DE2647032A1 - Anordnung mit einem waermeuebertrager - Google Patents

Description

KÜPPERSBUSCH AKTIENGESELLSCHAFT Gelsenkirchen

K/159 18.10.1976

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Anordnung mit einem Wärmeübertrager

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Wärmeübertrager, der voneinander abgetrennte Strömungswege für ein primäres Wärmeträgermittel und zwei sekundäre Kühlmittel, wie Gase und/oder Flüssigkeiten aufweist, sowie mit Einrichtungen zur getrennten Steuerung der Wärmeabgabe an die Kühlmittel, insbesondere für eine Wärmepumpe zur Entfeuchtung von Luft und zur Rückführung der dabei gewonnenen Wärme an diese Luft oder an Wasser, beispielsweise in einem Hallenbad.

Bei einer bekannten Anordnung dieser Art (DT-OS 24- 02 347) ist ein Wärmeübertrager als Verflüssiger in den Wärmeträger-

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mittelkreislauf einer Wärmepumpe eingeschaltet. Über einen Veraampfer dieser Wärmepumpe wird feuchte Luft aus einem Hallenbad geführt und dabei entfeuchtet. Die daraus gewonnene Wärmeenergie wird über das Wärmeträgermittel mit erhöhtem Wärmeniveau zum Wärmeübertrager geleitet und von dort an die entfeuchtete Luft oder auch an Beckenwasser abgegeben. Hierzu besteht der Wärmeübertrager aus einem von der entfeuchteten Luft beaufschlagten Wärmeübertragerteil und einem räumlich getrennten wassergekühlten Wärmeübertragerteil, die aber vom Wärmeträgermittel nacheinander oder nebeneinander durchflossen sind. Zur Steuerung der Wärmeabgabe an die Luft oder das Wasser sind in den Wärmeträgermittelkreislauf regelbare Ventile als Steuerarmaturen eingebaut, durch die der Zustrom des Wärmeträgermittels zum luftbeaufschlagten Wärmeübertragerteil zumindest gedrosselt werden kann, so daß dann das Wärmeträgermittel über eine Abzweigleitung geführt werden muß und entsprechend mehr Wärmeenergie am wasserbeaufschlagten Wärmeübertragerteil ansteht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau eine Steuerung der Wärmeabgabe an die verschiedenen Kühlmittel ohne Steuerarmaturen und Verzweigungen im Wärmeträgermittelkreislauf ermöglicht.

Die Lösung der Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß ein Kühlmittel durch das Wärmeträgermittel und das zweite Kühlmittel außen am Wärmeträgermittel geführt ist und daß der Zustrom der Kühlmittel getrennt steuerbar ist.

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Hierbei kann der Wärmeübertrager als eine Baueinheit ausgeführt werden, die beispielsweise aus einem äußeren, mit Kühllammellen versehenen Außenrohr und einem darin konzentrisch geführten weiteren Innenrohr besteht, wobei im Innenrohr Wasser und im Außenrohr das Wärmeträgermittel geführt werden sowie Luft über die Kühllammellen strömen kann. Wird der Zustrom von Wasser oder Luft gedrosselt, dann kann jeweils das andere Kühlmittel den entsprechenden Wärmeanteil vom Wärmeträgermittel aufnehmen, ohne in den Wärmeträgermittelkreislauf über Steuerarmaturen eingreifen zu müssen. Der Wärmeübertrager weist somit für den Wärmeträgermittelkreislauf in jedem Betriebsfall das gleiche wirksame Volumen auf, was besonders bei kompressorbetriebenen Wärmepumpen zu einem optimalen Betrieb beiträgt. Da auch Steuerarmaturen im Wärmeträgermittelkreislauf für den Wärmeübertrager nicht erforderlich sind, entfallen mögliche undichte Elemente und Verbindungsstellen in dem zumindest bei Wärmepumpen mit hohem Druck betriebene Wärmeträgermittelkreislauf. Es ist dadurch eine betriebssichere einfache Bauweise bei kleinen Volumen und einfacher wärmeträgermittelseitiger Installation erreicht.

