DE2939626A1

DE2939626A1 - Gefluteter verdampfer fuer klimatisierte luft

Info

Publication number: DE2939626A1
Application number: DE19792939626
Authority: DE
Inventors: Pedro Caracas Mancin Berti
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-09-29
Filing date: 1979-09-29
Publication date: 1981-04-09
Also published as: DE2939626C2

Description

WENZEL & KALKOFF

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D 5610 WITTEN/RUHR

Gefluteter Verdampfer für klimatisierte Luft

Die Erfindung bezieht sich auf die Mechanik und im einzelnen auf die Anwendung der Wärmeübertragung in gefluteten Verdampfern von klimatisierter Luft.

Das Merkmal des Verdampfers besteht in der Anwendung von mit Flügeln oder Rippen versehenen Rohren und am 'Rohr selbst gebildete Flügel oder Rippen bei der Konstruktion eines Austauschers durch kälteentziehende Überflutung. Die Rohre weisen Rechteckform auf und bilden Waben, indem sie ihrer Länge nach kopfstückartig verschweisst und an

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jedem Ende durch einen Behälter abgeschlossen werden.

Um die Turbulenz der kochenden Kühlflüssigkeit zu erhöhen, wurde eine in ihrer gesamten Länge gelochte, zickzackförmige Platte geschaffen, die in das Innere jedes Rohres eingeführt wird und dazu dient, dass die sich bildenden Siedekerne, wenn die Oberflächentemperatur die Sättigungstemperatur des Fluids um wenige Grade übersteigt, einen an der Oberfläche haftenden, überwärmten, dünnen Flüssigkeitsfilm mit fest anhaftenden Blasen zu bilden streben.

Wenn die Temperatur der warmen Oberfläche nahe der Sättigungstemperatur der Kühlflüssigkeit liegt, wird die Wärme durch einen Konvektionsstrom auf die freie Oberfläche übertragen, wo die Verdampfung eintritt.

Die Wärmebestandigkeit dieses überhitzten Flüssigkeitsfilmes wird durch Rühren und Verdampfen dieser Blasen herabgesetzt. Eine Erhöhung der Temperatur der Rohrwand wird von einer Erhöhung der Menge der Blasen begleitet, die ihrerseits wieder eine erhebliche Steigerung des Wärmestromes verursacht. Da der Wärmestrom oder die Tempera- · turdifferenz weiter zunimmt, bildet sich stets mehr Dampf, bis ein Punkt erreicht wird, an dem der Flüssigkeitsstrom um die Oberfläche unter Bildurg einer Dampfwolke unterbrochen wird.

Der Verdampfer ist als Parallelepiped mit abgerundeten

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Scheiteln ausgebildet und weist im Innern eine Anordnung in Form einer rechteckigen Röhrenwabe auf, von deren flachen'Unter- und Oberseite sich gekrümmte Flügel oder Rippen abheben, die zum mittleren Rohr entgegengesetzt und symmetrisch, jedoch in paralleler Form über jede Seite der Oberfläche verteilt sind.

Die in den Verdampfern am meisten angewandte Form ist die Verwendung von Feldern runder Röhren, die sich schlangenförmig um den Verdampfer ziehen, wovon sich die erfindungsgemässe Ausführung unterscheidet, die aus einer Anordnung von horizontalen Rohren einer Länge ohne Querverbindung unter sich besteht und den Flüssigkeitsdurchtritt aus dem Behälter mit gesättigter Flüssigkeit zum Behälter mit gesättigtem Dampf unabhängig durch jedes Rohr gestattet. Hierdurch wird die Leistungsfähigkeit·um annähernd zwischen 25 % und 30 % gesteigert.

Die Rohrleitungen werden einfach oder aus Paaren von Doppelrohren gebildet oder auch mit einer oder mehreren Zwischentrennwänden, wobei ober- und unterhalb dieses Rohraufbaus die gekrümmten Rippen in grosser Zahl und mit geringen parallelen Abständen in fast endloser Form die Wärmeübertragungsfläche erhöhen, ebenso die Rippen jedes Rohres mittels eines kleinen mittleren Einschnittes in Höhe der Zwischentrennwand zwischen den Rohren.

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Die in diesem Austauscher verwendeten Flüssigkeiten sind diejenigen, die in den herkömmlichen Luftklimatisier- und -kühleinrichtungen benutzt werden, wie z.B. Kühlflüssigkeiten Freon, Ammoniak, usw., sowie umgebende Luft wie Wärmeaustauschfluid durch erzwungene Konvektionsstromung.

Um die Leistung des Verdampfers zu erhöhen, werden einige zickzackförmig gebogene Platten in Querlage in die Rohre eingesetzt; über die Längen der genannten Platten werden Lochungen als zickzackförmige Einschnitte ausgebildet, die eine langsame Turbulenz hervorrufen, welche die Moleküle des Kühlmittels in Dampfform homogenisiert.

Der Verdampfer stellt sowohl technisch, hinsichtlich seiner Konstruktion als auch seiner Merkmale eine weiter verbesserte Ausführungsform dar, wodurch der Wirkungsgrad und die Leistungsfähigkeit pro Kühltonne und Volumeneinheit gesteigert wird.

Die Rippen werden durch maschinelle Bearbeitung an den Rohren selbst ausgebildet; sie weisen eine starre Form auf, die den Zutritt der Reinigungsmittel zwischen diesen ermöglicht, um Verunreinigungen oder Beläge zu entfernen, die ihre Wärmeleitfähigkeit herabsetzen, d.h. sie weisen eine Konstruktion auf, die ihre Verformung und Beeinträchtigung durch grobe Behandlung während der Reinigungsvorgänge verhindert .

