DE2752153A1

DE2752153A1 - Heat pump evaporator - with internal heating of coolant by solar heat and external by warm air

Info

Publication number: DE2752153A1
Application number: DE19772752153
Authority: DE
Inventors: Antun Dipl Ing Gelesic; Ottomar Dipl Ing Kampfenkel
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1977-11-19
Filing date: 1977-11-19
Publication date: 1979-05-23

Abstract

An evaporator for a heat pump consists of a heat exchanger with several parallel tubes through which the fluid from the absorbers of a solar heat collector flows in a closed circuit. These tubes are surrounded by concentric tubes for a coolant which is allowed to expand, is heated up and evaporates at the top outlet. These outer tubes are ribbed and are housed in a case through which a fan drives warm ambient air or the hot exhausts from other sources of heat. Air and solar heat can thus never have a detrimental effect on each other; separate thermostats can cut out one of them.

Description

Joh. Vaillant KG DT 784Joh. Vaillant KG DT 784

VerdampferEvaporator

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verdampfer gemäß dem Oberl'ogriff des Hauptanspruchs.The invention relates to an evaporator according to the Oberl'ogriff of the main claim.

Ein solcher Verdampfer für eine Wärmepumpe ist bekannt aus der DT ÜS 2601411. i3ei diesem Verdampfer wird das Kältemittel einer tV^rmepuinpe für eine Heizungsanlage in einen Verdampfer gegeben, lor von Rohren für das Kältemittel durchsetzt ist. Diese Rohre Ihrerseits sind von anderen Rohren umgeben, durch die ein von Einern Sonnenkollektor erwärmtes Fluid geführt wird. Die Außenseite iieses Sonnenkollektor-Rohres ist ihrerseits von Lamellen umgeben, lie von einem Luftstrom eines Ventilators beaufschlagt werden.Such an evaporator for a heat pump is known from DT ÜS 2601411. In this evaporator, the refrigerant is a tV ^ rmepuinpe given into an evaporator for a heating system, lor is interspersed with pipes for the refrigerant. These pipes In turn, they are surrounded by other pipes through which a fluid heated by a solar collector is passed. The outside This solar collector tube is in turn surrounded by fins, lie acted upon by an air flow from a fan.

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Der Nachteil dieser Anordnung liegt darin, daß entweder die aus dem Sonnenkollektor entnommene Wärme oder die Wärme der Luft dem Verdampfer zugeführt werden kann. Wird zudem mit Luft-Wärme gearbeitet, so muß die Luft-Wärme zunächst die mit Sonnenkollektormedium gefüllten Rohre durchsetzen, ehe sie ihre Wärme an das Kältemedium abgeben kann.The disadvantage of this arrangement is that either the heat extracted from the solar collector or the heat from the air can be fed to the evaporator. If air heat is also used, the air heat must first penetrate the pipes filled with solar collector medium before it can transfer its heat to the cooling medium.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gleichzeitig einen Verdampfer sowohl mit von einem Sonnenkollektor gewonnener Wärme als auch mit der Luft-Wärme beaufschlagen zu können, insbesondere, ohne daß sich die beiden Wärmequellen negativ beeinflussen.The present invention is based on the object at the same time to be able to apply both the heat obtained from a solar collector and the air heat to an evaporator, in particular, without the two heat sources affecting each other negatively.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptennpruchs angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved according to the invention by the features specified in the characterizing part of the main claim.

Aus den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, aus der Zeichnung, die eine schematische Schnittdarstellung eines Verdampfers zeigt, ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ersichtlich. Ein Verdampfer einer Sorptions- bzw. Kompressionswärmepumpe weist ein Gehäuse 1 aus Blech auf, das von einem Luftführungskanal 2 durchsetzt ist, an dessen Einlaß 3 ein von einem Motor 4 angetriebener Ventila tor 5 vorgesehen ist, der Luft aus der Umgebung oder warme Abluft einer beliebigen Wärmequelle durch einen Innenraum 6 des Gehäuses 1 fördert, den die Luft durch einen Auslaß 7 verläßt. Advantageous developments of the invention can be seen from the subclaims, an exemplary embodiment of the invention can be seen from the drawing, which shows a schematic sectional illustration of an evaporator. An evaporator of a sorption or compression heat pump has a housing 1 made of sheet metal, which is penetrated by an air duct 2, at the inlet 3 of which a motor 4 driven Ventila tor 5 is provided, the air from the environment or any warm exhaust air Conveys heat source through an interior 6 of the housing 1, which the air leaves through an outlet 7.

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Der Innenraura 6 des Gehäuses 1 ist von konzentrischen Rohren 8 in Parallelschaltung durchsetzt. Diese Rohre bestehen im einzelnen aus Innenrohren 9, die im Abstand von mit Lamellen 10 versehenen Außenrohren 11 umgeben sind. Sämtliche Innenrohre 0 sind über ein sie verbindendes Einlaßverteilerrohr 12 an eine Vorlaufleitung 13 eines Sonnenkollektors 1*) angeschlossen. Die anderseitigen Enden der Innenrohre 9 sind über einen Rückführverteiler 15 miteinander verbunden, der über eine Umwälzpumpe 16 mit einer Rücklaufleitung 17 des Sonnenkollektors 14 verbunden ist.The Innenraura 6 of the housing 1 is of concentric tubes 8 in Parallel connection enforced. These tubes consist in detail of inner tubes 9, which are surrounded at a distance by outer tubes 11 provided with fins 10. All of the inner tubes 0 are on them connecting inlet manifold 12 to a flow line 13 of a Solar collector 1 *) connected. The other ends of the inner tubes 9 are connected to one another via a return distributor 15, which is connected to a return line 17 of the solar collector 14 via a circulation pump 16.

