下面介紹的專利開發使面板散熱器的性能能夠通過散熱器下方的橫向通風流道得以提高。管道通過環形出口通風，即使關閉，該出口也允許自由對流。通風可在相同的加熱功率下實現較低的流動溫度，從而增加熱泵和冷凝技術的功率，并增加散熱器尺寸不足的功率。在科隆工業大學進行的一系列測試表明，性能提高了約50％，一年之內，使用空氣/水熱泵可使供暖成本降低了約17％。

如今，在市場上已經可以通過發電的空氣通風來提高經典面板散熱器的性能，但是這些解決方案僅在特殊情況下才能被接受，因為它們通常不是很美觀。經典的解決方案是由彼此并排布置的風扇組成的鼓風機，這些風扇安裝在散熱器上方或下方[1]。但是這種解決方案有很大的缺點：如果在散熱器上放一排風扇，那不是很吸引眼球。并置于系統下方，當風扇不運轉時，它可以阻止空氣流通。通常，缺少任何類型的風扇控制，因此風扇僅以全速運行或根本不運行。

即使是成熟的供暖和散熱器系統制造商也無法為私人家庭提供簡單的改裝。風扇提供的散熱器確實是“熱激活器” [2]，但是這種技術需要在房間內重新安裝昂貴且耗時的設備。

另一方面，當降低所需的流動溫度時，許多加熱系統的效率會提高-這對于主動通風的散熱器是可行的。
 

通風技術發展

為了以美觀和節能的方式滿足現代采暖技術的這些要求，作者重新考慮了散熱器的通風，并申請了專利[3]。結果如圖1所示。

安靜運行的風扇將室內空氣輸送到位于散熱器下方的管道中。空氣通過開口周圍的狹縫從管道中流出，并隨之吸入室內空氣。圖2示出了具有兩個環形出口的通風通道的一部分。

可以插入通風元件，以便使風管的長度易于適應面板散熱器的長度。

有了這種結構，就產生了一種簡單而非常安靜的對流，類似于今天已經在某些臺式風扇上實現的對流[4]。該單元無需任何修改或工具即可通過磁鐵固定在散熱器上。集成在風道中的電子設備測量散熱器的溫度并相應地調節風扇：隨著散熱器溫度的升高，風扇的運行速度會更快。如果在過渡期間供暖要求非常低，則風扇將不會運行。在這種情況下，空氣可以自由對流地流過管道中的大開口，并且散熱器通常無需拆卸即可正常工作。

風扇和電子設備使用12 V電源供電。這也消除了任何電擊危險，例如兒童玩耍。電源可以來自帶有USB連接的“ Schuko”插座，例如[5]。由于插座通常位于散熱器附近，因此用于電源的電纜可以輕松鋪設，并且不會影響整體外觀。

應用領域

加熱系統的選擇或現代化已不再是純粹的技術或經濟問題。相反，決定性的影響因素是社會考慮因素和不斷變化的法律要求。相應地，應從日益增長的環境要求和全球為減少CO 2排放的努力的角度來看待以下有關該通風技術應用領域的評論。該技術可以成為“開門器”，特別是對于可再生能源和節能加熱系統的廣泛使用：

當使用來自可再生能源的“綠色”電力運行時，電熱泵是當今非常有前途的加熱技術。散熱器的通風降低了所需的流動溫度，從而通過提高的COP值降低了能耗[6]。本文介紹了模型計算的結果。

通常，通風可以顯著提高現有散熱器的性能。這意味著，根據散熱器的設計，可以用電熱泵代替現有的燃氣或燃油加熱系統，而不必擴大散熱器。這樣即使在較老的房屋中也可以實現供暖系統的生態現代化。特別是相對較便宜且易于安裝的空氣/水熱泵通常只能在最高流量溫度為55°C的情況下經濟地運行。通過在現有的平板散熱器中使用通風，即使在較低的室外溫度以及在未與時間保持絕緣的房屋中，該值也足夠了。

通風還可以補償原始加熱設計中的錯誤。如果單個房間經常太涼而無法通過加熱回路的液壓平衡來彌補，則通風系統會增加該房間中散熱器的輸出。

采用氣體冷凝技術的加熱系統也可以顯著提高其性能。較低的平均流量溫度可以更好地利用廢氣流中的冷凝潛熱，從而提高系統效率。

結合散熱器上的恒溫閥，由于系統性能的提高，房間不會過熱：通風確保更好地將熱量傳遞給房間；一旦達到目標溫度，閥門就會降低供氣管道的流量，散熱器變冷，風扇降低速度。由于兩個控制回路“通風”和“恒溫閥”的時間常數通常相差至少一個數量級，因此，整個系統不會出現振蕩。

通過通風提高性能

在科隆工業大學的一篇工程論文中[7]，研究了通過通風對散熱器進行功率放大。使用尺寸為300 x 600 mm（H x L）的經典22型面板散熱器，在55°C的流動溫度下，最大熱量輸出為316瓦。圖3顯示了實驗設置。

用最大輸出功率為300 W的電加熱棒對散熱器進行加熱，每次測試均對其進行調節，直到達到40°C的流動溫度和22°C的室溫的穩態。如果沒有通風，則需要連續輸出180 W功率，而散熱器的通風量約為60％，并帶有兩個3 W的風扇，每個240W。如果您粗略地認為散熱器的非通風部分需要180 W的40％，即72 W，通風將能量輸出從108 W增加到168 W，即約55％。

由于使用了強大的循環泵，因此可以忽略不同返回溫度的影響。這意味著整個系統在靜止時的水溫為40°C。

由于所有其他測試參數均保持不變，因此通風僅改變了從散熱器到空氣的傳熱系數α 。為了進行進一步的計算，根據以下公式假定增加了50％：

α通風= 1.5·α對流

通過該方程式的假設，現在可以估算出在哪個溫度下可以通過通風降低散熱器的散熱量，從而降低流動溫度。散熱器自身中的傳熱介質的溫度變化在此被忽略，因為在兩種情況下都相似。圖4顯示了流動溫度的比較。

為了進行計算，最初假定為典型的流動溫度曲線，在外部溫度為-15°C時最大值為55°C作為加熱系統的設計值。在此示例中，外部溫度為0°C時，通風可將流動溫度從46°C降低至37°C，同時保持相同的加熱輸出。

這導致COP值的顯著提高。對于典型的空氣-水熱泵，COP值在0°C時從2.4左右增加到2.9。

使用簡單的靜態模擬估算了一年所需的熱能。每月能源需求由年度度數[8]和德國氣溫的時間序列[9]確定的每月平均室外溫度確定。圖5顯示了如何通過散熱器的通風來減少熱能需求。

一年平均來看，熱能需求減少了約17％。

外表

計算表明，使用典型的空氣/水熱泵，通過使用通風每年可以節省大約17％的熱能。

不顯眼的設計和與優化的流量技術相關的簡單附件使安裝在現有加熱系統中成為優化或現代化措施的一部分。

通過使用更好和更環保的供暖系統，這項技術支持了越來越可持續的生活的社會趨勢。作者對他們的傳播非常感興趣，并很高興聽到制造公司的有關該市場的消息。

編譯 陳講運