DE3208838C2 - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager (1), insbesondere Kondensator für das Kältemittel in Wärmepumpen, der in einem mit Deckel (4) und Boden (3) abgeschlossenen, zylindrischen Behälter (2) zwischen mittig angeordneter Zu- und Ableitung parallel zueinander geschaltete Rohrschlangen (7 bis 14) für den Wasserdurchsatz aufweist, die in einer Ebene spiralförmig von innen nach außen und in einer in axialer Richtung versetzten Ebene spiralförmig von außen nach innen verlaufen, und der ein Druckrohr (16) sowie ein Saugrohr (17) für das Kältemittel aufweist. Zur Vereinfachung der erforderlichen Lötarbeiten und zur gleichzeitigen Gewährleistung eines annähernd gleichmäßigen Wasserdurchsatzes durch die Rohrschlangen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß jede Rohrschlange (7 bis 14) ein eigenes Eintrittsrohr (7Δ bis 14Δ) und ein eigenes Austrittsrohr (7ΔΔ bis 14ΔΔ) aufweist, die jeweils in einen gemeinsamen Zuleitungskanal (5) im Boden (3) und in einen gemeinsamen Ableitungskanal (6) im Deckel (4) des Wärmeübertragers (1) münden.The invention relates to a heat exchanger (1), in particular a condenser for the refrigerant in heat pumps, which in a cylindrical container (2) closed with a cover (4) and base (3) between centrally arranged supply and discharge lines connected parallel to each other (7 to 14) for the water throughput, which spiral in a plane from the inside to the outside and in a plane offset in the axial direction spirally from the outside to the inside, and which has a pressure pipe (16) and a suction pipe (17) for the refrigerant. In order to simplify the required soldering work and at the same time ensure an approximately uniform flow of water through the coils, it is proposed according to the invention that each coil (7 to 14) has its own inlet pipe (7Δ to 14Δ) and its own outlet pipe (7ΔΔ to 14ΔΔ), each in a common feed channel (5) in the base (3) and open into a common discharge channel (6) in the cover (4) of the heat exchanger (1).
Description
Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere Kondensator, für das Kältemittel in Wärmepumpen, der in einem mit Decke! und Boden abgeschlossenen, zylindrischen Behälter zwischen miitig angeordneter Zu- und Ableitung parallel zueinander geschaltete Rohrschlangen für den Wasserdurchsalz aufweist, die in einer Ebene spiralförmig von innen nach außen und in einer in axialer Richtung versetzten Ebene spiralförmig von außen nach innen verlaufen, und der ein Druckrohr sowie ein Saugrohr für das Kältemittel aufweist.The invention relates to a heat exchanger, in particular a condenser, for the refrigerant in heat pumps, the one with a blanket! and bottom closed, cylindrical container between centrally arranged Has pipe coils connected in parallel to each other for the water circulation, those in a plane spirally from the inside to the outside and in a plane offset in the axial direction run in a spiral from the outside to the inside, and the one pressure pipe and one suction pipe for the refrigerant having.
Bei einem Wärmeübertrager der genannten Art, etwa nach dem DE-GM 80 34 878, sind die Rohrschlangen mit einem gemeinsamen Eintrittsrohr und einem gemeinsamen Austrinsrohr verbunden. Hierbei müssen jedoch aufwendige Lötverbindungen zwischen den Rohren und den Rohrschlangen vorgenommen werden. Durch die etagenweise Anordnung der Rohrschlangen und die Verbindung mit dem gemeinsamen Einiritis- bzw. Austrittsrohr ergeben sich zudem unterschiedliche Längen und damit unterschiedliche Wasserdurchsätze durch die einzelnen Rohrschlangen.In a heat exchanger of the type mentioned, for example according to DE-GM 80 34 878, the pipe coils connected to a common inlet pipe and a common outlet pipe. Here must however, complex soldered connections are made between the pipes and the pipe coils. Due to the tiered arrangement of the pipe coils and the connection with the common Einirit- or outlet pipe also result in different lengths and thus different water throughputs through the individual pipe coils.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeübertrager der genannten Art so auszubilden, daß die erforderlichen Lötarbeiten vereinfacht werden können und gleichzeitig ein annähernd gleichmäßiger Wasserdurchsatz durch die Rohrschlangen gewährleistet ist.The invention is therefore based on the object To train heat exchangers of the type mentioned so that the required soldering work is simplified and at the same time an almost even water flow through the pipe coils is guaranteed is.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Rohrschlange ein eigenes Eintriitsrohr und ein eigenes Austrittsrohr aufweist, die jeweils in einen gemeinsamen Zuleitungskanal im Boden und in einen gemeinsamen Ablcilungskanal im Deckel des Wärmeübertragers münden.The object is achieved according to the invention in that each coil has its own inlet pipe and a has its own outlet pipe, each in a common supply channel in the ground and in a common Drainage channel open into the cover of the heat exchanger.
