Klimageräte, Wärmepumpen, Energiesparen, explodierende Materialkosten...
Klimaziele? Die Lösung kann ganz einfach sein!
Energieeinsparungen von bis zu 57 %
Einsparungen beim Lamellen- und Rohrmaterial von bis zu 39% bzw. 72 %
Konventioneller Wärmetauscher
Trotz der deutlichen Materialeinsparungen kann durch die neuen Konstruktionen derselbe Wärmestrom erreicht werden
Materialeinsparung und Energieeffizienz durch innovative Konstruktionen von Wärmeübertragern
- Größe: 280x200x140 (LxBxH)
- Wärmestrom: 1984 W
- Größe: 280x153x140 (LxBxH)
- Wärmestrom: 1984 W
- Materialersparnis: 21%
- Volumen-Ersparnis: 23%
- Größe: 280x128x140 (LxBxH)
- Wärmestrom: 1984 W
- Materialersparnis: 40%
- Volumen-Ersparnis: 46%
Konventioneller Wärmetauscher
Konventioneller Wärmetauscher ohne Gehäuse
- Größe: 280x200x140 (LxBxH)
- Wärmestrom: 1984 W
- Größe: 280x190x105 (LxBxH)
- Wärmestrom: 1984 W
- Materialeinsparung: 33%
- Volumen-Ersparnis: 29%
- Größe: 280x167x105 (LxBxH)
- Wärmestrom: 1984 W
- Materialeinsparung: 13%
- Volumen-Ersparnis: 37%
- Größe: 280x128x140 (LxBxH)
- Wärmestrom: 1984 W
- Materialeinsparung: 40%
- Volumen-Ersparnis: 46%
- Größe: 280x153x140 (LxBxH)
- Wärmestrom: 1984 W
- Materialeinsparung: 21%
- Volumen-Ersparnis: 23%
- Größe: 280x320x70 (LxBxH)
- Wärmestrom: 1984 W
- Materialeinsparung: 44%
- Volumen-Ersparnis: 20%
Patent Lamellenversetzung:
https://youtu.be/RB2StIIEWR0
Patent Zickzackform:
https://youtu.be/7jbWcOGDT6A
Schaffen wir die Energiewende mit veralteten Technologien?
Begriffe wie Klimaziele, Energiesparen, Wärmepumpen und steigende Materialkosten sind heute allgegenwärtig. Für die Erwärmungs- oder Abkühlungsprozesse in industriellen und haushaltsnahen Anwendungen sind Wärmetauscher – darunter Verdampfer und Kondensatoren – unerlässlich. Eine weit verbreitete Bauart ist der Lamellen-Rohr-Wärmetauscher, der in den meisten Klimageräten und Wärmepumpen zum Einsatz kommt.
Diese Art von Wärmetauschern wird seit Langem in nahezu unveränderter Form gefertigt. Bisher konzentrierte sich die Optimierung dieser Systeme meist auf die Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit und die geometrische Anpassung von Lamellen und/oder Rohren. Auch wenn solche Maßnahmen die Wärmeübertragung verbessern, gehen sie oft mit erhöhtem Material- und Energieaufwand einher.
Mit der steigenden Nachfrage nach Klimageräten gewinnt die Effizienz und Nachhaltigkeit dieser Technologien zunehmend an Bedeutung. Nur durch optimierte Lösungen lassen sich Energieeinsparungen realisieren, Emissionen reduzieren und wertvolle Ressourcen langfristig schonen.
Unser Versprechen
Unsere Erfindungen haben bewiesen, dass bereits eine kleine Änderung in der Anordnung von Lamellen und Rohren eine große, positive Wirkung erzielen kann.
Zwei unserer noch nicht kommerziell genutzten Patente können einen wesentlichen Beitrag zur Reduzierung des Energie- und/oder Materialverbrauchs leisten und gleichzeitig die Kosten senken. Diese Kosteneinsparungen sind sowohl für die Hersteller als auch für die Verbraucher solcher Geräte von Bedeutung. Darüber hinaus bieten sie weitere wichtige Vorteile, wie eine Verringerung des Platz-/Volumenbedarfs, geringeren Lärm und verkürzte Aufheizzeiten.
Die Forschungsergebnisse der nach den beiden Patenten entwickelten Wärmetauscher wurden nicht nur in der Doktorarbeit von Frau Karmo ausführlich diskutiert, sondern auch in verschiedenen internationalen und nationalen Fachzeitschriften veröffentlicht. Diese Erfindungen wurden auf der 64. Internationalen Fachmesse iENA 2012 in Nürnberg mit einer Bronzemedaille ausgezeichnet.
Ein Wärmetauscher mit den Abmessungen Länge = 28 cm, Breite = 20 cm und Höhe = 14 cm, der nach dem ersten Patent entwickelt wurde, kann beispielsweise eine Energieeinsparung von bis zu 57 % sowie Materialeinsparungen bei Lamellen und Rohren von etwa 39 % bzw. 72 % erreichen. Je größer der Wärmetauscher, desto höher sind die Einsparungen in Bezug auf Material und Energieverbrauch.
Patentvermarktung
Im Rahmen der Doktorarbeit von Frau Diala Karmo an der TU Ilmenau wurden zwei Erfindungen zur Auslegung von Wärmetauschern entwickelt, die im Jahr 2012 beim Deutschen Patent- und Markenamt (DPMA) angemeldet wurden. Die Patenterteilungen (DE 10 2012 007 063 und DE 102012007570) erfolgten in den Jahren 2021 bzw. 2022. Die Übertragung aller Rechte und Pflichten an den Patenten auf Frau Dr. Diala Karmo und Herrn Dr. Ayman Al Khateeb fand in den Jahren 2022 und 2023 statt.
