DE3338657C2 - Verdampfer für eine Wärmepumpen-Heizvorrichtung - Google Patents

Verdampfer für eine Wärmepumpen-Heizvorrichtung

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung zum Erwärmen von Heiz- oder Brauchwasser und/oder Raumluft mit einer im Betrieb von einem niedrigsiedenden Wärmeübertragungsmedium durchströmten Kreislaufleitung, die von einem Kompressor zum Verdichten des verdampften Wärmeübertragungsmediums über mindestens einen im Betrieb vom zu erwärmenden Wasser bzw. Raumluft beaufschlagten Kondensator zur Verflüssigung des verdichteten Wärmeübertragungsmediums, ein nachgeschaltetes Entspannungsventil und mindestens einen Verdampfer zum Verdampfen des entspannten flüssigen Wärmeübertragungsmediums zurück zum Kompressor führt. Mindestens ein Verdampfer ist als im geringen Abstand von einer Gebäudeaußenfläche angeordneter Flachkörper mit in mindestens einer Ebene angeordneten Verdampferrohren ausgebildet, die mit jeweils über den Hauptteil ihrer Länge verlaufenden Leitblechen wärmeleitend verbunden sind. Die Leitbleche leiten die von der Gebäudeaußenfläche zuströmende Luft an die Verdampferrohre heran. Die durch den Verdampfer zum Kompressor strömende Menge an Wärmeübertragungsmedium kann durch entsprechende Vorrichtungen geregelt werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verdampfer für eine Wärmepumpen-Heizvorrichtung zum Erwärmen von Heiz- oder Brauchwasser und/oder Raumluft, bei der ein im Kreislauf gerührtes niedrigsiedendes Wärmeträgermedium nach Entspannung durch Wärmetausch mit Außenluft verdampft wird, mit in parallelen Ebenen angeordneten Reihen von beabstandet parallel verlaufenden Verdampferrohren, deren Endabschnitte durch zu diesen im wesentlichen rechtwinklig verlaufende Plattenelemente zu einem mehrlagigen Rohrpaket mit zwischen benachbarten Verdampferrohren liegenden Luftdurchlässen verbunden sind.
Bei dem aus der DE-OS 27 28 398 bekannten Verdampfer für Wärmepumpen-Heizvorrichtungen dieser Art wird mittels eines kraftgetriebenen Ventilators zwangsweise Außenluft durch ein mehrlagiges Paket aus jeweils mit Ringrippen versehenen Verdampferrohren hindurchgedrückt oder -gesaugt. Die Zwangsluftförderung bedingt nicht nur einen ständigen Verbrauch teurer elektrischer Energie, sondern führt an die Verdampferrohre auch ständig aus dem freien Außenluftraum angesaugte, nicht vorerwärmte Luft heran.
Auch die aus der DE-OS 31 14 384 lind der EP-AI OO 60 813 bekannten Verdampfer sind jeweils mit kraftgetriebenen Ventilatoren zur zwangsweisen Luftzuführung ausgerüstet, wobei die angesaugte Luft den Verdampferrohren wiederum von der gebäudeabgewandten Seite zuströmt. Auch diese Konstruktionen sind wegen des hohen Betriebsaufwandes und der für d;e Verdampfung ungünstigen Luftführung für viele Anwendungszwecke unrentabel.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verdampfer der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei einfacher Konstruktion ohne Zwangsluftförderung eine besonders wirtschaftliche Wärmegewinnung aus der Umgebunggestattet.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß
durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
Mit diesem Verdampfer kann ohne Zwangs-Luftzuführung mit einer relativ geringen Menge an in nur einem Wärmeübertragungskreislauf im Kreislauf geführtem Wärmeübertragungsmedium eine sehr wirtschaftliche Erwärmung von Heiz- oder Brauchwasser und/oder Raumluft erzielt werden.
Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen des Verdampfers sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Im folgenden wird sine bevorzugte Ausführungsform des Verdampfers an Hand der beigefügten Zeichnungen weiter erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Aufsicht auf den Verdampfer und
F i g. 2 eine geschnittene Teilansicht des Verdampfers. Der Verdampfer 14 umfaßt zwanzig Verdampferrohre 15 aus Kupfer, von denen jeweils fünf durch Krümmer zu den in F i g. 1 dargestellten vier Verdampferrohrschleifen verbunden sind. Das von einem Entspannungsventii kommende über eine Zuführleitung 13 in den Verdampfer 14 eintretende entspannte flüssige Wärmeübertragungsmedium verdampft beim Durchströmen der fünf Verdampferrohre 15 der Verdampferrohrschleife und verläßt den Verdampfer 14 über die Abführleitung 16. Bei zu geringer Verdampfungsleistung kann nicht verdampftes Wärmeträgermedium unter Umgehung des Verdampfers 14 in die Abführleitung eingespeist werden. Bei Vereisung oder Schneebedekkung des Verdampfers 14 kann dieser durch Regelung der Durchflußmenge oder Zuführung von verdichtetem dampfförmigem Wärmeübertragungsmedium freigetaut werden.
Im Mittelabschnitt sowie an den Enden der Verdampferrohre 15 sind rechtwinklig zu diesen Plattenelemente 27, 28 vorgesehen, die die Verdampferrohre zu einem Flachkörper verbinden. Die Plattenelemente 27, 28 bestehen aus Profilblechen mit öffnungen zur Durchführung der Verdampferrohre 15. Die Plattenelemente 27 weisen einwärts gerichtete, das Plattenelement 28 an entgegengesetzten Flächen vorgesehene Versteifungsstege auf.
Zwischen den Plattenelementen 27,28 erstrecken sich Leitbleche 26 aus Kupfer, die mit den Verdampferrohren 15 verlötet sind. Wie F i g. 2 zeigt, ist jedes Leitblech 26 mit zwei in verschiedenen Ebenen zueinander schräg versetzt angeordneten Verdampferrohren 15 verbunden, wobei der Neigungswinkel λ zwischen den Rohrebenen und der Verbindungslinie zweier mit einem Leitblech 26 verbundener Verdampferrohre 15 etwa 35° beträgt. Das Leitblech 26 weist eine Kehlung auf und wendet den bei 29 mit ihm verlöteten Verdampferroh-
ren 15 die konkave Seite dieser Wölbung zu.
Der Verdampfer 14 wird beispielsweise auf einem Flachdach unter einem Winkel von etwa 30° so geneigt angeordnet, daß die Leitbleche 26 mit ihrer konkav gekehlten Fläche von der vorherrschenden Windrichtung abgewandt sind. An der der vorherrschenden Windrichtung zugewandten, der Gebäudeaußenfiäche am meisten nahekommenden Umfcngskante des Verdampfers 14 ist ein sich von dieser zur Gebäudeaußenfläche erstreckendes Plattenelement vorgesehen, das ein direktes Durchströmen des Windes zwischen Verdampfer 14 und Gebäudeaußenfläche verhindert. Zwei rechtwinklig zu diesem angeordnete, Fest mit der Gebäodeaußenfläche und den Halterungselementen 27 des Verdampfers 14 verbundene weitere Plattenelemente dienen zur Befestigung des Verdampfers 1.4 am Gebäude in der gewünschten Ausrichtung und unter dem gewünschten Winkel. Das der vorherrschenden Windrichtung zugewandte Plattenelement kann schwenkbar ausgebildet sein, um einen freieren Zutritt der Außenluft im Bedarfsfall zu ermöglichen.
Während so unerwünschte Kaltluft durch die Plattenelemente und die konvex gewölbten Flächen der Leitbleche 26 von den Verdampferrohren 15 abgeleitet wird, wird von der Gebäudeaußenfläche aufsteigende wärmere Luft über die konkav gewölbten Flächen der Leitbleche 26 an die Verdampferrohre 15 geführt. Die durch die Kehlung vergrößerte Oberfläche der Leitbleche 26 vermehrt den direkten Einfang von Sonnenstrahlung und trägt so zur Vergrößerung der Verdanipferleistung bei. Der sich aus den Winkeln des Verdampfers 14 zur Gebäudeaußenfläche und der Leitbleche 26 zum Verdampferkörper ergebende Gesamtwinlkel der Leitbleche 26 zu der von der Gebäudeaußenfläche aufsteigenden Warmluftströmung ist aerodynamisch besonders vorteilhaft
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
40
45
50
55
60
65

