DE2806632A1

DE2806632A1 - Anlage zur waermeuebertragung mit waermetraegerfluid

Info

Publication number: DE2806632A1
Application number: DE19782806632
Authority: DE
Inventors: Primo Tamburini
Original assignee: Organisation Europeenne de Recherches Spatiales
Current assignee: Organisation Europeenne de Recherches Spatiales
Priority date: 1977-02-23
Filing date: 1978-02-16
Publication date: 1978-08-24
Also published as: GB1558551A; FR2381991B1; FR2381991A1; JPS53130555A; CA1110459A; JPS6039958B2

Description

Anlage zur Wärmeübertragung mit Wärmeträgerfluid

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Wärmeübertragung mit Wärmeträgerfluid.

Eine der besten Arten der Wärmeübertragung besteht darin, daß man ein Wärmeträgerfluid zirkulieren läßt, das durch Verdampfen einer Flüssigkeit in einem Verdampfer erzeugt wurde,und daß man dieses Fluid in einem Kondensator wieder kondensiert, der an der Stelle der Wärmeausnutzung angeordnet ist. Zur Erzielung der Zirkulation dieses Wärmeträgerfluids muß die in dem Kondensator neu gewonnene Flüssigkeit zum Verdampfer zurückgeschickt werden. Wenn der Kondensator auf einem höheren Niveau angeordnet ist als der Verdampfer, vollzieht sich die Flüssigkeitsrückführung durch Schwerkraft. Wenn dies nicht der Fall ist, muß man eine Rückführpumpe oder eine Dochtvorrichtung vorsehen, in der die Flüssigkeit durch Kapillarwirkung hochgesaugt wird.

Durch den Einsatz einer mechanischen Pumpe wird die Anlage kompliziert und verhältnismäßig unzuverlässig. Wenn eine Dochteinrichtung benutzt wird, bietet die Anlage nur einen verhältnismäßig geringen Wärmewirkungsgrad, weil die Kapillarwirkungen schwach und gegen Beschleunigungen empfindlich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage mit Wärmeträgerfluid zu schaffen,die sehr zuverlässig 5 ist und einen erhöhten Wärmewirkungsgrad hat.

Die erfindurigsgemäße Anlage enthält einen Flüssigkeitsrücklaufkreis, der den Auslaß des Kondensators mit dem Einlaß des Verdampfers verbindet und gekennzeichnet ist durch eine Druckpumpe,bestehendaus einem Flüssigkeitsbe-

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hälter mit einem Einlaß und einem Auslaß,

einem ersten Ventil zwischen dem Auslaß des Kondensators und dem Einlaß des Behälters zum Durchlaß der Kondensatorflüssigkeit in den Behalter, wenn der Druck in dem Kondensator größer ist als der Flüssigkeitsdruck in dem Behälter und

aus einem zweiten Ventil zwischen dem Auslaß des Behälters und dem Einlaß des Verdampfers zum Durchlaß der Behälterflüssigkeit in den Verdampfer, wenn der Druck in dem Verdampfer kleiner ist als der Flüssigkeitsdruck in dem Behälter.

Zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Anlage sind in der Zeichnung schematisch veranschaulicht. Es zeigt:

Fig. 1 ein erstes Beispiel einer Ausführungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Anlage im Schema und

Fig. 2 ein zweites Beispiel einer Ausführungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Anlage im Schema.

Die Anlage zur Wärmeübertragung gemäß dem Schema nach Fig. 1 enthält einen Verdampfer 1 an einer warmen Stelle der Anlage und einen Kondensator 2 an einer kalten Stelle, wobei der Verdampfer 1 und dieser Kondensator 2 mittels einer Leitung 3 für das Wärmeträgerfluid miteinander verbunden sind. Der Verdampfer 1 enthält eine Flüssigkeit 4, die unter dem Einfluß von Wärme, deren Zufuhr-durch den Pfeil C angedeutet ist, Dampf 5 erzeugt, der das Wärmeträgerfluid darstellt. Der Dampf 5 zirkuliert in der Leitung 3,die in den Kondensator 2 mündet, in dem der Dampf wieder kondensiert, wobei die gebundene Wärme frei wird, die in dem Dampf absorbiert ist. Die freige-

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setzte Wärme ist durch den Pfeil C„ symbolisiert. Die in dem Kondensator 2 neugebildete Flüssigkeit muß durch eine Leitung 6 zum Verdampfer zurückgeschickt werden, damit eine kontinuierliche Arbeitsweise des Systems gewährleistet ist.

Gemäß der Erfindung enthält die Rücklaufleitung 6 zwei Ventile 7 und 8, zwischen denen ein Behälter 9 angeschlossen ist.

