DE3204811C2

DE3204811C2 - Wärmetauscher für Stallwärmerückgewinnungsanlagen

Info

Publication number: DE3204811C2
Application number: DE19823204811
Authority: DE
Inventors: Dieter 4420 Coesfeld Fedder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-02-11
Filing date: 1982-02-11
Publication date: 1984-11-22
Also published as: DE3204811A1

Abstract

Die Erfindung schlägt einen Wärmetauscher für Stallwärmerückgewinnungsanlagen vor, der im wesentlichen durch einen abluftdurchströmten Kollektor gebildet wird, der selbst wiederum aus Hochdruckpolyäthylentauscherrohren aufgebaut ist, die von einem Wärmetauschermedium durchströmt werden, wobei die Tauscherrohre in plattenförmigen Rohreinheiten zusammengefaßt sind, die um 90 ° gegeneinander versetzt innerhalb des Kollektors angeordnet werden, um somit eine hohe Berührungsfläche mit der durchströmenden Abluft zu schaffen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher für die Wärmerückgewinnung in Stallanlagen gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Ein solcher Wärmetauscher ist aus der DE-OS 22 931 bekannt.

In dieser Druckschrift wird ein abluftdurchströmtcr Kollektor vorgestellt, der aus Tauschcrrohrcn besteht, die ein Wärmetauschermedium enthalten, das im Kreislauf mit einer Wärmepumpe geschaltet ist.

Die Wärmerückgewinnung in Stauanlagen erfolgt auch z. B. über Tauschereinheiten, die die in dem Stall eintretende Luft aufgrund von Kontakt mit durch die austretende Luft erwärmten Tauscherelenicnten erwärmen.

Die Wärmerückgewinnung aus warmer Luft ist durch sogenannte Energiezäune bekanntgeworden (DE-GM 07 199). Hierbei erfolgt der Wämictausch über ein Wärmetauschermedium, wie beispielsweise Sole, das einer Wärmepumpe zugeführt wird. Die Energiezäune bestehen aus einer Vielzahl von Rohrelcmentcn, die von Luft durchströmt, die in der Luft enthaltene Wärme an das Tauschermedium abgeben.

Für Stallanlagen besteht das Problem, daß die Tauschereinheit kompakt ausgebildet sein muß und daß, um zu zufriedenstellenden Wirkungsgraden zu kommen, der Aufwand an Rohrelementen gering gehalten werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochleistungswärmetauscherblock zu schaffen, der insbesondere für die Wärmerückgewinnung in Stallanlagen geeignet ist und bei dem der Wirkungsgrad gegenüber den bisher bekannten vergleichbaren Einrichtungen erheblich verbessert wird.

Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kenn

zeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst

Dadurch, daß die Tauscherrohre zu gitterförmigen Rohreinheiten zusammengefaßt sind und die Sammelrohre und die damit verbundenen Tauscherrohre einmal horizontal und einmal vertikal versetzt angeordnet sind, wird ein in Strömungsrichtung der durchströmenden Luft gesehen gitterartiges Rohrnetz geschaffen, das zu einem sehr vorteilhaften Wärmeübergang von der Luft auf die Rohre und damit auf das Tauschermedium führt.

ίο Durch die gitterartige Anordnung werden offensichtlich in der Luft Turbulenzen bewirkt, die nicht nur eine allseitige Bestreichung der Tauscherrohrc mit warmer Luft bewirken, sondern diese Turbulenzen tragen offensichtlich auch dazu bei. sich ansetzende Staub- und

is Schmutzparlikelchcn zu entfernen, so daß überraschenderweise festgestellt werden konnte, daß mit der crlindungsgcmiißcn Einrichtung ein Wärmctuuschcrblock geschaffen wird, der weniger verschmulzungsanfällig als die bisher bekannten Einrichtungen ist und der andererscits bei gleicher Wärmeleistung wesentlich weniger Rohrlängen benötigt. Vergleiche haben ergeben, daß bei dem erfindungsgemäßen Wärmetauscherblock eine Gesamtrohriänge von 440 m die gleiche Leistung erbringt wie ein normaler Energiezaun, der 2000 m Rohr aufweist, d. h. mit einem Viertel des Aufwandes kann die gleiche Leistung erreicht werden.

Als besonders vorteilhaft hat es sich weiterhin herausgestellt, daß mehrere der gitterförmigen Rohreinheiten zu Blöcken zusammengefaßt werden, die von dem

jo Wärmetauschermedium als Blockeinheit durchflossen werden. Hierbei erfolgt vorzugsweise eine Anordnung im Gegenstromvcrfahrcn derart, daß die kälteste Sole dem Wärmetauscherblock im Bereich des Abluftaustrittes zugeführt und die heißeste Sole aus dem Wärmeiau-

j5 scherblock im Bereich des Ablufteintrittes abgezogen wird.

