DE8802339U1 - Wärmeaustauscher mit geringem Druckverlust - Google Patents
Wärmeaustauscher mit geringem DruckverlustInfo
- Publication number
- DE8802339U1 DE8802339U1 DE8802339U DE8802339U DE8802339U1 DE 8802339 U1 DE8802339 U1 DE 8802339U1 DE 8802339 U DE8802339 U DE 8802339U DE 8802339 U DE8802339 U DE 8802339U DE 8802339 U1 DE8802339 U1 DE 8802339U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- section
- evaporator
- heat exchanger
- exchanger according
- designed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 15
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract description 8
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 abstract 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 12
- 244000309464 bull Species 0.000 description 8
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 6
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 5
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 5
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 4
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- VOPWNXZWBYDODV-UHFFFAOYSA-N Chlorodifluoromethane Chemical compound FC(F)Cl VOPWNXZWBYDODV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001000594 Tanna Species 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 1
- 239000005457 ice water Substances 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
- F28F3/12—Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B31/00—Compressor arrangements
- F25B31/002—Lubrication
- F25B31/004—Lubrication oil recirculating arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B39/00—Evaporators; Condensers
- F25B39/02—Evaporators
- F25B39/022—Evaporators with plate-like or laminated elements
- F25B39/024—Evaporators with plate-like or laminated elements with elements constructed in the shape of a hollow panel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
- F28F13/08—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by varying the cross-section of the flow channels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Description
11 · « t ·
Bei Verdampfern für Kältemaschinen, unter denen im vorliegenden
Zusammenhang auch Wärmepumpen zu verstehen sind,
unterscheidet man zwischen solchen für gefluteten Betrieb und solche für Einspritzbetrieb. Bei gefluteten Verdampfern
wird das Kältemittel in flüssiger Phase zugeführt und mit gemischten Phasen abgeführt, wobei ein Abscheider zur
Phasentrennung erforderlieh ist. Da der Druckverlust und der statische Druckunterschied innerhalb des Verdampfers gering
sind, ist die Verdampfungstemperatur, die vom Druck des Kältemittele bestimmt ist, über die Höhe des Verdampfers im
wesentlichen konstant. Dies ist günstig für die Energiebilanz sowie für solche Anwendungefälle, in denen es auf die
Kontrollierbarkeit des Temperaturverlaufs in dem zu kühlenden
Medium ankommt, beispielsweise bei der eisfreien Kühlung von Hasser nahe dem Gefrierpunkt. Nachteilig fällt insbesondere
bei kleineren Anlagen der Bau- und Regelungsaufwand für den Abscheider sowie die Notwendigkeit einer besonderen
öl£üekiüh£ttng ve» Äbßchsidör sss& Ksapsseeö^ iss Gewicht.
Letztere ergibt sieh daraus, daß das zur Schmierung des Kompressors erforderliche Öl zum Teil mit dem Kältemittel
abgeführt wird, in Kondensator im flüssigen Anteil des Kältemittels löst oder damit mischt, damit aus dem Verdampfer in den Abscheider gelangt und sich dort infolge Destillation
im flüssigen Anteil anreichert.
Bei Verdampfern mit Sinsprttsbetrieb wird das Kältemittel
dem Verdampfer ohne vorherige Abscheidung als Gemisch der flüssigen und der gasförmigen Phase zugeführt und vollständig
verdampft/ wobei aur sicheren Vermeidung von Plttssigkeitesohlägen
im Kompressor und für die Regelung de« als thermostatisohes Expansionsventil ausgeführten Einspritzventil
eine gewisse Oberhitaung in Kauf genommen werden mußt Der apparative Aufwand für eine Kältemaschine im
Einsprit^be^ieb let aarinaar. weshalb diese Bauweise für
kleinere Anlagen (beispielsweise unter 200 KW) oft vorgesogen wird. Jedoch hat sie den Nachteil, daß am Verdampfer
infolge Zwangsdurchlauf&bgr; ein beträchtlicher Druckabfall und
damit kältemittelseitig ein beträchtlicher Temperaturunterschied auftritt, der zunächst wirtschaftlich unerwünscht ist
und dem Einsatz bei genauer Temperaturführung des zu kühlenden Mediums beispielsweise für Wärmepumpen oder Eiswasseranlagen
mit nahe dem Gefrierpunkt liegender Wassertemperatur entgegensteht. Der Zwangsdurchlauf ist erforderlich,
um einerseits eine gleichmäßige Beaufschlagung der Wärmeaustauscherflachen
trotz des geringen Flüssigkeitsanteils (schon am Verdampfereinlaß nur wenige Vol.-%) zu erreichen
und um andererseits zu gewährleisten, daß das Kompressor-Schmieröl, das nach Verdampfung des Kältemittels als einzige
flüssige Komponente im Verdampfer verbleibt, durch hohe Gasgeschwindigkeit ausgetragen wird.