Vorzugsweise ist der aus konzentrisch aufgebauten Rohren, bestehende Wärmeübertrager in einen Luftkanal gelegt, zu dem ein zweiter Luftnebenkanal parallel verläuft, wobei mit einer kontinuierlich verstellbaren Klappe wechselweise die Zuströmöffnungen zu den Kanälen zumindest teilweise verschließbar sind. Die Einstellung der Klappe kann über einen Stellmotor in Abhängigkeit von der Temperatur der Luft des zu entfeuchtenden Raumes bzw. der über den Wärme-

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Übertrager und der durch, den Nebenkanal geführten, vermischten Luft erfolgen. Um gleichzeitig sicherzustellen, daß bei jeder Klappenstellung dem Wärmeträgermittel ausreichende Wärme entzogen wird, kann an den Wärmeübertrager ein Fühler eines temperatur- oder druckabhängigen Regelventils angelegt werden, das den Zustrom von Wasser in das Innenrohr des Wärmeübertragers steuert.

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand von Prinzipskizzen eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Anlage zur Entfeuchtung und Wärmerückgewinnung mit einem nach der Erfindung ausgestalteten Wärmeübertrager und

Fig. 2 eine Anordnung des Wärmeübertragers in einem steuerbaren Luftkanal.

Ein Wärmeübertrager 1 ist als Verflüssiger über Rohrleitungen 2 und 3 in den Kreislauf einer Wärmepumpe eingeschaltet, die im wesentlichen noch aus einem Kompressor 4, einem Verdampfer 5 und einem Expansionsventil 6 besteht. Der Wärmeübertrager 1 ist dabei aus einem Außenrohr 7 und einem konzentrisch darin angeordneten, im Durchmesser kleineren Innenrohr 8 aufgebaut, wobei auf dem Außenmantel des Außenrohres 7 Kühlrippen 9 angeordnet sind. Das Innenrohr 8 ist in eine Wasserrohrleitung 10 eingeschaltet, die von einer mit Beckenwasser aus einem Hallenbad über eine Pumpe 11 gespeisten Hauptlei-

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tung 12 abzweigt. In die Wasserrohrleitung 10 ist ein druckgesteuertes Wasserventil 13 gelegt, dessen Druckstellglied 14 über eine Steuerleitung 15 an die Rohrleitung 3 angeschlossen ist. Mit steigendem Druck des in der Rohrleitung 3 strömenden Wärmeträgermittel öffnet das Wasserventil 13· In Strömungsrichtung des Wassers ist nach dem Innenrohr ein von Außenluft beaufschlagbarer Wärmeübertrager 16 und/oder ein von Brauch- oder Kühlwasser beaufschlagbarer weiterer Übertrager 17 eingeschaltet. Danach mündet die Rohrleitung 10 wieder in die Hauptleitung 10. An die Wasserrohrleitung 10 ist noch ein Strömungswächter 18 angeschlossen.

Der der Wärmepumpe zugeordnete Wärmeübertrager 1 ist gemäß Fig. 2 in einzelne parallel oder in Serie geschaltete Rohrstücke unterteilt. Diese Rohrstücke sind einzeln oder zu mehreren jeweils in einem Luftkanal 19 angeordnet, zu dem ein Luftnebenkanal 20 parallel verläuft. Jedes Kanalpaar 19, 20 weist eine gemeinsame Einlaßöffnung 21 auf, wobei an einer zurückgesetzten gemeinsamen Trennwand jeweils eine Klappe 23 schwenkbar gelagert ist, mit welcher wechselweise die Zuströmöffnungen 24 und 25 zum Luftkanal 19 bzw. zum Luftnebenkanal 20 verschließbar ist. Durch die Anordnung mehrerer Kanalpaare 19» 20 nebeneinander werden Zwischenwände 28 doppelt genutzt und damit ein einfacher, unaufwendiger Aufbau erreicht. Die Klappen 23 der einzelnen Kanalpaare 19» 20 sind über einen gemeinsamen Schieber 26 mit einem Stellmotor 27 gekuppelt.

