Vorrichtung mit wenigstens einem Wärmeaustauscher. Die Erfindung bezieht sieh auf eine Vor richtung mit wenigstens einem Wärmeaustau- seher und insbesondere eine solche, wie sie bei Kühlanlagen und namentlich bei Konden satoren, Verdampfern und dergleichen zur Verwendung gelangen kann.
Der -\Värmeaustauseher, in dem ein Flui- dum einer Temperaturänderung unterworfen wird, besitzt wenigstens ein Paar konzentrisch ineinander angeordneter, fester, zylindrischer Or-ane, die eine ringförmige Kammer für den Durehflu ss des der Temperaturänderung zu unterwerfenden Fluidums bilden, ein in der Kammer angeordnetes, ringförmiges Leitbleeh- gebilde mit Leitwänden aus Blech und bogen förmigen Verbindungsteilen derselben,
welche Wände sieh in Längsrichtung der Kammer erstrecken und den Raum zwischen den festen Organen überbrücken, während die bogen- förmigren Verbindungsteile je mit einer Fläche der genannten zylindrischen Organe in Wärmeleitverbindung stehen.
Der Wärmeaustauseher nach dieser Erfin- citiiim ist, dabei dadurch gekennzeichnet, dass die bogenförmigen Verbindungsteile mit Druck an den obengenannten zwei festen Or ganen anliegen, so dass das Leitblechgebilde von diesen zwei Organen gedrückt wird und ein guter Wärmeübergang zwischen ersterem und letzteren gewährleistet ist.
In den Figuren der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen standes veranschaulicht. Es zeigen Fig. 1 die schematische Ansicht eines Aus führungsbeispiels, Fig. 2 und 3 ein zweites Ausführungsbei- spiel, Fig. 4 eine Ansicht des Kondensers des Beispiels nach Fig.2 in grösserem Massstab, wobei einzelne Teile weggebrochen sind, Fig. 5 und 6 Vertikalschnitte entlang den Linien 5-5 und 6-6 der Fig. 4, Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie 7-7 von Fig. 4,
Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie 8-8 von Fig. 4 in grösserem Massstab, Fig. 9 eine Ansicht ähnlich wie Fig.4, jedoch für einen Wärmeaustauscher der Aus- führitng gemäss Fig. 1, Fig. 10 einen Schnitt entlang der Linie 10-10 der Fig. 9.
Kühlanlagen enthalten im allgemeinen zwei oder mehr Wärmeaustauscher, in denen die Wärme von oder auf einen oder mehrere Ströme eines Kältemittels übertragen wird. Beispiele solcher Wärmeaustauscher sind Kondenser, Verdampfer und Wärmeaustaü- seher, bei denen ein Strom von Kältemittel zum -Wärmeaustausch mit einem andern ge bracht wird, oder wo eine Flüssigkeit oder Luft durch eine Flüssigkeit oder ein Gas ge kühlt oder erwärmt wird. Bei beliebigen be kannten Kälteanlagen kann die Leistung durch Verbesserung der Wärmeübertragung und Vergrösserung der Wärmeaustauscher er höht werden.
Wenn daher im Kondenser eine gute Wärmeübertragung stattfindet, wird eine relativ, grosse Menge von Kältemittel bei einer Minimalmenge von Luft oder Wasser und einem relativ kleinen Kondenser konden siert. Auf gleiche Weise kann die Wirkung der Anlage durch Verbesserung der Wärme übertragung zum Kältemittel im Verdampfer vergrössert werden, wobei in der Verdamp- fungszone eine gleichmässige Kühlwirkung und eine gleichmässige und vollständige Ver dampfung des Kältemittels gewährleistet wird.
Im allgemeinen schwankt die Wirkung eines luftgekühlten Kondensers über einen relativ grossen Bereich in Abhängigkeit von der umgebenden Temperatur und der Be lastung. Das bedeutet, dass der Wärmeaus tausch im Kondenser bei steigender Umge bungstemperatur stark sinkt. In der Praxis werden luftgekühlte Wärmeaustauscher für Kälteanlagen nur deswegen für grosse Über lastung bei normaler oder mittlerer Raumtem peratur ausgelegt, um einer evtl. starken Be lastung bei hoher Raumtemperatur gerecht zu werden.
Es wurde bereits vorgeschlagen, an einer Kälteanlage einen luftgekühlten und einen wassergekühlten Kondenser vorzusehen oder gleichzeitig Luft. und Wasser zur Küh lung ein und desselben Kondensers zu verwen den. Bei solchen Ausführungen wird der grösste Teil der Wärme bei geringer Belastung und niedriger Umgebungstemperatur auf die Luft übertragen. Wenn die Umgebungstem peratur oder die Belastung jedoch steigt, wird die Wärme an das Wasser abgegeben.
Es war jedoch schwierig, mittels eines billig herzustel lenden und zufriedenstellend arbeitenden Kon- densers zuverlässige Übertragung der Wärme auf Luft und Wasser zu erreichen.
Ein gleichartiges Problem tritt dann auf, wenn an der Verdampferoberfläche eine gute Wärmeübertragung zwischen Kältemittel und Luft erreicht werden soll, um die Luft zu kühlen sowie zwischen einem Auftaumittel und der Verdampferoberfläche, um das Eis wäh rend einem Auftauvorgang aufzutauen.
Zur Kombination einer Kühl- und Heiz anlage, in der der gleiche 'V ärmeaustauscher im Sommer als Teil einer Kälteanlage ein Ge- bäude kühlt und im Winter als Teil einer Hei zung heizt, ist es erwünscht, dass in jedem Raum nur ein einziger Wärmeübertrager von kleiner Abmessung und geringen Kosten not wendig ist, der im Winter den Heizungs radiator und im Sommer das Kühl- oder Wärmeaufnahmeorgan darstellt.
Bei den er wähnten Anlagen ist die Anordnung von Wärmeaustauschern vorgesehen, die je von zwei oder mehr Strömen aus Flüssigkeit oder Gas durchflossen sind, die miteinander in wirksamen Wärmeaustausch gebracht werden, oder wobei auch einzeln oder gemeinsam zwei solche Ströme zum Wärmeaustausch mit Luft. oder dergleichen verwendet werden.
In der in Fig. 1 schematisch dargestellten Kälteanlage bezeichnet. 2 einen Kompressor, der durch einen automatisch gesteuerten Mo tor 4 angetrieben wird, wobei das Kältemit tel komprimiert und durch eine Heissgaslei tung 5, durch einen ersten Kondenser 6 und dann durch einen zweiten Kondenser 7 geführt wird. Das Kältemittel wird in den Konden satoren verflüssigt und gelangt flüssig in den Behälter 8, dann durch die Leitung 10 und durch das Expansionsventil 12 zum Verdamp fer 14. Das Kältemittel verdampft unter Wärmeaufnahme im Verdampfer 14 und strömt dann durch das Drosselventil 19' in die Leitung 15, von dort durch den zweiten Kondenser 7 und danach durch die Leitung 16 zum Kompressor.
Im normalen Betrieb setzt sich am Ver dampfer 14 Eis an, das durch direktes Hin durchleiten von heissem Gas des Kompressors, das also die Kondenser vorher nicht durch strömt, abgetaut werden kann. Zu diesem Zweck ist in einer Bypassleitung 18 ein Ventil 17 angeordnet, das, wenn es geöffnet. ist, die Heissgasleitung 5 über die Leitung 18 mit dem Einlass des Verdampfers 14 verbindet.