Es ist zwar bei Einspritzverdampfern bekannt, innerhalb eines Plattenverdampfers mehrere, voneinander gesonderte
Abschnitte mit unterschiedlichen Strömungscpierschnitten.
vösstteekefi; je&sefe bilden diese lediglich eine bauliche,
nicht aber eine funktionell Einheit, weil sie jeweils gesondert mit einem Einspritzventil versehen sind, was einen
höhen regelungstechnischen und baulichen Aufwand verlangt. Auch kann der prinzipielle Nachteil, daß in Einspritzverdampfera
ein hoher Druckabfall und damit eine große Temperaturdifferenz
auftritt, mit diesen Mitteln nicht vermieden werden.
Die B&findtang b#*t«iht aich nut einen Warmeauetaueeher, dear
ale Verdampfer für eine Kalteaaeohin© 9&Idigr;&Lgr;9&Agr; gering*« Druckabfall
wie ein gefluteter Verdampfer aufweist.
Die ihr zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die angegebenen Nachteile des gefluteten Verdampfers zu vermeiden.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei einem
Einspritzverdampfer eine wesentlich erhöhte Geschwindigkeit
den Kältemittels erst in demjenigen Bereich erforderlich ist, in welchem die vollständige verdampfung der flüssigen
Phase des Kältemittels stattfindet, damit eine gleichmäßige überhitzung ohne mitgerissene Reste der flüssigen Phase
erfolgt und weil auch erst hier die Konzentration des Öls in der flüssigen Kältemittelkomponente infolge von Kältemittelverdampf
mug so groß wird, daß die Gefahr des ölausfalle
entsteht. Ferner beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, daß auch im Einepritzbetrieb anfangs im Verdampfer
der Flüssigkeiteanteil noch so groß ist, daß eine hinreichende
Flttssigkeitsbenetzung der Verdampferinnenflächen auch
bei relativ geringer Mediusnsgeschwindigkeit gewährleistet
ist.
Basierend auf dieser Erkenntnis besteht die erfindungsged&ße
Lösung der genannten Aufgabe darin, daß der Wärmeaustauscher zur Verwendung im Einspritzbetrieb einen ersten Abschnitt
mit weitem Strömunasquerschnitt und einen zweiten Abschnitt
mit engem Strömungsquerschnitt umfaß*-.
Daraus abgibt sieh, daß der erste Abschnitt ei» Betriebs«
verhalten ähnlich einem gefluteten Verdampfer mit geringem Druckabfall besitzt und ein höherer Druck* und Temperaturabfall
erst innerhalb des zweiten Verdampferabschnlt=.-? verzeichnen
ist. Dies macht eine genaue Temperaturführung auf der Wasserseite möglich mit einer eisfreien Wasserkühlung
bis auf beispielsweise 0,50C und die WSrmewirtschaftlichkeit
wird verbessert.
Wie groß der erste Abschnitt: im Verhältnis zum zweiten
gestaltet werden kann, hängt von der Art des Kältemittels sowie von der Art und der zn erwartenden Menge des Ko&pressorschmiermittels
ab. Je besser mischbar das Schmiermittel auch noch mit kleinen Mengen des flüssigen Kältemittels ist,
umso sicherer kann man sein, daß das Schmiermittel auch noch im Bndbereich des Verdampfers so stark durch das flüssige
Kältemittel verdünnt ist und die Viskosität daher so stark herabgesetzt ist, daß es hinreichend sicher transportiert
wird. Auch die Temperatur spielt dabei eine Rolle. Eine Kalkulation hat ergeben, daß bei Verwendung des Kältemittels
Frigen R 22 unter Anwendung von öl als Schmiermittel für
einen Kolbenkompressor das öl so lange noch mit hinreichender Sicherheit in der flüssigen Phase des Kältemittels im
Verdampfer transportiert wird, als die flüssige Komponente nicht weniger als etwa 20 Gewichtsprozent des Kältemittels
ausmacht. Daraus ergibt sich wiederum, daß bei Ausführung des Verdampfers als vertikaler Plattenverdampfer nicht mehr
als das obere Drittel in Gestalt engerer, mäandrierter Strömungskanäle ausgeführt zu werden braucht. Der erste
Abschnitt nimmt demnach etwa zwei bis drei Viertel der Verdampferhöhe ein.
