DE19802670A1 - Wärmeübertrager - Google Patents
WärmeübertragerInfo
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- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B33/00—Boilers; Analysers; Rectifiers
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- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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Description
Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, der insbesondere für den Einsatz in Absorp
tionskältemaschinen geeignet ist.
Bei Absorptionskältemaschinen findet ein Wärme- und Stoffaustausch an der Oberfläche
der Wärmeübertrager von Absorber und Austreiber statt. Dabei wird beispielsweise Lithium-
Bromidlösung durch Berieselung oder Versprühung über die Rohre der Wärmeübertrager
verteilt. Zwischen der Lösung und dem Kühlwasser im Absorber bzw. der Lösung und dem
Heizwasser im Austreiber findet der Wärmeaustausch statt.
Bei Absorptionsmaschinen bekannter Bauart sind die Wärmeübertrager liegende Rohrbün
del von beträchtlicher Länge. Die Rohre sind beidseitig in massive Rohrböden eingewalzt
oder eingeschweißt. Das hat den Nachteil, daß die durch Temperaturunterschiede in den
Rohrbündeln erzeugten Zug- und Druckspannungen, bei den großen Rohrlängen durch das
Einbringen von zusätzlichen Stützblechen oder besondere Montagetechnologien, wie z. B.
das Einwalzen der Rohre in die Rohrböden unter Vorspannung, kompensiert werden müs
sen. Ein weiterer Nachteil dieser Wärmeübertrager besteht darin, daß das Rohrbündel nicht
in ein geschlossenes Rohr eingeschoben oder darin montiert werden kann. Der den Wär
meübertrager umschließende Behälter muß für die Montage geteilt und anschließend wie
der verschweißt werden. Diese Technologie verteuert die Herstellung.
Ein weiteres Problem ist die gleichmäßige Verteilung der Lösung über das Rohrbündel. Bei
der liegenden Bauart wird die Lösung entweder durch über den Rohren angebrachte Rie
selwannen oder durch eine entsprechende Anzahl von Sprühdüsen verteilt. Um eine
gleichmäßige Lösungsverteilung zu erzielen, besitzen die Rieselwannen viele kleine Boh
rungen. Hier besteht die Gefahr, daß einige Bohrungen der Rieselwannen bzw. die Boh
rungen der Düsen durch im Kreislauf vorhandene Schmutz- oder Metallteichen verstopfen,
was zu einer Minderleistung der Apparate führt.
Aus der DE-OS 31 51 389 ist eine völlig andere Bauart eines Austreibers für Absorptions
wärmepumpe bekannt. Das Siederohr dieses Austreibers besteht aus einer schraubenför
mig gewickelten Rohrwendel. Diese Ausführungsform ist jedoch nur für bestimmte Einsatz
fälle sinnvoll. Beispielsweise können erforderliche große Wärmeübertrageroberflächen nur
durch eine entsprechende Verlängerung der Rohrwendel erzielt werden. Damit sind bei
dieser Bauart bereits gewisse Grenzen gegeben.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wärmeübertrager so zu gestalten, daß keine besonde
ren Maßnahmen zur Kompensation der Wärmeausdehnung erforderlich sind, daß eine
einfache Montage möglich ist und daß eine gleichmäßige zuverlässige Beaufschlagung der
Wärmeübertragerrohre gewährleistet ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Die Un
teransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Mit der Erfindung wird erreicht, daß neben der Realisierung der in vorstehender Aufgabe
beschriebenen Zielstellungen, bei geringem Bauvolumen eine relativ große Wärmeübertra
geroberfläche realisiert und eine gleichmäßige Lösungsverteilung mit relativ einfachen Mit
teln erzielt werden kann.
An nachfolgenden Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert:
Abb. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die schematische Darstellung eines erfindungsge
mäß ausgeführten Wärmeübertragers. In der Draufsicht gem. Abb. 2 ist die Rohrspirale 1
zu erkennen. Konzentrisch im Behälter 5 befindet sich das Verteilerrohr 2, an dem parallel
übereinander angeordnete Rohrspiralen 1 angebracht sind, die mit ihrem anderen Ende am
Sammelrohr 3, daß sich im Bereich der Innenwandung des Behälters 5 befindet, ange
schlossen sind. Die Lage von Verteilerrohr 2 und Sammelrohr 3 kann aber auch vertauscht
werden.
In Abb. 3 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der Verteilerrohr 2 und Sammelrohr 3
konzentrisch angeordnet sind. Damit kann eine Verkleinerung des Außendurchmessers der
Rohrspiralen 1 und des Außendurchmessers des Behälters 5 erreicht werden. Bei dieser
Ausführungsform sind jeweils zwei Rohrspiralen 1 so miteinander verbunden, daß eine vom
Verteilerrohr 2 kommende und mit jeder Windung im Durchmesser größer werdende 1. Spi
rale 6 in eine zum Sammelrohr gehende mit jeder Windung kleiner werdende 2. Spirale 7
übergeht. Die Verbindung beider Spiralen am Außendurchmesser kann durch ein spezielles
Rohrstück erfolgen. Wenn die technologischen Voraussetzungen gegeben sind, kann durch
gegenläufige Wicklung der beiden zueinander gehörigen Spiralen aus einem Rohrstück
eine solche Doppelspirale hergestellt werden.
Die Anzahl der untereinander angeordneten Rohrspiralen 1 richtet sich nach der erforderli
chen Wärmeübertragerfläche. Längenveränderungen der Rohre infolge von Temperaturän
derungen werden problemlos von der Spirale wie von einer Feder aufgenommen. Die spiral
förmige Gestaltung der Wärmeübertragerrohre gestattet die Lösungsverteilung durch eine
zentral angebrachte Düse 4. Dadurch kann die Düsenbohrung wesentlich größer ausge
führt werden, als bei mehreren Düsen. Eine Verstopfen der Düse 4 ist praktisch ausge
schlossen. Das gesamte Rohrbündel wird außen montiert und komplett in den Behälter 5
eingeschoben. Dadurch wird die Montage wesentlich vereinfacht. Die bei anderen Ausfüh
rungsformen notwendige Teilung des Behälters ist nicht erforderlich.
Claims (3)
1. Wärmeübertrager, insbesondere für Aborptionskältemaschinen mit an einem Verteiler
rohr und einem Sammelrohr angeordneten Wärmeübertragerrohren, dadurch gekennzeich
net, daß die Wärmeübertragerrohre als ebene Rohrspiralen (1) ausgebildet sind, die parallel
zueinander mit den Verteiler- und Sammelrohr (2 und 3) verbunden sind.
2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede einzelne Rohr
spirale (1) an das Verteilerrohr (2) und Sammelrohr (3) angeschlossen ist, wobei eines die
ser Rohre konzentrisch und das andere am Außendurchmesser der Rohrspirale (1) ange
ordnet ist.
3. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verteiler- und Sam
melrohr (2 und 3) konzentrisch angeordnet sind und jeweils zwei Rohrspiralen (1) als ge
genläufig gewickelte Doppelspiralen ausgebildet sind, deren Anschlüsse im Inneren der
Spiralen liegen.
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