DE3781487T2 - Sich hin- und herbewegender waermeaustauscher. - Google Patents
Sich hin- und herbewegender waermeaustauscher.Info
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Description
- Die Erfindung betrifft einen Luft-Luft-Wärme-Tauscher nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
- Derartige Wärme-Tauscher rückgewinnen Energie aus z. B. Abluft von geheizten oder gekühlten Gebäuden.
- Die Abgase aus einem typischen Verbrennungsofen oder anderem Heizgerät können größenordnungsmäßig ein Drittel der dem Ofen zugeführten Energie enthalten; daher kommt es zu hohen Energieverlusten, falls nicht Energie aus dem Abluftstrom rückgewonnen wird.
- Ähnlich besteht bei luftdichten Gebäuden, aus denen verbrauchte Luft an die Umgebung abzugeben und Frischluft in das Gebäude anzusaugen ist, das Bedürfnis für einen wirksameren Luft-Luft-Wärme-Tauscher, um mehr Energie aus der Abluft zu gewinnen.
- Es sind verschiedene Versuche unternommen worden, um Energie aus Abluftströmen rückzugewinnen.
- Ein Wärmeregenerativrad ist seit ca. 1970 bekannt aus Energy Conservation Through Heat Recovery (NORTHERN NATURAL GAS CO.), wobei der Abluftstrom durch eine Hälfte des porösen wärmeabsorbierenden Rads strömt; Zuluft durch die andere Hälfte geleitet wird und das Rad langsam rotiert, so daß Wärme vom Abluftstrom zur Zuluft übertragen wird.
- Derartige Räder sind sehr groß bemessen und regelmäßig in Gleichgewichtssystemen eingesetzt, wo die Zuluft die gleiche Durchflußmenge wie die Abluft besitzt (z. B. im genannten luftdichten Gebäude).
- Wenn der Abluftstrom unerwünschte Gase wie Verbrennungsprodukte enthält, werden die unerwünschte Gase aus dem Wärmeregenerativrad entfernt, damit sie nicht zurückgeblasen werden in das Gebäude mit der Zuluft. Ein sektorförmiger Reinigungsabschnitt an der Grenze zwischen Abluftstrom und Zuluft wird zusammen mit sektorförmigen Abschnitten eingesetzt, um durch das Wärmeregenerativrad hindurch und in die Abgase Zuluft zurückzuleiten, die in den sektorförmigen Abschnitt strömt.
- Ein Wärme-Tauscher gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 ist in GB-A- 220867 (PERRY) (von 1924), beschrieben, nämlich ein Regenerator, der teilweise einsetzbar ist für das Vorheizen von Luft, die zur Verbrennung von Brennstoff in Öfen benutzt wird, wobei das Vorheizen der Luft durch Abwärme vom Ofen erfolgt, in dem die vorgeheizte Luft verwendet wird. Der Regenerator hat einen Eintritt für Heißluft aus einem Ofen, die aus einem Austritt abströmt. Ein Eintritt ist für vorzuheizende Luft vorgesehen, die in einen Austritt strömt. Die heiße Luft und die zu heizende Luft strömen beide durch hohle rechteckige Gehäuse, die unterteilt sind in eine Anzahl vertikale Kammern durch Trennwände, parallel zur Strömungsrichtung der Luft und des Heizmediums. Die vertikalen Kammern sind mit wärmeabsorbierenden Werkstoffen gefüllt, wie gewellten Metall-Platten oder Blechen, die sich von oben nach unten der Gehäuse erstrecken und parallel zu den Trennwänden angeordnet sind. Zusätzliche rechteckige Gehäuse sind vorgesehen, die gerüttelt werden durch die Bewegung des Gehäuses, so daß Ruß, der sich bei jeder Füllung niedergeschlagen hat, abgeht und in einen Auffänger fällt, wobei die Gehäuse offen am oberen und unteren Ende für diesen Zweck ausgebildet sind. An gewissen Stellen, an denen eine Undichtigkeit zwischen Luftführung und den Führungen für das Heizmedium möglich ist, ist eine Abdichtung (wie eine Metallbürste) verwendet.
