AT380105B

AT380105B - Rohr- oder schlauchwaermetauscher

Info

Publication number: AT380105B
Application number: AT0112384A
Authority: AT
Inventors: Kaveh Ing Hakim-Elaki
Original assignee: Solkav Solartechnik Ges M B H
Priority date: 1984-04-03
Filing date: 1984-04-03
Publication date: 1986-04-10
Also published as: ATA112384A

Description

Die Erfindung betrifft einen Rohr-oder Schlauchwärmetauscher, dessen Rohre oder Schläuche gegebenenfalls über Stege zur Bildung einer Matte miteinander verbunden sind. Wärmetauscher dieser Art sind mit einer Mattenbreite (quer zur Längsachse der Rohre bzw. Schläuche) von zirka 100 mm bekannt, wobei auf dieser Breite sechs Schläuche bzw. Röhrchen untergebracht sind, die alle gleichen Durchmesser besitzen.

Gemäss einem nicht zum Stand der Technik gehörenden Vorschlag, werden solche Wärmetauscher zur wahlweisen Erzeugung von Warmwasser bzw. zur Erzeugung einer diesen Wärmetauscher bedeckenden Eisfläche verwendet, wobei einer der Strömungskreise des Wärmetauschers mit Wärmeträgermedium, z. B. Wasser, und der andere Strömungskreis mit Kälteträgermedium, z. B. Sole, beschickbar ist. Es fliesst dabei durch jedes zweite Röhrchen bzw. jeden zweiten Schlauch zu erhitzendes Wasser (z. B. zur Versorgung eines Schwimmbeckens) und durch die andern Röhrchen bzw.

Schläuche Sole zur Versorgung einer Wärmepumpe bzw. zur Erzeugung von Eis im Winter.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher der eingangs erwähnten Art, unter Beibehaltung der Einsatzmöglichkeiten, die vorstehend bezüglich des nicht zum Stand der Technik gehörenden Vorschlages beschrieben wurden, so weiterzubilden, dass er an den Betrieb für zwei Wärmetauschermedien besser anpassbar ist. Erreicht wird dies, wenn gemäss der Erfindung die Rohre oder Schläuche des Wärmetauschers unterschiedliche Durchmesser aufweisen, wobei bevorzugt der Wärmetauscher mit unterschiedlichen Wärmeträgermedien, z. B. Wasser und Sole, die gegebenenfalls unter verschiedenem Druck stehen, beaufschlagbar ist, und die gleichen Durchmesser aufweisenden Rohre oder Schläuche zu einer Gruppe zusammengefasst sind, die jeweils an das gleiche Wärmeträgermedium, z. B. an Wasser oder an Sole anschliessbar ist.

Durch diese Ausgestaltung eines erfindungsgemässen Wärmetauschers ist eine bessere Anpassbarkeit an die Betriebsbedingungen möglich, da für unterschiedliche Wärmetauschmedien, die unterschiedliche physikalische Eigenschaften besitzen, oftmals auch mit unterschiedlichem Druck in den Rohren bzw. Schläuchen strömen, unterschiedlichen Querschnitt aufweisende Rohre bzw. Schläuche zur Verfügung stehen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass einem Rohr oder einem Schlauch grossen Durchmessers, jeweils ein Rohr oder Schlauch kleinen Durchmessers benachbart ist. In einem so gestalteten Wärmetauscher können auf eine Breite von etwa 100 mm, auf der bisher sechs Röhrchen bzw. Schläuche untergebracht waren, nunmehr sieben Röhrchen bzw. Schläuche untergebracht werden, wobei zwischen benachbarten Röhrchen bzw. Schläuchen jeweils ein gleicher Abstand vorhanden ist. Für den Solarkreis (Erwärmung von Wasser) werden hiebei (pro Mattenstreifen von 100 mm Breite) vier Röhrchen verwendet, deren jedes einen Aussendurchmesser von 10, 2 mm besitzt. Die Wandstärke beträgt 1, 6 mm, der Betriebsdruck 1, 2 bar und der Berstdruck 4 bis 5 bar. Für den Solekreis stehen (pro Mattenstreifen von 100 mm Breite) dann drei Röhrchen bzw.

Schläuche zur Verfügung, die bei einer Wandstärke von 1, 7 mm einen Aussendurchmesser von 8, 6 mm besitzen. Der Berstdruck dieser Röhrchen oder Schläuche beträgt dabei 6 bis 7 bar. Verglichen mit einem Wärmetauscher, dessen Röhrchen bzw. Schläuche alle gleichen Durchmesser aufweisen, ergeben sich folgende Vorteile : a) Der Wirkungsgrad des Solarkreises steigt um etwa 12%, da um 1/3 mehr Fläche vom Was- ser durchströmt wird (4 Röhrchen statt 3 Röhrchen). b) Da es sich um ein offenes System handelt, genügt ein Betriebsdruck von 1, 2 bar völlig. e) Im Solekreis ist ein Betriebsdruck von 1, 8 bar. Der Solekreis ist geschlossen, und es herrscht immer ein Überdruck von etwa 1 bar. Durch den kleineren Durchmesser liegt der Berstdruck um 50% höher als der Berstdruck im Wasserkreis. Die Betriebssicherheit wird dadurch beträchtlich erhöht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen werden, dass die Rohre oder Schläuche kleinen Durchmessers an das den höheren Druck aufweisende Wärmeträgermedium, z. B. die Sole, anschliessbar sind.

