DE3205364A1

DE3205364A1 - THREE-TUBE CONDENSER FOR HEAT PUMPS

Info

Publication number: DE3205364A1
Application number: DE19823205364
Authority: DE
Inventors: Jürgen 4500 Osnabrück Vonhoff
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-02-15
Filing date: 1982-02-15
Publication date: 1983-08-25
Also published as: EP0086470A1

Description

Dreirohrkondensator für Wärmepumpen.Three-pipe condenser for heat pumps.

In der Patentanmeldung P 31 o1 138.1 werden DreifachüJärmetauscher als Kondensatoren für Wärmepumpen beschrieben.Die nachfolgend beschriebene Erfindung stellt eine Erweiterung da.Die Aufgabe besteht darin,einen Dreirohrkondensator zu schaffen,welcher die Wärmeenergie des Kältemittels auf 2 von einander getrennte Medien(Heiz- und Brauchwasser) überträgt,wobei zu verhindern ist,daß bei einer Beschädigung des das Kältemittel führendenRohrs Kältemittel in das Brauchwasserrohr übertreten kann. Es soll weiterhin eine Konstruktion gefunden werden,die ein Kühlen des Kompressors durch das Kältemittel auf einfacheIn the patent application P 31 01 138.1 triple heat exchangers are used described as condensers for heat pumps. The invention described below represents a Extension da. The task is to make a three-tube capacitor to create which is the thermal energy of the refrigerant to 2 separate media (heating and service water), whereby it is to be prevented that with one Damage to the pipe carrying the refrigerant, refrigerant can leak into the domestic water pipe. Furthermore, a construction is to be found that allows the compressor to be cooled by the refrigerant in a simple manner

Weise erlaubt. .Way allowed. .

das/ Die Lösung dieser Aufgabe wird dadurch erreicht,daß äußere Rohr,welches gut isoliert ist, 2 weitere Rohre,ein Mittel- und ein Innenrohr aufnimmt und dafür gesorgt wird,daß wärmeleitende Mittel die vom Mittelrohr aufgenommene Wärmeenergie direkt zum Innenrohr führen.Bei dieser Konstruktion sind die Querschnitte aller Rohre im wesentlichem kreisrund. Eine andere Lösung dieser Aufgabe wird dadurch erreicht,daß das Innenrohr ohne Mittel direkt und wärmeleitend an der Innenwand des Mittelrohres angebracht ist.Um für die direkte Wärmeübertragung einen größeren Kontaktbereich zu schaffen, wird das Innen-rohr einseitig an das Mittelrohr so gelegt, daß der Querschnitt des Innenrohres vom Kreisquerschnitt abweicht in Richtung eines ovalen Teilbereiches.Um einen guten Kontakt zu erreichen ist es vorteilhaft,wenn der Innenradius des Mittelrohres etwa gleich dem Radius des In nenrohres an der Kontaktstelle ist.the / the solution to this problem is achieved by the fact that external Pipe, which is well insulated, 2 more pipes, a central and an inner tube receives and it is ensured that thermally conductive Medium lead the thermal energy absorbed by the central pipe directly to the inner pipe. In this construction the cross-sections of all tubes are essentially circular. Another solution to this problem is achieved in that the inner tube is attached directly and thermally conductive to the inner wall of the central tube without means. In order for the direct To create a larger contact area for heat transfer, the inner pipe is placed on one side of the central pipe in such a way that that the cross-section of the inner tube deviates from the circular cross-section in the direction of an oval sub-area To achieve good contact it is advantageous if the inner radius of the central tube is approximately equal to the radius of the inner tube at the contact point.

Um eine gute Wärmeüberleitung vom Kühlmittel zwischen dem Außenrohr und dem Mittelrohr zu erreichen,wird in bekannter Weise die Oberfläche des Mitterohres vergrößert,z.B.als Wellrohr.In order to achieve good heat transfer from the coolant between the outer tube and the central tube, is known in Way, the surface of the middle tube is enlarged, e.g. as Corrugated pipe.

In den Ansprüchen sind die wesentlichen Merkmale der Erfindung aufgeführt,Die verschiedenen Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung werden beispielsweise in den Fig.1-8 erläutert. _In the claims, the essential features of the invention are listed, the various possible embodiments of the invention are illustrated, for example, in Figures 1-8. _

