重新考虑了散热器通风。

下面介绍的专利开发使面板散热器的性能能够通过散热器下方的横向通风流道得以提高。管道通过环形出口通风，即使关闭，该出口也允许自由对流。通风可在相同的加热功率下实现较低的流动温度，从而增加热泵和冷凝技术的功率，并增加散热器尺寸不足的功率。在科隆工业大学进行的一系列测试表明，性能提高了约50％，一年之内，使用空气/水热泵可使供暖成本降低了约17％。

如今，在市场上已经可以通过发电的空气通风来提高经典面板散热器的性能，但是这些解决方案仅在特殊情况下才能被接受，因为它们通常不是很美观。经典的解决方案是由彼此并排布置的风扇组成的鼓风机，这些风扇安装在散热器上方或下方[1]。但是这种解决方案有很大的缺点：如果在散热器上放一排风扇，那不是很吸引眼球。并置于系统下方，当风扇不运转时，它可以阻止空气流通。通常，缺少任何类型的风扇控制，因此风扇仅以全速运行或根本不运行。

即使是成熟的供暖和散热器系统制造商也无法为私人家庭提供简单的改装。风扇提供的散热器确实是“热激活器” [2]，但是这种技术需要在房间内重新安装昂贵且耗时的设备。

另一方面，当降低所需的流动温度时，许多加热系统的效率会提高-这对于主动通风的散热器是可行的。
 

通风技术发展

为了以美观和节能的方式满足现代采暖技术的这些要求，作者重新考虑了散热器的通风，并申请了专利[3]。结果如图1所示。

安静运行的风扇将室内空气输送到位于散热器下方的管道中。空气通过开口周围的狭缝从管道中流出，并随之吸入室内空气。图2示出了具有两个环形出口的通风通道的一部分。

可以插入通风元件，以便使风管的长度易于适应面板散热器的长度。

有了这种结构，就产生了一种简单而非常安静的对流，类似于今天已经在某些台式风扇上实现的对流[4]。该单元无需任何修改或工具即可通过磁铁固定在散热器上。集成在风道中的电子设备测量散热器的温度并相应地调节风扇：随着散热器温度的升高，风扇的运行速度会更快。如果在过渡期间供暖要求非常低，则风扇将不会运行。在这种情况下，空气可以自由对流地流过管道中的大开口，并且散热器通常无需拆卸即可正常工作。

风扇和电子设备使用12 V电源供电。这也消除了任何电击危险，例如儿童玩耍。电源可以来自带有USB连接的“ Schuko”插座，例如[5]。由于插座通常位于散热器附近，因此用于电源的电缆可以轻松铺设，并且不会影响整体外观。

应用领域

加热系统的选择或现代化已不再是纯粹的技术或经济问题。相反，决定性的影响因素是社会考虑因素和不断变化的法律要求。相应地，应从日益增长的环境要求和全球为减少CO 2排放的努力的角度来看待以下有关该通风技术应用领域的评论。该技术可以成为“开门器”，特别是对于可再生能源和节能加热系统的广泛使用：

当使用来自可再生能源的“绿色”电力运行时，电热泵是当今非常有前途的加热技术。散热器的通风降低了所需的流动温度，从而通过提高的COP值降低了能耗[6]。本文介绍了模型计算的结果。

通常，通风可以显着提高现有散热器的性能。这意味着，根据散热器的设计，可以用电热泵代替现有的燃气或燃油加热系统，而不必扩大散热器。这样即使在较老的房屋中也可以实现供暖系统的生态现代化。特别是相对较便宜且易于安装的空气/水热泵通常只能在最高流量温度为55°C的情况下经济地运行。通过在现有的平板散热器中使用通风，即使在较低的室外温度以及在未与时间保持绝缘的房屋中，该值也足够了。

通风还可以补偿原始加热设计中的错误。如果单个房间经常太凉而无法通过加热回路的液压平衡来弥补，则通风系统会增加该房间中散热器的输出。

采用气体冷凝技术的加热系统也可以显着提高其性能。较低的平均流量温度可以更好地利用废气流中的冷凝潜热，从而提高系统效率。

结合散热器上的恒温阀，由于系统性能的提高，房间不会过热：通风确保更好地将热量传递给房间；一旦达到目标温度，阀门就会降低供气管道的流量，散热器变冷，风扇降低速度。由于两个控制回路“通风”和“恒温阀”的时间常数通常相差至少一个数量级，因此，整个系统不会出现振荡。

通过通风提高性能

在科隆工业大学的一篇工程论文中[7]，研究了通过通风对散热器进行功率放大。使用尺寸为300 x 600 mm（H x L）的经典22型面板散热器，在55°C的流动温度下，最大热量输出为316瓦。图3显示了实验设置。

用最大输出功率为300 W的电加热棒对散热器进行加热，每次测试均对其进行调节，直到达到40°C的流动温度和22°C的室温的稳态。如果没有通风，则需要连续输出180 W功率，而散热器的通风量约为60％，并带有两个3 W的风扇，每个240W。如果您粗略地认为散热器的非通风部分需要180 W的40％，即72 W，通风将能量输出从108 W增加到168 W，即约55％。

由于使用了强大的循环泵，因此可以忽略不同返回温度的影响。这意味着整个系统在静止时的水温为40°C。

由于所有其他测试参数均保持不变，因此通风仅改变了从散热器到空气的传热系数α 。为了进行进一步的计算，根据以下公式假定增加了50％：

α通风= 1.5·α对流

通过该方程式的假设，现在可以估算出在哪个温度下可以通过通风降低散热器的散热量，从而降低流动温度。散热器自身中的传热介质的温度变化在此被忽略，因为在两种情况下都相似。图4显示了流动温度的比较。

为了进行计算，最初假定为典型的流动温度曲线，在外部温度为-15°C时最大值为55°C作为加热系统的设计值。在此示例中，外部温度为0°C时，通风可将流动温度从46°C降低至37°C，同时保持相同的加热输出。

这导致COP值的显着提高。对于典型的空气-水热泵，COP值在0°C时从2.4左右增加到2.9。

使用简单的静态模拟估算了一年所需的热能。每月能源需求由年度度数[8]和德国气温的时间序列[9]确定的每月平均室外温度确定。图5显示了如何通过散热器的通风来减少热能需求。

一年平均来看，热能需求减少了约17％。

外表

计算表明，使用典型的空气/水热泵，通过使用通风每年可以节省大约17％的热能。

不显眼的设计和与优化的流量技术相关的简单附件使安装在现有加热系统中成为优化或现代化措施的一部分。

通过使用更好和更环保的供暖系统，这项技术支持了越来越可持续的生活的社会趋势。作者对他们的传播非常感兴趣，并很高兴听到制造公司的有关该市场的消息。

编译 陈讲运