- Die technische Aufgabe der Erfindung gegenüber diesem Stand der Technik besteht vor allem darin, die Trennung von erstem Luftstrom und Regenerativ- Luftströmung entlang der Bewegung des Wärme-Absorbers zu sichern, so daß ein Vermischen der beiden unterschiedlichen Luftarten vermieden wird.
- Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch das Kennzeichen von Anspruch 1.
- Die Unteransprüche enthalten Ausgestaltungen der Erfindung.
- Bevorzugte Ausführungsbeispiele haben einige oder alle der folgenden Merkmale:
- (a) Durch die Trennwände des porösen Elements kann der Reinigungs-Luftstrom von der Regenerativ-Luftströmung isoliert werden.
- (b) Der Reinigungs-Luftstrom ist Umgebungsluft.
- (c) Der Reinigungs-Luftstrom ist Teil der Regenerativ-Luftströmung.
- Die Erfindung sichert eine verbesserte Energie-Rückgewinnung in einer gedrängten, leicht herstellbaren und leicht zu wartenden Vorrichtung. Die Verbesserungen erlauben Energie-Rückgewinnung aus Abgasen bei Anwendungen, für die bisherige Abgas-Rückgewinnungs-Einrichtungen unpraktisch waren, z. B. Abgasen von Overhead-Heizungen in Industriegebäuden und Wohngebäude-Öfen.
- Abgleich- und Ausgleich-Schwierigkeiten, die beim Wärmeregenerativrad auftreten können, werden vermieden.
- Der erfindungsgemäße Wärme-Tauscher kann in beliebiger Ausrichtung eingebaut werden (obwohl die Leistung klein ist, wenn die Trag-Stangen horizontal verlaufen); im Gegensatz dazu wird das Wärmeregenerativrad vertikal eingebaut.
- Der erfindungsgemäße Wärme-Tauscher sichert auch eine bessere Homogenität der Luftströmung durch das poröse Element, da die Kammern rechteckig sind; im Wärmeregenerativrad sind die Kammern sektorförmig, wobei die Strömung beschränkt ist durch die engen Abschnitte der Kammern nahe der Drehachse.
- Die Erfindung ist sowohl im Sommer als auch im Winter einsetzbar; Energie kann aus gekühlter Abluft von klimatisierten Gebäuden rückgewonnen werden.
- Die Erfindung ist auch anwendbar bei Abluft aus Krankenhäusern, wo eine Reinigung von Bakterien aus der Abluft erforderlich ist.
- Verschiedene Ausführungen der Erfindung sind im einzelnen beschrieben anhand der Zeichnung, nämlich:
- Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
- Fig. 2 ist ein mehr schematischer horizontaler Querschnitt durch Fig. 1,
- Fig. 3A, 3B, 3C sind drei schematische Ansichten der drei Stellungen des endlosen Kettentriebs und des Kurventasters zur Hin- und Herbewegung des porösen Metall-Elements,
- Fig. 4A, 4B, 4C und 4D zeigen schematisch vier Stufen innerhalb eines vollen Takts der hin- und herbewegten porösen Metall-Einheit.
- Gezeigt ist ein hin- und herbeweglicher Energie-Rückgewinner mit einem Abgas-Eintritt 8 (6'' (15 cm) Durchmesser) zur Aufnahme heißer Abgase aus einem Gasofen oder einer anderen sauber verbrennenden Heizeinheit. Die Abgase strömen durch einen porösen Metall-Körper 20, getragen von einem umgebenden Rahmen, der in zwölf gleiche Kammern 24 durch Metall-Trennwände 25 unterteilt ist; jede Kammer ist 1,5'' (3,8 cm) breit, 2 7/8'' (7,3 cm) tief und mit 1,5 oz. (42 g) wärmeabsorbierendem, porösem Metall-Geflecht gefüllt. Das Geflecht ist 2,5'' (6,4 cm) weites, rohrförmiges, geflochtenes Aluminium, das unter 450 umgebogen (lieferbar von ACS Industries, Woonsocket, R.T., U.S.A. ) und serpentinenartig in jeder Kammer gefaltet ist. Die Abgase übertragen ihre Wärme auf den porösen Metall-Körper 20 und strömen aus durch einen Abluft-Kanal 10, in dem ein Abgas-Lüfter 22 angeordnet ist, der von einem Motor 23 angetrieben ist. Der poröse Metall-Körper 20 und der Rahmen sind für Hin- und Herbewegung gelagert durch vier lineare Kugellager-Einheiten 12, zwei an jedem Ende (nur zwei der vier sind in Fig. 1 gezeigt), die auf geraden Stangen 14 laufen.