In Fig.1 ist mit 1 das Außenrohr,mit 2 das Mittelrohr und mit 3 das Innenrohr bezeichnet.Die Wärmeübertragung auf das Innenrohr erfog't durch die Stege 4 und 4a.Die Stege bestehen aus gut wärmeleitenden Material z.B.Kupfer.Die Stege 4/4a können verschiedene Formen haben und sind so zu wählen,daß der Wasserwiderstand für das Heizwasser,welches zwischen den Stegen und den Rohren 2 und 3 fließt,möglichst klein ist.Das Kältemittel fließt zwischen dem Rohr 1 und dem Rohr 2 und überträgt somit die Wärmeenergie auf das Rohr2, von welcher sie einerseits auf das Heizungswasser und durch die Stege 4/4a so'wohl auf das Heizungswasser als auch auf das Brauchwasser übertragen wied.Das Brauchwasser fließt im Innenrohr 3.Es ist bei dieser Konstruktion leicht ersichtlich, daß das Kühlmittel auch im Schadensfalle des Mittelrohres 2 nicht in das Brauchwasser kommen kann.Oas Kältemittel würde in das Heizungswasser austreten.Es kann dann über das Sicherheitsventil der Heizungsanlage entweichen.Bei längerem Wärmepumpenbetrieb zur Erwärmung von Heiz-f wasser erwährmt sich das Brauchwasser nicht über 55°C,die maximale Temperatur des Heizwassers.Somit fällt aus dem jeweils frisch zugeführten Brauchwasser noch kein |<alk aus.In Fig.1 1 is the outer tube, with 2 the central tube and with 3 denotes the inner tube. The heat transfer to the inner tube takes place through the webs 4 and 4a. The webs exist Made of a material that conducts heat well, e.g. copper. The 4 / 4a webs can have different forms and are to be chosen in such a way that the water resistance for the heating water, which flows between the webs and the pipes 2 and 3, is as small as possible The refrigerant flows between pipe 1 and pipe 2 and thus transfers the thermal energy to pipe 2, from which they hand on the heating water and through the webs 4 / 4a so'wohl on the heating water as well the domestic water is transferred again. The domestic water flows in the inner pipe 3. It is easy to see in this construction that the coolant cannot get into the domestic water even if the central pipe 2 is damaged Refrigerant would leak into the heating water. It can then escape via the heating system's safety valve the domestic water is not heated up by heating water above 55 ° C, the maximum temperature of the heating water. This means that the freshly supplied service water drops out no | <alk off yet.

Für Wärmepumpen bietet sich ein Kühlen des Kompressors durch das Kältemittel an.Dieses wird dem Kondensator etwa in der Mitte seiner Länge entnommen,durch eine ölkühlung in den Sumpf des Kondensators geleitet und in den Kondensator zurückgeführt.Ein solches Verfahren ist am leichtesten möglich, wenn das Kältemittel im Außenrohr geführt wird.For heat pumps, the compressor can be cooled by the refrigerant, which is used for the condenser, for example taken in the middle of its length, by oil cooling passed into the sump of the condenser and returned to the condenser. Such a process is easiest possible, if the refrigerant is routed in the outer tube.

Die Fig.2 unterscheidet sich von der Ausführung der Fig.1 im wesentlichem dadurch,daß das Mittelrohr eine vergrößerte Oberfläche hat und z.B.als Wellrohrausgeführt ist.Au-ßerdem ist die Anzahl der Stege 4 reduziert. Fig.3 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem Innenrohr 3, welches eine soche Querschnittsform hat,daß eine direkte Wärmeübertragung von 2 nach 3 auf einem Teilumfang des Rohres 2 im Inneren möglich ist.The Fig.2 differs from the embodiment of Fig.1 essentially because the central tube has an enlarged surface and is designed, for example, as a corrugated tube the number of webs 4 is reduced. 3 shows an embodiment with an inner tube 3, which has such a cross-sectional shape that a direct Heat transfer from 2 to 3 on a partial circumference of the Tube 2 inside is possible.

Bei der Fig.4 Ti^ außer der anderen Form des Rohres 3 (Ovalform) Halter 5 für das Rohr 3 vorgesehen.In Fig. 4 Ti ^ except for the other shape of the tube 3 (Oval shape) Holder 5 for the tube 3 is provided.

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In Fig.5 ist eine Feder 6 vorgesehen,welche das Innenrohr mit seiner äußeren runden Seite an die Innenwand des Rohres 2 preßt.In Figure 5, a spring 6 is provided, which the inner tube presses with its outer round side against the inner wall of the tube 2.

Fig.B zeigt eine Zwischenwand 7,welche das Mittelrohr 2 in zwei Innenräume aufteilt.Fig. B shows a partition 7, which the central tube 2 in dividing two interiors.

Fig.7 zeigt eine Wandverstärkung des Mittelrohres 2.Die Wandverstärkung ist beispielsweise an der Innensite desRohres 2 angebracht.Sie dient gleichzeitig zur Aufnahme . /SSer Zwischenwand 7.Fig. 7 shows a wall reinforcement of the central tube 2 Wall reinforcement is attached, for example, to the inner side of the pipe 2. It also serves to accommodate. / SSer partition 7.

Fig.8 zeigt eine ähnliche Konstruktion mit einer gewölbten Zwischenwand 7.Fig.8 shows a similar construction with a curved one Partition 7.

