DE3119440A1

DE3119440A1 - "anlagen-waermeaustauscher fuer kaelteanlagen"

Info

Publication number: DE3119440A1
Application number: DE19813119440
Authority: DE
Inventors: Manfred Ing.(Grad.) Schmidt; Erich 1000 Berlin Schultze
Original assignee: ERICH SCHULTZE KG
Current assignee: ERICH SCHULTZE KG
Priority date: 1981-05-15
Filing date: 1981-05-15
Publication date: 1982-12-09

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Wärmeaustauschgerät für Kälteanlagen, insbesondere Kompressions-Kälteanlagen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät dieser Art sc auszubilden, daß nicht nur eine kompaktere Bauweise der Kälteanlage als bisher möglich ist, sondern auch die Anlagenleistung verbessert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Durch die Ausgestaltung des Wärmeaustauschers als Behälter mit Innenbehälter und Absaugeinrichtung, wobei im Zwischenraum zwischen den beiden Behältern eine Rohrschlange, vorzugsweise in Doppelwendelform, und außen am Behälter ein entsprechender Fühleranschluß zur Regelung des Flüssigkeitsstandes im Zwischenraum angeordnet ist, ergeben sich nicht nur die Vorzüge eines separaten Anlagen-Wärmeaustauschers, sondern es wird zugleich die Kälteanlage bzw. der Kompressor wirkungsvoll vor Flüssigkeitsschlägen geschützt und darüberhinaus wird durch Flüssigkeitsstrom-Verbindung mit dem Anlagen-Verdampfer ein "Naßfahren" und damit eine wirtschaftlich günstigere und kompaktere Kälteanlage ermöglicht.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Fließbild einer Einkreis-Kälteanlage, und Fig. 2 eine Schnittansicht des Anlagen-Wärmeaustauschers.
Nach Fig. 1 gelangt der vom Kältekompressor 9 erzeugte Kältemittelstrom des Kältekreises zunächst über eine Druckgasleitung 10 und einen Ölabscheider II gasförmig in den Kondensator 12.Dort wird der Kältemitteldampf zu Flüssigkeit, die über eine Flüssigkeitsleitung 13 in eine Rohrschlange 2 des Wärmeaustauschergerätes WS weitergeführt wird. Im Zwischenraum 1 zwischen äußerem Behälter 19 und Innenbehälter 20 wird diese warme Flüssigkeit durch kältere Kältemittelflüssigkeit aus einem Verdampfer 16 und vor allem durch aus der Kältemittelflüssigkeit ausdampfendes Sauggas wirkungsvoll abgekühlt. Die so unterkühlte Flüssigkeit in der Rohrschlange 2 gelangt dann über eine Flüssigkeitsleitung 13 zum Expansionsventil 14. Durch die Einwirkung eines Fühlers 3, der am äußeren Behälter 19 angebracht ist (Fig. 2), wird über eine Rückkopplungsleitung 15 vom Expansionsventil 14 Flüssigkeit so in den Verdampfer 16 eingespritzt, daß sie über eine Verbindungsleitung 17 bis in den Zwischenraum 1 reicht bzw. gelangt und dort geregelt wird. Der Verdampfer 16 wird somit "naß gefahren.
Das aus dem geregelten Flüssigkeitsstand im Zwischenraum 1 ausdampfende Kältemittel gelangt als Sauggasstrom über aufgezwungene Strömungswege und über eine Überströmöffnung 6 in den Innenraum 4 des Innenbehälters und von dort über eine Absaugeinrichtung 7 in eine Sauggasleitung 18, die zum Kältekompressor 9 führt. In dem Raum 4 werden die vom Sauggasstrom noch mitgeführten Flüssigkeiten entgültig abgeschieden und gesammelt, auch das über eine kleine Uberlaufbohrung 5 aus dem Zwischenraum 1 zufließende Öl.
Die angesammelte Flüssigkeit wird durch den Sauggasstrom über die Absaugeinrichtung 7, die eine Absaugdüse und ein Saugröhrchen 8 umfaßt, kontinuierlich und in schutzgemäßer Form abgesaugt und dem Kältekompressor 9 zugeführt.
Die Rohrschlange 2 ist als Wärmeübertrager ausgebildet. Dieser wirkt im Kältekreis zwischen Kondensator 12 und Verdampfer 16.
Durch die Rohrschlange strömt flüssiges Kältemittel vom Kondensator 12 zum Expansionsventil 14. Von außen umgibt sie flüssiges, kälteres Kältemittel vom Verdampfer 16 her, vor allem aber austreibender Kältemitteldampf, der den Sauggasstrom bildet.
Die Ausgestaltung und Anordnung der Rohrschlange 2 im Zwischenraum ergibt eine sehr günstige Wärmeübertragung. Zeitablauf (Verweildauer) und thermodynamisch günstig wirkende Strömungswege sind dazu mitbestimmend. Die hierdurch erzielte gute Wärmc-Ubertragtng ergibt eine Vergrößerung der Anlagenleistung.
Die Regelung des Flüssigkeitsstandes im Zwischenraum 1 erfolgt durch einen Fühler (Sensor), der in den dafür vorgesehenen Anschlußstutzen 3 am äußeren Behälter 19 montiert wird. Der Fühler bewirkt in Rückkopplung mit dem Expansionsventil 14, daß vom Verdampfer 16 ein Fltissigkeits-Dampfstrom über die Verbindungsleitung 17 bis in den Zwischenraum 1 gelangt. Damit wird der Verdampfer "naß" gefahren, was sich wirkungsgradmaßig und demzufolge baulich für den Verdampfer und die ganze Kälteanlage in mehrfacher Hinsicht günstig auswirkt.
Die Uberströmöffnung 6 ist im oberen Bereich des Innenbehälters 20, vorzugsweise der Einmündung der Leitung 17 diametral gegenüberliegend ausgebildet. Vom Sauggasstrom mitgerissene Flüssigkeiten (Kältemittel, Kreislauföl) werden bereits im Zwischenraum 1, auf jeden Fall im Raum 4 des Innenbehälters wirkungsvoll abgeschieden und gesammelt.
Durch einen entsprechend angeordneten und gestalteten Uberlauf, vorzugsweise mittels der kleinen Bohrung 5, wird auch das vom Flüssigkeitsstand im Zwischenraum 1 getrennte Kreislauföl im Innenbehälter gesammelt. Hierzu liegt die Bohrung 5 etwa auf der Höhe des Anschlußstutzens 3 für den Fühler, vorzugsweise etwas über der Höhe des Anschlußstutzens an der Stelle des maximalen Flüssigkeitsstandes im Zwischenraum 1, die sich durch die Regelamplitude des Fühlers ergibt. Der Anschlußstutzen 3 selbst ist, wie Fig.2 zeigt, etwa auf der Höhe des unteren Drittels der Rohrschlangeanordnung angebracht.
Die Absaugeinrichtung 7 ist vorzugsweise zentral angeordnet und so ausgebildet, daß die im Innenbehälter angesammelte Flüssigkeit durch den Sauggasstrom kontinuierlich abgesaugt und als feinverteilte Tröpfchen (Nebel), also in schutzgemäßer Form, dem Kältekompressor 9 zugeführt wird. Die Absaugeinrichtung 7 hat vorzugsweise die in der DE-OS 26 02 582 beschriebene Ausgestaltung.
Beim für die Kälteleistung der Anlage günstigen "Naßfahren" wird die damit verbundene Gefahr des Ansaugens flüssigen Kältemittels durch die beschriebene Bauweise ausgeschlossen und der Kältekompressor 9 vor Flussigkeitsschlägen, Betriebsbeeinträchtigungen und Zerstörung geschützt.
Es ist aber auch möglich, das Gerät WS, das die Vorzüge eines Anlage-Wärmeaustauschers und -Flüssigkeitsabscheiders vorteilhaft in sich vereinigt, für Normal(Trocken)Verdampfer-Betrieb zu verwenden. Dazu erfolgt der Eintritt unten in den Zwischenraum 1, wobei ein geregelter Flüssigkeitsstand im Zwischenraum nicht erforderlich ist.
Bei der in Fig. 2 wiedergegebenen beispielsweisen Ausgestaltung des Wärmeaustauschgerätes ist in dem geschlossenen äußeren Behälter 19 konzentrisch der Innenbehälter 20 angeordnet, der aus einem unten geschlossenen Rohrkörper besteht, der mit seiner offenen Seite an der gewölbten oberen Wand des äußeren Behälters 19 befestigt ist. Der Boden des inneren Behälters 20 hat einen Abstand vom Boden des äußeren Behälters 19. Beide Behälter sind langgestreckt ausgebildet pnd stehend angeordnet.

