DE8206831U1

DE8206831U1 - Waermeuebertrager

Info

Publication number: DE8206831U1
Application number: DE19828206831
Authority: DE
Original assignee: Wieland Werke AG
Current assignee: Wieland Werke AG
Priority date: 1982-03-11
Filing date: 1982-03-11
Publication date: 1982-07-15

Description

Wärmeübertrager

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere Kon-

mit ■densator für das Kältemittel in Wärmepumpen, der in einem/Deckel und Boden abgeschlossenen, zylindrischen Behälter zwischen mittig angeordneter Zu- und Ableitung parallel zueinander geschaltete Rohrschlangen 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 sowie ein Saugrohr für das Kältemittel aufweist.

Bei einem Wärmeübertrager der genannten Art, etwa nach dem DE-GM 80 34 878, sind die Rippenrohrschlangen mit einem gemeinsamen Eintrittsrohr und einem gemeinsamen Austrittsrohr verbunden. Hierbei müssen jedoch aufwendige Lötverbindungen zwischen den Rohren und den Rippenrohrschlangen vorgenommen werden· Durch die etagenweise Anordnung der Rippenrohrschlangen und die Verbindung mit dem gemeinsamen Eintritts- bzw. Austrittsrohr ergeben sich zudem unterschiedliche Längen und damit unterschiedliche Wasserdurchsätze durch die einzelnen Rippenrohrschlangen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeübertrager der genannten Art so auszubilden, daß die erforderliehen Lötarbeiten vereinfacht werden können und gleichzeitig ein annähernd gleichmäßiger Wasserdurchsatz durch die Rohrschlangen gewährleistet ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Rohrschlange ein eigenes Eintrittsrohr und ein eigenes Austrittsrohr aufweist, die jeweils in einen gerneinsamen Zuleitungskanal im Boden und in einen gemeinsamen Ableitungskanal im ,kel des Wärmeübertragers münden.

Durch die Verlagerung in dem Bereich des Zuleitungs- und Ableitungskanals wird die Lötarbeit wesentlich erleichtert, insbesondere dann, wenn nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung das Eintrittsrohr und Austrittsrohr jeweils von den umgebogenen Enden einer Rohrschlange gebildet sind.

Dadurch, daß jeder Rohrschlange ein eigenes Eintrittsrohr und ein eigenes Austrittsrohr zugeordnet ist, werden im wesentlichen gleiche Längen bzw.gleiche Wasserwege und damit im wesentlichen gleiche Wasserdurchsätze erzielt.

Es empfiehlt sich, die Eintritts- bzw. Austrittjrohre 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.

Die Herstellung des Wärmeübertragers vereinfacht sich wesentlieh, wenn nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Eintritts- und Austrittsrohre parallel zueinander angeordnet sind, vorzugsweise fluchtet das Eintrittsrohr jeder

Rohrschlange mit dem Äustrittsrohr; nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung können jedoch Eintritts- und Austrittsrohr auch gegeneinander versetzt sein.

Die zweite Teilaufgabe wird insbesondere dann zufriedenstellend gelöst, wenn die Rohrschlangen inkl. zugehöriger Eintritts- und Austrittsrohre die gleiche Länge aufweisen.

Es empfiehlt sich weiterhin, jeweils zwei einander in ihrer Anordnung entsprechende Rohrschlangen des Wärmeübertragers inkl. zugehöriger Eintritts- und Austrittsrohre gleich auszubilden. Danach sind die dem Zuleitungskanal und Ableitungskanal unmittelbar benachbarten Rohrschlangen, die jeweils Zweiten Rohrschlangen usw. gleich ausgebildet. Dadurch ergibt sich eine leichte Austauschbarkeit der Rohrschlangen, wobei die Zahl der unterschiedlich ausgeführten Rohrschlangen (inkl. Eintritts- und Austrittsrohr) halbiert wird. Aus diesem Grunde wird auch eine gerade Anzahl von Rohrschlangen im Wärmeübertrager bevorzugt.

