DE202004016998U1 - Wärmeübertrager - Google Patents

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    • Y02E10/10—Geothermal energy

Abstract

Wärmeübertrager (1) zur direkten Verdampfung von flüssigem Kältemittel, dadurch gekennzeichnet, dass im Verdampfer-Ringraum (10) eine Direktverdampfung stattfindet und ein im Rohrraum (11) untergebrachter Massenstrom-Synchronisator (2) über einen externen, außen am Mantelrohr (8) anliegenden Stator (3) sowie über deren Spannungsanschluss (4) die erforderliche Antriebsenergie überträgt, die Kondensator/Verdampfereinheit (6) das Kältemittel verflüssigt und über die Kondensationsleitung (16) am Kopfteil (5) zum Ringraum (10) zurückführt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Wänneübertrager nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein derartiger Wärmeübertrager ist bekannt.
  • Solche bekannten Wärmeübertrager haben meist den Nachteil, dass bei einer Verwendung im Erdreich, beim Auftreten einer Leckage, Verunreinigungen im Grundwasser durch austretendes Öl und Kältemittel nicht auszuschließen sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufgezeichneten Nachteile zu vermeiden und einen Wänneübertrager zu schaffen, der die Verwendung ölfreier und Grundwasser ungefährdeter, biologischer Kältemittel verwendet und somit zu einem wesentlichen Beitrag zur Erfüllung des Kyotoprotokolls beiträgt.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches. Vorteilhafte Weiterbildung des Gegenstandes des Anspruches 1 ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche, sowie aus der Beschreibung und der Zeichnung.
  • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 einen Wärmeübertrager im Schnitt durch seine Wandung
  • 2 einen Querschnitt durch ein doppelwandiges Rohr in der Schnittebene A–A von 1
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Ein Wärmeübertrager 1 auch „Verdampfer" genannt, ausgeführt als Doppelrohr, bestehend aus einem Mantelrohr 8, einem Innenrohr 9, einem Verdampfer-Kopfteil 5, einem Verdampfer – Fußteil 14, sowie einer Kondensator/Verdampfereinheit 6 als Einheit verbunden, jedoch mit hermetisch getrennten Kreisläufen.
  • Das flüssige Kältemittel tritt am Verdampfer-Kopfteil 5 in den Ringraum 10 ein und verdampft über die durch das Erdreich 13 zugeführte Wärme an der Mantekohr-Innenseite 8, sowie im Ringraum 10.
  • Im Verdampfer-Fußteil 14 wird das verdampfte Kältemittel in den Rohrraum 11 umgeleitet und gelangt unter Einwirkung des hermetischen Massenstrom-Synchronisators 2 zur Kondensator/Verdampfereinheit 6.
  • Wirkungsweise
  • Das in der Kondensator/Verdampfereinheit 6 kondensierte Kältemittel gelangt über die Kondensationsleitung 16 zum Kopfteil 5 in den Ringraum 10.
  • Unter der Einwirkung der Erdwärme sowie durch vorhandenes Grundwassers, findet ein Energiefluss über die Verfüllung 12 auf das Mantelrohr 8 statt. Wobei sich eine Aggregatszustandsänderung im Ringraum 10 des Kältemittels von flüssig auf gasförmig einstellt.
  • Die aufgenommene Energie wird durch die Enthalphi-Differenz des Kältemitteldampfes bestimmt, und gelangt schließlich als überhitzter Kältemitteldampf am Fußteil 14 in den Rohrraum 11.
  • Unter Einwirkung von Sensor 17 und Sensor 18 auf die Blackbox 19, sowie unter Einwirkung einer externen Regelgröße werden alle Parameter in der Blackbox 19 generiert und die thermodynamischen Verhältnisse über den hermetischen Massenstrom-Synchronisator 2 optimiert.
  • Der so optimierte Kältemitteldampf gelangt in die Kondensator/Verdampfereinheit 6, wobei der Kältemitteldampf sich verflüssigt. Durch diese aufgezeigte Kondensator/Verdampfereinheit 6 ist die Verwendung von reinen, biologischen Kältemitteln, ohne sich im Umlauf befindliche und negativ auf den Wärmeübertrager auswirkende Verdichteröle, möglich.
  • Die 1 und 2 lassen die wesentlichen Merkmale der Erfindung erkennen.
    • 1.
    Wärmeübertrager
    2.
    Hermetischer- Massenstrom- Synchronisator
    3.
    Stator
    4.
    Spannungsanschluss
    5.
    Kopfteil
    6.
    Kondensator/Verdampfereinheit
    7.
    Sekundärseite
    8.
    Mantelrohr
    9.
    Innenrohr
    10.
    Ringraum
    11.
    Rohrraum
    12.
    Verfüllung
    13.
    Erdreich
    14.
    Fußteil
    15.
    Bohrloch
    16.
    Kondensatleitung
    17.
    Sensor
    18.
    Sensor
    19.
    Blackbox

Claims (7)

  1. Wärmeübertrager (1) zur direkten Verdampfung von flüssigem Kältemittel, dadurch gekennzeichnet, dass im Verdampfer-Ringraum (10) eine Direktverdampfung stattfindet und ein im Rohrraum (11) untergebrachter Massenstrom-Synchronisator (2) über einen externen, außen am Mantelrohr (8) anliegenden Stator (3) sowie über deren Spannungsanschluss (4) die erforderliche Antriebsenergie überträgt, die Kondensator/Verdampfereinheit (6) das Kältemittel verflüssigt und über die Kondensationsleitung (16) am Kopfteil (5) zum Ringraum (10) zurückführt.
  2. Wärmeübertrager (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbaulage beliebig sein kann.
  3. Wärmeübertrager (1) nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass alle Kältemittel ohne störende Nebenerscheinungen von Verdichterölen einsetzbar sind.
  4. Wärmeübertrager (1) nach den Ansprüchen 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass alle Umwelt- und Sicherheitsaspekte durch die Verwendung von CO2 als Kältemittel erfüllt werden.
  5. Wärmeübertrager (1) nach den Ansprüchen 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (1) eine autarke und über den Massenstrom-Synchronisator (2) in sich regelbare Einheit, in Verbindung mit der Kondensator/ Verdampfereinheit (6), ergibt.
  6. Wärmeübertrager (1) zur direkten Verdampfung von flüssigem Kältemittel, dadurch gekennzeichnet, dass eine nach dem Schwerkraft-Prinzip auftretende Zirkulation des Kältemittels – über den Ringraum (10) zur Verdampfung und Energieaufnahme im Fußteil (14) in den Rohrraum (11) eintritt, aufsteigt und in der Kondensator/Verdampfereinheit (6) wieder verflüssigt wird.
  7. Wärmeübertrager (1) nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Wärmeübertrager zu einer Einheit zusammengefasst und an einer Kondensator/Verdampfereinheit (6) in paralleler Funktionsweise zusammengeführt sind.
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WO2010120343A3 (en) * 2009-04-01 2011-02-03 Thar Geothermal, Inc. Geothermal energy system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2010120343A3 (en) * 2009-04-01 2011-02-03 Thar Geothermal, Inc. Geothermal energy system
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