Durch die Verlagerung in dem Bereich des Zuleitungs- und Ablcitungskanals wird die Lötarbeit wesentlich erleichtci t, insbesondere dann, wenn nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung das Einirittsrohr und Ausiriusrohr jeweils von den umgebogenen F.nden einer Rohrschlange gebildet sind.Due to the relocation in the area of the supply and drainage channel, the soldering work becomes essential facilitated, especially if after a preferred one Execution of the invention, the Einirittsrohr and Ausiriusrohr each from the bent F.nds a coil are formed.
Dadurch, daß jeder Rohrschlange ein eigenes Einirittsrohr und ein eigenes Austriiisrohr zugeordnet ist. werden im wesentlichen gleiche Längen bzw. gleiche Wasserwege und damit im wesentlichen gleiche Wasserdurchsälze erzielt.Because each pipe coil has its own inlet pipe and its own outlet pipe is assigned. are essentially the same lengths or the same waterways and thus essentially the same water flow achieved.
Es empfiehlt sich, die Eintritts- bzw. Austritisrohre jeweils mit einer Lochscheibe des Zuleitungs- bzw. Ableitungskanals zu verbinden; die kreisförmige Anordnung der Eintritts- bzw. Austrittsrohre ist dabei bevorzugt, insbesondere die Anordnung in mehreren konzentrischen Kreisen.It is recommended to use the inlet and outlet pipes to be connected in each case with a perforated disk of the supply or discharge channel; the circular arrangement the inlet and outlet pipes are preferred, in particular the arrangement in several concentric Circles.
Die Herstellung des Wärmeübertragers vereinfacht sich wesentlich, wenn nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Eintritts- und Austrittsrohre parallel zueinander angeordnet sind, vorzugsweise fluchtet das Eintriitsrohr jeder Rohrschlange mit dem Ausirmsrohi", nach einer alternativen 'Vuslühi üiil'^Kmii der Erfindung können jedoch Eintriits- und -Nusi-ui·.· rohr auch gegeneinander versetzt sein.The manufacture of the heat exchanger is considerably simplified if according to a preferred embodiment of the invention, the inlet and outlet pipes are arranged parallel to one another, preferably the inlet pipe of each pipe coil is aligned with the Ausirmsrohi ", according to an alternative 'Vuslühi üiil' ^ Kmii of the invention, however, entry and nusi-ui ·. · pipe can also be offset from one another.
Die /.weite Teilaufgabe wird insbesondere dann /u-Iriedenstellend gelöst, wenn die Rohrschlangen inkl. zugehöriger Eintritts- und Ausinltsrohre die uleiche I.anIn particular, the /. Broad subtask then becomes / u-I satisfactory solved when the pipe coils including the associated inlet and outlet pipes the uleiche I.
ge aufweisen.have ge.
Es empfiehlt sich weiterhin, jeweils zwei einander in ihrer Anordnung entsprechende Rohrschlangen des Wärmeübertragers inkl. zugehöriger Eintritts- und Austriusrohre gleich auszubilden. Danach sind die dem Zuleilungskanal und Ablciiungskanal unmittelbar benachbarten Rohrschlangen, clic jeweils /weiten Rohrschlangen usw. gleich ausgebildet. Dadurch ergibt sieh eine leichte Austauschbarkeit der Rohrschlangen, wobei die Zahl der unterschiedlich ausgeführten Rohrschlangen (inkl. Eintritts- und Ausiritlsrohr) halbiert wird. Aus diesem Grunde wird auch eine gerade Anzahl von Rohrschlangen im Wärmeübertrager bevorzugt.It is also advisable to design two coils of the heat exchanger, including the associated inlet and outlet tubes, which correspond to one another in their arrangement. According to this, the pipe coils immediately adjacent to the supply channel and the discharge channel, clic / wide pipe coils, etc., are of the same design. This results in easy interchangeability of the pipe coils, with the number of differently designed pipe coils (including inlet and outlet pipe) being halved. For this reason, an even number of pipe coils in the heat exchanger is preferred.
