DE8004391U1

DE8004391U1 - Wärmetauschervorrichtung

Info

Publication number: DE8004391U1
Application number: DE8004391U
Authority: DE
Original assignee: Hiross International Co Sa Luxembourg Lu
Current assignee: Hiross International Co Sa Luxembourg Lu
Priority date: 1979-02-23
Publication date: 1983-05-19

Description

Wärmetauschervorrichtung

Die Neuerung bezieht sich auf eine Wärmetauschervorrichtung zur Verwendung bei Innenraumkühlsystemen.

Die Neuerung bezieht sich dabei speziell auf eine Wärmetauschervorrichtung, die zur Verwendung bei Systemen zum Kühlen von Innenräumen geeignet ist, welche über das gesamte Jahr hindurch einer positiven Wärmebelastung ausgesetzt sind. Unter "positiver Wärmebelastung" ist zu verstehen, daß in dem betreffenden Innenraum Geräte bzw. Einrichtungen, wie beispielsweise Lampen, öfen, elektrische Apparate usw. untergebracht sind, die unabhängig von einem Heizungssystem Wärme abgeben und die durch diese abgegebene Wärme den Innenraum stark aufheizen, so daß eine Kühlung erforderlich ist. Innenraumkühlsysteme besitzen in der Regel eine zentrale Einheit, die im wesentlichen aus einer Kühleinrichtung bzw. Kältemaschine besteht, die das dem System zugeführte Kühlmedium kühlt, wobei das Kühlmedium über Speiseleitungen Innenraumkühlern oder Klima-Aggregaten zugeführt wird, die in den zu kühlenden Innenräumen angeordnet sind.

Die Regelung kann entweder örtlich durch Einstellen der einzelnen Innenraumkühler oder aber zentral an einer zentralen Einheit vorgenommen werden.

Bei dieser Ausbildung eines Innenraumkühlsystems ist die Einrichtung praktisch ständig in Betrieb und das Kühlmedium, welches die zentrale Kühleinrichtung bzw. Kältemaschine verläßt, besitzt eine konstante niedrige Temperatur, und zwar unabhängig von Änderungen der Umgebungstemperatur, die (Änderungen) während eines Jahres auftreten.

Dies führt zu einem relativ niedrigen Wirkungsgrad des Systems, und zwar selbst dann, wenn das System richtig dimensioniert ist, da das System unter ungleichen Bedingungen arbeiten muß. Die Wärme der Innenräume wird über eine Wärmetauschervorrichtung des Systems abgeführt.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wärmetauschervorrichtung aufzuzeigen, die es ermöglicht, daß ein Innenraumkühlsystem sich selbsttätig an saisonbedingte Änderungen der Umgebungsbedingungen anpassen kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Wärmetauschervorrichtung der eingangs geschilderten Art neuerungsgemäß so ausgebildet, daß die Wärmetauschervorrichtung zwei getrennte Wärmetauscher aufweist.

Hierdurch ist es beispielsweise möglich, einen der beiden Wärmetauscher in einem Kühlmediumkreis zusammen mit den übrigen Komponenten des Innenraumkühlsy-stems anzuordnen und Mittel vorzusehen, die den anderen Wärmetauscher selbsttätig in Abhängigkeit von der Außentemperatur und/oder von der Differenz zwischen Außentemperatur und Temperatur des Kühlmediums an den Kühlmediumkreis zuschalten bzw. von diesem abschalten.

Die Mittel zum Zu- bzw. Abschalten des anderen der beiden Wärme- !tauscher der Wärmetauschervorrichtung sorgen somit dafür, daß dieser andere Wärmetauscher z.B. in Abhängigkeit von der Umgebungs temperatur ganz oder teilweise abgeschaltet bzw. angeschaltet wird Mit Hilfe der neuerungsgemäßen Wärmetauschervorrichtung läßt sich ein Innenraumkühlsystem auch so ausbilden, daß es soweit, wie nur irgendwie möglich, an die Verwendung von Kühl- bzw. Kältequellen zum Kühlen des Kühlmediums angepaßt ist, die (Kühl- bzw. Kältequellen) sich von solchen Quellen unterscheiden, welche bisher bei Kühlsystemen Verwendung finden.

