DE3112970C2

DE3112970C2 - Heat exchanger for gaseous media

Info

Publication number: DE3112970C2
Application number: DE19813112970
Authority: DE
Inventors: Gregor 4441 Schapen Schniedergers
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-04-01
Filing date: 1981-04-01
Publication date: 1985-04-18
Also published as: DE3112970A1

Abstract

Die Erfindung schlägt einen regenerativen Wärmetauscher vor, der insbesondere in landwirtschaftlichen Betrieben einsetzbar ist und hier die Wiedergewinnung der in Abluft von Stallanlagen vorhandenen Wärme dadurch ermöglicht, daß ein umlaufendes Tauscherrad aus gut wärmeleitfähigem Werkstoff von der Abluft erhitzt wird, aber seine Wärme bei Umlauf an ein Tauschermedium gibt, das kälter als die Abluft gehalten wird und das mit einer Wärmerückgewinnungsanlage, d.h. einer Wärmepumpe in Verbindung steht.The invention proposes a regenerative heat exchanger that can be used in particular in agricultural operations and here enables the heat present in the exhaust air from stables to be recovered by heating a rotating exchanger wheel made of a highly thermally conductive material from the exhaust air, but with its heat on during circulation There is exchange medium that is kept colder than the exhaust air and that is connected to a heat recovery system, ie a heat pump.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf e'vpn Wärmelauscher für gasförmige Medien gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to e'vpn heat exchangers for gaseous media according to the preamble of claim 1.

Eine gattungsbildende Einrichtung wird in der GB-PS 47 378 beschrieben. Hier erzeugt ein Brenner Warmluft, die durch ein Tauscherrad strömt, durch das auf der anderen Seite Kaltluft geführt wird. Diese Kaltluft erwärmt sich im Tauscherrad und kann dann ihrem Verwendungszweck zugeführt werden. Diese bekannte An · lage ist weder für stark verschmutzte Luft, wie sie beispielsweise in landwirtschaftlichen Betrieben anfällt, noch für korrosive Medien, beispielsweise in Verbindung mit einer Wärmerückgewinnungsanlage einsetzbar. A generic institution is set out in GB-PS 47 378 described. Here a burner generates warm air, which flows through an exchanger wheel through which on the cold air is guided on the other side. This cold air is heated in the exchanger wheel and can then be used for its intended purpose are fed. This known system is not suitable for heavily polluted air, as is the case, for example in agricultural operations, nor for corrosive media, for example in connection can be used with a heat recovery system.

Bei stark verschmutzter Abluft oder bei korrosiven Medien wäre eine ständige Reinigung der Einrichtung erforderlich, unter Umständen sogar mit speziellen Hochdruckreinigern mit Sprühlanzen. Das Reiinigungswasser und das Kondensat müssen gesammelt und abgeführt werden, wobei eine vollständige Reinigung der Anlage nicht möglich ist, so daß im Laufe der Zeit derartige Einrichtungen hinsichtlich ihres Wärmeübertragungswirkungsgrades erheblich nachlassen.In the case of heavily polluted exhaust air or corrosive media, constant cleaning of the facility would be required required, possibly even with special high-pressure cleaners with spray lances. The cleaning water and the condensate must be collected and drained, with a complete cleaning of the Plant is not possible, so that in the course of time such facilities in terms of their heat transfer efficiency decrease considerably.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wärmerückgewinnungsanlage der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, daß das Tauscherrad leicht reinzuhalten ist und ggf. anfallendes Kondensatwasser aus dem Wärmetauscher abgeleitet werden kann.The invention is based on the object of a heat recovery system of the generic type to the effect that the exchanger wheel is easy to keep clean and any condensate water that may accumulate can be derived from the heat exchanger.

Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgilbe wird durch die Maßnahme des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1 gelöst.This object on which the invention is based is solved by the measure of the characterizing part of claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erläutert.Advantageous embodiments of the invention are explained in the subclaims.