- Die Bewegung des porösen Körpers 20 wird gesteuert durch einen Getriebe-Motor 16, der eine endlose Kette 17 über Kettenräder 18, 19 (Fig. 1, 3A-3C) antreibt. Ein Kurventaster 30, befestigt an der Kette 17, treibt ein U-Profil 32 an, das am porösen Metall-Körper 20 gesichert ist. Da der Kurventaster 30, an der endlosen Kette 17 befestigt, vom Getriebe-Motor weg angetrieben wird, wird der poröse Metall-Körper 20 zu einem Ende seiner Querachse bewegt (Fig. 3A).
- Wenn der Kurventaster das Ende seiner Bewegung auf der Kette 17 erreicht, repositioniert sich der Kurventaster im U-Profil neu, um den porösen Körper 20 in die entgegensetzte Richtung anzutreiben (Fig. 3B, 3C).
- Regenerativluft-Gebläse 34 richten Regenerativ-Luft durch Kanäle 36 (3,5'' (8,9 cm) breit) in den porösen Metall-Körper. Die Regenerativluft-Kanäle 36 sind vom Abgas-Austrittskanal 10 getrennt durch eine Platte 38 (1,0'' (2,5 cm) breit) in der Querschnittsebene von Fig. 2. Eine andere Platte 28 (1,75'' (4,4cm) breit) in der Querschnittsebene von Fig. 2, angeordnet an der entgegengesetzten Seite des porösen Körpers 20, wirkt als Luftsperre und bewirkt zusammen mit der Platte 38 das Reinigen von Brenngasen aus jeder Kammer vor der Energie-Rückgewinnung.
- Der hin- und herbewegte Körper ist in zwölf Kammern 24 unterteilt, so daß jede Kammer, wenn sie aus dem Abgas-Luftstrom in einen Regenerativ-Luftstrom läuft, vorübergehend die Stellung 26 in Fig. 2 einnimmt. Eine Seite der Kammer überbrückt den Auslaß des Regenerativ-Gebläses und den Abluft-Kanal, während die andere Seite der Kammer durch die Luftsperre 28 abgedichtet ist. Infolgedessen werden die restlichen Brenngase in dieser Kammer schnell und zwangläufig von der Reinigungs-Luft P ausgestoßen, die sich vom Regenerativ-Gebläse durch die Kammer zum Auslaß bewegt. Hochtemperatur-Silikon-Dichtungen sind um den porösen Metall-Körper angeordnet, um Undichtigkeiten zwischen dem Körper und den Wänden 28,38 zu vermeiden. Der Abgas-Lüfter 22 saugt gleichzeitig heiße Abgase in das Metall-Geflecht 20 und kältere giftige Gase aus dem Rauch-Abgas.
- Fig. 4A-4D zeigen die Hin- und Herbewegung des porösen Metallkörpers 20. In Fig. 4A werden die am weitesten links liegenden vier Kammern 24a-24d durch Abgase H erwärmt. In Fig. 4b sind diese Kammern aus dem Strömungsweg der Abgase H herausbewegt; die Kammern 24a haben bereits einmal voll den Regenerativ-Luftstrom R durchlaufen, die Kammern 24b und 24c befinden sich im Regenerativ-Luftstrom, und die Kammer 24d ist in der Reinigungs-Stellung. In Fig. 4C haben alle vier Kammern 24a-24d einmal vollständig den Regenerativ-Luftstrom durchlaufen. In Fig. 4D machen dieselben vier Kammern ihren zweiten Durchlauf durch den Regenerativ-Luftstrom.
- Alle Kammern mit Ausnahme der beiden mittleren, 24f, 24g, machen zwei vollständige Durchläufe durch einen Regenerativ-Luftstrom R für jeden Durchlauf durch die heißen Abgase H. Die mittleren Kammern 24f, 24g machen einen einzelnen Durchlauf, aber ruhen, während sie der Regenerativ-Luft ausgesetzt sind, wenn der poröse Körper 20 seine Richtung gewechselt hat, so daß ihre Beaufschlagung mit der Regenerativ-Luft verlängert wird.
