DE7442161U - Kältemittelkondensator für Kältemaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zweikreiskältemittelkondensationskühler der als Kondensator bei Kältemaschinen die zu Kühl-Gefrier-Entfeuchtungsanlagen und Wärmepumpen verwendet werden, erforderlich ist. Dabei ist insbesondere die gleichzeitige und auch wahlweise Kühlung des Kondensators mittels gasförmigen Kühlmediums z.B. atmosphärische Luft oder flüssigem Kühlmedium z.B. Wasser mit unterschiedlichen Wärmemengenableitungsanteilen vorzunehmen.

Es ist bekannt, dass zur Erfüllung dieser Erfordernisse Kältemittelkondensationskühler bei Kühl- und Gefrier-Entfeuchtungsanlagen und Wärmepumpen verwendet werden, die als wassergekühlte Einheit ausgebildet sind, und die abzuführende Kältemittelkondensationswärmemenge an durchfließendes Wasser abgeben, oder als luftgekühlte Einheit ausgebildet sind, die die abzuführende Kondensationswärme an durchströmende, atmosphärische Luft abgeben. Beide Betriebsfunktionen sind seit Jahren bekannt und in Anwendung.

Der Stand der Technik erweist sich in der Weise mangelhaft, dass die abzuführende Kondensationsabwärmemenge, die als Abwärme am Kondensator anfällt, nur in sehr beschränktem Maß als Nutzwärme verwendet werden kann. Eine wahlweise Umschaltung der Kondensatoren von Wasser- auf Luftkühlung ist nur mittels aufwendigem Einsatz von Geräten möglich, wobei insbesondere ein Mehrwegeumschaltventil eingesetzt werden muss, dass als mechanisch bewegliches Betriebsgerät der Störanfälligkeit unterliegt, und durch möglicherweise Undichtwerden umweltschädigende Auswirkungen durch auslaufendes Kältemittel verursacht. Luftgekühlte Kondensatoren die im Betriebseinsatz sind, sind nicht zusätzlich oder wahlweise mit flüssigen Kühlmedien zu kühlen, wodurch keine höhere Nutzleistung zu erzielen ist. Bei wassergekühlten Kondensatoren ist beim Undichtwerden der kältemittelführenden Rohrleitungen eine Vermengung des schädlichen Kältemittels, mit dem Kühlmedium z.B.

Der Erfindung ist die Aufgabe gestellt, in einer Baueinheit 2 Kondensationskühlsysteme zu vereinigen, die gleichzeitig und wahlweise mit z.B. Luft oder Wasser als Kühlmedium zur Ableitung der Wärmemengen am Kondensator verwendet werden kann. Die Erfindung hat die Aufgabe, eine größtmögliche Überführung anfallender Abwärmemengen, die im Betriebszustand von Kältemaschinen am Kondensator auftreten, in nutzbare Wärme zu ermöglichen. Dies soll insbesondere durch die Abgabe, der anfallenden Abwärmeenergie an Brauchwasser und Nutzwasser vorgenommen werden. Bei Ausfall der Wärmeabführung der Kondensatorabwärme durch Brauch-Nutzwasser oder sonstige, flüssige wärmeaufnehmende Medien, muss ohne besondere Umschaltung der kältemittelführenden Systeme, die anfallende Abwärmemenge am Kondensator an atmosphärische Luftmassen abgegeben werden können, eine Betriebsunterbrechung darf hierbei nicht eintreten. Gleichzeitig muss die anfallende Wärmemenge am Kondensator, je nach Bedarf anteilig an Brauch-Nutzwasser oder andere, flüssige wärmeaufnehmenden Medien, und den nicht von flüssigen Medien aufgenommenen Anteil an durchströmende Luft abgegeben werden können. Eine Erhöhung der Nutzleistung der Kältemaschine, ist erfindungsgemäß durch die Konstruktion und Anordnung der Kondensatorbauteile zu erreichen. Eine Vermengung des schädlichen Kältemittels z.B. R 22 darf bei Undichtwerden der Kältemittelkondensationsrohre, Löt- oder Verschraubungsstellen nicht mit dem Brauch-Nutzwasser oder anderen wärmeaufnehmenden Medien stattfinden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Kältemittelkondensator aus Wärmeleitblechen besteht, die im