Es ist weiterhin auch möglich, die Ausbildung so zu treffen, daß das betreffende Innenraumkühlsystem bezüglich des Energieverbrauchs sehr wirtschaftlich arbeitet, ohne daß teure und komplizierte Steuereinrichtungenerforderlich sind.

Weitere Merkmale und Vorteile der Neuerung können der nachfolgenden detaillierten Beschreibung entnommen werden. Die Figur zeigt Prinzipdarstellung eine Wärmetauschervorrichtung in Verbindung

mit einem Innenraumkühlsystem, wobei die Neuerung allerdings nicht auf diese Ausführungsform, die lediglich als Beispiel beschrieben wird, beschränkt ist.

Entsprechend der Figur weist das System einen Innenraumkühler bzw. ein Innenraumklimagerät 1 auf, welcher bzw. welches mit einem Kühlmedium, z.B. mit gekühltem Wasser gespeist wird. Das Kühlmedium bzw. die Kühlmischung wird über eine Speiseleitung 2 zugeführt, die einen Wärmetauscher 3 mit dem Kühlmedium beaufschlagt, welcher im Inneren des Kühlers bzw. des Klimagerätes 1 angeordnet ist. Das Klimagerät 1 enthält weiterhin ein Gebläse 4, z;B. einen Ventilator, der für die erforderliche Luftzirkulation sorgt,

über eine Rückführungsleitung 5 wird das Kühlmedium an eine zentrale Kühl^station zurückgeführt, die ihrerseits aus zwei Abschnitten besteht, nämlich aus einem Kühlabschnitt 6 (Kältemaschine) und aus einem luftgekühlten Wärmeaustauscherabschnitt 7, in Form eines Wärmeaustauschers.

Die beiden Abschnitte 6 und 7 liegen miteinander in Serie, wobei eine Pumpe 8 für die Zirkulation des Kühlmediums sorgt. Eine Umgehungsleitung 9 sowie ein Dreiwegeventil 10, welches durch eine Steuereinrichtung mit einem Differentialthermostat gesteuert wird, bilden Mittel zum Aktivieren bzw. zum Deaktivieren des Wärmetauschers 7.

Der Kühlabschnitt 6, der vorzugsweise ebenfalls von einem Wärmetauscher gebildet ist, bilfet die zentrale Kühl- bzw. Kältemaschine und wird mit

Hilfe eines Ventilators oder eines Gebläses 11 gekühlt. Der Wärmetauscher 7 wird vorzugsweise ebenfalls mit einem Luftstrom beaufschlagt, der durch ein weiteres Gebläse 12 erzeugt wird.

Wird bei dem dargestellten System angenonmen, daß Tr die im gekohlten bzw. klimatisierten Innenraum aufrecht zu erhaltende Temperatur, Ta die Außenlufttemperatur, T.MIX die Temperatur des Kuhlmediums in der Speiseleitung 2 oder am Eingang des Innenraumkuhlers 1 und T^KIX die Temperatur des Kuhlmediums beim Verlassen des Innenraumkuhlers sind, so können innerhalb eines Jahres folgende Situationen auftreten:

(i) Sommerbetrieb, Ta > ₂ Unter dieser Voraussetzung, nämlich der Voraussetzung, daß die Außenluft temperatur höher liegt als die Temperatur des din InnenraumkOhler verlassenden KUhlmediuBis, ist es notwendig, den Wtfrmetauecherabschnitt 7 ζυ deaktivieren bzw. abzuschalten, und lediglich den KUhlabschnitt 6 zu verwenden.