- Wohngebäude- und Industriegebäude-Verbrennungsheizanlagen geben regelmäßig an die Atmosphäre ein Drittel aller Eingangsenergie (BTU oder kJ) ab, die der Heizanlage zugeführt wird. Die verlorene Energie wird wiedergewonnen beim Durchlauf des hin- und herbewegten porösen Metall-Körpers 20 durch den heißen Abluftstrom H und Rückgewinnen der Wärme aus dem porösen Metall-Körper durch Leiten der Regenerativ-Luft R durch den Körper. Ein Überdruck-Abgas-Lüfter 22 ist am Austrittsende des Abgasstroms angeordnet (200 cfm (6,0 m/min) für 100.000 BTU/h (29 kW)-Öfen). Die vorderen Abschnitte des porösen Metall-Körpers 20 (d. h. die Abschnitte am nächsten zur Zufuhr der heißen Gase) absorbieren praktisch die gesamte Wärme und erreichen eine Temperatur gleich der Temperatur der Abgase, wenn der hin- und herbewegliche poröse Metall-Körper 20 den Abluftstrom durchläuft. Der Metall-Körper wird dann einem Hochdurchsatz-Hochgeschwindigkeits (465 cfm oder 13 m/min) -Regenerativ-Gebläse ausgesetzt, um Regenerativ-Luft R durch den porösen Körper zu drücken. Die Regenerativ-Luft bewirkt, daß die Temperatur des porösen Körpers an der Abgasseite gleich der Temperatur der vom Regenerativ-Gebläse abgegebenen Luft (regelmäßig Raumtemperatur) gehalten wird.
- Je größer die Durchflußmenge der Regenerativ-Luft ist (im Vergleich zu den Abgasen), um so kleiner kann der poröse Körper 20 sein. Vorzugsweise beträgt der Regenerativ-Luftstrom für jede Regenerativ-Luftströmung das 1-4 fache des Abluftstroms insbesondere vorzugsweise das 2-2.50 fache. Da die Mehrzahl der Kammern 24 zweimal der Regenerativ-Luft für jeden Durchlauf durch die Abluftströmung ausgesetzt ist, beträgt das Verhältnis des gesamten Regenerativ-Luftstroms zum Abluftstrom für diese Kammern das 2 fache der soeben angegeben Zahl, d. h. vorzugsweise das 2-8 fache oder insbesondere vorzugsweise das 4-5 fache.
- Die Erfindung gestattet, bis zu 95% der Abgasenergie (BTU oder kJ) aus jeder Heißabgas-Anordnung rückzugewinnen. Der Einbau erfordert den Ausbau eines kleinen Abschnitts des Abgaskanals und die sichere Befestigung der übrigen Kanäle an Eintritts- und Austritts-Kanal 8 bzw. 10 des Wärme-Tauschers.
- Wenn die heißen Abgase in den Eintritts-Kanal 8 aufsteigen, werden sie zwangläufig durch den porösen Metall-Körper 20 hindurch vom Abgas-Lüfter 22 abgesaugt. Dieser Lüfter besitzt eine solche Leistung, daß immer ein kleiner Unterdruck im Heißabgas-Eintrittskanal 8 herrscht.
- Wenn die heißen Abgase auf den porösen Metall-Körper 20 treffen, wird die Wärme in der Abluft auf den Metall-Körper übertragen. Der Metall-Körper ist von einer derartigen Porosität, daß er nicht den Abgas-Lüfter daran hindert, einen Unterdruck am Eintrittskanal 8 zu unterhalten.
- Der poröse Metall-Körper besteht vorzugsweise aus einem Geflecht mit einem Gewicht und einer Dichte derart, daß die Fläche und die Dicke des Geflechts unmittelbar vor dem Eintritt 8 fähig sind, alle aufsteigende Abgaswärme zu absorbieren. Beide Regenerativ-Gebläse sollten ausgelegt sein für einen ausreichenden Gegenluftstrom (460 cfm oder 13 m/min), um die Metall-Temperatur auf die Austrittstemperatur des Regenerativ-Gebläses zu senken. Der poröse Metall-Körper besitzt vorzugsweise eine Taktfrequenz von 13 Takten/min. Diese Frequenz wurde ermittelt aufgrund von Untersuchungen, die gezeigt haben, daß 10 Takte/min für je 50.000 BTU/h (5,3 · 10&sup4; kJ/h) Energie im Abluftstrom erfolgen sollten. Für einen 200.000 BTU/h (2,1 · 10&sup5; kJ/h)-Ofen, der ein Drittel seiner Energie an das Rauch-Abgas abgibt, beträgt die Frequenz 13 Takte/min.