Die Außenmäntel 18 sowie die Lamellen 10 werden unmittelbar vom Luftstrom im Innenraum 6 umspült.The outer sheaths 18 and the lamellae 10 are washed around directly by the air flow in the interior 6.

Dem Verdampfer wird Kältemittel über eine Zuleitung 19_f in der ein Expansionsventil 20 angeordnet ist, über eine Verteilleitung 21 zugeführt, die sich in Kste 22 aufspaltet. Die Äste 22 speisen jeweils Ringräume zwischen dem Außenmantel des Innenrohres 9 und dem Innenmantel des Außenrohres 11. Das verdampfte Kältemittel wird über oinen Abzugssammler 24 abgeführt. Die Betriebsweise des eben beschriebenen Verdampfers ist folgende: Dem Verdampfer wird Kältemittel über die Leitung 19 zugeführt, das im Expansionsventil expandiert und über die Verteilleitung 21 und die einzelnen Äste 22 parallel allen Ringräumen 23 zugeführt wird. Im Bereich der Ringräume 23 tritt das Kältemittel in Härmekontakt an den Außenmänteln 18 mit der Luft, an der Innenseite durch die Innenrohre 9 mit dem Fluid des Sonnenkollektor 14.The evaporator is supplied with refrigerant via a supply line 19 _f in which an expansion valve 20 is arranged, via a distribution line 21 which splits up in coast 22. The branches 22 each feed annular spaces between the outer jacket of the inner tube 9 and the inner jacket of the outer tube 11. The evaporated refrigerant is discharged via an exhaust collector 24. The operation of the evaporator just described is as follows: The evaporator is supplied with refrigerant via line 19, which expands in the expansion valve and is supplied to all annular spaces 23 in parallel via the distribution line 21 and the individual branches 22. In the area of the annular spaces 23, the refrigerant comes into thermal contact with the air on the outer jackets 18, and on the inside through the inner tubes 9 with the fluid of the solar collector 14.

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üomit wird von innen her Wärme vom Sonnenkollektor auf das Kältemittel übertragen, von außen her Wärme durch die vorbeistreichende Luft. Das verdampfte Kältemittel verläßt über den Abzugssammler 24 den Verdampfer.This means that heat is transferred from the inside from the solar collector to the refrigerant transferred, heat from the outside through the passing air. The evaporated refrigerant leaves via the exhaust collector 24 the vaporizer.

Es ist zweckmäßig, einen Temperaturfühler 25 im Bereich der angesaugten Luft vorzusehen und einen weiteren Temperaturfühler 26 an der Vorlaufleitung des Sonnenkollektors anzuordnen. Mit dem Temperaturfühler 25"kann der Motor k des Ventilators stufenweise oder auoh in Dreh- :,ahlstufen gesteuert werden. In Abhängigkeit von der vom Temperaturfüh ler 26 gefühlten Temperatur kann die Pumpe im Durchsatz gesteuert wer den. In keinem Falle kann es jedoch vorkommen, daß beispielsweise bei hoher Uärmop.nlieferung im Sonnenkollektor das Sonnenkollektormedium statt vom Kältemittel von der geförderten Luft gekühlt wird, da ein direkter Einfluß der beiden Wärmequellen Luft und Sonne aufeinander im Verdampfer ausgeschlossen ist. Bei zu großen Temperaturdifferenzen zwischen beiden Wärmequellen ist es jedoch zweckmäßig, die eine abzuschalten, um nicht dem aufgeheizten Kältemittel an der jeweils anderen Uärmeaustau53chflache Wärme zu entziehen.It is advisable to provide a temperature sensor 25 in the area of the sucked in air and to arrange a further temperature sensor 26 on the flow line of the solar collector. Can with the temperature sensor 25 "the engine k of the fan in stages or AUOH in rotation: ahlstufen be controlled depending on the ler 26 felt by the Temperature Sensor High temperature, the pump can be controlled in throughput who the In no case, however, it may happen.. that is cooled, for example, at high Uärmop.nlieferung in the solar collector, the solar collector medium instead of from the refrigerant of the conveyed air, since direct influence of the two heat sources of air and sun successive excluded in the evaporator. with large temperature differences between the two heat sources, however, it is expedient that a disable, in order not to withdraw the heated refrigerant at the other Uärmeaustau53chflache heat.

Es wäre auch möglich, statt des Sonnenkollektor als Wärmequelle eine z. B. von einem Abwasser beaufschlagte Wärmequelle einzusetien. It would also be possible to use a z. B. applied by a sewage heat source .

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Claims

Jon. V illan, DT 704 claims

1.) Evaporator with a heat exchanger interspersed with tubes, which are connected to a solar collector, to a refrigerant! rice and air, with the pipes partly 'loos are arranged inside one another, characterized in that the refrigerant pipe is designed as an annular space (23), On the one hand from air, on the other hand from the fluid of the solar collector flowed against.

Evaporator according to Claim 1, characterized in that the Kiltmittelrohr (11) from one of the fluid of the solar collector (14) leading inner tube (9) is penetrated.

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Evaporator according to Claim 1 or 2, characterized in that the tubes (9 | 11) passing through the evaporator housing (1) are designed concentrically, the outer tube (11) carrying the refrigerant being provided with fins (10) on its outer jacket.

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