Geht man zunächst davon aus, daß die pro Zeiteinheit er-To zeugte Dampfmenge der Dampfmenge entspricht, die während dieser gleichen Zeiteinheit kondensiert, so ist der Reingewinn an Dampf gleich Null und der Druck in der Anlage bleibt konstant. Von diesem Moment an will die Flüssigkeitsmenge in dem Kondensator 2 zunehmen und in dem Verdampfer 1 abnehmen. In dem Kondensator 2 verringert die wachsende Flüssigkeitsmenge die Ausdehnung der Kondensationsfläche, was eine Verminderung der kondensierenden Dampfmenge zur Folge hat.

Die Dampferzeugung in dem Verdampfer 1 kann

a) gleich bleiben
h) zunehmen

c) auf eine Menge absinken, die kleiner ist als die Abnahme der Kondensation in dem Kondensator 2

d) auf eine Menge absinken, die größer ist als die Abnahme der Kondensation in dem Kondensator 2.

In den drei ersten Fällen nimmt der Reingewinn a*h Dampf zu, so daß der Druck in der Anlage in bezug auf den Flüssigkeitsdruck im Behälter 9 steigt. Als Folge öffnet das Ventil 7 und die Flüssigkeit wird vom Kondensator 2 zum Behälter 9 gepumpt.

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Im vierten Fall nimmt der Reingewinn an Dampf ab und der Druck in bezug auf den Flüssigkeitsdruck im Behälter 9 fällt. Als Folge öffnet das Ventil 8 und Flüssigkeit wird aus dem Behälter 9 zum Verdampfer 1 gepumpt.

Die beschriebene Anlage funktioniert derart, daß der Reingewinn an Dampf praktisch auf Null gehalten wird. Sobald eine Differenz zwischen der erzeugten Dampfmenge und der kondensierten Dampfmenge auftritt, stellt der entstehende Druckunterschied das Gleichgewicht wieder her.

Der Behälter 9 und die Leitungen 3 und 6 sind wärmeisoliert, damit der Wärmeaustausch ausschließlich in dem Austauscher 1 und im Kondensator 2 stattfindet.

Der Behälter 9 kann an einer beliebigen Stelle der Anlage angeordnet sein, und zwar an einer, wie in Fig. 1 gezeigt, isolierten Stelle, in dem Verdampfer 1 oder in dem Kondensator 2 oder noch in der Dampfleitung gemäß dem Beispiel der Fig. 2. In dieser Figur werden die gleichen Bezugsziffern verwendet, wie in Fig. 1. Die Flüssigkeitsleitung 6 "befindet sich innerhalb der Dampfleitung 3. Sie besteht aus einem ersten Teilabschnitt 6a, der sich von dem in an sich bekannter Weise den Kondensator bildenden Ende 2 der Dampfleitung 3 bis zum Inneren des ebenfalls innerhalb der Leitung 3 vorgesehenen Behälters 9 erstreckt und aus einem zweiten Teilabschnitt 6b, der von dem Behälter 9 zu dem den Verdampfer bildenden Ende 1 der Leitung 3 verläuft. Der zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator befindliche Teil der Leitung 3 ist zur Bildung eines adiabatischen Abschnittes wärmeisoliert ausgebildet.

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Claims

Ansprüche

Anlage zur Wärmeübertragung mit Wärmeträgerfluid, die einen Verdampfer zur Erzeugung des Wärmeträgerfluids aus einer Flüssigkeit, einen an den Auslaß des Verdampfers angeschlossenen Kondensator zur Rekondensierung des Wärmeträgerfluids aus Flüssigkeit und einen Flüssigkeitsrücklauf aufweist, der den Auslaß des Kondensators mit dem Einlaß des Verdampfers verbindet, dadurch gekennzeichnet , daß der Flüssigkeitsrücklaufkreis eine Druckpumpe enthält, bestehend aus einem Flüssigkeitsbehälter (9) mit einem Einlaß und einem Auslaß

einem ersten Ventil (7) zwischen dem Auslaß des Kondensators (2) und dem Einlaß des Behälters (9) zum Durchlaß der Kondensatorfiüssigkeit in den Behälter (9), wenn der Druck in dem Kondensator (2) größer ist als der Flüssigkeitsdruck in dem Behälter (9) und

ORIGINAL INSPECTED

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aus einem zweiten Ventil (8) zwischen dem Auslaß des Behälters (9) und dem Einlaß des Verdampfers (1) zum Durchlaß der Benälterflüssigkeit in den Verdampfer (1), wenn der Druck in dem Verdampfer (1) kleiner ist als der Flüssigkeitsdruck in dem Behälter (9).
2. Anlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (9) in dem Verdampfer (1) enthalten ist.
3. Anlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (9) in dem Kondensator (2) enthalten ist.
4. Anlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß der Behälter (9) innerhalb der Leitung (3) für das Wärmeträgerfluid untergebracht ist, und daß der Abschnitt dieser Leitung (3),der die Druckpumpe umgibt, wärmeisoliert ausgebildet ist.

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