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 entsprechende Rohrschlangen der Gruppen in Serie anzuordnen.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Wärmeübertrager mit acht Rippenrohrschlangen,

Fig. 2 einen Querschnitt entsprechend Linie A-A nach

Fig. 1,
Fig. 3 perspektivisch das Innere eines Wärmeübertragers, wobei der zylindrische Behälter bzw. Boden und Deckel teilweise weggebrechen sind, und

Fig. 4 einen Wärmeübertrager mit zwei Gruppen Rippenrohrschlangen in Serienschaltung.

Der Wärmeübertrager 1 nach den Fig. 1 bis 3 besteht aus einem zylindrischen Behälter 2 mit angeschweißtem, gewölbtem Boden : und Deckel 4. Durch den Boden 3 und den Deckel 4 ist jeweils etwa mittig ein konisch ausgebildeter Zuleitungskanal 5 bzw. Abieitungskanal 6 für das Wasser geführt. Zwischen den Kanäler 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 Rippenrohrschlangen 7 bis 14 sind einzeln jeweils durch ein Eintrittsrohr 7¹ bis 14' und ein Austrittsrohr 7" bis 14" mit einer Lochscheibe 15 im Zuleitungskanal 5 bzw. Ableitungskanal 6 verbunden. In F_g. 2 und 3 sind die entsprechenden, kreisförmig angeordneten Löcher der Lochschei-

ben 15 jeweils durch die zugehörige Bezugsziffer der Rippenrohrschlangen 7 bis 14 gekennzeichnet.

Im vorliegenden Ausf ührungsb'Sispiel sind die Eintrittsrohre 7 ' bis 14' und die Austrittsrohre 7" bis 14" jeweils durch die umgebogenen Enden der Rippenrohrschlangen 7 bis 14 gebildet. Eintrittsrohre 7¹ bis 14' und Austrittsrohre 7" bis 14" yJ.nd parallel zueinander angeordnet. In Fig. 3 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nur die Rippenrohrschlange 11 mit Eintrittsrohr 11' und Austrittsrohr 11" dargestellt. In diesem Fall ist das Eintrittsrohr 11' gegenüber dem Austrittsrohr 11" versetzt, dementsprechend sind die Lochscheiben 15 im Zuleitungskanal 5 bzw. Abieitungskanal 6 unterschiedlich anzuordnen.

Man sieht, daß die Rippenrohrschlangen 7 und 14, 8 und 13, 9 und 12, 10 und 11 (inkl. der zugehörigen Eintrittsrohre 7' bis 14' und Austrittsrohre 7" bis 14") gleich ausgebildet und damit leicht austauschbar sind.

Weiterhin ist im Deckel 4 ein Druckrohr 16 für den Kältemitteldampf KM und im Boden 3 ein Saugrohr 17 für das kondensierte Kältemittel vorgesehen.

Das durch den Zuleitungskanal 5 eintretende Wasser durchströmt die Eintrittsrohre 7¹ bis 14', anschließend die Rippenrohrschlangen 7 bis 14 und die Austrittsrohre 7" bis 14"/ um über den Ableitungskanal 6 den Wärmeübertrager 1 wieder zu verlas-

sen. Hierbei erkennt man leicht, daß gleiche Längen, d. h. gleiche Wasserwege (7¹ + 7 + 7" = .^. = 11' + 11 + 11" = ... = 14' +14 + 14") vorliegen, so daß gleiche Wasserdurchsätze erzielt werden.

Der durch das Druckrohr 16 eintretende Kältemitteldampf KM wird durch den als Prallblech wirkenden Ableitungskanal 6 abgelenkt, strömt über die Rippenrohrschlangen 7 bis 14, kondensiert und tropft in den unteren Teil des Behälters 2. Der Kältemittelstand ist dabei durch die Linie 18 angedeutet. Zur Verbesserung des Wärmeübergangs kann dabei die Außenseite des Zuleitungskanals 5 mit Rippen 19 versehen werden.

