurchlässig ausgebildet sein, 55 optimal ist Durch die flachen Köpfe 12 der Stifte 9 bzw.

beispielsweise einen Kern nach Art eines Dochtes ent- die spezielle Formgebung der Stifte 10 erhält man eine

halten, so daß kondensierte Luftfeuchtigkeit aus dem günstige Kombination zwischen einer großen Oberflä-

sich abkühlenden Luftstrom in den aufgewärmten Luft- ehe der Stifte im Luftstrom und einem großen vollen

strom transportiert wird und dort verdampfen kann, Querschnitt der Stifte für eine gute Wärmeleitung zwi-

Der erfindungsgemäße Wärmetauscher ist wegen sei- 60 sehen den Kanälen 4 und 5.

ner flachen Bauweise und der Möglichkeit, ihm pro- Die Stifte 11 sind hohl ausgebildet und enthalten in

blemlos komplexe Formen zu geben, besonders für den ihrer Wand Öffnungen 13, so daß eine in jedem Stift

Einbau in Fassaden, Außenwände, Dächer usw. von Ge- enthaltene wassersau "ende Füllung 14 optimal mit den

bäuden für eine dezentrale Wärmerückgewinnung von Luftströmen in Kontakt tritt Diese Füllung 14 bewirkt

abgeführter Raumluft geeignet. Obwohl der Wärmetau- 65 nach Art eines Dochtes eine Übertragung sowohl von

scher mit nur einer aus einer flexiblen Folie bestehenden Wärme als auch von Feuchtigkeit zwischen den Kanä-

Trennwand bereits sehr gute Wirkungsgrade erzielt, len 4 und 5. Alternativ kann man die Stifte auch selbst

kann man auch mehrere derartige Trennwände nach porös ausbilden und mit Kapillaren ausfüllen, um die

Dochtwirkung bzw. den Feuchtigkeitstransport zu erzielen.

Die fexible Folie 3 wird bei der Montage des Wärmetauschers in denselben eingelegt, beispielsweise zwischen zwei sein Gehäuse bildenden Teilen festge- s klemmt Eine weitere Verbindung ist nicht notwendig, weil die Stifte 9,10 und 11 nur an der Folie 3 befestigt sind und mit dem Gehäuse 1 des Wärmetauschers nicht Üi Kontakt treten sollen. Sie sorgen für einen optimalen Wärmeübergang auf kleinstem Raum auch bei komplexen Formen des Wärmetauschers.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (7)

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steht darin, daß eine Wärmeleitung nicht nur senkrecht

Patentansprüche: zu den die Luftströme trennenden Platten, sondern wegen der guten Wärmeleitfähigkeit der Platten auch in

!.Wärmetauscher, mit wenigstens zwei durch eine deren Längsrichtung erfolgt Diese Erscheinung wirkt

Wand voneinander getrennten Kanälen für den 5 jedoch der Absicht entgegen, daß sich der Luftstrom

Durchstrom der Strömungsmittel wie Gase, zwi- beim Durchströmen des Wärmetauschers stetig abkühlt

sehen denen ein Wärmetausch stattfinden soll, wobei bzw. erwärmt, wozu ein Temperaturgefälle H Strö-

die Wand aus schlecht wärmeleitendem Material be- mungsrichtung erforderlich ist Je größer dieses Tempe-

steht und von in beide Kanäle ragenden wärmelei- raturgefälle ist desto größer ist auch der Wirkungsgrad

tenden Stiften durchsetzt istdadurchgekehn- io des Wärmetauschers. Ein weiterer Nachteil besteht dar-

z e ichnet, daß die Wand aus einer flexiblen Folie in, daß die Wärme aus den Luftströmen lediglich aus

(3) besteht und die Stifte (9; 10; 11) in dieselbe einge- deren in die Platten angrenzenden Schichten übertra-

stecktsind. pen wird und dementsprechend der Strömungsquer-

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch ge- schnitt möglichst klein sein soll, der Wärmetauscher also kennzeichnet, daß die Folie (3) aus Kunststoff wie is mit möglichst vielen Lamellen auszustatten ist, was ei-PVC besteht nen entsprechenden Aufwand verursacht Profiliert man

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, da- die Oberfläche in größerem Ausmaß, wird eine turbudurch gekesszeichnet, daß die Folie (3) eine Gewe- lente Luftströmung erzwungen, wodurch jedoch der beeiülage mi? verhältnismäßig großer Maschenwei- Strömungswiderstand erheblich erhöht und eine gewiste enthält 20 se Mindestströmungsgeschwindigkeit vorausgesetzt

