DE3103507C2

DE3103507C2 - Wärmetauscher

Info

Publication number: DE3103507C2
Application number: DE19813103507
Authority: DE
Inventors: Günther 5758 Fröndenberg Forberger
Original assignee: Lueco Waermetechnik 5750 Menden De GmbH; Lueco Waermetechnik 5750 Menden GmbH
Current assignee: KM Schmoele GmbH
Priority date: 1981-02-03
Filing date: 1981-02-03
Publication date: 1983-01-05
Also published as: DE3103507A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere Kondensator für das Kältemittel in Wärme- pumpen, mit je einem in der Mitte eines zylindrischen Behälters parallel zur Behälterwand angeordneten Einlauf- und Au&laufrohr für das Wasser, zwischen die parallel zueinander in radialen Ebenen liegende, Ipiralförmig gewendelte Rohre für den Wasserdurchlatz eingeschaltet sind, deren Spiralen in einer Ebene von innen nach außen und in der nächsten Ebene von außen nach innen verlaufen, sowie mit einem Einlaßind einem Auslaßstutzen für die Zufuhr des Kältemittels ki den Behälter. «>

Ein Wärmetauscher mit diesen Konstruktionsmerkmalen ist aus dem DE-GM 78 25 431 bekannt. Bei diesem bekannten Wärmetauscher sind die Einlauf- und Auslaufrohre für das Wasser über die gesamte Länge des Behälters durchgehend parallel nebeneinander verlaufend angeordnet. Alle Kondensatorrohre sind zwischen den Einlauf- und Auslaufrohren für das Wasser parallel zueinander geschaltet. Die Verteilung des Kältemittels über die Oberfläche der Kondensator rohre und die Verteilung des Wassers in der Kondensatorrohren sind bei diesem Konstruktionsprin zip nicht optimal.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabt zugrunde, durch optimalen Gegen-Querstrom de! Kältemittels zum Wasser einen konstruktiv einfacl aufgebauten Wärmetauscher mit verbessertem Wir kungsgrad zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorges ^%hlagen, dal das Einlaufrohr und das Auslaufrohr für das Wasser jeweils je einen Behälterboden durchsetzt und etwa ir der Achsmitte des Behälters abgeschlossen sind, daß in Behälter neben dem Einlaufrohr und dem Auslaufrohr ein deren Enden überbrückendes Sammel- und Ver teilerrohr angeordnet ist und daß die Spiralen der Rohre das Einlauf- und das Auslaufrohr in zwei voneinander getrennten, in Reihe geschalteten Gruppen mit dem Sammel- und Verteilerrohr verbinden.

Bei einer praktischen Ausführungsform können die beiden Einlauf- und Auslaufrohre koaxial zueinander angeordnet sein. Die Spiralen der Rohre werden zweckmäßig in den beiden parallel zueinander geschal teten Gruppen abwechselnd rechts und links gewendelt Im Bereich der Trennung zwischen den Einlauf- und Auslaufrohren können die Spiralen der Rohre aber auch gleichsinnig gewendelt sein, so daß ein Spreizbereich (Lücke) zwischen den Rohren entsteht, indem das Kältemittel erneut über den gesamten Innenquerschnitt des Behälters verteilt wird.

Eine senkrechte Montage des Wärmetauschers hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen. Damit das Kältemittel und das Wasser leichter abgelassen werden können, wird vorgeschlagen, daß der Einlaßstutzen für das heiße Kältemittel oben und der Auslaßstutzen unten liegen, während die Einlauf- und Auslaufrohre für das Wasser in Durchflußrichtung gesehen von unten nach oben übereinander liegen.

Da bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten Wärmetauscher die Einlauf- und Auslaufrohre für das Wasser und auch die Einlaß- und Auslaßstutzen für das Kältemittel koaxial übereinanderliegen, kann der Behälter aus einem glatten Rohrabschnitt und zwei baugleichen Flanschplatten hergestellt werden.

Um auch schon am Eintritt eine gute Verteilung des Kältemittels zu erreichen, wird vorgeschlagen, den Einlaßstutzen beidseitig mit Öffnungen bildenden Schrägschnitten und vor Kopf mit einer Prallplatte zu versehen.

Schließlich können die erste untere und die darauf folgende zweite Spirale der Rohre im Abstand voneinander angeordnet sein, so daß ein Sammelraum für das kondensierte Kältemittel entsteht

Der erfindungsgemäß ausgebildete Wärmetauscher ist konstruktiv sehr einfach aufgebaut Außerdem besitzt er durch den optimalen Gegen-Querstrom des Kältemittels zum Wasser und durch die ideale Verteilung des Kältemittels auf der Oberfläche des Rohres und des Wassers in den Rohren einen außerordentlich guten Wirkungsgrad.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sieh aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung, in der eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Wärmetauschers dargestellt ist In der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen Wärmetauscher im Längsschnitt entlang der Linie Il in Fig. 2;

Fig.2 denselben Wärmetauscher entlang der Linie

H-H in F i g. 1 geschnitten.

Der dargestellte Wärmetauscher besteht aus einem zylindrischen Behälter 1 mit eingeschweißten, baugleichen Flanschplatten als Deckel 2 und Boden 3. Im Deckel 2 und Boden 3 sind seitlich versetzt ein Einlaßstutzen 4 und ein Auslaßstutzen 5 für das Kältemittel vorgesehen. Der Einlaßstutzen 4 ist an seinem inneren Ende mit öffnungen 6 bildenden Schrägschnitten und vor Kopf mit einer Prallplatte 7 versehen.

