DE3522954A1

DE3522954A1 - Verdampfer fuer ein kuehlsystem in form eines waermeaustauschers

Info

Publication number: DE3522954A1
Application number: DE19853522954
Authority: DE
Inventors: Jimmie Dipl.-Ing. Eurenius; Kjell Hultberg; Arne Dipl.-Ing. Norrköping Nilsson
Original assignee: Stal Refrigeration AB
Current assignee: Stal Refrigeration AB
Priority date: 1984-07-05
Filing date: 1985-06-27
Publication date: 1986-01-16
Also published as: GB8513911D0; GB2161256A; GB2161256B; FR2567254A1; JPS6124989A; SE8403575D0; FR2567254B1; SE8403575L; SE458149B

Description

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STAL Refrigeration AB Norrköping/Schweden

Verdampfer für ein Kühlsystem in Form eines Wärmeaus taus ehers

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verdampfer für ein Kühlsystem in Form eines Wärmeaustauschers gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein Wärmeaustauscher dieses Typs, bei dem der flüssige Kälteträger die Rohre durchströmt und das Kältemittel außerhalb der Rohre verdampft, erweist sich im allgemeinen am praktischsten, da der Kälteträger häufig eine gewisse Verschmutzung und Ausfällung verursacht und es bedeutend leichter ist, die Innenseite der Rohre als deren Außenseite zu reinigen.

Verdampfer dieser Art sind bisher entweder als fließende Verdampfer, bei denen die Verdampfung dadurch erfolgt, daß 5 das flüssige Kältemittel am Boden in den Verdampfer eingeleitet wird und über den Flüssigkeitsspiegel durch Kochen nach oben verdampft, oder als trockene Verdampfer ausgeführt worden, bei denen das Kältemittel in Längsrichtung durch den Behälter geleitet wird und während des Strömens durch den Behälter verdampft. Die erstgenannte Art hat den Nachteil, daß mitgerissenes Kompressoröl am Boden des Behälters zurückbleibt, so daß der Behälter sich mehr oder weniger mit Öl füllt. Die zweitgenannte Art hat den Nachteil, daß die Wärmeübertragung von dem Gas-Flüssigkeitsgemisch auf den Kälteträger in den Rohren schlecht ist, so daß große Abmessungen erforderlich sind, um eine gewünschte Wärmeübertragung zu erreichen.

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C^ Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verdampfer CSl der eingangs genannten Art zu entwickeln, der gute Wärme- ¹^ Übertragungseigenschaften hat und bei dem gleichzeitig nicht die Gefahr besteht, daß sich der Behälter allmählich mit Öl füllt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verdampfer gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welcher erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen genannt.

5 Die Erfindung gründet sich auf eine Kombination der beiden eingangs genannten Prinzipien, indem im Behälter eine.als Überlauf dienende Trennwand vorgesehen ist. Der - in Strömungsrichtung des Kältemittels gesehen - erste Teil des Behälters arbeitet dabei als fließender Verdampfer, während der zweite Teil des Behälters als trockener Verdampfer arbeitet. Über die als Überlauf dienende Trennwand zwischen den beiden Teilen strömt ständig eine bestimmte Menge des flüssigen Kältemittels in den trockenen Teil des Behälters. Infolge des Kochens wird hierbei ständig mit Öl vermischtes Kältemittel in den trockenen Teil mitgerissen, so daß sich keine größeren Ölmengen in dem Behälter ansammeln können. Das Öl wird dann früher oder später von dem gasförmigen Kältemittel zum Kompressor mit zurückgerissen und schmiert den Kompressor.

Anhand des in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden.

Die Figur zeigt einen Schnitt durch den Verdampfers gemäß der Erfindung. Der Verdampfer kann sowohl für eigentliche Kühlsysteme als auch für Wärmepumpen verwendet werden.

