DE8222968U1

DE8222968U1 - Waermeuebertrager

Info

Publication number: DE8222968U1
Application number: DE19828222968
Authority: DE
Original assignee: Wieland Werke AG
Current assignee: Wieland Werke AG
Priority date: 1982-08-14
Filing date: 1982-08-14
Publication date: 1982-12-09

Description

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Wärmeübertrager

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere Kondensator für das Kältemittel in Wärmepumpen, der in einem mit 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, wobei jede Rohrschlange ein eigenes Eintrittsrohr und ein eigenes Austrittsrohr aufweist, die jeweils in einen gemeinsamen Zuleitungskanal und in einen gemeinsamen Ableitungskanal münden, und der ein Druckrohr sowie ein Saugrohr für das Kältemittel aufweist.

Bei einem Wärmeübertrager nach dem DE-GM 8.206.831 liegt der große Vorteil darin, daß im wesentlichen Wasserwege gleicher Gesamtlänge und gleichen Druckabfalls und damit im wesentlichen gleiche Wasserdurchsätze erzielt werden, da jede Rohrschlange ein eigenes Eintrittsrohr und ein eigenes Austrittsrohr aufweist .

Durch die Anordnung von Zuleitungs- bzw. Ableitungskanal innerhalb des Bodens bzw. Deckels des Wärmeübertragers ergeben sich jedoch einige nachteilige Nebeneffekte. So sind Lötstellen zwischen Kältemittel und Wasser vorgesehen, was

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bei einer eventuellen Leckage zur Verunreinigung des Wassers durch Kältemittel führen kann. Weiterhin ist die Unterkühlung des Kältemittels durch die Anordnung des Zuleitungskanals im Boden des Wärmeübertragers nur ungenügend. 5

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Ausführung des Wärmeübertragers anzugeben, welche die geschilderten nachteiligen Nebeneffekte vermeidet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zuleitungskanal und der Ableitungskanal mit Abstand zum Boden bzw. Deckel außerhalb des Behälters angeordnet sind.

Durch die Verlagerung von Zuleitungs- und Ableitungskanal auf die Außenseite des Wärmeübertragers und den zusätzlichen Abstand zum Boden bzw. Deckel sind die Eintrittsrohre und Austrittsrohre durch den Boden bzw. Deckel zu führen. Somit treten nur noch Lötstellen zwischen Kältemittel und Luft auf, bei einer eventuellen Leckage kann das Kältemittel also an die Luft austreten. Eine Verunreinigung des Wassers wird dadurch vermieden. Erfindungsgemäß wird hierzu vorgeschlagen, den durch eine Manschette abgeschlossenen Zwischenraum zwischen Boden und Zuleitungskanal bzw. zwischen Deckel und Ableitungskanal an eine Leckanzeigevorrichtung anzuschließen.

Insbesondere durch die Verlagerung des Zuleitungskanals nach außen ergibt sich zusätzlicher Platz für mindestens eine Rohr-

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schlange, so daß die Unterkühlung des Kältemittels verbessert wird. Die Leistung des Wärmeübertragers wird bei gleicher Behältergröße verbessert bzw. bei gleicher Leistung kommt man mit einem kleineren Behältervolumen aus. Außerdem ergibt sich eine größere Freiheit in der Form und Dimensionierung des Zu- bzw. Ableitungskanals, da eine Druckbelastung nur von innen her auftritt.

Verbesserte Reinigungsmöglichkeiten nach Durchführung der Lötarbeiten ergeben sich, wenn nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Eintrittsrohre und die Austrittsrohre jeweils in eine Lochplatte eingelötet sind, die ihrerseits im Boden bzw. Deckel eingeschweißt ist.

Weiterhin ist es empfehlenswert, wenn die Eintrittsrohre und die Austrittsrohre jeweils mit einer Lochplatte eines Zuleitungskanals bzw. Ableitungskanals verbunden sind, dabei ist die rotationssyiranetrische Ausbildung der Kanäle bevorzugt.