Das Innenrohr 3 kann auf verschiedene an sich bekannte Methoden mit dem Mittelrohr oder mit den Stegen 4/Aa verbunden werden,wobei darauf zu achten ist,daß die zur Verbindung verwendeten Mittel sehr gute Wärmeleitungszahlen haben.Dies kann durch Löten oder Kleben geschehen. Aber es können auch Preßmethoden zur Anwendung kommen, aber auch Klemmvorichtungen und Federn sind geeignet. Eine Möglichkeit das Innenrohr mit Stegen zu versehen, besteht darin,ein Rohr in 3 Zügen einzudrücken bis das Material an den Stegen sich doppelt auf einander gelegt hat.Dieses Innenrohr wird darauf in ein bereits gewelltes Mittelrohr geschoben.Um beide Rohre gut wärmeleitend mit einander zu verbinden,wird entweder das Wellrohr nachgerollt oder das Innenrohr aufgedornt oder beide Methoden werden gemeinsam angewand.The inner tube 3 can be known in various ways Methods with the central tube or with the bars 4 / Aa be connected, it must be ensured that the means used for the connection have very good thermal conductivity values This can be done by soldering or gluing. But pressing methods can also be used, but clamping devices and springs are also suitable. One possibility to provide the inner tube with bars, consists of pressing a tube in 3 pulls until the material on the webs is doubled on top of each other This inner tube is then pushed into an already corrugated central tube, around which both tubes conduct heat well To connect each other, either the corrugated pipe is rolled up or the inner pipe is spiked or both methods are used applied jointly.

Das Wellrohr übernimmt die Energie vom Kältemittel.Das in den Kammern zwischen den Stegen und den Rohren geführte Heizungswasser kann sich am Wellrohr direkt erwärmen. Zusätzlich fließt Wärmeenergie über die Stege in das Heizwasser.Wird das Heizwasser nicht bewegt,nimmt es die Temperatur des Kältemittels an.Die Wärmeenergie fließt zu einen kleinen Teil durch das Heizwasser,im wesentlichem aber über die Stege zum Brauchwasser im Innenrohr". Die Führung des Brauchwassers im Innenrohr bietet den Sicherheitsvorteil,es durch 2 unabhängige Rohre vom Kälte-The corrugated pipe takes over the energy from the refrigerant Heating water conducted in the chambers between the webs and the pipes can heat up directly on the corrugated pipe. In addition, thermal energy flows into the heating water via the bars If the heating water does not move, it takes on the temperature of the refrigerant and the thermal energy flows in a small part through the heating water, but mainly through the webs to the service water in the inner pipe ". The routing of the domestic water in the inner pipe offers the safety advantage that it is separated from the refrigeration

mittel zu trennen.means to separate.

Auch bei längerem Betrieb erhitzt sich das Brauchwasser nicht über die Temperatur des Heizujassers von ea.55°C,so daß beim Brauchwasser noch kein Kalk ausfallen kann.Even with longer operation, the domestic water does not heat up above the heating water temperature of about 55 ° C, see above that no lime can precipitate in the domestic water.

Claims

Expectations.
- - ^
(1st capacitor, especially coaxial capacitor for heat

- pumps designed as triple heat exchangers according to P -31o1138.1 characterized by an outer tube 1, a central tube 2 and an inner tube 3, with good li / arm transmission takes place directly or indirectly from the central tube 2 to the inner tube 3.

2. capacitor according to claim 1 characterized by good heat-conducting means e.g. Cu-bars 4 + 4a in a suitable form, which the central tube 2 and the inner tube 3 connect with each other.

3. capacitor according to claim 1, characterized by a • Such a cross-sectional shape of the inner tube 3 that the outer curvature of the inner tube 3 over a longer distance of the inner curvature of the central tube 2 approximately the same is.

4. capacitor according to claim 1 + 2 characterized by a Central tube 2, with which the webs 4 + 4a as inner webs, form a unit.

S.Kondensator according to claim 1 + 2 characterized by a Inner tube 3, with which the webs 4 + 4a form a unit as outer webs.

B. capacitor according to claim 1 + 2 characterized by separate webs 4 / 4a, which with no pipe 2/3 an : heifc. form"

7.Kondensator according to claim 1 + 3 characterized by a Partition wall in the center tube 2, making the center tube 2 in two pipes is split.

8.Kondensator according to claim 1,3 + 7 characterized by a wall reinforcement 8 of the central tube 2 in the area which is below the partition wall 7.

^ Capacitor according to claims 1-8, characterized by means that conduct heat well, e.g. solder, glue, clamps and springs for a good heat transferring connection between the pipe walls or the pipe walls and the webs 4 / 4a.

1o.Kondensator according to claims 1-9 characterized by a Central tube 2, the surface of which is enlarged on the outside.