Besonders zweckmässig ist es, wenn ein erfindungsgemäss ausgebildeter Wärmetauscher zur wahlweisen Erzeugung von Warmwasser bzw. einer den Wärmetauscher bedeckenden Eisfläche verwendet wird, wobei der die Rohre oder Schläuche grossen Durchmessers enthaltende Strömungskreis mit Wasser, der andere, die Rohre oder Schläuche von geringerem Durchmesser aufweisende Strö-

mungskreis mit Sole beschickt ist. Besonders zweckmässig ist es hiebei, wenn die Strömungskanäle der Strömungskreise des Wärmetauschers gruppenweise getrennt beschickbar sind, und wobei die eine Gruppe der Strömungskanäle vom Wärmeträgermedium und die andere Gruppe der Strömungskanäle vom Kälteträgermedium durchflossen ist, u. zw. je nach Bedarf nur die eine Gruppe oder die andere Gruppe.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen : Fig. l schematisch eine Anschlussmöglichkeit eines erfindungsgemässen Wärmetauschers, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 11-11 in Fig. 1 und Fig. 3 ein Detail aus Fig. 2 in gegenüber Fig. 2 vergrössertem Massstab.

Mit-l-ist die Zuleitung für das Wärmeträgermedium zur Gewinnung von Wärmeenergie und mit --2-- die Ableitung für das durch Sonnenenergie erwärmte Wärmeträgermedium bezeichnet, wobei das Wärmeträgermedium durch Schläuche oder Rohre --3-- fliesst. --4-- ist die Zuleitung für das Kälteträgermedium, z. B. Sole, und --5-- die Ableitung für dasselbe, wobei diese beiden Leitungen --4, 5-- durch Schläuche oder Rohre --6-- miteinander verbunden sind. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, stehen die Schläuche bzw. Rohre --3, 6-- durch parallel zur Längsachse verlaufende Stege --7-- mechanisch in Verbindung, so dass sich ein mattenförmiger und frostsicherer Wärmetauscher --8-- ergibt. Der Übergang der Stege --7-- in die Schläuche bzw.

Rohre-3 bzw. 6-- ist als Reisssteg --8-- ausgebildet. Der Innendurchmesser der Schläuche bzw. Rohre --3-beträgt 7 mm, die Wandstärke 1, 6 mm. Der Innendurchmesser der Schläuche bzw. Rohre --6-- beträgt 5, 2 mm, die Wandstärke 1, 7 mm. Die Teilung (Abstand benachbarter Schlauch- bzw. Rohrachsen) beträgt 15 mm. Die Stärke der Stege --7-- beträgt 1 mm, wobei jedoch die eine Hinterschneidung aufweisenden Stege an der Kuppe 1, 8 mm stark sind.

Die Leitungen-l und 2-- sind an einem Wärmekreislauf zur Bereitung von Warmwasser, z. B. Wasser eines Schwimmbades, angeschlossen, wobei in diesem Fall das Schwimmbadwasser zur Erwärmung direkt, also ohne Zwischenwärmeträger, durch den Wärmetauscher geschickt werden kann.

Die Leitungen --4 und 5-- stehen mit dem Kältekreislauf einer Kältemaschine in Verbindung und werden von letzterer mit kaltem Kälteträgermedium, z. B. unterkühlter Sole, beschickt.

Im Sommer wird dabei nur der Wärmekreislauf über die Leitungen --1 und 2-- betrieben, wobei der Kältekreislauf stillgelegt ist, im Winter hingegen nur der Kältekreislauf über die Lei- tungen --4 und 5--, wobei dann der Wärmekreislauf stillgelegt ist. Da die vom Kälteträgermedium durchströmten Kanäle --6-- direkt in der zu frierenden Wasserschicht bzw. in der gebildeten Eisschicht liegen, ist ein besonders rascher und verlustfreier Wärmeübergang erzielt.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Rohr- oder Schlauchwärmetauscher, dessen Rohre oder Schläuche gegebenenfalls über Stege zur Bildung einer Matte miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre oder Schläuche des Wärmetauschers unterschiedliche Durchmesser aufweisen, wobei bevorzugt der Wärmetauscher mit unterschiedlichen Wärmeträgermedien, z. B. Wasser und Sole, die gegebenenfalls unter verschiedenem Druck stehen, beaufschlagbar ist, und die gleichen Durchmesser aufweisenden Rohre oder Schläuche zu einer Gruppe zusammengefasst sind, die jeweils an das gleiche Wärmeträgermedium, z. B. an Wasser oder an Sole, anschliessbar ist.

Claims

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einem Rohr oder einem Schlauch grossen Durchmessers, jeweils ein Rohr oder Schlauch kleinen Durchmessers benachbart ist.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre oder Schläuche kleinen Durchmessers an das den höheren Druck aufweisende Wärmeträgermedium, z. B. die Sole, anschliessbar sind.

4. Verwendung eines Rohr- oder Schlauchwärmetauschers nach einem der Ansprüche 1 bis 3 <Desc/Clms Page number 3> zur wahlweisen Erzeugung von Warmwasser bzw. einer den Wärmetauscher bedeckenden Eisfläche, wobei der die Rohre oder Schläuche grossen Durchmessers enthaltende Strömungskreis mit Wasser, der andere, die Rohre oder Schläuche von geringerem Durchmesser aufweisende Strömungskreis mit Sole beschickt ist.