Eine verbesserte Montagemöglichkeit bietet sich an, wenn vorzugsweise der Durchmesser der Lochplatte und der maximale Durchmesser des Zuleitungs- bzw. Ableitungskanals kleiner oder gleich sind dem Durchmesser der Lochplatte im Boden bzw. Deckel des Wärmeübertragers. So können nämlich die Rohrschlangen jeweils mit den Lochplatten und Zuleitungs- bzw. Ableitungskanal verlötet werden, das soweit fertiggestellte Aggregat wird in den Behälter eingeschoben, daraufhin werden ein ent-

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sprechend ausgesparter Deckel und Boden über den Zuleitungsbzw. Ableitungskanal geschoben und mit dem Behälter verschweißt, worauf abschließend die Verschweißung von Deckel bzw. Boden mit den entsprechenden Lochplatten erfolgt. 5

Eine identische Ausbildung der beschriebenen Lochplatten wird bevorzugt.

Als Ersatz für den nach dem Hauptpatent ... (Patentanmeldung P 32 08 838.8-13) als Kältemittelprallblech wirkenden Ableitungskanal empfiehlt es sich, oberhalb der obersten Rohrschlange ein Kältemittelprallblech anzuordnen, das die benachbarte Rohrschlange teilweise überdeckt und den Behälterzentralraum zwischen den Rohrschlangen abdeckt. 15

Die Erfindung wird anhand des folgenden Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

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

Fig. 2 eine Draufsicht aui* eine Lochplatte.

Der Wärmeübertrager 1 nach den Fig. 1 und 2 besteht aus einem zylindrischen Behälter 2 mit angeschweißtem, gewölbtem Boden 3 und Deckel 4. Außerhalb des Behälters 2 mit Abstand zum Boden 3 bzw. Deckel 4 ist jeweils ein konisch ausgebildeter Zuleitungskanal 5 bzw. Ableitungskanal 6 für das Wasser angeord-

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net. Im Behälter 2 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 Zuleitungskanäl 5 bzw. Ableitungskanal 6 verbunden. Die Eintrittsrohre 7' bis 14' und Austrittsrohre 7" bis 14" durchtreten den Boden 3 bzw. Deckel 4 in der Weise, daß sie in eine Lochplatte 30 eingelötet sind. In der Draufsicht auf die Lochplatte 30 nach Fig. 2 sind die kreisförmig angeordneten Löcher jeweils durch die zugehörige Bezugsziffer der Rippenrohrschlangen 7 bis 14 gekennzeichnet.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Eintrittsrohre 7¹ bis 14' und die Austrittsrohre 7" bis 14" jeweils durch die umgebogenen Enden der Rippenrohrschlangen 7 bis 14 gebildet. Eintrittsrohre 7' bis 14' und Austrittsrohre 7" bis 14" sind parallel zueinander und fluchtend angeordnet.

Somit läßt sich der Wärmeübertrager 1 leicht herstellen. Die Rippenrohrschlangen 7 bis 14 werden mit den (hier identischen) Lochplatten 15 und 30 verlötet, anschließend werden Zuleitungskanal 5 und Ableitungskanal 6 in die Lochplatte 15 eingelötet, das somit fertiggestellte Gebilde wird in den zylindrischen Behälter 2 eingeschoben, die mit entsprechenden Aus-

sparungen versehenen Boden 3 und Deckel 4 werden über Zuleitungskanal 5 und Ableitungskanal 6 geschoben und mit dem Behälter 2 verschweißt. Abschließend erfolgt die Verschweißung von Boden 3 und Deckel 4 mit den Lochplatten 30. 5

Weiterhin ist im Deckel 4 ein Druckrohr 16 für den Kältemitteldampf KM und im Böden 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 verlassen. Hierbei erkennt man leicht, daß gleiche Längen, d= h. gleiche Wasserwege {7· + 7 + 7" = ... 11' + 11 + 11" = ... = 14* + 14 J- 14") vorliegen, so daß gleiche Wasserdurchsätze erzielt werden.