Im Wärmeübertrager 1 nach Fig. 4 bilden die Rippenrohrschlangen 7 bis 14 und 20 bis 27 zwei Gruppen zu je acht Rippenrohrschlangen. Es sind > jils entsprechende Rippenrohrschlangen 7/20, 8/21, ..., 13/26 und 14/27 beider Gruppen hintereinander geschaltet. Die Verhältnisse werden anhand der Serienschaltung jeweils der fünften Rippenrohrschlange 11 bzw. 24 jeder Gruppe erläutert. Die Verbindungsstelle ist mit 28 angedeutet. Das

Wasser durchströmt also das Eintrittsrohr 24', die Rippenrohrschlange 24, deren Austrittsrohr 24", dann das Eintrittsrohr 11', die Rippenrohrschlange 11 und schließlich das Austrittsrohr 11".
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Die Wärmeübertrager 1 können nicht nur - wie hier beschrieben als Kondensatoren, sondern auch als Verdampfer eingesetzt werden .

Claims

Wieland-Werke AG Ulm (Donau), 10.3.1982 ka % TPT-2517.3 Ansprüche :

1. 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,

dadurch gekennzeichnet,

daß jede Rohrschlange (7 bis 14) ein eigenes Eintrittsrohr (7¹ bis 14') und ein eigenes Austrittsrohr (7" bis 14") aufweist, die jeweils in einen gemeinsamen Zuleitungskanal (5) im Boden (3) und in einen gemeinsamen Ableitungskanal (6) im Deckel (4) des Wärmeübertragers (1) münden.

2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Eintrittsrohr (7¹ bis 14') und Austrittsrohr (7" bis 14") jeweils von den umgebogenen Enden einer Rohrschlange (7 bis 14) gebildet sind.

3. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Eintrittsrohre (T bis 14') bzw. Austrittsrohre (7" bis 14") jeweils mit einer Lochscheibe (15) des Zuleitungskanal (5) bzw. Ableitungskanals (6) verbunden sind.

4. Wärmeübertrager nach Anspruch 3., dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Eintrittsrohre (7¹ bis 14') und Austrittsrohre (7" bis 14") kreisförmig erfolgt.

5. Wärmeübertrager nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung in mehreren konzentrischen Kreisen erfolgt.

6. Wärmeübertrager nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Eintrittsrohre (7¹ bis 14') und Austrittsrohre (7" bis 14") parallel zueinander angeordnet sind.

7. Wärmeübertrager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Eintrittsrohr (7¹ bis 14') und Austrittsrohr (7" bis 14") jeder Rohrschlange (7 bis 14) fluchten.

8. Wärmeübertrager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Eintrittsrohr (7* bis 14') und Austrittsrohr 7" bis 14") jeder Rohrschlange (7 bis 14) gegeneinander versetzt sind.

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9. Wärmeübertrager nach den Ansprüchen 1 bis 4 und 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

daß die Rohrschlangen (7 bis 14) inkl. zugehöriger Eintrittsrohre (7¹ bis 14') und Austrittsrohre (7" bis 14") die gleiche Länge aufweisen.

10. Wärmeübertrager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

daß jeweils zwei in ihrer Anordnung einander entsprechende Rohrschlangen (7/14, 8/13, 9/12, 10/11) inkl. zugehöriger Eintrittsrohre (7¹ bis 14') urd Austrittsrohre (7" bis 14") gleich ausgebildet sind.

11. Wärmeübertrager nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine gerade Anzahl von Rohrschlangen (7 bis 14) vorgesehen ist.

12. Wärmeübertrager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch, gekennzeichnet,

daß die Rohrschlangen (7 bis 14, 20 bis 27) in Gruppen zusammengefaßt sind, wobei jeweils einander entsprechende Rohrschlangen (7/20, ..., 14/27) der Gruppen in Serie angeordnet sind (Fig. 4).

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