Das heisse Gas erwärmt. dann den Ver dampfer, wodurch das Eis abgetaut wird. Der Druckanstieg im Verdampfer durch die Zufuhr der heissen Gase zu dem Verdampfer bewirkt, dass sich das Ventil 19' infolge des hohen Verdampferdruckes schliesst und den Durchtritt des Kältemittels vom Verdampfer zum Kompressor durch die Leitung 15, den zweiten Kondenser 7 und durch die Leitung 16 drosselt. Infolgedessen kondensiert das Kältemittel im Verdampfer , und es wird nach öffnen des Ventils 19' und beim Durch tritt durch den zweiten Kondenser 7 in diesem verdampft, so dass der zweite Kondenser 7 auch als Wiederverdampfer wirkt.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführung ist die Anordnung ähnlich wie bei Fig. 1 mit dem Unterschied, dass ein spezieller Verdampfer 19 vorhanden ist, ein Kondenser 21 von ab geänderter Form die Kondenser 6 und 7 er setzt und die Umströmleitung 18 und die Ventile 17 Lund 19' weggelassen sind. Bei die ser Ausführung wird der Abtauvorgang durch Hindurchleiten einer heissen Flüssigkeit durch einen separaten Durchgang im Verdampfer vorgenommen.
Es wird daher dem Verdamp fer selbst kein heisses Gas zugeführt, und es ist deshalb auch unnötig, für die Wieder verdampfung des zum Kompressor strömenden Kältemittels besorgt zu sein.
Der Kondenser 21 ist von spezieller Kon struktion und stellt ein Ausführungsbeispiel eines Wärmeaustauschers dar. Nachfolgend wird der Kondensator 21 im einzelnen be schrieben. Der Kondenser ist. in den Fig. 4 bis 8 gezeigt und besitzt einen Satz von sechs horizontalen Körpern 20, jeder mit. parallelen Durchgängen (Fig. 4), wobei diese Körper fest, montiert und an den Enden durch ein Paar Kopfteile 22 und 24 miteinander verbun den sind.
Jeder Körper 20 besteht aus einem äussern Rohr 26, einem konzentrisch in dem äussern Rohr angeordneten innern Rohr 28 (siehe auch Fig. 8) und einem radial gepress- ten Teil 30, der in den Zwischenraum 32 zwi schen den beiden Rohren 26 und 28 eingefügt ist. In jedem der Körper 20 fliesst das vom Kompressor kommende Kältemittel durch den Raum 32, der als Kondensationsraum wirkt, das heisst in dem das Gas zur Flüssigkeit kon densiert wird. Durch den Innenraum 34 der innern Rohre 28 strömt Kühlwasser, so dass infolge des Übertrittes von Wärme durch die Wandung des innern Rohres zum Wasser eine Kühlung des Gases erreicht wird.
Der Durch- fluss des Wassers wird durch ein Regulier ventil 29 (Fig. 2) gesteuert, das über ein Druckrohr mit der Heissgasleitung vom Kom pressor verbunden ist und bewirkt, dass Was ser in genügender Menge durch den Konden- ser fliesst und der Druck des Gases innerhalb zulässiger Grenzen gehalten wird.
Die Kopfteile 22 und 24 (Fig.4) bilden einen soliden Halt für die Kondenserrohre und werden ihrerseits (siehe auch Fig. 5 und 6) durch ein Paar Blechhalter 33 getragen, die mittels Bolzen am Unterteil der Maschine befestigt sind (nicht gezeigt). Die Kopfteile 22, 24 besitzen in Form von Verbindungs kanälen Durchlässe für die durch die Kon- denserrohre zti führenden Medien, wobei die Räume 32 für das Kältemittel und die Räiune 34 für das Kühlwasser je für sich in Serie geschaltet sind.
Der Kopfteil 24 besitzt für das Kühlwasser am Unterteil einen Einlass 35 und am Oberteil einen Auslass 36 sowie (siehe Fig. 5) für das Kältemittel am obern Teil einen Einlass 37 und am Unterteil einen Aus lass 38.
Der Kopfteil 24 wird durch zwei ineinan- dergestellte, vertikale rinnenförmige Teile oder Kanalwände 40 und 42 (siehe Fig. 7) sowie einen dritten, rinnenförmigen Teil (Ka nalwand) 44 gebildet. Die Teile 40 und 42 bilden Verbindungskanäle für die innern Rohre 28, während die Teile 42 und 44 Verbin dungskanäle für die Räume 32 darstellen.
Der Teil 42 besitzt an der zwischen seinen Seiten teilen angeordneten Zwischenwand eine An zahl Stutzen 46, in denen die einen Enden der Rohre 28 stecken, und der Teil 44 besitzt an der zwischen seinen Seitenteilen angeord neten Zwischenwand, die etwas breiter ist als die obengenannte Zwischenwand und diese auf einer Seite überdeckt, zu den Stutzen 46 kon zentrisch angeordnete Stutzen 48, die auf gleiche Weise die einen Enden der Rohre 26 aufnehmen. Die Seitenteile der Kanalwand 40 sind zwischen den Seitenteilen der Kanal wand 42 angeordnet, und diese Seitenteile der Wände 40 und 42 sind in die Seitenteile der Kanalwand 44 eingesetzt.
In Fig. 6 sieht man, dass der Raunz zwischen den rinnenförmigen Teilen 40 und 42 in vier Kammern 50, 52, 54 und 56 eingeteilt ist, wozu fünf gebogene Querwände 58, 60, 62, 64 und 66 verwendet werden, die gemäss Fig. 6 angeordnet sind, so dass zwischen den Kammern horizontale Wandungen gebildet werden. Die Kammern 50 und 56 sind gegen die einen Enden des obern und untern Rohres 28 offen, während die Kammern 52 und 54 je gegen die einen Enden eines Paares der gegen die Mitte an geordneten Rohre 28 (siehe auch Fig. 4) offen sind.
Gemäss Fig. 5 werden die Kammern 68, 70, 72 und 74 zwischen den Teilen 42 und 44 ebenfalls durch gebogene Querwände 76, 78, 80, 82 und 84 gebildet. Die obere und die untere Kammer 68 und 70 sind mit den ring förmigen Kammern 32 des obern und untern Körpers 20 verbunden, während die Kammern 70 und 72 je mit einem Paar der Räume 32 der gegen die Mitte zu angeordneten Körper 20 verbunden sind.
Gemäss der linken Seite von Fig. 4 ist der Kopfteil 22 im wesentlichen von gleicher Bau art wie der Kopfteil 24, mit dem Unterschied, dass die bogenförmigen Querwände 86 und 88 zur Bildung der Kammern 90, 92 und 94, die die ringförmigen Räume 32 im untern bzw. im mittleren bzw. im obern Paar der Körper 20 verbinden, und der Kammern 96, 98 und 100, die die Enden des untern bzw. des mitt leren bzw. des obern Paares der Rohre 28 ver binden, angeordnet sind.
