DE8322959U1 - Sorptionswaermepumpe - Google Patents

Description

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Joh. VaHiant GmbH u. Co DE 1009

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Sorptionswärmepumpe

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sorptionswärmepumpe gemäß den» Oberbegriff des Hauptanspruchs. ·

Eine solche Sorptionswärmepumpe ist bereits Gegenstand I der älteren Patentanmeldung P 3201074 gewesen. I

Bei einer solchen wärmepumpe 1st es nachteilig, daß die I die Brennkammer Über den Abgasstutzen verlassenden Abgase 1 sich auf einem noch sehr hohen temperaturniveau befinden, I was sich negativ auf den wirkungsgrad der Gesamtanlage auswirkt.

Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, eine Sorptionswärmepumpe gemäß dem Oberbegriff mit einem Abgaswärmetauscher zu versehen, der an einer Stelle vorzusehen ist, an der der Strömungsquerschnitt für das Abgas eingeschnürt ist, so daß dort ein optimaler Wärmeübergang, ein Wärmepumpenmedium möglich ist, das sich auf

einen tiefen Temperaturniveau befindet.

U1e Lösung dieser Aufgabe liegt in den kennzeichnenden Merkmalen des Mauptanspruchs .

Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteren* sprUehe beziehungsweise gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, die ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren eins und zwei der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

figur eins einen Querschnitt durch einen in der Senkrechten geschnittenen Austreiber und

Figur zwei einen weiteren Querschnitt in einer waagerechten Schnittebene im vergrößerten Maßstab«

In beiden Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.

Der Austreiber 1 weist ein Isoliergehäuse 2 auf» das einen Hohlzylinder umschließt- Innerhalb des Gehäuses ist im Abstand von dessen Innenwandung der eigentliche Behälter 3 aufgehängt, der mit einem Gemisch aus Kältemittel (Ammoniak) und Lösungsmittel (Wasser) gefüllt ist Das Isol iergetiäuse 2 ist von einer Abdeckung 4 in einem

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Abstand 5 umgeben, so daß ein der Luftführung dienender Spaltraum entsteht. Durch Öffnungen 6 an dar Oberseite der Abdeckung 4 kann Luft einströmen und in dem durch den Abstand 5 gebildeten Spaltraum am Außenmantel der Abdeckung 4 entiangstreiehen und von dort wärme aufnehmen. Durch eine am Boden 6 der Abdeckung 4 angeordnete Luftdurch.trUtsöffnung 7 tritt die Luft in den Innenraum 8 des Gehäuses 2 ein. Der Behälter 3 weist 1m wesentlichen ZyHnderform auf, an seinem unteren Ende 9 1st er mit einer halbkugeligen Abrundung 10 versehen. Diese halbkugelige Abrundung bildet den tiefsten Tel 1 des Austreibers, darunter 1st ein hohizylindrisGher Gasbrenner ii angeordnet, der Über eine Brennstoffzuleitung 12 mit Gas gespeist 1st. Zwischen der Oberseite 13 des Brenners 11 und dem der halbkugeligen Abrundung 10 ist ein kegelförmiger Leitkörper 14 angeordnet»

Zwischen dem Innenmantel 15 des Gehäuses 2 und dem Außeümantel 16 des Behälters 3 erstreckt sich oberhalb der halbkugeligen Abrundung 10 eirte Wärmetauschzone zwischen den Rauchgasen des Brenners und dem Innenraum 17 des Behälters 3. Diese Wärmetauschzone besteht aus Rippen, die auf den Außenmantel des Behälters aufgebracht sind. Die Rippen sind Teil eines Blechbandes, das gebogen ist und sich mit seinem Innendurchmesser nach Art einer Schraube unter Wahrung von Abständen im Höhenniveau jeweils an den

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Außenmantel des Behälters 3 anlegt. Da das Band 1m Bereich seines sich an den Innenmantel 15 des Gehäuses anlegenden Außendurchmessers mit Schlitzen 18 versehen ist, bilden sich verwundene Rippen 19, die in einem Bereich von 20 bis 30° gegen die Behälterlängsachse schräg gestellt sind. Durch Versuche Trat sich herausgestellt, daß der winkel \m Bereich von 10 bis 40* gewählt werden sollte, wobei 30° das Optimum darstellt.

Aus der Figur zwei sind die Schlitze 18 und die Rippen gut zu sehen, gleichermaßen das Anlegen des Außendurchmessers 20 des Blechbandes 21 an den Innenmantel 16 des Gehäuses 2 und das Anlegen des Innendurchmessers 22 des ßieehbandes an den Außenmantel des Behälters 3.

Die Höhe 23 der gesamten Rippenzone verhält sich zum Außendurchmesser 20 wie 1,1 bis 1,5. Das bedeutet, daß der Außendurchmesser um 10 bis 50 % größer 1st als die Höhe. An der Oberseite der Rippenzone ist ein in den Innenraum 8 des Gehäuses 2 hereinragender Kegelstumpfteii 24 angeordnet, der vom Innenmantel 15 des Gehäuses 2 ausgeht und sich nach oben hin enger werdend erstreckt. Er * schnürt den Ringräum zwischen dem Außenmantel des Behäl- ; ters 3 und dem Innenmantel des Gehäuses 2 um zwei-drittel ein. Oberhalb dieses Ringraums 25 ist im Ringraum ein Abgaswärmetauscher 26 angeordnet, der an eine Rücklauf-

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leitung 27 für reiche Lösung angeschlossen ist und dessen Vorlaufleitung 28 zum Innenraum 17 des Behälters 3 führt.