Gerade in Zeiten, in denen jeder Einzelne einen Beitrag zum Klimaschutz leisten kann, haben wir uns entschieden, unsere Ideen und Erfindungen in die Praxis umzusetzen.
Beispielsweise kann eine Wärmepumpe durch unsere Innovationen folgende Vorteile bieten:
- Kompaktere Bauweise: Einsparung von Materialien
- Höhere Effizienz: Reduzierter Energieverbrauch
- Geringere Geräuschentwicklung: Weniger Leistungsbedarf
- Verbesserte Leistung: Schnellere Aufheizzeiten
Pilotprojekt:
Sind Sie überzeugt? Wir würden uns freuen, gemeinsam einen Weg zu finden, um unsere Ideen im Rahmen eines Pilotprojekts umzusetzen.
Wie funktioniert ein Lamellenrohr-Wärmetauscher?
Ein Lamellenrohr-Wärmetauscher besteht hauptsächlich aus Rohren und daran befestigten Lamellen. Diese Lamellen, die parallel zueinander angeordnet sind, dienen dazu, die Wärmeübertragungsfläche zu vergrößern. Dadurch lässt sich die Leistung des Wärmetauschers auf verschiedene Weise steigern:
- Erhöhung der Lamellenanzahl
- Erhöhung der Anzahl der Rohrreihen
- Vergrößerung der Lamellenfläche
- Verbesserung des Kontakts zwischen Lamellen und Rohren
- Erhöhung der Luftgeschwindigkeit
Diese Maßnahmen haben jedoch auch Nachteile, wie höhere Materialkosten, einen gesteigerten Energieverbrauch und größere Abmessungen des Endgeräts. Zudem nimmt die Effektivität mit der Anzahl der Rohrreihen spürbar ab.
Patent DE 10 2012 007 570
Das Patent DE 10 2012 007 570 mit dem Titel "Lamellen-Rohr-Wärmetauscher mit verbesserter Wärmeübertragung" beschreibt eine innovative Methode, die als "Lamellenversetzung" bezeichnet werden kann.
Die Grundidee ist simpel: Die Bereiche des Wärmetauschers, in denen die Wärmeübertragung am effektivsten ist (auf der Lufteintrittsseite), werden vergrößert, während die weniger effektiven Bereiche verkleinert werden.
Dabei werden die Lamellen im Lamellenblock versetzt angeordnet. Konkret bedeutet das, dass benachbarte, zur X-Y-Ebene parallele Lamellen (Lamelle b) abwechselnd um einen kleinen Betrag in Y-Richtung verschoben werden. Der Abstand S zwischen den Lamellenkanten bleibt konstant. Das Ergebnis:
- Die Luft strömt nicht mehr parallel zu den Lamellen, was zu einer erhöhten Turbulenz führt.
- Die Lufteintrittsflächen sind größer als die Zwischenräume der Lamellen, wodurch die Luftgeschwindigkeit steigt.
- Mehr Lamellen passen in den Lamellenblock, was durch eine geringere Lamellenhöhe und weniger Rohrreihen zu einer höheren Effektivität führt.
Patent DE 10 2012 007 063
Das Patent DE 10 2012 007 063 mit dem Titel "Lamellen-Rohr-Wärmetauscher mit verbesserter Wärmeübertragung" beschreibt einen Wärmetauscher in Zickzackform.
Diese Erfindung bietet mehrere Vorteile, insbesondere die Vergrößerung des Kontaktbereichs zwischen den Lamellen und den Rohren.
Der zickzackförmige Wärmeübertrager wird erzielt, indem die Rohre geneigt und die Lamellen in vertikaler Ausrichtung belassen werden. Dadurch entsteht eine Zickzackform des Wärmetauschers. Die Ergebnisse sind:
- Ellipsenförmiger Kontakt zwischen den Lamellen und den Rohren
- Luft strömt nicht mehr parallel zu den Lamellen, was zu erhöhter Turbulenz führt
- Die Lufteintrittsflächen sind größer als die Flächen zwischen den Lamellen, was die Luftgeschwindigkeit erhöht
- Mehr Lamellen können im Lamellenblock untergebracht werden, wodurch die Lamellenhöhe verringert und die Anzahl der Rohrreihen reduziert wird, was die Effizienz steigert.
Auszeichnung
Bronzemedaille: 64. Internationale Leistungsschau „Ideen-Erfindungen-Neuheiten“ iENA 2012 in Nürnberg
Im Rahmen der Vorstellung innovativer Projekte an der Technischen Universität Ilmenau fand eine Medaillenvergabe statt
Was können wir mit diesen Erfindungen erreichen?
Wir leben auf einem einzigen Planeten, und alle spüren die Auswirkungen von Materialknappheit, Transportemissionen und dem wachsenden Energiebedarf. Jeder von uns ist gefordert, zu handeln!
Diese Erfindungen bieten uns die Möglichkeit, alle zu profitieren. Es ist eine eindeutige „Win-Win-Situation“.
Für Unternehmen
- Reduzierung des Materialverbrauchs sowie der Transport- und Herstellungskosten
- Kompaktere Klimageräte mit geringerem Energieverbrauch
- Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit
Für Verbraucher
- Geringerer Energieverbrauch
- Höchste Effizienz
- Minimaler Platzbedarf
- Erschwinglichere Klimageräte
Kontakt
E-mail: info@innovative-heat-exchanger.de
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