Der erste Abschnitt kann in der Art eines gefluteten Verdampfers
ausgebildet sein, nämlich als im wesentlichen einheitlicher Raum vergleichsweise großen Horizontalquerschnitts,
in welchem das Gemisch la wesentlichen senkrecht aufwärts Strumen kann. Verengungen können sich auf den Zweck
der Vorgleiohmäßigung der Ströaungsbewegung über den gesamten
Querschnitt und der Verbesserung des Wärmeübergangs beschränken, nämlich vorzugsweise in der Form von Schweißverbindungen
«wischen den den Strömungeraum begrenzenden Platten, die gegenüber der Vertikalrichtung wechselnd
verietit find und al· kurie eehweiß·trecken, Sohweißpunkte
oder dgl. au·gebildet iein können. Jede Schweißstelle bildet
einen Verdampfungikern,
» · &igr; ti »* I I I I I I I I Il
• «••«•I I **· • ««·· · · ItI
••■•4 · j 2"*
Zweckmäßigerweise ist der Verdampfer als Berieselungsverdampfer ausgeführt. Dabei ist es an sich bekannt, einen den
oberen Abschluß dar Platte bildenden Sammler horizontal quer zur Plattenebene verdickt auszuführen, um dadurch den
Fallinien des außen herabströmenden Wassers eine stärkere Horizontalkomponente zu verleihen, wodurch das Hasser
veranlaßt wird, sich als gleichmäßiger Film auszubreiten. Wenn im Zusammenhang der Erfindung der zweite Verdampfer£bschnitt
In Form von horizontalen, wechselnd an beiden Enden miteinander in Verbindung stehenden Kanälen ausgeführt ist,
kann vorgesehen sein, daß der oberste dieser Kanäle horizontal stärker als die folgenden Kanäle verdickt ist, um
diese Funktion zu übernehmen.
Besonderes Augenmerk gilt der Überhitzung des Kältemittelgases und der Förderung des Öls in diesen Kanälen, wenn das
Kältemittel gänzlich oder überwiegend verdampft ist. Damit das öl, das sich vornehmlich im unteren Bereich der Horizontalkanäle
sammelt, nicht entgegen der Gasströmung zurückfließen kann, wird gemäß der Erfindung jeweils einlaufseitig
eine erhöhte Schwelle an der unteren Kanalbegrenzung vorgesehen. An dem in Strömungerichtung hinteren Ende jedes
Horizontalkanals können Einrichtungen vorgesehen sein, die die Mitnahme des öle zu dem nächstoberen Kanal erleichtern,
beispielsweise eine Verengung des Strömungsquerschnitts zur
Erhöhung der Gasgeschwindigkeit und zur Intensivierung der Förderwirkung. Der das Kältemittelgas vom Verdampfer abführende
Stutzen wird zweckmäßigerweise nahe der unteren
Begrenzung des zugehörigen Kanals des zweiten Abschnitts angeschlossen, damit das Öl nicht abermals angehoben zu
werden braucht.
Das den Verdampfer versorgende Einspritzventil ist zweekmäßlgexwaise
ein thermoetatleohee Regelventil/ das mit Anschluß
an eine überhitztes Kältemittelgas vom Verdampfer abführende Leitung auegeführt ist/ damit die Kältemittelzufuhr
sum Verdampfer abhängig von der überhitaungetemperatur
geregelt wird. Dadurch wird Gewähr dafür gegeben, daß der wärmewirtschaftlich unerwünschte Oberhitzungsbereich des
Verdampfers so klein wie möglich bleibt.
Die Kältemaschine wird so eingestellt, daß das Kältemittel
beim Erreichen der Grenze zwischen dem ersten und dem zweiten Verdampferabschnitt im 'wesentlichen ständig einen
zur Verhinderung von Schmiermittelausfall ausreichenden flüssigen Anteil aufweist. Die Nichteinhaltung dieser
Bedingung ist lediglich kurzzeitig gestattet, nämlich für so kurze Zeitabschnitte, daß sich das Schmiermittel währenddessen
nicht unzulässig stark im ersten Verdampferabschnitt ansammeln kann.