Man sieht, da.ss mit dem Wassereinlass 35 ein Durchgang beginnt, der folgendermassen verläuft: Einlass 35, Kam mer 56, das untere Innenrohr 28, Kammer 96, das nächst höhere Rohr 28, Kammer 54, das nächste Rohr 28, Kammer 98, das nächste Rohr 28, Kammer 52, das nächste Rohr 28, Kammer 100, das oberste Rohr 28, Kammer 50 und Wasserauslass 36. Vom Kältemitteleinlass 37 aus erstreckt sich ein ähnlicher Durchgang, der die Teile mit folgenden Überweidungs- zeichen erfasst : 37, 68, 32, 94, 32, 70, 32, 92, 32, 72, 32, 90, 32, 74 und Kältemittelauslass 38.
Jeder der Teile 40 besitzt an seiner der Zwi schenwand des Teils 42 gegenüberliegenden Zwischenwand zwischen seinen Seitenteilen einen Satz von Stutzen 102, die mit den En- den der Rohre 28 ausgerichtet, und mit Ge winde versehen sind. Die Wasserein- und -auslassorgane sind in den untersten und ober sten dieser Stutzen 102 eingeschraubt, und die übrigen Stutzen 102 sind mittels Schraub pfropfen 10.1 verschlossen. Der Wasserkreis lauf lässt sich damit durch Entfernung dieser Organe und Schraubpfropfen und Einfüh rung einer entsprechenden Bürste leicht rei nigen.
Die einzelnen Bestandteile der Kopfteile 22 und 24 sind durch Löten untereinander und mit den Rohren 26 und 28 verbun den. Bei der Fabrikation werden die Teile durch eine Lehre zusammengehalten, erhitzt und miteinander verlötet. Nach der Abküh lung hat das Ganze als einheitliches Gebilde festen Halt, und die Verbindungen und Be rührungsstellen sind dicht.
Das Leitblech 30 zeichnet sieh dadurch aus, dass es aus gebogenem Blech so hergestellt ist, dass sieh der Länge des Rohres entlang er streckende Leitkanäle vorhanden sind. Gemäss Fig. 8 besteht, jedes Leitbleeh 30 aus einem einzelnen Blechstück, das angenähert die Länge eines Rohres 26 besitzt und so gebogen ist, dass es eine gerade Zahl radial angeordneter Hohlrippen bildet, die von aussen nach innen divergierende Seitenwände 108 aufweisen. Das Leitblech 30 ist beim Rohr 28 an der Stelle 110 scharf umgebogen, besitzt jedoch beim Rohr 26 weniger scharfe Umbiegungen 112.
An den so gebildeten äussern und innern abgerundeten Kanten liegt das Leitbleeh unter Bildung von ZVärmeleitverbindungen an dem äussern bzw. innern Rohr unter Druck fest an. Dies gewährleistet eine gute 'NZTärmeübertra- gung an beide Rohre sowie strukturelle Vor züge. Beim Aufbau der Vorrichtung wird das Leitbleeh 30 samt dem innern Rohr 28 in das Rohr 26 geschoben, worauf das Rohr 28 gedehnt wird, so dass es radial. nach aussen gegen das Leitbleeh 30 drückt.
Damit wird jeder Teil 108 radial gepresst, so dass der eine Rand an einer Biegestelle 110 gegen die Aussenseite des Rohres 28 und der andere Rand an der Biegungsstelle 112 gegen die Innenseite des Rohres 26 gedrückt wird. Dank dieser Konstruktion ist das Leitblechgebilde zwischen den beiden konzentrisch ineinander angeordneten Rohren 26 und 28 dehnbar, wo bei es vom innern Rohr auswärts gegen das äussere Rohr gepresst wird; es lässt sich jedoch radial nicht. sehr stark dehnen, weshalb das Leitblech durch die Expansion des Rohres 28 radial gedrückt wird. Das Leitblech besitzt so eine gut wärmeleitende Verbindung mit beiden Rohren.
Der Durchfluss des Kältemittels durch die Durchgänge 32 verläuft relativ un behindert, da sich die Leitwände 108 in Längs richtung des Durehlaufes erstrecken.
Der Verdampfer 19 von Fig. 2 ist im wesentlichen von gleicher Bauart wie der Kon- denser 21, mit dem Unterschied, dass jedes dem Körper 20 in Fig. 4 entsprechende Rohrgebilde am äussern Rohr 113 ein Leitblechgebilde 115 aus rechteckigen Platten 117 aufweist. Diese Platten 117 werden auf das Rohr 113 auf gesetzt, und zwar vor dem Zusammenbau des selben mit dem Leitblech 30 und dem innern Rohr 28, und das Rohr 113 wird dann zum Festhalten der Platten 117 gedehnt, was auch eine gute Wärmeübertragung gewährleistet.
Das Kältemittel gelangt aus dem Behälter 8 durch die Leitung 10 und das Expansions ventil 12 zum Verdampfereingang 114. Es fliesst danach durch die Verdampfungskanäle, die mit den Kanälen 32 identisch sind, zum Verdampferausgang 116, von dem aus es durch die Leitung 15 zum Kompressor gelangt.
Das Einlassorgan 118, das mit dem Organ 36 des Kondensers identisch ist, bildet die Einlassv er- bindung für die Auftauflüssigkeit, die aus einer erwärmten, wässrigen Lösung oder einer andern erwärmten Flüssigkeit bestehen kann.
Wenn sich am Verdampfer Eis nieder schlägt, wird der Kühlvorgang unterbrochen und durch das Organ 17.8 erwärmte Schmelz- flüssigkeit eingeführt. Diese Flüssigkeit strömt 3ureh die mit dem Wasserdurchlauf des Kon- 3ensers in Verbindung stehende Öffnung und wird am Unterteil des Verdampfers durch das Organ 120 entleert. Die Wärme der Schmelz flüssigkeit durchdringt die Wandungen der Rohre 28 und gelangt danach durch die Leit- bleche 30 zu den äussern Rohren 26.
Dadurch werden die äussern Röhren und Platten er wärmt, wobei das angesetzte Eis geschmolzen wird. Da die Verdampferoberfläche (30) in guter wärmeleitender Verbindung mit den innern Rohren 28 steht, verläuft der Schmelz vorgang sehr zuverlässig. Die gute Wärme- übertragung rührt davon her, dass die Leit- bleche 30 -unter radialem Druck gehalten wer den, so dass jedes in gutem Kontakt mit der Aussenfläche des innern Rohres sowie mit der Innenfläche des äussern Rohres steht.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wurde oben ausgeführt, dass der zweite Kondenser 7 von spezieller Konstruktion sei und einen Durch gang zur Wärmeübertragung für das in ihn zurückfliessende Kältemittel aufweise. Gemäss Fig.9 ist dieser Kondenser 7 in vielen Be ziehungen mit dem Kondenser von Fig. 2 identisch.
Es sind sechs Rohrgruppen vor handen, von denen jede auf dieselbe Weise zusammengebaut ist wie die Rohrgruppen von Fig. 2, wobei jedoch das äussere Rohr 26 Leit- bleche 122, die aus Platten 123 bestehen, trägt, welch letztere mit den Platten 117 des Ver dampfers von Fig. 2 identisch sind. Die Kopf teile 124 und 125 (Fig. 9) sind gleich wie die entsprechenden Kopfteile 22 und 24 von Fig. 2 und unterscheiden sich nur darin, dass gewisse Querwände weggelassen sind, und dass der rechtsseitige Kopf 125 oben abgeschnitten ist.