Praktische Versuche mit einer Anordnung gemäß der Erfindung ergaben folgende Werte:
Der Wärmetauscherblock wies eine Länge von 1200 mm. eine Breite von 1200 mm und eine Höhe von 1500 mm auf. Die Luftmenge lag /.wischen 7400 und 5800 m¹ pro Stunde. Die Drehzahl des Ventilators bei 890 U/min. Der Ventilator wies dabei eine Leistungsaufnahme von 280 Watt auf. Vorteilhafterweise ist der Vcntilator polumschaltbar und sowohl die Tauscherrohre wie die Sammelrohre waren aus Hochdruckpolyäthylenrohren hergestellt. Der Ventilator ist als Axialventilator ausgebildet und die den Wärmetauscherblock umgebende Gehäuseverkleidung wird vorzugsweise aus Kunststoffplatten, die entsprechend korrosionsfest sind, ausgebildet, wobei diese Platten gleichzeitig als Reinigungsplatten abnehmbar gestaltet sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Die Zeichnung zeigt dabei in

Fig. 1 schaubildlich einen Kollektor mit abgenommenen Scitcnwandvcrkleidungcn, und in

Fig. 2 in größerem Maßstab einen Ausschnitt aus zwei gitterförmigen gegeneinander versetzten Rohreinhcitcn.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Kollektor bezeichnet, der durch ein Gehäuse 2 gebildet wird, wobei in der 7.eichnung die zum Betrachter hingewandte Wandverkleidung abgenommen ist. um das Innere des Kollektors

fi^r) I /u verdeutlichen.

Der Kollektor 1 weist einen Axialvcntilator 3 auf. der die Aussirömseilc des Kollektors I bildet, während iin der dem Axialvcntilator 3 gegenüberliegende Seite die

Einströmseite 4 geschaffen wird.

!m unteren Bereich wird der Kollektor 1 durch eine Kondensatsammeiwanne 5 abgeschlossen, die mit entsprechenden Abflußöffnungen, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, ausgerüstet ist Mit dem Pfeil Fi ist der Abluftcintriit in den Kollektor 1 bezeichnet, wäh-ι end der Pfeil Fj die ausströmende, abgekühlte Luft verdeutlicht.

Bei 6 ist der zum Kollektor 1 führende Soleeintritt erkennbar, wrhrend bei 7 der Soieaustritt dargestellt ist.

Der wesentliche Teil des Kollektors 1 ist der innerhalb des Gehäuses 2 angeordnete Wärmetauscherblock, der aus gitterförmigen Rohreinheiten 8 gebildet wird. Diese Rohreinheiten 8 bestehen aus Tauscherrohren 9, die an ihren Enden mit Sammelrohren 10 verbunden sind. Hierbei sind in der Zeichnung aus Übersichtlichkeitsgründen die vertikal ausgerichteten Sammelrohre mit 10 und die horizontal ausgerüsteten Sammelrohre mit 100 bezeichnet Die Tauscherrohre 9 siiid mit den Sammelrohren 10 bzw. 100 so verbunden, daß ein mögliehst störungsfreies Durchströmen der Tauscherrohre 9 mit dem Wärmetauschermedium gewährleistet ist.

Die einzelnen gitterförmigen Rohreinheiten 8 sind um 90° gegeneinander derart versetzt, daß einmal die Tauscherrohre 9 horizontal und einmal die Tauscherrohrc 9 2^r> vertikal ausgerichtet sind, so wie dies besonders deutlich F i g. 2 zeigt. Auch F i g. 1 zeigt, daß die Sammelrohre 10 vertikal und die Sammelrohre 100 horizontal ausgerichtet sind. Hierbei sind gemäß einem wesentlichen Merkmal der neuen Vorrichtung, beispielsweise sechs gitter- jo förmige Rohreinheiten 8 zu einer strömungstechnischen Einheit zusammengefaßt. Dies wird in Fig. 1 dadurch verdeutlicht, daß die Sammelrohre 10 mit 10a, 106 und 10c bezeichnet sind. Diese vertikal ausgerichteten Sammelrohre 10a, 106, 10c sind strömungstechnisch mit den horizontal ausgerichteten Sammelrohren 100a, 1006 und 100c verbunden, so daß dadurch die angestrebte Blockschaltung erreicht wird.

Die Führung des Wärmetauschermediums erfolgt derart, daß das eintretende Wärmetauschermedium, also die Sole, zuerst den Sammelrohren 10a bis lOc bzw. 100a bis 100c zugeführt wird, während die austretende Sole der Blockeinheit entnommen wird, die dem Ablufteintritt am nächsten liegt.

In F i g. 1 sind an der Oberseite des Kollektors 1 ange- <r> ordnete Entlüftervorrichtungen 11 erkennbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

b0

Claims

Patent-ansprüche:

1. Wärmetauscher für die Wärmerückgewinnung in Stallanlagen mit einem abluftdurchströmten Kollektor, der aus Tauscherrohren gebildet wird, die ein Wärmetauschermedium enthalten, das im Kreislauf mit einer Wärmepumpe geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Tauscherrohre (9) des Kollektors (1) in gitterförmigen Rohreinheiten (8) zusammengefaßt sind und daß eine Vielzahl von gitlerförmigen Rohreinheiten (8) innerhalb des Kollektors (1) derart zusammengefaßt ist. daß abwechselnd die Sammelrohre (10, 100) vertikal und horizontal aufeinanderfolgend ausgerichtet sind.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß jede gitterförmigc Rohrcinhtit (8) aus zwei Sammelrohren (10,100) gebildet wird, zwischen denen sich die Tauscherrohrc (9) erstrecken, wobei die Tauscherrohrc (9) mit den .Sammelrohren (10; 100) in Verbindung stehen.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß von den aufeinanderfolgenden Sammelrohren (10; 100) mehrere zu einem Strömungsblock (10a, 10ft, 10c; 100a, lOOb, iOOc) zusammengefaßt sind.

4. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelrohre (10; 100) mit Entlüftervorrichtungen (11) versehen sind.