Abstand von 1 - 5 mm je nach Auslegung verschieden im Presspasssitz auf die Kältemittelkondensationsrohre aufgeschoben sind, und die Rohre die das flüssige Kühlmedium führen, im Abstand, in den gleichen Wärmeleitblechen parallel zu den Kältemittelkondensationsrohren eingepresst sind. Im Betriebszustand entsteht auf der Rohraußenwandung des Kältemittelkondensationsrohres eine Kondensationstemperatur von + 50 - 65° C, die durch stetige Kondensation des Kältemittels entstehende Wärmeenergie tritt in die aufgepressten Wärmeleitbleche ein, und erwärmt die kühlflüssigkeitsführenden Rohre, die in den gleichen Wärmeleitblechen eingepresst sind. Die mit einer Eintrittstemperatur von ca. + 10 - 30° C einströmende Kühlflüssigkeit, nimmt die über die Wärmeleitbleche auf das Kühlmittelrohr übergegangene Wärmeenergie stetig auf, und führt eine Abkühlung der Kondensationstemperatur von ca. 25° - 35° C herbei. Kommt die Kühlflüssigkeit in den Rohren zum Stillstand, durch Ausfall der Zirkulationspumpe oder Ausfall des Brauchwasserbedarfs, dann erwärmt sich das in den Kühlrohren ruhende Medium auf ca. + 50 - 65° C an, dies bedeutet, dass Kältemittel mit ansteigender höherer Temperatur als z.B. + 35° den Kondensator verlassen würden, da keine Wärmeenergie über das flüssige Kühlmedium abgeführt wird. Durch einen Thermostaten wird bei überschreitender Kältemittelaustrittstemperatur von + 35° C ein Ventilator eingeschaltet, der Luftmassen durch die Zwischenräume der Wärmeleitbleche hindurchbläst und somit die Wärmeableitung über die Oberfläche der Wärmeleitbleche mittels atmosphärischer Luft erfolgt. Die Abführung der anfallenden Wärmemenge ist gleichzeitig über beide Wärmeableitungsvorgänge möglich, wobei der Anteil der über atmosphärische Luft, oder flüssiges Medium abgeleitet wird unterschiedlich groß sein kann. Erfindungsgemäß wird erreicht, dass bei Wärmeableitung durch flüssige Medien, die Wärmeübertragung durch feste Wärmeleitermaterialien, die Wärmeleitbleche vorgenommen wird, die ein Vermengen und Eindringen des schädlichen Kältemittels bei Rohrbruch oder Leckschäden an Löt- und Verschraubungsstellen der kältemittelführenden Rohre und Teile mit dem Kühlmedium Brauchwasser-Nutzwasser oder ähnlichen zur Kühlung des Kondensators eingesetzten Medien verhindern. Die durch die Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass mit relativ geringen Mehrkosten im Vergleich zu bekannten luftgekühlten Kondensatoren für Kältemaschinen, eine Verwendung von mehreren Kühlmedien gleichzeitig und wahlweise ohne zusätzliche, störungsanfällige Umschaltausrüstungen auf Wasser- oder Luftkühlung durchführbar ist, und somit die volle und auch anteilige Ableitung der Abwärmemengen in Nutzwärme ermöglicht ist. Durch Erreichung niedriger Kondensationstemperaturen die durch gute Wärmeableitung erreicht wird die Anhebung der Nutzleistung der Anlage um ca. 15 - 20 % erhöht.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die Wärmeleitbleche 1 sind in Abständen von 1 - 5 mm im Passsitz auf die Kältemittelkondensationsrohre 3 aufgeschoben. Durch die gleichen Wärmeleitbleche 1 führen im Passsitz die kühlmediumführenden Rohre 2 im Abstand parallel zu den Kältemittelkondensationsrohre hindurch. Das Kältemittel tritt an der Zuleitung 6 in die beiden Kältemittelrohrsysteme 3 ein, durch die Kondensation des Kältemittels wird die Wärmeenergie frei, die sich über Wärmeleitbleche 1 auf die Rohrwandungen der kühlmittelführenden Rohre 2 ausbreitet. Das Kältemittel tritt nachdem es durch die in Schlangenlinien, durch die Wärmeleitbleche hindurchführenden Rohre 2 am Sammelleitungs-Rohr 7 wieder aus, und strömt zur Kältemaschine zurück.

Das Kühlmedium tritt am Sammelzuführungsrohr 5 ein, strömt in Parallelschaltung durch kühlmediumführende Rohre 2, nimmt die von den Wärmeleitblechen 1 überführte Wärmeenergie auf, und führt sie über die Kühlmittelsammelleitung 4 wieder ab. Wird die Wärmeenergie durch Kältemittelkondensation an den Wärmeleitblechen nicht über das flüssige Kühlsystem abgeführt, so wird die Wärmeenergie mittels durchströmender Luftmassen durch die Luftspalte zwischen den Wärmeleitblechen abgeführt.

Claims (2)

1. Kondensator für Kältemaschinen als Zweikreiskühlkondensator mit wahlweise gleichzeitigem und in der Wärmemengeableitung unterschiedlich großen Anteil von flüssigen und gasförmigen Kühlmedien insbesondere für Kältemaschinen im Einsatz zur Raumentfeuchtung-Kühlung-Gefrierung und für Wärmepumpenanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator aus Wärmeleitblechen 1 besteht, die im Presspasssitz auf die Kältemittelkondensationsrohre 3 aufgeschoben sind, und gleicherweise parallel zu den Kältemittelkondensationsrohren 3 die kühlmittelführenden Rohre 2 in die Wärmeleitbleche 1 eingepreßt sind.

2. Kondensator für Kältemaschinen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung von abzuführender Wärmeenergie beim Einsatz von flüssigem Kühlmedium zur Ableitung der Wärmemengen über feste Wärmeleitermaterialien vorgenommen wird.