Der Kopf 125 wird aus einem Satz inein ander geschobener rinnenförmiger Teile 126, 128 und 130 gebildet, und es ist zwischen den Teilen 126 und 128 ein einziger Verbindungs kanal 132 vorhanden, in den mit Ausnahme des obersten Rohres 28 das rechtsseitige Ende der einzelnen Innenrohre 28 sich öffnet. Wei ter ist zwischen den rinnenförmigen Teilen 128 und 130 ein einziger Verbindungskanal 134 vorhanden, in den der Ringraum 32 zwischen den zueinander konzentrischen Rohren 26 und 28 sieh am rechtsseitigen Ende öffnet, der Ringraum des obersten Rohrpaares 26, 28 wie derum ausgenommen.
Der Kopf 124 ist gleich ausgebildet wie der Kopf 125, mit dem Un terschied, dass sich seine rinnenförmigen Teile bis zum Oberteil des Kondensers erstrecken und einen durchgehenden Verbindungskanal 136 bilden, der für das linke Ende sämt licher Rohre 28 offen ist, sowie einen Ver bindungskanal 138, in den die linksseitigen Enden sämtlicher Durchgänge 32 münden.
Es wurde oben ausgeführt (siehe auch Fig. 1), dass das komprimierte Gas vom Kom pressor zum ersten Kondenser 6 strömt, der in der Praxis an der Seite des zweiten Kon- densers 7 montiert sein kann, wobei ein Ven tilator Luft durch die beiden Kondenser treibt. Das Kältemittel gelangt vom ersten Kon- denser durch zwei Rohre 140 und 142 zum Oberteil des Verbindungskanals 138 am linken Ende des zweiten Kondensers 7 und, wie er wähnt, ist dieser Verbindungskanal für das linke Ende sämtlicher Räume 32 der ver schiedenen Rohrgruppen offen.
Der untere Teil des Verbindungskanals 138 ist über die Leitung 146 mit dem Behälter 8 verbunden, so dass das kondensierte Kältemittel vom ersten Kondenser durch die Leitungen 140 und 142 in den Verbindungskanal 138, dann diesem entlang nach unten und durch die Leitung 146 in den Behälter fliesst. Das im ersten Kondenser 6 nicht kondensierte Gas trennt sich im Verbindungskanal 138 vom flüssigen Kältemittel und strömt in die ver schiedenen Räume 32, wo es seine Wärme über die Leitbleche 30 und die äussern Rohre 26 abgibt.
Die Leitbleche 30 werden durch Expansion der innern Rohre 28 beim Zusammenbau zu- samniengepresst, und die äussern Platten 123 stehen in guter wärmeleitender Verbindung mit der Oberfläche der zugehörigen Aussen rohre 26. Die Wärme des Kältemittels wandert somit zuverlässig zu den Platten 123 und dann von diesen zur Luft. Die rechtsseitigen Enden der Räume 32 sind ebenfalls durch den Verbindungskanal 134 miteinander verbun den, und das kondensierte Kältemittel strömt von Verbindungskanal 134 nach links zum Verbindungskanal 138.
Es wird daher von keinem Teil des Durchganges durch den Kon- densei Flüssigkeit zurückgehalten. Durch den zweiten Kondensei ist also eine zuverlässige Kondensationswirkung gewährleistet. Der zweite Kondenser ist auch ein Wieder verdampfer, und das Kältemittel strömt vom Verdampfer zum Kondenser zurück. Dieser Rücklauf-Verdampfungsweg wird durch die innern Rohre 28 und die Verbindungskanäle 132 und 136 gebildet.
Die Leitung 15 ist am reehtsseitigen\Ende des Apparates mit dem Unterteil des Verbindungskanals 132 verbun den, und das rechtsseitige Ende des obersten Rohres 28 des Kondensers ist. an die Leitung 16 angeschlossen, die zur Eintrittsöffnung des Kompressors führt. Wie oben ausgeführt, ist der Verbindungskanal 132 mit dem rechts seitigen Ende aller Rohre 28 mit Ausnahme des obersten verbunden, und der linksseitige Verbindungskanal 136 steht, mit sämtlichen Rohren 28 in Verbindung.
Das aus der Leitung 15 in den Verbin dungskanal 132 strömende Kältemittel fliesst frei nach links durch die fünf untern Rohre 28 in den Verbindungskanal 136. Vom Kanal 136 strömt das Kältemittel nach rechts durch das oberste Rohr, das einen solchen Durch messer aufweist, dass das Kältemittel ohne grösseren Druekabfall hindurchströmen kann.
Das während dem Kühlzyklus vom Verdamp fer zum Kompressor zurüekströmende Kälte mittel gelangt daher in Wä.rmeaustauseh mit dem Kältemittel der obern Seite . Dies ge währleistet nicht nur, dass keine Flüssigkeits tropfen des Kältemittels in der Kältemittel leitung den-Kompressor erreichen, sondern es wird damit auch die Wirkung des ganzen Sy stems verbessert..
Beim Schmelzzyklus bleibt die Strömung vom Verdampfer zum Kompressor unverän dert und, wie erwähnt, strömt hierbei heisses Gas durch die Leitung 18 direkt zum Ver dampfer, wo es das Eis oder den Schnee schmilzt. Während dieses Vorganges wird im Verdampfer Kältemittel kondensiert, und dieses fliesst durch die Leitung 15 und das Ventil 19', das im Verbindungskanal 132 einen Druckabfall bewirkt, und danach durch die untern fünf Rohre 28 zum Kanal 136. Das flüssige Kältemittel zeigt das Bestreben, durch die untern Rohre zu fliessen. Dem Kältemittel wird jedoch von den entsprechenden Leit- blechen 30 durch die Wandungen der Rohre '?8 Wärme zugeführt.
Die Leitbleche stehen in ->uter wärmeleitender Verbindung mit den äussern Rohren 26 und Platten 123. Durch die Platten 123 wird daher Wärme aufgenommen mid gelangt durch die Leitbleche 30 zum Kältemittel in den innern Rohren 28. Das Gebilde wirkt daher als guter Wiederverdamp fer und -ewährleistet die Verdampfung sämt licher Kühlflüssigkeit, die vom Verdampfer Herkommt. Die fünf untern Rohre 28 arbeiten parallel und bieten, wie bereits gesagt, wurde, der Strömung der Flüssigkeit nur einen ganz in gen Widerstand.
Das oberste Rohr 28 verhindert ein Überfliessen , das unter ge wissen Betriebszuständen auftreten könnte, wenn die Leitung 16 direkt an den Verbin dungskanal 136, ohne Zwischenschalten des obersten Verdampfungsrohres, angeschlossen wäre. Bei gewissen Anlagen könnte es gün- sti@- sein, zum obersten Rohr eines oder meh rere zusätzliche Rohre parallel zu schalten, oder es könnten auch Serieanordnungen vor- genommen werden, bei denen das Kältemittel einen längeren Weg zurückzulegen hätte.
In Fig. 3 ist schematisch eine Anordnung gezeigt, bei der eine einzelne Wärmeaus- tausehereinheit 1-I3 beispielsweise im Sommer zwecks Kühlung der Luft des Raumes als Ver dampfer und im Winter als Heizradiator zur Erwärmung des Raumes wirkt. Die Einheit 143 ist mit dem Verdampfer von Fig. 2 iden- tiscli, wobei die Teile auf die gleiche Weise numeriert sind.