Am obersten Ende 29 des Ringraums 25 ist ein mit einem Gebläse 30 versehener Abgasstutzen 31 angeschlossen, der mit einem nicht dargestellten Schornstein verbunden ist. Das Rebläse ist von einem Motor 32 angetrieben. Hierbei besteht die Möglichkeit, die Motordrehzahl so zu regeln, daß die Gebläseförderleistung in Abhängigkeit von einer Heizkurve an den Gasdurchsatz zum Brenner angepaßt ist, um eine Verhältnisregelung zwischen Luft und Brennstoff zu erzielen.

Der Innenraum 17 des Behälters 3 weist den nun noch zu beschreibenden Austreiber zusammen mit dem Rektifikator auf: Die reiche, aus dem mit der Leitung 28 vorhandenen Temperaturwechsler kommende Lösung wird über einen Bohrstutzen 33 in den Innenraum 3, und zwar auf dem höchsten Niveau eingeleitet. Die reiche Lösung fließt über eine Vielzahl von Kolonnenboden, deren oberster mit 34 bezeichnet ist und deren unterster 35 etwa auf dem Niveau des oberen Endes 29 der Abdeckung 4 beziehungsweise des Gehäuses 2 angeordnet ist. Durch über lauf rohre 36 gelangt die reiche Lösung demgemäß auf den tiefsten Boden und wird von dort über ein zentrales Oberlaufrohr 36 zu einem Lösungsmittel-Wärmetauscher 37 geführt. Der

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Lösungsmittel-Wärmetauscher 37 besteht aus zwei konzentrischen Rohren 37 und 38, wobei das Rohr 38 identisch ist mit der zum Temperaturwechsler führenden Austrittsleitung für arme Lösung 39. Durch die Wandung des Innenrohres 38, das mit heißer armer Lösung gefüllt ist, findet eine Vorwärmung der reichen Lösung statt, die im Ringraum zwischen den Rohren 38 und 37 herunterfließt. Den unteren Teil des Lösungsmittel-Wärmetauschers 37 bildet eine Rohrschlange 40, zu der die Leitung 38 aufgewickelt ist. Diese Rohrschlange ist von einer Erweiterung 41 des Rohres 37 umgeben. Die Erweiterung weist eine Austrittsstelle 42 für die reiche Lösung auf, diese Austrittsstelle liegt im Bereich der halbkugeligen Abrundung 10. Somit entsteht ein Ringraum 43 zwischen dem Außenmantel der Erweiterung 41 und dem Innenmantel des Behälters 3. Dieser Ringraum 43 ist mit Rippen versehen, die am Innenmantel des Behälters 3 angeordnet sind. Die Rippen bestehen aus einem Wellband oder aus einzelnen Winkelteilen 44, die aus der Figur zwei gut ersichtlich sind. Wesentlich ist, daß sich durch die Formgestaltung Rippeninnenraume 45 und Rippenaußenräume 46 ergeben, die beide mit Rohrabschnitten 47 gefüllt sind. Die Rohrabschnitte dienen zur besseren Wärmeübertragung der· am Mantel des Behälters 3 anstehenden Wärme auf seinen Innenraum. Die Höhenlage der Zone der Innenrippen ent-

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spricht der Zone 23 des Außenmantels. Das Kältemittel-Lösungsmittelgemisch steht im Innenraum 17 des Behälters 3 bis zu einem Niveau 48. Oberhalb dieses Niveaus ist eine isolierende Sperrschicht 49 angeordnet. Die entstehende arme Lösung wird von einem Lösungsabzugsrohr 50 abgezogen, das unterhalb des Niveaus 48 endet. Das Lösungsmittel-Abzugsrohr ist mit Rohrflamme 40 verbunden .

Wesentlich ist noch, daß der Rauchgasnachkühler aus einem Rippenrohr besteht, das schraubenförmig um den Behälter gewickelt ist und den Ringraum zwischen dem Gefäß 3 und dem Gehäuse 2 durchsetzt. Dieser Abgaswärmetauscher liegt oberhalb der Wärmetauschzone 23 des Austreibers.

Weiterhin ist wesentlich, daß das Lösungsmittel-Abzugsrohr auf einem Höhenniveau endet, das auch bei ungünstigen Betriebsbedingungen unterhalb des - schwankenden -Niveaus 48 liegt. Bevorzugt ist das Ende des Lösungsmitte1-Abzugsrohrs auf etwa zweidrittel der Höhe der Wärmetauschzone 23 angeordnet. Hierbei ist es möglich, diese Höhe zwischen 1/2 und 3/4 variabel einzustellen .

Claims (4)

s* -! ? «'Joft; 'Vi'THr^nt GmbH a, Co. t · GM 491 21. Februar 1985 Ansprüche

1. Sorptionswärmepumpe mit einem von Abgasen eines Brenners beheizten Austreiber, der in einer Brennkammer unter Belassung eines Ringraums angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ringraum (25) oberhalb des Austreibers (23) ein Abgaswärmetauscher (26) angeordnet ist, der mit einem zum Absorber führenden Zulaufstutzen (27) und einem zum Austreiber führenden Ablaufstutzen versehen ist.

2. Sorptionswärmepumpe nach Anspruch eins, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgaswärmetauscher (26) aus einem schraubenförmig um den Außenmantel (16) des Behälters (3) aufgewickelten Rippenrohr besteht.

3. Sorptionswärmepumpe nach Anspruch eins oder zwei, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgaswär-

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metauscher (26) den Außenmantel (16) des Gefäßes unterhalb der Höhe des Rektifikator und oberhalb der des Austreibers umgibt.

4. Sorptionswärmepumpe nach einem der Ansprüche

eins bis drei, dadurch gekennzeichnet» daß das

Verhältnis des Rippenaußendurchmessers zum Rippen-

% innendurchmesser DA zu DI 3 bis 3,4 zu 1

beträgt.