Das zu kühlende gasförmige Medium wird über einen Radialveniilator dem Inneren des Tauscherrades zugeführt und verläßt das Tauscherrad an dessen Umfang, wobei das Tauscherrad mit seiner umlaufenden Achse parallel zur Oberfläche des Tauschermediums angeordnet ist und bei seinem Umlauf in das Tauschermedium, vorzugsweise Wasser, eintaucht und dabei seine Wärme abgibt, gleichzeitig aber auch gereinigt wird, so daß stets bei Betrieb der Anlage automalisch ein sicherer Wärmeübergang erreicht wird, andererseits gleichzeitig das Ansammeln des sich bildenden Kondensats -riieht zuThe gaseous medium to be cooled is fed to the inside of the exchanger wheel via a radial fan and leaves the exchanger wheel at its circumference, the exchanger wheel with its rotating axis is arranged parallel to the surface of the exchanger medium and when it circulates in the exchanger medium, preferably water, immersed and thereby gives off its heat, but is also cleaned at the same time, so that a safe heat transfer is always automatically achieved when the system is in operation, on the other hand, at the same time the accumulation of the condensate that forms - prevents

!0 Schwierigkeiten führt und Staubansammlungen verhindert werden.! 0 causes trouble and prevents dust build-up.

Die Einrichtung ist einfach herzustellen und weist den Vorteil auf, daß Beschädigungen so gut wie ausgeschlossen sind. Außerdem besteht der Vorteil, daß die Einrich- *ung als geschlossene Einheit fertig vorinstallieri geliefert und vor jeden Lüftungsschacht eines Stalles od. dgl. in einfachsterweise eingebaut werden kann.The device is easy to manufacture and has the The advantage is that damage is as good as impossible. There is also the advantage that the * Unless delivered as a closed unit, pre-installed and in front of each ventilation shaft of a stable od. The like. Can be installed in the simplest way.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert- Die Zeichnung zeigt dabei ?nAn exemplary embodiment is explained below with reference to the drawing. The drawing shows? N

F i g. 1 eine Frontansicht auf die Einrichtung unter Wegbruch der vorderen Wand des Behälters und in
Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie A-B in Fig. I.
In der Zeichnung ist mit 1 ein kastenförmiger Behälter bezeichnet, dem ein Tauscherrad 2 um eine Achse 3 umlaufend angeordnet istF i g. 1 is a front view of the device with the front wall of the container broken away and in FIG
Fig. 2 shows a section along the line AB in Fig. I.
In the drawing, 1 denotes a box-shaped container, which an exchanger wheel 2 is arranged to rotate around an axis 3

Der Antrieb des Tauscherrades erfolgt über einen gesonderten motorischen Antrieb 4, beispielsweise über einen Keilriemenantrieb.The exchanger wheel is driven via a separate motor drive 4, for example via a V-belt drive.

Der kastenförmige Behälter 1 ist an seiner Oberseite offen, während er an seiner Unterseite geschlossen ist und in diesem Bereich ein Tauschermedium 5, beispielsweise Wasser, aufnimmt. Die Höhe des Wasserspiegels des Tauschermediums 5 ist in der Zeichnung mit »WS« eingezeichnet.The box-shaped container 1 is open on its upper side, while it is closed on its underside and in this area receives an exchange medium 5, for example water. The height of the water level of the exchange medium 5 is shown in the drawing with "WS" .

Irn Zentrum des Tauscherrades 2 ist ein Radiallüfter fi angeordnet, dem die warme, zu kühlende Luft in Richtung des Pfeiles F zugeführt wird.In the center of the exchanger wheel 2 is a radial fan fi arranged, which the warm air to be cooled in the direction of arrow F is supplied.

Das eigentliche Tauscherrad 2 besteht aus einer Vielzahl von konzentrisch zueinander angeordneten Mclallstreifen 7. die zwischen sich Durchströmöffnungen 8 freilassen, so daß das im Zentrum des Tausehcrradex 2 zugisführte gasförmige, zu kühlende Medium nach Durchströmen der Öffnung 8 die Metallstreifen 7 erwärmt hat und an der Oberseite des kastenförmigen Behälters 1 in Richtung des Pfeiles A abströmen kann.The actual exchanger wheel 2 consists of a large number of metal strips arranged concentrically to one another 7. leave the flow openings 8 between them, so that the in the center of the Tausehcrradex 2 supplied gaseous medium to be cooled after flowing through the opening 8, the metal strips 7 are heated and can flow off at the top of the box-shaped container 1 in the direction of arrow A.