Nenn die Einheit als Ver dampfer wirkt, liegt. ihre Oberflächentem peratur oberhalb des Gefrierpunktes, weshalb siele kein Eis ansetzt und es somit unnötig ist, dieses abzutauen. Zum Zwecke der Hei zen g- im Winter werden die innern Rohre 28 der Einheit 143 von einem Heizmedium, bei spielsweise Dampf, durchströmt, der von einem Kessel 147 geliefert wird.
Der Kondensator 145 der Fig. 3 ent- sprieht demjenigen von Fig. 2 mit dem Un terschied, dass er von gleicher Bauart wie die Verdampfer 19 und 143 ist. Im Kondenser 14.3 wirkt beim Kühlzyklus der durch die in Serie geschalteten Rohre 28 gebildete Durchgang als Umlaufweg für das Kühlwasser gleich wie in Fig. 2, und demzufolge wird diesem innern Rohrkreislauf durch ein Ventil 144 Wasser zugeführt, welches Ventil mit dem Ventil 29 von Fig. 2 identisch ist.
Jedes Kon- denserrohrpaar ist, wie in Fig. 1, mit äussern Platten versehen, und bei geringer Belastung und niedriger Raumtemperatur genügt die Kühlwirkung der Platten und Luft, um sämt liches Kältemittel zu kondensieren. In diesem Fall bleibt das Ventil 144 geschlossen, und es findet kein Wasserdurchfluss statt, da der Druck des heissen Gases nicht ansteigt.
Bei hoher Belastung, und wenn die Raumtempera tur ansteigt, steigt der Druck der Drucl-.- seite an, was bedeutet, dass der Kondenser das Kältemittel nicht kondensiert. Dadurch wird das Ventil 144 geöffnet und ermöglicht den Wasserdurchfluss durch den Kondenser, so dass eine zusätzliche Kühlwirkung auftritt. E, <B>-</B> wurde gefunden, da.ss die Einheit für normalen Betrieb für Luftkühlung allein gebaut werden kann,
wobei Belastungsspitzen und Über lastungen für das Auslegen der Kühlfläche nicht berücksichtigt werden müssen, da solche Überbelastungen mittels der Wasserkühlung überwinden werden. Diese Anordnung ist dann von besonderem Vorteil, wenn beliebig hoher Wasserverbrauch nicht zulässig und eine grosse Zuverlässigkeit erforderlich ist.
Bei der Ausführung nach Fig. 3 kühlt das System die Luft bei warmem Wetter gemäss dem normalen Kühlzyklus. Bei diesem Vor gang führen die innern Rohre also weder Heiz- noch Kühlmedium. Sie erfüllen aber die oben erwähnte Funktion, den Wärmeübergang zwi schen den Leitblechen, den äussern Rohren und der Luft zu vermitteln. Wenn keine Kühlung mehr notwendig ist, wird der Kühlbetrieb ab gestellt, und es kann ohne weiteres der Heiz- vorgang beginnen, indem den innern Rohren der Einheit 143 ein Heizmittel, wie z. B. Dampf, zugeführt. wird. Der Dampf oder ein anderes Heizmittel, z. B.
Heisswasser, strömt dann durch die innern Rohre, wobei die Wärme durch die Wandung der Rohre 28 und dann durch die Leitbleche zu den äussern Rohren 26 gelangt, wo sie auf die Luft über- tragen wird. Man sieht, dass die Anlage zum Kühlen und Heizen denselben Wärmeaustau- scher (1-13) benützt, wobei die Durchflusswege für das Kältemittel und das Heizmittel nicht miteinander verbunden sind. In Fig. 3 ist schematisch eine Anlage mit einer einzigen übertragungseinheit 143 dargestellt, wobei aber zu bedenken ist, dass eine solche Anlage normalerweise mehrere, wenn nicht viele, der artige Einheiten aufweist.
In bezug auf den Kondenser 145 sei darauf hingewiesen, dass mit diesem äusserst kleinen Kondenser eine maximale Leistung erreicht wird, da es die zusammengepressten innern Leitbleche ermöglichen, sowohl mit Luft, als auch mit Wasser, eine sehr gute Wärmeüber tragung zu erreichen. Gleicherweise wird beim Wärmeaustauscher 143 im Sommer zwischen. dem Kältemittel und der Luft und im Winter zwischen dem Dampf und der Luft ein guter Wärmeaustausch erreicht.
Es wird damit eine einzelne Wärmeaustauscheinheit mit einer ein zigen Luftzirkulations- und Montagestruktur geschaffen. Es kann heisses Wasser oder eine andere heisse Flüssigkeit als Heizmittel ver wendet werden, und die Lamellen können weg gelassen werden, wenn die Aussenfläche sonst wie genügend gross ist. Die MTärmeaustauscher der hier beschriebenen Kälteanlage sind allge- :nein mit Ventilatoren ausgerüstet, falls eine )ATärmeübertragung zur Luft erfolgen muss. Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen wer den auch dann Ventilatoren verwendet, wenn die Rohrgruppen mit äussern Lamellen ver sehen sind.
Bei den beschriebenen Wärmeaustauschern können die Kopfstücke selbstverständlich so variiert werden, dass der Durchfluss rein par allel oder in Serie erfolgt, oder es können Parallel- und Serienanordnugen kombiniert werden. Beispielsweise können bei einem Kon- denser die innern Rohre mit daneben liegen den parallel geschaltet sein, oder es können alle innern Rohre parallel verbunden sein. Gleicherweise können die Räume 32 so ver bunden sein, dass zwei oder drei parallel ge- geschaltet sind.
Das beschriebene Leitblech- gebilde gewährleistet einen minimalen Druck- abfall durch die Räume 32, selbst wenn eine äusserst rasche Strömung vorhanden ist. Der Druckabfall wird selbstverständlich verrin gert, wenn eine Parallelströmung verwendet wird, obgleich es in manchen Fällen vorzu ziehen ist, den Strömungsweg durch eine Se rienanordnung zu verlängern.
Unter Verwendung der mechanischen Merkmale der Erfindung lassen sich die man nigfaltigsten Ausführungen herstellen, und die Einzelteile sich ändern, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Die oben be schriebenen oder in den Figuren gezeigten Ausführungen sind nur zur Erklärung und nicht. zu Einschränkung der Erfindung an geführt.
Device with at least one heat exchanger. The invention relates to a device with at least one heat exchanger and in particular such a device as can be used in cooling systems and in particular in condensers, evaporators and the like.
The heat exchanger, in which a fluid is subjected to a temperature change, has at least one pair of concentrically arranged, solid, cylindrical organs which form an annular chamber for the flow of the fluid to be subjected to the temperature change Chamber arranged, ring-shaped baffle structure with baffles made of sheet metal and curved connecting parts of the same,
which walls extend in the longitudinal direction of the chamber and bridge the space between the fixed organs, while the arcuate connecting parts are each in heat-conducting connection with a surface of the said cylindrical organs.
The heat exchanger according to this invention is characterized in that the arched connecting parts bear pressure on the above-mentioned two fixed organs, so that the baffle structure is pressed by these two organs and a good heat transfer between the former and the latter is ensured.