- Das Gesamtgewicht des porösen Metall-Geflechts, das durch den Heißgas-Luftstrom in jedem gegebenen Zeitintervall läuft, sollte mindestens gleich dem Gewicht der Luft sein, die durch das Metall-Geflecht im selben Zeitintervall strömt. Für maximale Wärme-Rückgewinnung beträgt vorzugsweise das Gewicht des porösen Geflechts, das durch den Heißgas-Abluftstrom läuft, das 1-4 fache (vorzugsweise 2-4 fache) des Gewichts des Heißgas-Abluftstroms für ein beliebiges Zeitintervall.
- Beim Betrieb bleibt die Rückgewinnung-Vorrichtung unbetätigt, bis ein Ein/Aus-Wärmefühler 50, der im Heißluft-Speisekanal 8 angeordnet ist, auf 210-240º F (99-116ºC) durch Einschalten des Ofens erhitzt worden ist (der Fühler sollte vorzugsweise näher am Ofen angeordnet sein, als in der Zeichnung gezeigt).
- Wenn dieser Fühler eine Temperatur von 210-240ºF (99-116ºC) erfaßt, startet er automatisch die Motoren 16, 23 und beide Regenerativ-Gebläse 34, so daß Hin- und Herbewegung des porösen Metall-Körpers 20 und Pumpen des Abluftstroms durch den porösen Metall-Körper 20 ausgelöst werden. Gleichzeitig wird ein normalerweise geschlossenes thermisches Zeitverzögerungs-Relais in Stromkreis zum Ofen-Gasventil bestätigt, so daß der Vorrichtung ca. 20 s verbleiben, um den Druck im Abgaskanal 10 zu erhöhen und dadurch die normalerweise offenen Kontakte eines Druckschalters 52, der in Reihe mit dem Gasventil liegt, zu schließen.
- Wenn die Abgaszufuhr nicht richtig arbeitet (z. B., weil der Lüfter 22 oder der Motor 23 nicht arbeiten oder Strömung durch das poröse Element 23 blockiert ist), wird der Stromkreis zum Gasventil geöffnet, so daß der Ofen mit der Rückgewinnungs-Vorrichtung abgeschaltet wird.
- Falls der Getriebe-Motor 16 oder die Regenerativ-Gebläse 34 ausfallen, lösen die entstehenden hohen Temperaturen im normalerweise kalten Abgaskanal 10 einen thermischen Schutzschalter aus (der sich im Kanal befindet und eine Auslöse-Temperatur von 200ºF oder 93ºC besitzt), so daß die Stromversorgung des Ofen-Gasventils und der hin- und herbewegten Energierückgewinnungs-Vorrichtung abgeschaltet wird. Der thermische Schutzschalter 54 ist in automatischer Reset-Bauweise (bei 160ºF oder 71ºC) ausgeführt. Als Sicherheits-Backup, wenn der thermische Schutzschalter ausfällt, ist ein thermischer Schalter im Abgas-Motor 23 vorgesehen, der auch ausgelöst wird und den Abgas-Motor 23 abschaltet, so daß das Gasventil und die Rüchgewinnungs-Vorrichtung beide abgeschaltet werden. Sollte irgendein elektrisches Bauteil ausfallen, würde eine elektrische Sicherung, die in die hin- und herbewegte Energie-Rückgewinnungseinrichtung eingebaut ist, ansprechen und das Gasventil und die Vorrichtung abschalten.
- Die Sicherheits-Merkmale können wie folgend zusammengefaßt werden:
- Sollte eines der drei Gebläse oder der Getriebe-Motor für Hin- und Herbewegung nicht ordnungsgemäß arbeiten, schalten Sicherheitswächter automatisch das Haupt-Gasventil zum Gasofen ab.