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Zur Ergänzung der Beschreibung und zwecks besseren Verständnisses der Merkmale des erfindungsgemässen Systems wird der Beschreibung ein Satz Zeichnungen beigefügt, deren Figuren ein Ausführungsbeispiel zur Erläuterung und ohne Einschränkung des Anwendungsbereiches der Erfindung darstellen, und zwar zeigen: -

Fig. 1 in seitlicher Projektion den Verdampfer mit den Rohren im Querschnitt,

Fig. 2 in Vorderansicht den Verdampfer im Schnitt gemäss Linie A-A der Fig. 1,

Fig. 3 in Draufsicht den Verdampfer im Schnitt gemäss Linie B-B der Fig. 2, und

Fig. 4- in Quer- und Längsrichtung eine Einzelheit eines Paares von Rohren mit den zickzackförmigen Platten im Innern.

Fig. 1 entspricht einer Seitenansicht, in der die Dicken 5 der Rohre von rechteckigem Querschnitt gezeigt werden, die mit ihren Enden sich in die Kopfstücke 7 einer Platte einfügen, die die gesamte seitliche Oberfläche überdeckt. Auf der genannten Platte springen (gestrichelt gezeichnet) die Rippen 6 vor, die auf der oberen und unteren Oberfläche

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in der Mitte des Rohres abzwigen, wo die Trennwand 9 sich darbietet. Innerhalb der Rohre befindet sich eine zickzackförmige Platte 8 als statischer Turbulenzerzeuger.

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Fig. 2 stellt mittels eines Schnittes gemäss der Linie X-X der Fig. 1 im einzelnen die Dicken der Kopfstücke 7 mit einigen Falzen in der Platte nach aussen im linken Teil und Falzen nach innen im rechten Teil dar; in dieser Figur werden die horizontalen Rohre 10 mit den zugehörigen gekrümmten Rippen gezeigt, die oberhalb und unterhalb verteilt sind. An der linken und rechten Seite sind die Behälter 11 und 12 mit einigen Rippen 13 als konstruktive Verstärkungen gezeichnet, in welche und aus welchen das Kühlmittel durch die öffnungen IA- bzw. 15 ein- und austritt. Am Boden des Behälters im Teil des Flüssigkeitstanks befindet sich eine öffnung 19 zum Entleeren des Verdampfers, wenn die Entnahme des Kältemittels oder sonstiger Substanz bei Vornahme der Innenspülung erforderlich wird.

Fig. 3 ist eine Draufsicht, in der die durch einen mittleren Zwischenraum 18 getrennten Rohre mit ihren in die Kopfstücke 17 und 7 einmündenden Enden gezeigt werden; desgleichen sind hier die Rippen 6 mit grösserem, bis zu den Stirnenden reichenden Zwischenraum ersichtlich. Durch gestrichelte Linien wird die Breite der Rohre und an den seitlichen Enden der Eintritt IA- und der Austritt 15 in bzw. aus den zugehörigen Behältern 11 und 12 mit runden öffnungen wiedergegeben.

Fig. A- stellt die Einzelheit X der Fig. 1 in Seiten- und

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Stirnansicht im Schnitt gemäss Linie C-C der Seitenansicht dar. Die Einzelheit ist in einen Kreis eingeschlossen; hier wird ein Querschnitt des Rohres 10 mit seinen
mit ihm fest verbundenen Rippen und den zickzackformigen Platten 8 im Innern dargestellt. Im Schnitt C-C der Einzelheit X werden die zickzackformigen Lochungen (21) der Platte 8, die Dicke des Rohres 10 und die Rippen 6 mit ihrer Verteilung auf der oberen und unteren Oberfläche wiedergegeben.

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Claims

PATENTANWÄLTE

WENZEL & KALKOFF POSTFACH 2448

D 5810 WITTEN/RUHR

Patentansprüche

\.)Gefluteter Verdampfer für klimatisierte Luft, dadurch gekennzeichnet, dass er in Wabenform zusammengesetzte Rohre mit damit fest verbundenen Rippen und einem statischen Wirbelerzeuger in Form einer zickzackförmig gebogenen Platte aufweist, die in das Innere der Rohre eingeführt ist und ebenfalls zickzackförmige Einschnitte auf ihrer Länge aufweist.
2. Verdampfer gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er

zwei Tanks als Flutungsbehälter für das Kältemittel aufweist, die an seinen seitlichen Enden angeordnet sind, wo in sein Inneres Kopfstücke als Stützen für die Rohre an den jeweiligen Enden eingebaut und hermetisch abgedichtet sind.
3. Gefluteter Verdampfer gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er einige in zwei Reihen und mehreren Säulen angeordnete Doppelrohrkanäle von rechteckigem Querschnitt aufweist, die den Körper des Verdampfers in Form eines Parallelepipeds bilden, in deren Mitte ein Zwischenraum zwischen den Rohren vorhanden ist, wodurch der Umlauf des Luftstromes als Mittel der Wärmeübertragung durch Konvektion erleichtert wird und wo sich durch Leitung über die Rippen ein Temperaturzuwachs des Kältemittels bewirkt und die Verdampfung

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ORlGlNAL INSPECTED

im Innern der Rohre beschleunigt.

4-. Gefluteter Verdampfer für klimatisierte Luft, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel auf jeder Ober- und Unterseite des Kanals verteilten Rippen eine Krümmung aufweisen, die einen Einfallswinkel mit den Luftstrom bildet, wodurch eine bessere Turbulenz hervorgerufen und die Wärmeübertragung mit dem Kältemittel erhöht wird.

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