Seitlich versetzt zur Mittellängsachse sind in dem Behälter * esa Einlaufrohr 8 und ein Auslaufrohr 9 koaxial zueinander angeordnet Etwa in der Mitte des Behälters 1 sind die beiden Einlauf- und Auslaufrohre 8, 9 mit Stopfen 10 verschlossen. Neben den Einlauf- und Auslaufrohren 8, 9 ist auf der anderen Seite der Mittellängsachse des Behälters t ein Sammel- und Verteilerrohr 11 angeordnet, dessen Enden innerhalb des Behälters 1 ebenfalls mit Stopfen 10 verschlossen sind.

■' Das Einlaufrohr 8 und das Sammel- und Verteilerrohr ■ 11 stehen über spiralförmig gewendelten und parallel zueinander geschalteten Rohren 12 miteinander in .Verbindung. Die Rohre 12, weiche auch als Rippenronre ausgebildet sein können, bilden zwei in gegeneinander versetzten Ebenen angeordnete Spiralen 12a, XIb, die von innen nach außen und wieder zurück nach innen verlaufen. Die Spiralen 12a, 126 sind um den halben Rohrdurchmesser gegeneinander versetzt, so daß sich die Rohre kreuzen und dadurch den Ringraum zwischen den Einlauf- und Auslaufrohren 8,9 sowie dem Sammcl- und Verteilerrohr 11 und dem Behälter 1 nahezu vollständig abdecken, so daß ein weitgehend gleichmäßiger Strömungsquerschnitt ohne Toträume für das Kältemittel entsteht Eine besonders dichte Packung der Rohre 12 kann erreicht werden, wenn ihre Spiralen 12a, 120 abwechselnd im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn verlaufend an das Einlaufrohr 8 und das Sammel- und Verteilerrohr 11 angeschlossen sind.

Das Auslaufrohr 9 und das Sammel-. und Verteilerrohr 11 stehen ebenfalls über spiralförmig angeordnete und parallel zueinander geschaltete Rohre 12 miteinander in Verbindung, die gleich ausgebildet und gewickelt

sein können, wie die Rohre 12 am Einlauf rohr 8.

Die Rohre 12 am Einlaufrohr 8 und am Auslaufrohr 9 bilden zwei voneinander getrennte Gruppen A und B, die ?n Reihe zueinander geschaltet sind, während die Rohre 12 der gleichen Gruppe A oder B parallel zueinander geschaltet sind. Durch dieses Schaltungspii-ip wird eine bessere Verteilung des Wassers suf alle Rohre 12 erreicht

In dem Bereich der Trennung zwischen dem Einlaufrohr 8 und dem Auslaufrohr 9 sind die Rohre 12 etwas voneinander gespreizt, so daß eine Lücke 13 entsteht, in der sich das Kältemittel erneut über den gesamten Querschnitt im Behälter 1 verteilen kann.

Das untere Rohr 12 liegt dicht über dem Boden 3, während das nächst folgende Rohr 12 je nach Anwendung in einem Abstand darüber angeordnet ist, das daß ein freier Sammelraum 14 für das kondensierte Kältemittel entsteht Da im Sumpf des Kältemittels immer noch ein Rohr 12 angeordnet ist kann die Unterkühlung des Kältemittels bis zur Eintrittstemperatur des Wassers erfolgen. Aus der senkrechten Aufstellung des Behälters 1 ergibt si .-, daß die Austrittsiemperatur des Wassers auch höher s^in kann als die Kondensatäonstemperatur des Kältemittels.

Bezugszeichenliste:	Behälter
1	Deckel
2	Boden
3	Einlaßstutzen
30 4	Auslaßstutzen
5	Öffnung
6	Prallplatte
7	Einlaufrohr
8	Auslaufrohr
35 9	Stopfen
10	Sammel- und Verteilerrohr
U	Rohre
12	Spirale
12a	Spirale
40 12Ä	Lücke
13	Sammelraum
14

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wärmetauscher, insbesondere Kondensator für das Kältemittel in Wärmepumpen, mit je einem in der Mitte eines zylindrischen Behälters (1) parallel s zur Behälterwand angeordneten Einlauf- und Auslaufrohr (8,9) für das Wasser, zwischen die parallel zueinander in radialen Ebenen liegende, spiralförmig gewendelte Rohre (12) für den Wasserdurchsatz eingeschaltet sind, deren Spiralen (12a, 12b) in einer Ebene von innen nach außen und in der nächsten Ebene von außen nach innen verlaufen, sowie mit einem Einlaß- und einem Auslaßstutzen (4, S) für die Zufuhr des Kältemittels in den Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaufrohr (8) und iä das Auslaufrohr (9) für das Wasser jeweils je einen Behälterboden (2, 3) durchsetzt und etwa in der Achsmitte des Behälters (1) abgeschlossen sind, daß im Behälter (1) neben dem Einlaufrohr (8) und dem Auslaufrohr (9) ein deren Enden überbrückendes Samme¹- und Verteilrohr (11) angeordnet ist und daß die Spiralen (12a, 12b) der Rohre (12) das Einlauf- und das Auslaufrohr (8, 9) in zwei voneinander getrennten, in Reihe geschalteten Gruppen mit dem Sammel- und Verteilrohr (11) verbinden.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlauf- und das Auslaufrohr (8,9) koaxial zueinanaer angeordnet sind.

3. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralen (12a, \2b)des Rohres (12) in den parallel zueinander geschalteten Gruppen abwechselnd rechts und links gewendelt sind.

4. Wärmetauscher nac , einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Trennung zwischen den Eir iuf- und Auslaufrohren (8, 9) die Rohre (12) beider Gruppen gleichsinnig gewendelt sind.

5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten unteren und der zweiten folgenden Spirale (12a, Ub) je nach Anwendung ein Abstand vorhanden ist, der einen freien Sammelraum (14) für das Kältemittel bildet

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