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Der Verdampfer besteht aus einem länglichen mit horizontaler Längsachse angeordneten Behälter 1 mit in Längsrichtung verlaufenden Rohren 2, die in die Rohrwände 3 an den Enden des Behälters eingewalzt sind. An den Rohrwänden 3 sind über eine Flanschverbindung mit Bolzen Sammelkammern 4 und 5 befestigt. Ein Kälteträger wird über den Eingang 6 und den unteren Teil der Kammer 5, die in der Mitte durch eine waagerechte Trennwand unterteilt ist, durch das unten gelegene Bündel der Rohre 2 zu der Kammer 4 (Wendekammer) geleitet und von dort durch das obere Rohrbündel in den oberen Teil der Kammer 5, von der aus es den Verdampfer über den Ausgang 7 verläßt. In gewöhnlichen Kühlsystemen besteht der Kälteträger beispielsweise aus Salzlauge. In Wärmepumpen dagegen besteht der Kälteträger aus dem Medium, dem Wärme entzogen werden soll, wie beispielsweise Grundwasser, dem Wasser eines Wasserlaufes oder Abflußwasser.

Das flüssige Kältemittel wird über einen Eingang 8 im Boden des Behälters zugeführt, und das gasförmige verdampfte Kältemittel verläßt den Behälter durch einen in seinem oberen Teil vorgesehenen Ausgang 9.

Gemäß der Erfindung ist irgendwo rechts von der Mitte des Behälters eine vertikale Trennwand 10 im Behälter angeordnet, so daß der Behälter in einen links der Trennwand 10 liegenden fließenden Teil und einen rechts der Trennwand liegenden trockenen Teil unterteilt wird. Die Trennwand 10 reicht nach oben zweckmäßigerweise bis etwa zwei Drittel der Höhe des Behälters. Die Trennwand dient als Überlauf für den linken (flüssigen) Teil, so daß ein Teil der kochenden Flüssigkeit mit in dem trockenen Teil hinübergerissen wird. Damit gelangt auch das in der Flüssigkeit aufgeschlämmte oder gelöste Öl mit in den trockenen Teil, so daß die Ölmenge in dem fließenden Teil niemals die zulässige Menge übersteigt.

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Um in dem trockenen Teil die Wärmeübertragung zwischen dem Kältemittel und dem Kälteträger in den Rohren zu steigern und damit eine vollständige Verdampfung des Kältemittels sicherzustellen, und um gleichzeitig dafür zu sorgen, daß ausgefälltes Öl in diesem Teil stets mit dem gasförmigen Kältemittel zum Kompressor mitgerissen wird, sind Schirmwände 11 in dem trockenen Teil angeordnet, durch welche der Gasstrom umgelenkt und eine hohe Strömungsgeschwindigkeit im trockenen Teil aufrechterhalten wird.

Wie bereits gesagt, wird die Trennwand vorzugsweise etwas rechts von der Mitte des Behälters angeordnet, so daß der fließende Teil, der die bessere Wärmeübertragung hat, am größten wird. Der trockene Teil dient dann als eine Art überhitzer und wird vorzugsweise so bemessen, daß er eine vollständige Verdampfung des Kältemittels sicherstellt, bevor dieses den Ausgang 9 im oberen Teil des Behälters verläßt.

- Leerseite

Claims

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Patentansprüche

1 . Verdampfer für ein Kühlsystem in Form eines Wärmeaustauschers, bestehend aus einem Behälter (1) mit im wesentlichen horizontal angeordneten durchgehenden Rohren (2) zur Hindurchleitung eines Kälteträgers, wobei der Behälter durch eine bis zu einer gewissen Höhe reichenden vertikalen Trennwand (10) in zwei Teile aufgeteilt ist und ein flüssiges Kältemittel an einem Ende (8) des Behälters in diesen hineingeleitet wird, in dem Raum zwischen den Rohren und der Behälterwand verdampft wird und das verdampfte Kältemittel an dem anderen Ende (9) des Behälters abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Trennwand (10) als ein Überlauf für das flüssige Kältemittel in dem ersten Teil des Behälters dient.

2. Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der vertikalen Trennwand (10) die halbe Höhe des Behälters (1) etwas

übersteigt.

3. Verdampfer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil des Behälters (1) mittels weiterer vertikaler Trennwände (11), die sich im Behälter teils von unten nach oben und teils von oben nach unten erstrecken, in miteinander verbundene Kammern zur Umlenkung des aus verdampftem Kältemittel bestehenden Stromes unterteilt ist.

4. Verdampfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Trennwand (10) so plaziert ist, daß der erste Teil des Behälters, der Kochteil, der flüssiges Kältemittel enthält, größer als der zweite Teil ist.