Claims

Anlagen-Wärmeaustauscher für Kälteanlagen ========================================= P a t e n t a n 5 p r ü c hie ¼ Anlagen-Wärmeaustauscher für Kälteanlagen, insbesondere Kompressions-Kälteanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß ein äußerer Behälter (19) mit einem Innenbehälter (20) und einer Rohrschlange (2) im Zwischenraum (1) zwischen beiden Behältern vorgesehen ist, wobei der Innenbehälter (20) zur Aufnahme von Flüssigkeit dient und mit einer Absaugeinrichtung (7) zum kontinuierlichen Absaugen dieser Fldssigkeit zusammen mit Gas versehen ist, und daß ein Fühler zur Regelung eines Flüssigkeitsspiegels im Zwischenraum (1) vorgesehen ist.
2. Anlagen-Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschlange (2) in Wendelform, vorzugsweise als Doppelwendel, ausgeführt ist.
3. Anlagen-Wärmeaustauscher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenwand des Innenbehälters (20) von der des äußeren Behälters in einem Abstand angeordnet ist.
4. Anlagen-Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenbehälter (20) wenigstens eine Uberlaufbohrung (5) und wenigstens eine Uberströmöffnung (6) aufweist.
5. Anlagen-Wärmeaustauscher nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugeinrichtung (7) als Absaugdüse mit Saugröhrchen (8) ausgebildet ist.