- Fiele der Abluft-Lüfter 22 aus, so würde ein Druck-Schalter am Austritt des Lüfters Druck verlieren, so daß der Stromkreis des Haupt-Gasventils unterbrochen würde.
- Fiele der Getriebe-Motor 16 für Hin- und Herbewegung aus, gebe es keinen Wärme- Tausch, so daß die heiße Abluft einfach das Geflecht durchströmen und den Temperatur- Schalter im Abluft-Kanal 10 aufheizen würde. Der Schalter, der normalerweise geschlossen ist, würde den Stromkreis zum Gasventil öffnen, so daß das Gas abgesperrt würde.
- Fiele eines der Regenerativ-Gebläse aus, so würde die heiße Luft in den Abluft-Kanal strömen und auch den Hochtemperatur-Grenzschalter auslösen. Dieser Grenzschalter mit Rückstell-Automatik wird bei 200ºF bzw. 93ºC ausgelöst.
- Fiele der Ein/Aus-Temperatur-Wächter aus, so würde wiederum sehr heiße Luft in dem Abluft-Kanal einströmen und den Hochtemperatur-Grenzschalter auslösen. Ein zweite Sicherheitsmerkmal des Ein/Aus-Wächters ist, daß kein Druck am Abluft-Druckschalter vorhanden wäre, so daß nach 20 s das Gasventil abgeschaltet wäre.
- Der beschriebene hin- und herbewegliche Energie-Rückgewinner ist einfach herzustellen (z. B. aus 18 oder 20 Gauge-Blech und elektrisches Punktschweißen). Der poröse Metall-Körper 20 kann schnell ausgebaut werden; zwei Hufeisen-Halter an beiden Enden der beiden Querstangen 14 werden entfernt, und die Stangen werden durch die Linearlager und das Gestell herausgezogen, so daß der poröse Metall-Körper 20 leicht ausfallen kann. Eine Reinigung des Körpers sollte normalerweise nicht notwendig sein, ausgenommen im Abstand von mehreren Jahren, nämlich wegen der ständigen Beaufschlagung des Körpers mit den Gegen-Luftströmen H, R.
- Da die erfindungsgemäße Vorrichtung nur arbeitet, wenn die Brennkammer befeuert ist (die Fühler schalten sich automatisch ein und aus), betragen die Ersparnisse, die durch Einbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich sind, daß 10-15 fache der Kosten des elektrischen Stroms zum Betätigen der Einheit (vor allem zum Betrieb der Regenerativ-Gebläse 34).
- Andere poröse wärmeabsorbierende Werkstoffe als das angegebene Metall-Geflecht können ebenfalls eingesetzt werden.
Claims (10)
1. Luft-Luft- Wärme-Tauscher
- zur Energie-Rückgewinnung aus einem ersten Luftstrom (H)
- durch Übertragung auf eine Regenerativ-Luftströmung (R),
mit
- einem Wärme-Absorber
- zum Absorbieren von Wärme aus dem ersten Luftstrom (H),
- der gekammert ist in Kammern durch Trennwände und
- hin- und herbeweglich ist quer zum ersten Luftstrom (H); und
- einem Zuluft-Kanal (8) zum
- Aufnehmen des ersten Luftstroms (H) und
- zu seinem Führen durch den Wärme-Absorber zu
- einem Abluft-Kanal (10);
gekennzeichnet durch
- ein poröses Element (20),
- das den Wärme-Absorber bildet,
- einen Abluft-Lüfter (22, Fig. 2)
- im Strömungsweg des ersten Luftstroms (H),
- um ihn durch das poröse Element (20) abzuziehen,
- ein Regenerativ-Luft-Gebläse (34)
- zur Abgabe der Regenerativ-Luftströmung (R),
- wobei der erste Luftstrom (H) und die Regenerativ-Luftströmung (R)
ausreichend in Bewegungsrichtung des porösen Elements (20) beabstandet sind,
so daß strömende Luft zwischen
dem ersten Luftstrom (H) und der Regenerativ-Luftströmung (R) vermieden wird.