Da bei einer zunehmenden Anzahl von Rohrschlangen weder die Fläche der Lochscheiben noch der Innenraum zwischen den Rohrschlangen ausreichen, um die Eintrittsrohre bzw. die Austrittsrohre unterzubringen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Schlangen zu Gruppen zusammenzufassen und jeweils en<sprechende Rohrschlangen der Gruppen in Serie anzuordnen.Since, with an increasing number of pipe coils, neither the surface of the perforated disks nor the interior space Sufficient between the pipe coils to accommodate the inlet and outlet pipes, According to the invention, it is proposed to combine the queues into groups and to create corresponding groups Arrange coils of the groups in series.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläuten. Es zeigtThe invention is based on the following exemplary embodiments explain in more detail. It shows
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Wärmeübertrager mit acht Rippenrohrschlangen,1 shows a longitudinal section through a heat exchanger with eight finned coils,
Fig. 2 einen Querschnitt entsprechend Linie A-A nach Fig. 1.FIG. 2 shows a cross section according to line AA according to FIG. 1.
Fig. 3 perspektivisch das Innere eines Wärmeübertragers, wobei der zylindrische Behälter bzw. Roden und Deckel teilweise weggebrochen sind, und3 is a perspective view of the interior of a heat exchanger, wherein the cylindrical container or dig and lid are partially broken away, and
Fig.4 einen Wärmeübertrager mit zwei Gruppen Rippenrohrschlangen in Serienschaltung.4 shows a heat exchanger with two groups of finned coils in series.
Der Wärmeübertrager 1 nach den F i g. 1 bis J besteht aus einem zylindrischen Behälter 2 mit angeschweißtem, gewölbtem Boden 3 und Deckel 4. Durch den Boden 3 und den Deckel 4 ist jeweils etwa mittig ein konisch ausgebildeter Zuleitungskanal 5 bzw. Ableitungskanal 6 für das Wasser geführt. Zwischen den Kanälen 5. 6 sind (hier im Ausführungsbeispiel 8) parallel geschaltete Rippenrohrschlangen 7 bis 14 angeordnet, die jeweils in einer Ebene spiralförmig von innen nach außen und in einer in axialer Richtung versetzten Ebene spiralförmig von außen nach innen verlaufen. Die Rippenrohrschlangcn 7 bis 14 sind einzeln jeweils durch ein Lintritlsrohr T bis 14' und ein Austriiisrohr 7" bis 14" mit einer Lochscheibe IS im Zulcitungskanal 5 bzw. Ableitungs kanal 6 verbunden. In F i g. 2 und 3 sind die entsprechenden, kreisförmig angeordneten Löcher der Lochscheiben 15 jeweils durch die zugehörige Bezugs/ifl'cr der Rippenrohrschlangen 7 bis 14 gekennzeichnet.The heat exchanger 1 according to FIGS. 1 to J consists of a cylindrical container 2 with a welded, arched base 3 and cover 4. A conically shaped supply channel 5 or discharge channel 6 for the water is guided approximately centrally through the base 3 and the cover 4. Between the channels 5, 6 (here in the embodiment 8) parallel-connected finned tube coils 7 to 14 are arranged, each spiraling in a plane from the inside to the outside and in a plane offset in the axial direction spirally from the outside to the inside. The ribbed tube coils 7 to 14 are each connected individually by a Lintritlsrohr T to 14 'and an outlet pipe 7 ″ to 14 ″ with a perforated disk IS in the supply channel 5 and discharge channel 6, respectively. In Fig. 2 and 3, the corresponding, circularly arranged holes of the perforated disks 15 are each identified by the associated reference / ifl'cr of the finned pipe coils 7 to 14.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die l-lintriusrohre T bis 14' und die Austrittsrohrc 7" bis 14" jeweils durch die umgebogenen Enden der Rippcnrohrschlangen 7 bis 14 gebildet. EiniriUsrohre T bis 14' und Austrittsrohre 7" bis 14" sind parallel zueinander angeordnet. In Fig. 3 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nur die Rippenrohrschlange 11 mit Eintrittsrohr 11' und Austriiisrohr 11" dargestellt. In diesem Fall ist das Eintriusrohr 11' gegenüber dem Austriitsrohr 11" versetzt, dementsprechend sind die Lochscheiben 15 im Zuleitungskanal 5 bzw. Ableitungskanal 6 unterschiedlich anzuordnen.In the present exemplary embodiment, the linear tubes T to 14 'and the outlet tubes 7 ″ to 14 ″ are each formed by the bent ends of the ribbed tube coils 7 to 14. Inlet pipes T to 14 'and outlet pipes 7 "to 14" are arranged parallel to one another. For the sake of clarity, only the finned pipe coil 11 with inlet pipe 11 'and outlet pipe 11 "is shown in FIG. 3. In this case, the inlet pipe 11' is offset from the outlet pipe 11"; to be arranged differently.