Erreicht wird auf diese weise das Ziel, bei einem Einspritzverdampfer
den Gesamtdruckverlust sowie die Veränderung
der Verdampfungstemperatur auf etwa ein Drittel ze reduzieren. Kährend bei einer herkömmlichen Einspritzverdampferplatte
die Veränderung der Verdampfungstemperatur in einem typischen Anwendungebeispiel mit ca. 90C nicht mehr
akzeptabel ist, sinkt sie dank der Erfindung dabei a*»f ca.
30C, wobei die stärkste Temperaturabsenkung auf einen kleinen, oberen Abschnitt de» Verdampfers reduziert ist, in
welchem die Wassertemperatur noch vergleichweiee hoch und daher die Eisbildungegefahr gering ist. Dadurch wird erstmals
die Möglichkeit geschaffen, einen Binspritzverdampfer
zur Kühlung von Wasser nahe dem Gefrierpunkt zu verwenden. In dem unteren, ersten Verdampferabschnitt wird dabei durch
die versetzte Schweißnahtanordnung eine bessere Verteilung des Wasserfilms, ein erhöhter Wärmeübergang durch höheren
Turbulenzgrad und dadurch «ine höhere Wandtemperatur erreicht, was gleichfalls die Möglichkeiten verbessert, ohne
lieansatz näher an den Gefrierpunkt heranzukühlen.
Bei Eieepeicherbetrieb (sowohl im Berieialungewrfahren ale
auch unter Waeeer) wird durch den kontrollierten und
gleichmäßigeren Temperaturveclauf in der Verdampferplatte
ein gleichmäßigeres Anwachsen des Eises garantiert, als es
bei Einspritzverdampfern herkömmlicher Bauweise möglich ist. Es kann auch die Eisabsprengung von den Platten mittels
Heißgaseinspeisung angewendet werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden
anhand der Zeichnung dargestellt. Darin zeigt:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform des Verdampfers im Querschnitt mit einer schematischen Darstellung
der Kältemaschine,
Fig. 2 Einzelheiten des Verdampferaufbaus im zweiten Abschnitt,
Fig. 3 eine zweite Verdampferausführung und
Fig. 4 den Temperaturverlauf Ober die Höhe des Verdampfers im Vergleich mit anderen Verdampf erbauarten.
Gemäß Fig. 1 besteht die Kältemaschine aus Verdampfer 1, Kompressor 2, Kondensator 3 und thermostatischem Expansionsventil
4, dessen Impulsleitung 5 an einen Temperaturfühler 6 anschließt, der an der Leitung 7 angeordnet ist, die
das überhitzte Gas vom Verdampfer 1 dem Kompressor 2 zuführt.
Der Verdampfer 1 ist ein vertikaler Plattenverdampfer, der von dem Kältemittel von unten naeh oben durchströmt let. Br
besteht aus einem ersten Abschnitt Ii und einem zweiten
Abschnitt 12. Den ersten Abschnitt durchströmt das Kältemittel über seine ganze Breite im wesentlichen gleichmäßig
von unten naeh oben Mhnlieh einen gefluteten Verdampfer, wobei versetzt zur Vertikalriohtung angeordnete Moritontaleohweißetrecken
13 für eine gleichmäßige Durohstzumung und
guten Wärmeübergang sorgen. Oa der aus Verfügung stehende Ströfflungsquersohnitt gro0 ist, ist der Druokverlust gering.
in «weiten Abschnitt 12 wird der etrtfmungsweg von einem
Mäanderkanal 14 gebildet, der eich aus mehreren horizontalen/
an den Enden wechselnd miteinander verbundenen Kanalstrecken zusammensetzt, die durch horizontale, die dem
Plattenverdampfer bildenden Bleche verbindende Schweißnähte te »kl Ua* —*~&Lgr; n^mm &eegr;·»«·/&igr;&Kgr;·>
t ♦·* /<aa lafiila 11 ta* uaaanf-
&Lgr;*&bgr; ■M^KiTifc Ii \mm W ■<
« ^««<« . ■* » Jj gw«*wiui«we «aw >i«HMaw &bgr; -w ew vvw«ffaa«p
lieh geringer als der des ersten Verdampferabschnitts.