In the figures of the drawing, some embodiments of the subject invention are illustrated. 1 shows the schematic view of an exemplary embodiment, FIGS. 2 and 3 show a second exemplary embodiment, FIG. 4 shows a view of the condenser of the example according to FIG. 2 on a larger scale, with individual parts broken away, FIGS 6 vertical sections along the lines 5-5 and 6-6 of FIG. 4, FIG. 7 a section along the line 7-7 of FIG. 4,
8 shows a section along the line 8-8 of FIG. 4 on a larger scale, FIG. 9 shows a view similar to FIG. 4, but for a heat exchanger of the embodiment according to FIG. 1, FIG Line 10-10 of Figure 9.
Refrigeration systems generally contain two or more heat exchangers in which the heat is transferred from or to one or more flows of a refrigerant. Examples of such heat exchangers are condensers, evaporators and heat exchangers, in which a flow of refrigerant is brought to exchange heat with another, or where a liquid or air is cooled or heated by a liquid or a gas. In any known refrigeration systems, the performance can be increased by improving the heat transfer and enlarging the heat exchanger.
Therefore, if there is good heat transfer in the condenser, a relatively large amount of refrigerant is condensed with a minimum amount of air or water and a relatively small condenser. In the same way, the effect of the system can be increased by improving the heat transfer to the refrigerant in the evaporator, with a uniform cooling effect and a uniform and complete evaporation of the refrigerant being ensured in the evaporation zone.
In general, the effect of an air-cooled condenser fluctuates over a relatively large area depending on the ambient temperature and the load. This means that the heat exchange in the condenser drops sharply as the ambient temperature rises. In practice, air-cooled heat exchangers for refrigeration systems are only designed for high overload at normal or medium room temperature, in order to cope with a possibly heavy load at high room temperatures.
It has already been proposed to provide an air-cooled and a water-cooled condenser or air at the same time in a refrigeration system. and water to cool one and the same condenser. With such designs, most of the heat is transferred to the air at low loads and at low ambient temperatures. However, when the ambient temperature or the load increases, the heat is transferred to the water.
However, it was difficult to achieve reliable transfer of heat to air and water by means of a cheap to manufacture and satisfactory working condenser.
A similar problem occurs when good heat transfer between refrigerant and air is to be achieved on the evaporator surface in order to cool the air and between a de-icing agent and the evaporator surface in order to thaw the ice during a thawing process.
To combine a cooling and heating system in which the same heat exchanger cools a building as part of a refrigeration system in summer and heats it as part of a heating system in winter, it is desirable that each room has only one heat exchanger of Small size and low cost is necessary, which is the heating radiator in winter and the cooling or heat absorption organ in summer.
In the systems he mentioned, the arrangement of heat exchangers is provided, which are each traversed by two or more streams of liquid or gas, which are brought into effective heat exchange with each other, or individually or jointly two such streams for heat exchange with air. or the like can be used.
Designated in the refrigeration system shown schematically in FIG. 2 a compressor which is driven by an automatically controlled Mo tor 4, wherein the refrigerant is compressed tel and through a hot gas line 5, through a first condenser 6 and then through a second condenser 7 is passed. The refrigerant is liquefied in the condensers and enters the container 8 in liquid form, then through the line 10 and through the expansion valve 12 to the evaporator 14. The refrigerant evaporates while absorbing heat in the evaporator 14 and then flows through the throttle valve 19 'into the line 15, from there through the second condenser 7 and then through the line 16 to the compressor.
In normal operation, ice builds up on the Ver evaporator 14, which can be defrosted by direct passage of hot gas from the compressor, which does not flow through the condenser beforehand. For this purpose, a valve 17 is arranged in a bypass line 18, which when it is opened. is, the hot gas line 5 connects via the line 18 to the inlet of the evaporator 14.
The hot gas warms up. then the evaporator, which defrosts the ice. The pressure increase in the evaporator due to the supply of the hot gases to the evaporator causes the valve 19 'to close due to the high evaporator pressure and throttles the passage of the refrigerant from the evaporator to the compressor through the line 15, the second condenser 7 and through the line 16 . As a result, the refrigerant condenses in the evaporator, and it is evaporated after opening the valve 19 'and when it passes through the second condenser 7 in this, so that the second condenser 7 also acts as a re-evaporator.
In the embodiment shown in Fig. 2, the arrangement is similar to Fig. 1 with the difference that a special evaporator 19 is present, a condenser 21 of changed shape from the condensers 6 and 7 he sets and the flow line 18 and the valves 17 Lund 19 'are omitted. In this version, the defrosting process is carried out by passing a hot liquid through a separate passage in the evaporator.
No hot gas is therefore supplied to the evaporator itself, and it is therefore also unnecessary to be concerned about the re-evaporation of the refrigerant flowing to the compressor.
The condenser 21 is of special construction and represents an embodiment of a heat exchanger. The condenser 21 will be described in detail below. The condenser is. shown in Figures 4 to 8 and has a set of six horizontal bodies 20, each with. parallel passages (Fig. 4), these bodies fixed, mounted and verbun at the ends by a pair of headers 22 and 24 to each other.
Each body 20 consists of an outer tube 26, an inner tube 28 arranged concentrically in the outer tube (see also FIG. 8) and a radially pressed part 30 which is inserted into the space 32 between the two tubes 26 and 28 is. In each of the body 20, the refrigerant coming from the compressor flows through the space 32, which acts as a condensation space, that is, in which the gas is condensed to form a liquid. Cooling water flows through the interior space 34 of the inner tubes 28, so that the gas is cooled as a result of the transfer of heat through the wall of the inner tube to the water.
The flow of water is controlled by a regulating valve 29 (FIG. 2), which is connected to the hot gas line from the compressor via a pressure pipe and ensures that sufficient water flows through the condenser and the pressure of the Gas is kept within permissible limits.
The head parts 22 and 24 (FIG. 4) form a solid hold for the condenser tubes and are in turn supported (see also FIGS. 5 and 6) by a pair of sheet metal holders 33 which are fastened by bolts to the lower part of the machine (not shown). The head parts 22, 24 have passages in the form of connecting channels for the media leading through the condenser pipes, the spaces 32 for the refrigerant and the ranks 34 for the cooling water being connected in series.
The head part 24 has an inlet 35 for the cooling water on the lower part and an outlet 36 on the upper part and (see FIG. 5) an inlet 37 for the refrigerant on the upper part and an outlet 38 on the lower part.
The head part 24 is formed by two nested, vertical channel-shaped parts or channel walls 40 and 42 (see FIG. 7) and a third, channel-shaped part (channel wall) 44. The parts 40 and 42 form connection channels for the inner tubes 28, while the parts 42 and 44 connection channels for the spaces 32 represent.
The part 42 has on the intermediate wall arranged between its sides share a number of nozzles 46, in which the one ends of the tubes 28 are inserted, and the part 44 has on the between its side parts angeord designated partition, which is slightly wider than the above partition and this covered on one side, to the nozzle 46 con centrically arranged nozzle 48, which receive the one ends of the tubes 26 in the same way. The side parts of the channel wall 40 are arranged between the side parts of the channel wall 42, and these side parts of the walls 40 and 42 are inserted into the side parts of the channel wall 44.
