DE2041960A1 - Waermeaustauscher - Google Patents

Description

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Schweden

Wärmeaustauscher

Klimaanlagen schließen im allgemeinen einen Wärmeaustauscher zum Erwärmen und einen Wärmeaustauscher zum Kühlen der Luft ein. Der eine ist für den Betrieb im Winter, und der andere für den Betrieb im Sommer vorgesehen. In dem für Kühlung vorgesehenen Wärmeaustauscher, mit Kaltwasser als Kühlmittel, entsteht im Winter Gefriergefahr, so daß man gezwungen ist, als Gefrierschutz eine Vorwärrobatterie anzuordnen, danach den Kühler und danach noch einen Hachwärmer. Der Kühler ist, wie erwähnt, nur während der waraeo Jahreszeit, und der Wärmer während der kalten Jahreszeit in Betrieb« Im Kühler herrscht stets ein geringer Temperatur-unter-Bchied zwischen dem Kühlmittel und dem Gas, der natürlich vom Klima abhängt. Dieser Temperaturunterschied hat eine Größenordnung von 10-12⁰C. Beim Abkühlen des Gases handelt es sich um etwa 4-5 Kcal/kg Luft. Im Wlrmer beträgt der Temperaturunterschied normal 70-80⁰C, und dae Erwärmen etwa 10-12 Kcal/kg. Die Wärmedurohgangezahlen Bind im Kühl- bzw. Erwärmungs-

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fall im wesentlichen gleich groß. Ein luftkühler ist deshalb im allgemeinen drei- bis viermal so groß wie ein. Isif twärmer, und seine Betriebszeit ist in einem nordischen Klima etwa 3 Monate pro Jahr. Ein Kühler in einer Klimaanlage hat deshalb eine lange Amortisierungszeit* Der Gedanke, diesen Kühler während der neun unausgeautzten Monate für Erwärmungszwecke anzuwenden, ist nicht neu, er scheiterte jedoch bisher daran, daß man die Temperatur des Wärmemittels von normal 7Q-8O°C auf etwa 20-25⁰C senken mußte, um die große Wärmefläche im Kühler ausnutzen zu können. Dabei entsteht Gefriergefahr, da die Temperatur des Wäraemittels sich der des kalten Gases nähert. Man kann natürlich, um dies zu verhüten, das Wärme- bzw. Kühlsystem selbstverständlich mit Umwälzpumpen ergänze» oder den Wärmeaustauscher von einem Wärmemittel durchströmen lassen, das Frostschutzflüssigkeit enthält* Alle diese Hilfsinstallationen verursachen Kosten und machen außerdem die Anlage unnötig kompliziert. Dies führt in den meisten Fällen dazu, daß man auf jeder Seite der lühlbatterie einen oder zwei Luftwärmer ietalliert, so daß diese Kihlbatteri© aleo etwa 9 Monate des Jahres ungenutzt steht.

Die τ/or liegende Erfindung hat den Zweck, einen Wärmeaustauscher zu schaffen, dei* ein Hochleistungekühler ist, ταηά in den eine Wärme batterie eingebaut ist, die

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dieselbe Sekundärfläche wie der Kühler ausnutzt. TJm zu verhüten, daß die überdimensionierte Kühlfläche Nachteile des vorstehend beschriebenen Typs mit sich bringt, soll die Wärmedurchgangszahl im Erwärmungsfall niedrig sein. Dies wird dadurch erreicht, daß man die Rohre für das Kühlmittel so verlegt, daß sich der bestmögliche Temperaturfluß in der Sekundärfläche ergibt, und daß man die Rohre für das Wärmemittel so bemißt, daß sich in der im Erwärmungsfall überdimensionierten Sekundärfläche ein geringer Temperaturfluß ergibt. Durch einen derartigen Aulbau des Wärmeaustauschers erhält man die Möglichkeit, für das Erwärmen bzw. Kühlen zwei getrennte Kreise anzuwenden. Man gewinnt hierdurch außerdem freie Wahl des Wärme bzw. Kühlmittels. Man kann z.B. Salzlösung, verdampfendes Kühlmittel oder Kaltwasser auf der Kühlseite, und Warmwasser oder Dampf auf der Wärmeseite anwenden.

Als ein sekundärer Vorteil der Einrichtung gemäß der Erfindung ergibt sich die Möglichkeit, Kühlung unter O⁰C zuzulassen, wobei auf den Außenseiten der Lamellen im LameHeηpaket Eis gefriert. Mit Hilfe des Wärmesyetemeβ im zweiten Kreis kann Auftauen bewirkt werden.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß von drei Rohren für Durchetrömung eines oder mehrerer Medien mit auf denRohren angeordneten Lamellen zwei der Rohre vom LameIlenZentrum versetzt sind, um Platz für das dritte Rohr zu schaffen, das zwischen deo zwei

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anderen und/oder zwischen Mehrfachen dieser Kombination angeordnet ist, und daß die zwei vom Zentrum versetzten Rohre von einem Medium durchströmt werden, und das dritte Rohr von einem zweiten Medium durchströmt wird.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf beigefügte Zeichnung beschrieben, die als Beispiel einen Wärmeaustauscher gemäß der Erfindung im Querschnitt zeigt.

Die Erfindung löst die vorerwähnten Probleme in der Weise, daß sie davon ausgeht, daß der Wärmetränsport mit der kleinsten Temperaturdifferenz durch zwei Rohre 1, 2, und daß der Wärmetransport mit der größten Temperaturdifferenz durch ein drittes Rohr 3 geschieht, das mitten zwischen den zwei anderen und/oder zwischen Multipeln derselben angeordnet ist. Die erhöhpte Wärmeabgabe von den Rohren mit der kleinsten Temperaturdifferenz erhält man dadurch, daß das dritte Rohr 3 die Turbulenz in der grloßen Sekundärfläche nach den zwei Rohren 1, 2, erhöht. Durch die wärmabeohnisch unvorteilhafte lage des dritten Rohres 3 in der Lamelle 4 ist es möglich, die große Sekundärfläche für den Wärmetransport auch bei größeren Temperaturdifferenzen anzuwenden. Der Effekt läßt sich bei der vorliegenden Erfindung mit Hilfe verschiedener Rohrabmessungen, Kombinationen von Rohrabmessungen sowie durch Schaltung von Sektionen des Wärmeaustauschers in Reihe bzw.

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parallel verändern.

Die wirtschaftlichen Vorteile durch Anwendung derselben Sekundärfläche für Kühlung bzw. Erwärmung sind derart offensichtlich, daß eine Berechnung nicht vorgelegt zu werden braucht. Die Wärmekosten in einer Klimaanlage sind praktisch unbedeutend»

Bei Anwendung der Batteriekonstruktion für Kühlung mit Gefrierung an den Außenseiten kann auch der Abstand der Lamellen in Beziehung zueinander vermindert werden, wodurch eine kompaktere Bauform der Wärmeaustauscher möglich ist.

- Patentanspruch -

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Claims (1)

1. Patentanspruch

   Wärmeaustauscher mit drei Rohren für Durchströmung eines oder mehrerer Medien und auf den Rohren angeordneten Lamellen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei (1, 2) der Rohre vom Lamellenzentrum versetzt sind, um Platz für das dritte Rohr (3) zu schaffen, das zwischen den zwei anderen und/oder Vielfachen dieser Kombination angeordnet ist, und daß die zwei vom Zentrum versetzten Rohre (1, 2) von einem Medium durchströmt werden, und das dritte Rohr (3) von einem zweiten Medium durchströmt wird.

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