Man sieht, daß die Rippenrohrschlangen 7 und 14, 8 und 13, 9 und 12, 10 und 11 (inkl. der zugehörigen L:intriltsrohre 7' bis 14' und Austrittsrohre 7" bis 14") gleich ausgebildet und damit leicht austauschbar sind.It can be seen that the finned pipe coils 7 and 14, 8 and 13, 9 and 12, 10 and 11 (including the associated L : intrilts pipes 7 'to 14' and outlet pipes 7 "to 14") are of the same design and are therefore easily interchangeable.
Weiterhin ist im Deckel 4 ein Druckrohr Ib für den Kältemiiieldampf KM und im Hoden 3 ein .Saugrohr 17 flirdas kondensierte Kältemittel vorgesehen.Furthermore, a pressure pipe 1b for the refrigerant vapor KM and a suction pipe 17 for the condensed refrigerant in the testicle 3 is provided in the cover 4.
Das durch den Zuleitangskanal 5 einiretende Wasser durchströmt die Kiniriusnihre T bis 14', anschließend die Rippenrohrschlungen 7 bis 14 und die Austrittsrohre 7" bis 14", um über den Ableitungskanal 6 den Wärme-The water flowing in through the inlet channel 5 flows through the Kiniriusnihre T to 14 ', then the finned pipe loops 7 to 14 and the outlet pipes 7 "to 14" in order to transfer the heat via the discharge channel 6.
o übertrager 1 wieder zu verlassen. Hierbei erkennt man leicht, daß gleiche Längen, d.h. gleiche Wasserwege (7+7 + 7"- ... -11'+ 11 + 11"= ... =14' + 14 + 14") vorliegen, so daß gleiche Wasserdiirchsätze erzielt werden.o Leave transmitter 1 again. Here it is easy to see that the same lengths, ie the same waterways (7 + 7 + 7 "- ... -11 '+ 11 + 11" = ... = 14' + 14 + 14 ") exist, so that the same water directives be achieved.
ίο Der durch das Druckrohr 16 eintretende Kältemitteldampf KM wird durch den als Prallblech wirkenden Ableitungskanal 6 abgelenkt, strömt über die Rippenrohrschlange!! 7 bis 14, kondensiert und tropft in den unteren Teil des Behälters 2. Der Kältemitielstand ist ίο The refrigerant vapor KM entering through the pressure pipe 16 is deflected by the discharge channel 6, which acts as a baffle plate, and flows over the finned pipe coil !! 7 to 14, condenses and drips into the lower part of the container 2. The refrigerant level is up
r, dabei durch die Linie 18 angedeutet. Zur Verbesserung des Wärmeübergangs kann dabei die Außenseite des Zulcitungskanals 5 mit Rippen 19 versehen werden.r, indicated by the line 18. For improvement of the heat transfer, the outside of the supply channel 5 can be provided with ribs 19.
Im Wärmeübertrager 1 nach Fig.4 bilden die Rippenrohrschlangen 7 bis 14 und 20 bis 27 zwei GruppenIn the heat exchanger 1 according to FIG. 4, the finned tube coils form 7 to 14 and 20 to 27 two groups
2(i zu je acht Rippenrohrschlangen. Es sind jeweils entsprechende Rippenrohrschiangen 7/20, 8/21 13/26 und2 (i with eight finned pipe coils each. Corresponding finned pipe coils 7/20, 8/21 13/26 and
14/27 beider Gruppen hintereinander geschaltet. Die Verhältnisse werden anhand der Serienschaltung jeweils der fünften Rippenrohrschlange 11 bzw. 24 jeder 14/27 of both groups connected in series. The relationships are based on the series connection of the fifth finned tube coil 11 and 24 each
2Γ) Gruppe erläutert. Die Verbindungsstelle ist mit 28 angedeutet. Das Wasser durchströmt also das Eintriusrohr 24'. die Rippenrohrschlange 24. deren Austrittsrohr 24". dann das Eintrittsrohr 11', die Rippenrohrschlange Il und schließlich das Ausiritlsrohr 11".2Γ) group explained. The connection point is indicated by 28. The water thus flows through the Eintrius pipe 24 '. the finned tube coil 24. its outlet tube 24 ″. then the inlet pipe 11 ', the finned pipe coil II and finally the outlet pipe 11 ".
ίο Die Wärmeübertrager 1 können nicht nur — wie hier beschrieben ·- als Kondensatoren, sondern auch als Verdampfer eingesetzt werfen.ίο The heat exchanger 1 can not only - like here described · - Throw used as condensers, but also as evaporators.
Hier/u 3 Blatt ZeichnungenHere / u 3 sheets of drawings
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