In Fig. 6 you can see that the roughness between the channel-shaped parts 40 and 42 is divided into four chambers 50, 52, 54 and 56, for which five curved transverse walls 58, 60, 62, 64 and 66 are used, which according to FIG. 6 are arranged so that horizontal walls are formed between the chambers. The chambers 50 and 56 are open against one ends of the upper and lower tube 28, while the chambers 52 and 54 are each open against one end of a pair of the tubes 28 arranged towards the center (see also FIG. 4).
According to FIG. 5, the chambers 68, 70, 72 and 74 between the parts 42 and 44 are also formed by curved transverse walls 76, 78, 80, 82 and 84. The upper and lower chambers 68 and 70 are connected to the ring-shaped chambers 32 of the upper and lower body 20, while the chambers 70 and 72 are each connected to a pair of the spaces 32 of the body 20 to be arranged towards the center.
According to the left side of Fig. 4, the head part 22 is essentially of the same type of construction as the head part 24, with the difference that the arched transverse walls 86 and 88 to form the chambers 90, 92 and 94, which the annular spaces 32 in the connect lower or in the middle or in the upper pair of the body 20, and the chambers 96, 98 and 100, which bind the ends of the lower or the middle and the upper pair of tubes 28 ver, are arranged.
It can be seen that a passage begins with the water inlet 35 and runs as follows: Inlet 35, chamber 56, the lower inner tube 28, chamber 96, the next higher tube 28, chamber 54, the next tube 28, chamber 98, the next pipe 28, chamber 52, the next pipe 28, chamber 100, the uppermost pipe 28, chamber 50 and water outlet 36. A similar passage extends from the refrigerant inlet 37, which covers the parts with the following overgrazing symbols: 37, 68 , 32, 94, 32, 70, 32, 92, 32, 72, 32, 90, 32, 74 and refrigerant outlet 38.
Each of the parts 40 has, on its intermediate wall opposite the intermediate wall of the part 42, between its side parts, a set of nozzles 102 which are aligned with the ends of the tubes 28 and are provided with threads. The water inlet and outlet organs are screwed into the lowest and uppermost of these nozzles 102, and the remaining nozzles 102 are closed by means of screw plug 10.1. The water cycle can thus be easily cleaned by removing these organs and screw plugs and inserting an appropriate brush.
The individual components of the head parts 22 and 24 are connected to each other and to the tubes 26 and 28 by soldering. During manufacture, the parts are held together by a jig, heated and soldered together. After cooling, the whole thing has a firm hold as a uniform structure, and the connections and points of contact are tight.
The baffle plate 30 is characterized in that it is made of bent sheet metal in such a way that there are guide channels extending along the length of the pipe. According to FIG. 8, each baffle 30 consists of a single piece of sheet metal which is approximately the length of a tube 26 and is bent so that it forms an even number of radially arranged hollow ribs which have side walls 108 diverging from the outside inward. The guide plate 30 is sharply bent over in the pipe 28 at the point 110, but has less sharp bends 112 in the pipe 26.
At the outer and inner rounded edges formed in this way, the guide plate rests firmly under pressure on the outer and inner pipe, forming ZVärmeleitverbindungen. This ensures good NZ heat transfer to both pipes as well as structural benefits. When setting up the device, the guide plate 30 together with the inner tube 28 is pushed into the tube 26, whereupon the tube 28 is expanded so that it is radially. presses outwards against the guide plate 30.
Each part 108 is thus pressed radially so that one edge at a bending point 110 is pressed against the outside of the tube 28 and the other edge at the bending point 112 is pressed against the inside of the tube 26. Thanks to this construction, the baffle structure between the two concentrically arranged tubes 26 and 28 is expandable, where it is pressed from the inner tube outwards against the outer tube; however, it cannot be radially. expand very strongly, which is why the baffle is pressed radially by the expansion of the tube 28. The baffle has a good heat-conducting connection with both pipes.
The flow of the refrigerant through the passages 32 is relatively unhindered, since the guide walls 108 extend in the longitudinal direction of the flow.
The evaporator 19 of FIG. 2 is essentially of the same design as the condenser 21, with the difference that each tube structure corresponding to the body 20 in FIG. 4 has a guide plate structure 115 made of rectangular plates 117 on the outer tube 113. These plates 117 are placed on the tube 113, before the assembly of the same with the baffle 30 and the inner tube 28, and the tube 113 is then stretched to hold the plates 117, which also ensures good heat transfer.
The refrigerant passes from the container 8 through the line 10 and the expansion valve 12 to the evaporator inlet 114. It then flows through the evaporation channels, which are identical to the channels 32, to the evaporator outlet 116, from which it arrives through the line 15 to the compressor .
The inlet element 118, which is identical to the element 36 of the condenser, forms the inlet connection for the defrosting liquid, which can consist of a heated, aqueous solution or another heated liquid.
If ice is deposited on the evaporator, the cooling process is interrupted and heated molten liquid is introduced through the element 17.8. This liquid flows through the opening connected to the water flow through the cone and is emptied through the organ 120 at the lower part of the evaporator. The heat of the molten liquid penetrates the walls of the tubes 28 and then passes through the guide plates 30 to the outer tubes 26.
This warms the outer tubes and plates, melting the ice. Since the evaporator surface (30) is in good heat-conducting connection with the inner tubes 28, the melting process is very reliable. The good heat transfer is due to the fact that the baffles 30 are held under radial pressure so that each is in good contact with the outer surface of the inner tube and with the inner surface of the outer tube.
With reference to FIG. 1, it was stated above that the second condenser 7 is of a special construction and has a passage for heat transfer for the refrigerant flowing back into it. According to FIG. 9, this condenser 7 is identical to the condenser of FIG. 2 in many ways.
There are six groups of tubes, each of which is assembled in the same way as the groups of tubes of FIG. 2, but the outer tube 26 carries baffles 122 made of plates 123, the latter with plates 117 of Ver steamer of Fig. 2 are identical. The head parts 124 and 125 (Fig. 9) are the same as the corresponding head parts 22 and 24 of Fig. 2 and differ only in that certain transverse walls are omitted, and that the right-hand head 125 is cut off at the top.
The head 125 is formed from a set of channel-shaped parts 126, 128 and 130 pushed into one another, and there is a single connecting channel 132 between the parts 126 and 128 in which, with the exception of the uppermost tube 28, the right-hand end of the individual inner tubes 28 opens. Wei ter between the trough-shaped parts 128 and 130 a single connecting channel 134 is present, into which the annular space 32 between the concentric tubes 26 and 28 see opens at the right-hand end, the annular space of the top pair of tubes 26, 28 again excepted.
The head 124 is designed the same as the head 125, with the difference that its trough-shaped parts extend to the top of the condenser and form a continuous connecting channel 136 which is open to the left end of all Licher tubes 28, as well as a connecting channel 138, into which the left-hand ends of all passages 32 open.
It was stated above (see also FIG. 1) that the compressed gas flows from the compressor to the first condenser 6, which in practice can be mounted on the side of the second condenser 7, with a ventilator air passing through the two Condenser drives. The refrigerant arrives from the first condenser through two tubes 140 and 142 to the upper part of the connecting channel 138 at the left end of the second condenser 7 and, as he mentioned, this connecting channel is open to the left end of all spaces 32 of the various tube groups.