Das Dreiwegeventil 10, welches nur zwischen den beiden Zuständen "vollständig geöffnet* und "geschlossen" steuerbar ist, setzt automatisch den Wärmetauscher 7 außer Betrieb, d.h. das Kühlmedium wird Über die Umgehungsleitung 9 an de» Wärmetauscher 7 .vorbeigeleitet, so daß das System in der gleichen Weise arbeitet, wie eine übliche Klima- bzw. Kuhlanlage.

(ii) Winterbetrieb, oder Arbeltsweise unter d«r Bedingung Tr ^ T₂MIX 7 Ta In diesem Fall ist die Außenlufttemperatur niedriger als die Temperatur des zu kühlenden KUhlmediums nach dessen Rückkehr vom InnenraumkUhler Die Außenluft ist daher in der Lage, Wärme von dem Kühlmedium aufzunehmen bzw. vom Kühlmedium abzuführen, und zwar in einem mit der Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur des KUhlmediums und der Temperatur der Außenluft steigenden Ma3e.

Die Hauptkühlmaschine bzw. der KUhlabschnitt 6 dient dann lediglich noch zur Unterstützung des Wärmetauschers 7, und bei einer bestimmten Außentemperatur wird die Hau pt kühl- bzw. Kältemaschine vollständig ob-= geschaltet, wobei lediglich noch das Gebläse 11 in Betrieb bleibt. Bei einer noch tieferen TenfHMFatur kann die Hauptkuhlmaschine 6 vollständig abgeschaltet werden.

Ls zeigt eich, daß die Energieeinsparung gleich der Energie entsprechend der Wärme ist, die durch den Wärmeaustauscher 7 abgeführt und an die Außenluft abgegeben wird.

Das System wird nich »ehr durch Änferung der Flußnenge bzw. der Flußgeschwindigkeit des Kühlmediums angepaßt, welches den InnenraunkUhler 1 zugeführt wird: Die erwähnte Steuereinrichtung, die einen Differentialthermostat aufweist, arbeitet so, daß die Temperatur des Kühlmedium« immer auf den höchsten Niveau entsprechend dem erforderlichen Potential gehalten wird, wodurch eine maximale Temperaturdifferenz zur Außenlufttemperatur erreicht wird, und wobei die Strömungsgeschwindigkeit des Kohlmediums konstant ist.

Di« zusätzlichen Kosten, die durch den Wärmeaustauscher sowie durch den Betrieb dieses zusätzlichen Wärmeaustauschers entstehen, werden vollständig durch die gewonnene Energie sowie durch den §e»äntwirkung»gfed des Systems aufgewogen.

In der vorangehenden Beschreibung wurde als Kühlmedium beispielsweise gekühltes Wasser angegeben. Ee veVteht sich Jedoch, daß die Art des KUhlmediums bzw. der Kühlflüssigkeit grundsätzlich kein wesentlicher Faktor für die Arbeitsweise des Systems ist, d.h. es sind auch andere KUhlmedien bzw. KuhlflUssigkeiten bei den erfindungsgeaUßen System verwendbar.

Das System mrde oben im Zusammenhang mit einem Diagramm beschrieben. Es versteht sich, daß die Auslegung, die Abmessungen sowie die konstruktive Ausbildung dieses Systems durch die zu kühlenden Räum? bestimmt sind.

Bei einer praktischen Ausfuhrung.der Erfindung wurden gute Ergebnisse dadurch erzielt, daß als Dreiwegeventil ein Ventil der Firma Honeywell mit der Modell- bzw. Fabrikationsnummer V 5050 A-B in Verbindung mit einem DifferentialtemperaturfUhler verwendet wurde, welch letzterer ebenfalls von der Fa. Honeywell unter der Fabrikationsnummer R 7412 angeboten wird.

Claims

Γ a · ■ I It I I "·" I" 15.12.1982 Schutzansprüche

1. Wärmetauschervorrichtung zur Verwendung bei Innenraumkühlsystemen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zwei getrennte Wärmetauscher (6, 7) aufweist.

2. Wärmetauschervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wärmetauscher (6, 7) ein Gebläse (11, 12) besitzt.