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verdampfer für eine Wärmepumpen-Heizvorrichtung zum Erwärmen von Heiz- oder Brauchwasser und/oder Raumluft, bei der ein im Kreislauf geführtes niedrigsiedendes Wärmeträgermedium nach Entspannung durch Wärmetausch mit Außenluft verdampft wird, mit in parallelen Ebenen angeordneten Reihen von beabstandet parallel verlaufenden Verdampferrohren, deren Endabschnitte durch zu diesen im wesentlichen rechtwinklig verlaufende Plattenelemente zu einem mehrlagigen Rohrpaket mit zwischen benachbarten Verdampferrohren liegenden Luftdurchlässen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verdampferrohr (15) über mindestens den Hauptteil seiner Länge mit einem schräg versetzten Verdampferrohr (15) der benachbarten Rohrebene durch ein diese Verdampferrohre (t$\ einseitig abschirmendes Leitblech (26) aus Kupfer ixier einem anderen Metall hoher Wärmeleitfähigkeit einstückig verbunden ist und die Leitbleche (26) jeweils relativ zu den Rohrebenen geneigt sind und auf ihrer mit den Verdampferrohren (15) verbundenen Seite zum Heranleiten der von dieser Seite zuströmenden Luft an die Verdampferrohre (15) eine konkave Kehlung aufweisen.
2. Verdampfer nach Anspruch 1 zur Anbringung nahe einer Gebäudeaußenfläche, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens zwei Umfaingskanten des Verdampfers (14) sich zur Gebäudeaußenfläche erstreckende, luftströmungshindernde Plattenelemente angeordnet sind, an der Jer vorherrschenden Windrichtung zugewandten Umfangskante des Verdampfers (14) mindestens ein ve stellbares Plattenelement zur Regelung des Luftzustroms vorgesehen ist und die jeweils mit der gebäudezugewandten Seite des Leitblechs (26) verbundenen Verdampferrohre (15) durch das Leitblech (26) zur gebäudeabgewandten Seite abgeschirmt sind.
3. Verdampfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Plattenelement am Verdampfer (14) bzw. der Gebäudeaußenfläche schwenkbar angelenkt ist.
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