Im unteren Teil des kastenförmigen Behälters I ist unterhalb des Tauscherrades 2 eine Leitung 9 angeordnet, die in Verbindung mit einer Wärmepumpe »W.l'« steht. Anstelle der einfachen U-förmigen Leitung 9 ist esIn the lower part of the box-shaped container I, a line 9 is arranged below the exchanger wheel 2, which is in connection with a heat pump "W.l '" . Instead of the simple U-shaped line 9 it is

so möglich, auch eine sehr umfangreiche, eine große Tauscherfläche aufweisende Wärmepumpenlciiung 9 vorzusehen. so possible, even a very extensive, large exchanger surface having heat pump solution 9 to be provided.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist wie folgt:
Das zuzuführende Medium, beispielsweise die Abluft eines Stalles, wird über den Radiallüfter 6 in das Innere des Tauscherrades 2 geführt und durchströmt dabei den kastenförmigen Behälter 1 nach oben hin in Richtung des Pfeiles F₂ und gibt dabei seine Wärme an die in diesem oberen Bereich des kastenförmigen Behälters angeordneten Metallstreifen 7 ab. Da das Tauseherrad 2 ebenfalls angetrieben wird, tauchen nunmehr die derart erwärmten Metallstreifen 7 des Taiischernides 2 in das Tauschermedium 5 ein und geben, da dieses Medium kälter als die Abluft ist, die gespeicherte Wärme an tlasThe device works as follows:
The medium to be supplied, for example the exhaust air from a stable, is guided into the interior of the exchanger wheel 2 via the radial fan 6 and flows through the box-shaped container 1 upwards in the direction of arrow F ₂ and gives its heat to the in this upper area of the metal strip 7 arranged in a box-shaped container. Since the tow wheel 2 is also driven, the metal strips 7 of the Taiischernides 2, which have been heated in this way, are now immersed in the exchange medium 5 and, since this medium is colder than the exhaust air, the stored heat is transferred to tlas

b5 Medium ab. wobei das Kühlhaltcn des Mediums durch die Kältemaschine der Wärmepumpe erfolgt.b5 medium. whereby the cooling of the medium is carried out the cooling machine of the heat pump takes place.

Beim Eintauchen der Metallstreifen 7 des Taiischerrades 2 in das Medium werden diese Metallstreifen auto-When immersing the metal strips 7 of the Taiischerrades 2 these metal strips are auto-

matisch gereinigt, so daß ein Verschmutzen der Tauscherelemente automatisch ausgeschaltet wird.automatically cleaned so that the exchanger elements are not contaminated turns off automatically.

Die Umlaufgeschwindigkeit des Tauscherrades 2 wird in Abhängigkeit der Wärmeübergangszahlen geregelt, so daß dafür Sorge getragen wird, daß einerseits ein möglichst weitgehendes Erwärmen der Metallstreifen 7 im oberen Teil des kastenförmigen Behälters 1 erfolgt, andererseits ein möglichst vollständiges Abgeben der Wärme von den Metallstreifen 7 an das Tauschermedium 5.The speed of rotation of the exchanger wheel 2 is regulated as a function of the heat transfer coefficients, so that care is taken that, on the one hand, the greatest possible heating of the metal strips 7 takes place in the upper part of the box-shaped container 1, on the other hand, the most complete possible dissipation of the heat from the metal strips 7 to the exchanger medium 5.

1010

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

1515th

2020th

2525th

3030th

3535

4040

5555

6060

6565

Claims

Patent claims:

1. Heat exchanger for gaseous media with a box-shaped container, one in the box-shaped one Circulating driven exchanger wheel arranged in a container, which has a large number of good heat-conducting, Leaving through-flow openings uncovered. Has metal strips extending in the circumferential direction of the wheel run, characterized by one arranged in the lower part of the box-shaped container (1) liquid exchange medium (5) and one with the exchange medium (5) in connection Heat pump line (9), the axis (3) rotating from the exchanger wheel (2) parallel to the surface of the exchange medium and is at a distance from the surface of the exchange medium (5)

2. Heat exchanger at least according to claim I, characterized in that the exchange medium (5) is formed by water.

3. Heat exchanger according to claims ϊ and 2, characterized in that the box-shaped container (1) with an inlet and outlet opening that allows the exchange medium to be changed easily is equipped

4. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the metal strips (7) of the exchanger wheel (2) are provided with a highly thermally conductive, corrosion-preventing protective layer.