Vorzugsweise ist nämlich der Strömungequerschnitt im ersten Abschnitt mindestens dreimal, besser mindestens fünfmal und
meist mindestens zehnmal größer als im zweiten Abschnitt, woraus sich für den zweiten Abschnitt eine im Mittel mindestens
etwa 10-fach bzw. 15-fach bzw. 30-fach größere Gasgeschwindigkeit ergibt. Der Verdampfer wird so betrieben, daß
dae Kältemittel ihm unten mit einem Gewichtsanteil der fIUe&bgr;igen Phase von bepw. 70% zugeführt ist. Die zugeführte
Menge wird abhängig von der Temperatur des überhitzten Gases in der Leitung 7 von dem Einspritzventil bestimmt. Dadurch
wird sichergestellt, daß das Kältemittel den Beginn dee zweiten Abschnitte 12 stete mit einem so großen flüssigen
Anteil erreicht, daß der Transport dee öle in den zweiten Abschnitt gewährleistet ist, wo das Kältemittel vollständig
verdampft und die Gasgeschwindigkeit so hoch ist, daß das öl mitgeriesen wird.
Damit des eich im unteren Bereich der den Kanal 14 bildenden
Horizontalstrecken sammelnde öl nicht zurückfließen kann,
ist swöckmäßifösweiee jeweils am Kamlaafäng eine SeIiWeIIe
16 vorgesehen. Stattdessen wäre es auch denkbar, die Horizontalkanäle
leicht fallend anzuordnen* Ferner können nicht dargestellte Schikanen bei den vertikalen Kanalverbindungen
vorgesehen sein, um dort die Gasströmung zu intensivieren
und den Öltransport zu verbessern. An den obersten Kanal 17 ist der Abführungsstutzen 18 nahe der unteren Begrenzung des
Kanals 17 angeordnet, um das öl dort leichter abführen zu
I · ft ft ft · ft ·» 4 « * · ft ·* &Igr;·
können. Ferner kann der oberste Kanal 17 stärker gebaucht
sein ale die darunter befindlichen, um die Flüseigkeitsfilmbildung
auf dee Außenseite dee Verdampfer« bei Berieselung
au verbessern, wie dies in Fig. 2 gestrichelt angedeutet
ist.
Mindestens im ersten Verdampferabschnitt ist eine aufsteigende Bewegung des Kältemittels zweckmäßig, damit ohne
mung eine gleichmäßige Benetzung der inneren Oberflächen
gewährleistet ist. Jedoch kommt auch eine fallende Kältemittelbewegung
in Frage, wenn durch entsprechende Einbauten für gleichmäßige Benetzung gesorgt ist. Für den zweiten
Verdampferabschnitt gilt hingegen die überwiegend horizontale Durchströmung als vorteilhaft, damit in denjenigen
Bereichen, in denen je nach Gasgeschwindigkeit mit Separation von öl gerechnet werden muß, dieses sich im unteren
Bereich der Horizontalkanäle sammeln kann, um in geringerem Maße durch Benetzung der übrigen Innenoberflächen den
Wärmeübergang zu verschlechtern. Andere als in Fig. 1 kann im zweiten Abschnitt zur Verbesserung der ölförderung
(insbesondere für die Wasserabkühlung) auch eine fallende Verbindung der Horizontalkanäle vorgesehen sein, wobei
entsprechend der schematischen Darstellung in Fig. 3 der
oberste Kanal 17 durch einen Vertikalkanal 20 unmittelbar mit dem ersten Abschnitt 11 verbunden ist. Dies ergibt die
Möglichkeit, die Strömungsgeschwindigkeit im zweiten Abschnitt 12 geringer zu halten, als es sonst mit Rücksicht
auf die ölförderung möglich wäce, so daß auch der Druckverlust
und damit die TeS^äiiatuia&äenfcüfigi gering bleiben. MeS
kompensiert für manche Anwendungsffille den Nachteil, daß die
tiefste Temperatur nicht am höchsten Punkt des Verdampfers
auftritt.