2. Wärme-Tauscher nach Anspruch 1,
gekennzeichnet dadurch, daß
- die Regenerativ-Luftströmung (R) so angeordnet und
- die Hin- und Herbewegung des porösen Elements (20) ausreichend lang ist,
- daß der größte Teil des porösen Elements (20)
- zweimal die Regenerativ-Luftströmung (R) durchläuft
- bei jedem einzelnen Durchlaufen des ersten Luftstroms (H).
3. Wärme-Tauscher nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet dadurch, daß
- die Bewegung des porösen Elements (20)
- auf einer Geraden erfolgt.
4. Wärme-Tauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet dadurch, daß
- die Regenerativ-Luftströmung (R)
- entgegengesetzt zum ersten Luftstrom (H) strömt.
5. Wärme-Tauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
- eine Einrichtung zum Hin- und Herbewegen des porösen Elements (20)
- mit
- einer oder mehreren Stangen (14),
- die in Richtung der Hin- und Herbewegung verlaufen, und
- einem linearen Lager (12),
- das das poröse Element (20) auf den Stäben (14) lagert, und
- das das poröse Element (20) reibungs- und verschleißarm lagert.
6. Wärme-Tauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet dadurch, daß
- das poröse Element besitzt
- ein Metall-Gitter (20)
- das ausreichend porös ist für den Durchtritt des ersten Luftstroms (H).
7. Wärme-Tauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet dadurch, daß
- die Regenerativ-Luftströmung (R) so angeordnet und
- die Hin- und Herbewegung des porösen Elements (20) ausreichend lang ist,
- daß bei jedem Bewegungs-Takt des porösen Elements (20)
- der größte Teil des porösen Elements (20)
- eine längere Verweildauer
- in der Regenerativ-Luftströmung (R) als im ersten Luftstrom (H) hat.
8. Wärme-Tauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- wobei
- der erste Luftstrom (H)
- verunreinigte Gase
wie Brenngase aus einer Verbrennungs-Heizung enthält,
gekennzeichnet durch
- eine Reinigungs-Einrichtung (25, 28, 38, Fig. 2)
- zum Führen einer Reinigungs-Luftstroms (P) durch Teile des porösen Elements (20),
- die aus dem Abluft-Strom austreten,
- so daß die verunreinigten Gase nicht in die Regenerativ-Luftströmung (R) eintreten.
9. Wärme-Tauscher nach Anspruch 8,
gekennzeichnet dadurch, daß
- die Reinigungs-Einrichtung (25, 28, 38, Fig. 2) besitzt
- eine Einrichtung zum Führen des Reinigungs-Luftstroms (P) nicht verunreinigt
- auf einem Strömungsweg,
- der durch die austretenden Teile des porösen Elements (20) verläuft und
- in den ersten Luftstrom (H) an der Abluft-Seite des porösen Elements (20) mündet.
10. Wärme-Tauscher nach einem der Ansprüche 6-9,
gekennzeichnet dadurch, daß
- das Gesamtgewicht des porösen Metall-Gitters (20),
- das den ersten Luftstrom (H) durchläuft,
- gleich dem oder größer, vorzugsweise zwei- bis vierfach, als
das Gewicht des ersten Luftstroms (H) für dieselbe Periode ist.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/907,049 US4754806A (en) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | Reciprocating heat exchanger |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3781487D1 DE3781487D1 (de) | 1992-10-08 |
| DE3781487T2 true DE3781487T2 (de) | 1993-04-08 |
Family
ID=25423436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE8787308093T Expired - Fee Related DE3781487T2 (de) | 1986-09-12 | 1987-09-14 | Sich hin- und herbewegender waermeaustauscher. |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4754806A (de) |
| EP (1) | EP0260907B1 (de) |
| JP (1) | JPS63140289A (de) |
| AT (1) | ATE80219T1 (de) |
| AU (1) | AU7779387A (de) |
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| US5184600A (en) * | 1989-06-08 | 1993-02-09 | Astle Jr William B | Regulating the humidity of a heated space by varying the amount of moisture transferred from the combustion gases |
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| US5562089A (en) * | 1994-06-07 | 1996-10-08 | Astle, Jr; William B. | Heating with a moving heat sink |
| GB2296966A (en) * | 1995-01-06 | 1996-07-17 | Andrew Bell | Regenerative heat exchanger with reciprocating elements |
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