The lower part of the connecting channel 138 is connected to the container 8 via the line 146, so that the condensed refrigerant flows from the first condenser through the lines 140 and 142 into the connecting channel 138, then along this downward and through the line 146 into the container . The gas that is not condensed in the first condenser 6 separates in the connecting channel 138 from the liquid refrigerant and flows into the various spaces 32, where it emits its heat via the baffles 30 and the outer tubes 26.
The baffles 30 are pressed together by expansion of the inner tubes 28 during assembly, and the outer plates 123 are in good heat-conducting connection with the surface of the associated outer tubes 26. The heat of the refrigerant thus reliably migrates to the plates 123 and then from them to the air. The right-hand ends of the spaces 32 are also connected to each other through the connection channel 134, and the condensed refrigerant flows from the connection channel 134 to the left to the connection channel 138.
Liquid is therefore not retained by any part of the passage through the condensate. The second condensation ensures a reliable condensation effect. The second condenser is also a re-evaporator and the refrigerant flows back from the evaporator to the condenser. This return evaporation path is formed by the inner tubes 28 and the connecting channels 132 and 136.
The line 15 is verbun at the right-hand end of the apparatus with the lower part of the connecting channel 132, and the right-hand end of the uppermost tube 28 of the condenser is. connected to the line 16, which leads to the inlet opening of the compressor. As stated above, the connection channel 132 is connected to the right-hand end of all tubes 28 with the exception of the uppermost one, and the left-side connection channel 136 is connected to all of the tubes 28.
The refrigerant flowing from the line 15 into the connecting channel 132 flows freely to the left through the five lower tubes 28 into the connecting channel 136. From the channel 136 the refrigerant flows to the right through the uppermost tube, which has a diameter such that the refrigerant can flow through without a large drop in pressure.
The refrigerant flowing back from the evaporator to the compressor during the cooling cycle is therefore exchanged for heat with the refrigerant on the upper side. This not only ensures that no liquid drops of the refrigerant in the refrigerant line reach the compressor, it also improves the effectiveness of the entire system.
During the melting cycle, the flow from the evaporator to the compressor remains unchanged and, as mentioned, hot gas flows through line 18 directly to the evaporator, where it melts the ice or snow. During this process, refrigerant is condensed in the evaporator, and this flows through the line 15 and the valve 19 ', which causes a pressure drop in the connecting channel 132, and then through the lower five tubes 28 to the channel 136. The liquid refrigerant shows the tendency to through the lower pipes to flow. However, heat is supplied to the refrigerant from the corresponding guide plates 30 through the walls of the tubes 8.
The baffles are in -> uter thermally conductive connection with the outer tubes 26 and plates 123. The plates 123 therefore absorb heat and pass through the baffles 30 to the refrigerant in the inner tubes 28. The structure therefore acts as a good re-evaporator and - Ensures the evaporation of all coolant that comes from the evaporator. The five lower tubes 28 work in parallel and, as has already been said, offer only a very limited resistance to the flow of the liquid.
The uppermost tube 28 prevents overflow, which could occur under ge know operating conditions if the line 16 were connected directly to the connec tion channel 136 without the interposition of the uppermost evaporation tube. In certain systems it could be beneficial to connect one or more additional pipes in parallel to the top pipe, or series arrangements could be made in which the refrigerant would have to travel a longer distance.
In Fig. 3 an arrangement is shown schematically in which a single heat exchanger unit 1-I3 acts, for example, in summer to cool the air in the room as a Ver evaporator and in winter as a heating radiator to heat the room. The unit 143 is identical to the evaporator of FIG. 2, the parts being numbered in the same way.
Call the unit acts as an evaporator, lies. their surface temperature is above freezing point, which is why ice does not form and it is therefore unnecessary to defrost it. For the purpose of heating in winter, the inner tubes 28 of the unit 143 are traversed by a heating medium, for example steam, which is supplied by a boiler 147.
The condenser 145 of FIG. 3 corresponds to that of FIG. 2 with the difference that it is of the same design as the evaporators 19 and 143. In the condenser 14.3, the passage formed by the series-connected pipes 28 acts as a circulation path for the cooling water in the same way as in Fig. 2, and consequently water is supplied to this inner pipe circuit through a valve 144, which valve is connected to the valve 29 of Fig. 2 is identical.
As in FIG. 1, each condenser tube pair is provided with outer plates, and with low loads and low room temperatures the cooling effect of the plates and air is sufficient to condense all the refrigerant. In this case, the valve 144 remains closed and there is no flow of water, since the pressure of the hot gas does not rise.
At high loads and when the room temperature rises, the pressure on the pressure side rises, which means that the condenser does not condense the refrigerant. This opens the valve 144 and allows water to flow through the condenser, so that an additional cooling effect occurs. E, <B> - </B> it was found that the unit can be built for normal operation for air cooling alone,
load peaks and overloads for the design of the cooling surface do not have to be taken into account, since such overloads are overcome by means of the water cooling. This arrangement is of particular advantage when any high water consumption is not permitted and great reliability is required.
In the embodiment according to FIG. 3, the system cools the air in warm weather according to the normal cooling cycle. During this process, the inner tubes carry neither heating nor cooling medium. But they fulfill the above-mentioned function of conveying the heat transfer between the baffles, the outer pipes and the air. If cooling is no longer necessary, the cooling mode is switched off and the heating process can easily begin by adding a heating medium, such as a heater, to the inner tubes of the unit 143. B. steam supplied. becomes. The steam or other heating means, e.g. B.
Hot water then flows through the inner tubes, the heat passing through the walls of the tubes 28 and then through the baffles to the outer tubes 26, where it is transferred to the air. It can be seen that the system for cooling and heating uses the same heat exchanger (1-13), the flow paths for the refrigerant and the heating medium not being connected to one another. In Fig. 3, a system with a single transmission unit 143 is shown schematically, but it should be borne in mind that such a system normally has several, if not many, such units.
With regard to the condenser 145, it should be pointed out that this extremely small condenser achieves maximum performance, since the compressed inner guide plates enable very good heat transfer to be achieved with both air and water. Likewise, the heat exchanger 143 is between in summer. between the refrigerant and the air and, in winter, a good heat exchange between the steam and the air.
It is thus created a single heat exchange unit with a single air circulation and assembly structure. Hot water or another hot liquid can be used as heating medium, and the lamellas can be left out if the outer surface is otherwise large enough. The M heat exchangers of the refrigeration system described here are generally: No equipped with fans if) A heat transfer to the air must take place. In the embodiments shown, the fans are also used when the tube groups are seen ver with outer fins.
In the case of the heat exchangers described, the head pieces can of course be varied so that the flow takes place purely in parallel or in series, or parallel and series arrangements can be combined. For example, in the case of a condenser, the inner tubes with adjacent ones can be connected in parallel, or all inner tubes can be connected in parallel. Likewise, the rooms 32 can be connected in such a way that two or three are connected in parallel.
The baffle structure described ensures a minimal pressure drop through the spaces 32, even when there is an extremely rapid flow. The pressure drop is, of course, reduced when parallel flow is used, although in some cases it is preferable to extend the flow path through a series arrangement.
Using the mechanical features of the invention, the most varied designs can be produced and the individual parts can be changed without departing from the scope of the invention. The embodiments described above or shown in the figures are only for explanation and not. to limit the invention.