Abhängig von der Temperatur der Luft im Hallenbad bzw. am Ausgang der Kanalpaare 19» 20 wird der Stellmotor 27 und

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damit die Klappen 23 so gesteuert, daß sich eine annähernd konstante Temperatur der Luft im Hallenbad einstellt. Bei steigender Außentemperatur oder Sonneneinstrahlung werden folglich die Zuströmöffnungen 24- zu den Luftkanälen 19 mit den Rohrstücken des Wärmeübertrages 1 mehr und mehr geschlossen und die am Verdampfer 5 gekühlte Luft zunehmend unaufgeheizt durch den Luftnebenkanal 20 ins Hallenbad zurückgeführt. Dabei wird der Wärmeübertrager 1 von der Luft weniger' gekühlt, so daß wegen der abnehmenden Verflüssigung des Wärmeträgermittels ein Druck- bzw. Temperaturanstieg in der Rohrleitung 3 eintritt. Dr-nn wird jedoch über das Druckstellglied 14 bzw.. ein Temperatursteuerglied das Wasserventil 13 entsprechend geöffnet, so daß nun über das Innenrohr 8 des Wärmeübertragers zumindest ein Teil der im Wärmeträgermittel enthaltenen Wärmeenergie vom Wasser aufgenommen wird. Diese Wärmeenergie, die der zu entfeuchtenden Hallenluft am kalten Verdampfer 5 entzogen worden ist, kann über die Wasserleitung 10 und die Hauptleitung 12 in das Beckenwasser zurückgeführt, über den Wärmeträger 17 auf Brauchwasser übertragen oder an Kühlwasser abgegeben bzw. über den Wärmeübertrager 16 auch an die Außenluft abgeführt werden.

Insgesamt ergibt sich durch die erfindungsgemäße Ausbildung ein konstruktiv einfacher Aufbau mit hoher wärmetechnischer Wirksamkeit und guter Regelbarkeit, ohne hierfür aufwendige Baumittel verwenden bzw. in den Wärmeträgermittelkreislauf der Wärmepumpe eingreifen zu müssen.

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Claims (6)

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   Ansprüche

   1 .J Anordnung mit einem Wärmeübertrager, der voneinander abgetrennte Strömungswege für ein primäres Wärmeträgermittel und zwei sekundäre Kühlmittel, wie Gase und/oder Flüssigkeiten aufweist, sowie mit Einrichtungen zur getrennten Steuerung der Wärmeabgabe an die Kühlmittel, insbesondere für eine Wärmepumpe zur Entfeuchtung von Luft und zur Rückführung der dabei gewonnenen Wärme an diese Luft oder an Wasser, beispielsweise in einem Hallenbad, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kühlmittel durch das Wärmeträgermittel und das zweite Kühlmittel außen am Wärmeträgermittel geführt ist und daß der Zustrom der Kühlmittel getrennt steuerbar ist.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübertrager(1) aus einem Außenrohr (7) mit einem konzentrisch darin angeordneten Innenrohr (8) besteht und daß das Wärmeträgermittel zwischen den Rohren (7, 8) und die Kühlmittel einerseits durch das Innenrohr (8) und andererseits über den Außenmantel des Außenrohres (7) geführt sind.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübertrager (1) in einem Luftkanal (19) angeordnet ist, zu dem ein Luftnebenkanal (20) parallel verläuft und daß diesem Kanalpaar (19» 20) eine gemeinsame Klappe (23) zugeordnet ist, mit der Zuströmöffnungen (24 bzw. 25 ) zu den Kanälen (19 bzw. 20) wechselweise zumindest teilweise verschließbar sind.

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4. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (23) über einen Schieber (26) mit einem von der Lufttemperatur gesteuerten Steuermotor (27) gekuppelt ist.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kanalpaare (19» 20) jeweils mit Teilstiicken des Wärmeübertragers (1) nebeneinander angeordnet sind.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß dem Innenrohr (8) ein steuerbares Ventil (13) vorgeschaltet ist, dessen Stellglied (14) vom Druck oder der Temperatur des Wärmeträgermittels beaufschlagt ist.

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