4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 wird, wodurch wiederum der Wirkungsgrad des Wärbis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (3) metauschers sinkt

feuchtigkeitsdurchlässig ist Für Atemgeräte ist ein Wärmetauscher bekannt (US-

5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 PS 38 95 675), der in einem hohlen Gehäuse aus schlecht bis 4, dadurch gekennzeichnet,' daß die Stifte (9; 10; 25 wärmeleitendem Material wie glasfaserverstärktem Poll) im Abstand von den Außenwänden (1) der be- lyester in Längsrichtung verlaufende Trennwände aus nachbarten Kanäle (4; 5) enden. gleichem Material und diese Trennwände senkrecht zur

6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch ge- Strömungsrichtung durchsetzende Stifte aus gut wärkennzeichnet, daß die Enden (12) der Stifte (9) erwei- meleitendem Material wie Kupfer enthält die sich von tert, beispielsweise abgeflacht, sind. 30 Wand zu Wand durch den Kanal und die Trennwände

7. Wärmetauscher nach eitern der Ansprüche 1 erstrecken und für den Wärmeübergang zwischen den bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eini- benachbarten Strömungsabschnitten des für intermitge Stifte (U) feuchtigkeitsdun., ilässig ausgebildet tierenden Betrieb ausgelegten Wärmetauschers sorgen, sind. Auf diese Weise ist eine Wärmespeicherung in und eine

35 Wärmeleitung entlang den Trennwänden auf ein Mini-

mum herabgesetzt und gewährleistet daß der Wärmetausch nicht nur zwischen den unmittelbar an die Trennwände angrenzenden Bereichen der Luftströme stattfin-

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, der we- det Nachteilhaft ist jedoch, daß dia Trennwände des nigstens zwei durch eine Wand voneinander getrennte 40 Wärmetauschers verhältnismäßig starr sind und dem-Kanäle für den Durchstrom der Strömungsmittel wie entsprechend die für den Wärmetausch bestimmten Gas, zwischen denen ein Wärmetausch stattfinden soll, Stifte genau passend ausgebildet und in entsprechende aufweist die aus schlecht wärmeleitendem Material be- öffnungen eingebaut werden müssen. Hierdurch ernstesten t und die von in beide Kanäle ragenden wärmelei- hen verhältnismäßig hohe Fertigungskosten. Eine Antenden Stiften durchsetzt ist 45 passung der Trennwände an verschiedene Formen der

Rekuperative Wärmetauscher für Luftströme sind in von den Wärmetauschrnedien zu durchströmenden Ka-

zahlreichen Ausführungen bekannt Sie weisen in der näie ist nur mit großem Aufwand möglich.

Regel parallel angeordnete feststehende Platten auf, die Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

beispielsweise aus Glas oder Metall bestehen und die preiswert herzustellenden und insbesondere flach bau-

beiden Luftströme voneinander trennen, zwischen de- 50 enden und leicht an engen und auch komplex geformten

nen der Wärmetausch stattfinden soll. Der Wärmeüber- Stellen einsetzbaren Wärmetauscher zu schaffen, der

gang erfolgt aufgrund einer guten Leitfähigkeit der auch bei extrem flacher Bauweise noch mit sehr gutem

Platten, die zu diesem Zweck, wenn sie aus Metall beste- Wirkungsgrad arbeitet

hen, auch eine profilierte Oberfläche aufweisen können. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Wärme-Um die Wärmetauschfläche weiter zu vergrößern, ist es 55 tauscher der eingangs genannten Gattung vorgeschlaauch bekannt, mehrere Platten lamellenartig parallel ne- gen, daß die die verschiedenen Ströme trennende Wand beneinander anzuordnen, so daß die beiden Luftströme aus einer flexiblen Folie besteht und die Stifte in dieselabwechselnd durch die Schlitze zwischen den Platten be eingesteckt bzw. durch sie hindurchgesteckt sind. Im geführt werden. Erst durch eine derartige kompakte Gegensatz zu bekannten Wärmetauschern ist die Bauweise erhält man wirtschaftlich interessante War- 60 Trennwand zwischen den Abgasströmen also nicht metauscher. starr, sondern flexibel ausgebildet, so daß der Wärme-

Die vorstehend genannten bekannten Wärmetau- tauscher nicht nur sehr flach baut, sondern auch in komscher können wegen ihrer kompakten Bauweise bei- plexe Formen gebracht werden kann, weil die aus einer spielsweise in Kanäle mit quadratischem oder rechteck)- flexiblen Folie bestehende Trennwand sich nicht nur in gern Querschnitt eingebaut werden, eignen sich jedoch 65 gradlinige, sondern auch gebogene, abgewinkelte oder weniger für den Einbau in schmale Luftschlitze, weil ihre sonstwie verlaufende Kanäle problemlos einbauen läßt, wärmetauschende Oberfläche hierfür zu gering ist. Ein Die Anbringung der für die Wärmeleitung vorgeseheweiterer Nachteil dieser bekannten Wärmetauscher be- nen Stifte ist ebenfalls einfach durchzuführen, weil die