Der durch das Druckrohr 16 eintretende Kältemitteldampf KM wird durch ein oberhalb der obersten Rippenrohrschlange 7 angeordnetes Kältemittelprallblech 31 abgelenkt, das die benachbarte Rohrschlange 7 teilweise überdeckt und den Behälterzwischenraum 32 zwischen den Rohrschlangen 7 bis 14 abdeckt. Der wesentliche Teil des Dampfes streicht 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.

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Für eine hinreichende Unterkühlung des Kältemittels sorgt dabei zumindest die Rippenrohrschlange 14.

Sollte an den Lötstellen zwischen Eintrittsrohren 7' bis 14' bzw. Austrittsrohren 7" bis 14" und den jeweiligen Lochplatten 30 ein Leck auftreten, so kann das Kältemittel infolge des zwischen Lochplatte 30 und ZuleitungsJcanal 5 bzw. Ableitungskanal 6 bestehenden Zwischenraums an die Luft entweichen Eine nachteilige Verunreinigung des Wassers mit Kältemittel tritt nicht ein. In Fig. 1 ist zudem die Möglichkeit angedeutet, den genannten Zwischenraum mit einer Manschette 33 abzuschließen und mit einer (nicht näher dargestellten) Leckanzeigevorrichtung 34 zu verbinden.

Die Wärmeübertrager 1 können nicht nur - wie hier beschrieben als Kondensatoren, sondern auch als Verdampfer eingesetzt werden.

Claims

Wieland-Werke AG ϋΐϋΓ 22.9.82 ka Anlage zur Eingabe vom 22.9.82 TPT-2517.4 Schutzansprtiche :

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 ver setzten Ebene spiralförmig von außen nach innen verlaufen, wobei jede Rohrschlange (7 bis 14) ein eigenes Eintrittsrohr (7· bis 14') und ein eigenes Austrittsrohr (7" bis 14") aufweist, die jeweils in einen gemeinsamen Zuleitungskanal (5) und in einen gemeinsamen Ableitungskanal

(6) münden, und der ein Druckrohr (16) sowie ein Saugrohr (17) für das Kältemittel aufweist, dadurch gekennzeichnet,

daß der Zuleitungskanal (5) und der Ableitungskanal (6) mit Abstand zum Boden (3) bzw. Deckel (4) außerhalb des

Behälters (2) angeordnet sind.

2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch eine Manschette (33) abgeschlossene Zwischenraum zwischen Boden (3) und Zuleitungskanal (5) bzw. zwischen Deckel (4) und Ableitungskanal (6) an eine Leckanzeige-Vorrichtung (34) angeschlossen ist.

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

daß die Eintrittsrohre (7' bis 14·) und die Austrittsrohre (7" bis 14") jeweils in eine Lochplatte (30) eingelötet sind, die ihrerseits im Boden (3) bzw. Deckel (4) eingeschweißt ist.

4. Wärmeübertrager nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Eintrittsrohre (7¹ bis 14') und die Austrittsrohre (7" bis 14") jeweils mit einer Lochplatte (15) eines Zuleitungskanals (5) bzw. Ableitungskanals (6) verbunden sind.

5. Wärmeübertrager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuleitungskanal (5) bzw. der Ableitungskanal (6) rotationssymmetrisch ausgebildet ist.

6. Wärmeübertrager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Lochplatte (15) und der maximale Durchmesser des Zuleitungskanals (5) bzw. Ableitungskanals (6) kleiner oder gleich sind dem Durchmesser der Lochplatte (30) .

7. Wärmeübertrager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

daß die Lochplatten (30) und die Lochplatten (15) identisch ^!

ausgebildet sind.

8. Wärmeübertrager nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch ge- | kennzeichnet, \\

daß oberhalb der obersten Rohrschlange (7) ein Kältemittel-Prallblech (31) angeordnet ist_f das die benachbarte Rohrschlange (7) teilweise überdeckt und den Behälterzentralraum (32) zwischen den Rohrschlangen (7 bis 14) abdeckt.