Zwar ist es zweckmäßig, wenn die beiden Verdampferabschnitte Teile eines einheitlichen, einstückigen Plattenverdampfers
sind. Jedoch soll eine mehrstückige Ausbildung nicht
ausgeschlossen bleiben/ wobei die die ersten Abschnitte bildenden Verdampferplatten bei Gruppenanordnung in anderer
Weise und an anderer Stelle angeordnet sein können als die die «weiten Abschnitte bildenden. Nichtig ist, daß die
Verdampferabschnitte einen an ein einziges Einspritzventil angeschlossenen, einheitlichen Strömungsweg bilden.
Das Diagramm Figur 4 veranschaulicht den Temperaturverlauf des Kältemittels und des Berieselungswaseere in 0C gegenüber
der Höhe 4 eines Plattenwärmeaustauschers gemäß Fig. 1 in
durchgezogenen Linien. Dem sind die kältendttelseitigen
Temperaturverläufe eines gefluteten Verdampfers gestrichelt und eines herkömmlichen Einspritzverdampfers strichpunktiert
gegenübergestellt. Das Kältemittel und das berieselnde Wasser bewegen sich im Gegenstrom.
Den gleichmäßigsten Temperaturverlauf erreicht der geflutete
Verdampfer, bei dem in einem typischen Anwendungsbeispiel der geringe Druckabfall einen lediglich in der Größenordnung
von 0,50C liegenden Temperaturunterschied über die Höhe des
Verdampfers verursacht. Hingegen erkennt man beim herkömmlichen Einepritzkühler einen starken Temperaturabfall von
bspw. 9°C mit Vereisungsgefahr in mittlerer Höhe.
Der Temperaturverlauf des erfindungsgemäßen Verdampfers
enthält einen unteren Abschnitt 11', der dem unteren Verdampferabschnitt
11 entspricht und in welchem die Temperaturverminderung im wesentlichen der des gefluteten Verdampfers
entspricht. Nach oben schließt sich der zweite Kurvenabsöhnitt
12' an, der dee jenigen feil des zweiten
ferabschnitts 12 entspricht, in weichem noch flüssige Phase
gegenwärtig ist und in welchem demzufolge die Temperatur entsprechend der durch Druckabfall verursachten Verringerung
der Verdampfungstemperatur absinkt. Die geringexe Fließweglänge im engen Strömungsquerschnitt verursacht aber nur
einen geringeren Druckverlust als bei herkömmlichen Einspritzverdampfern. Außerdem liegt der tunkt niedrigster
Temperatur i>j*h* -"&ohgr;&igr; obersten Punkt doe Verdampfer«, wo die
Temperatur doe BorioMlungewaieore verhältnismäßig hooh und
daher dio Vereieungigefahr gering ist. Bm schließt sieh oin
Kurvenabflohftitt 12" an, dos demjenigen Teil do· aweiten
Verdampferabechnitts 12 entspricht, in welchem die Überhitsung
des trockenen, gasförmigen Kältemittels stattfindet.
Zusammenfassend läßt sich sagen, daß in dem kritischen,
unteren Verdampferbereich der Temperaturverlauf des erfindungsgemäßen Binspritzverdampfers demjenigen eines
gefluteten Verdampfers sehr ähnlich ist und daß er sich
daher auch für solche Einsatzfälle eignet, in denen der
Temperaturverlauf des zu kühlenden Mediums genau zu kontrollieren ist, beispielsweise nahe dessen Gefrierpunkt, wie
dies für die Waseerseite mit Temperatsrverlauf 19 in Diagramm
4 bei Kühlung bis auf 0,50C verausgesetzt ist.
Wählt man statt der Verdampferanordnung gemäß Fig. 1 diejenige
gemäß Fig. 3, so bleibt es im ersten Abschnitt bei dem Temperaturverlauf 11'. Für den zweiten Abschnitt ergibt sich
der gepunktet dargestellte Temperaturverlauf 13
dessen
Temperaturabsenkung im Verhältnis zur Wasserkurve 19 zwar
einen etwas ungünstigeren Verlauf hat, weil das Temperaturminimum bei niedrigerer Wassertemperatur erreicht wird;
jedoch liegt dieses Minimum bei höherer Temperatur als im Falle der Kurve 12', weil die fallende Anordnung des zweiten
VerdampferabschnJ+-1--S geringere Gasgeschwindigkeiten und
damit geringeren Druckverlust ermöglicht.
&iacgr; .■■- -■ ji-e-^j, .
Claims (13)
1. Wärmeaustauscher mit geringem Druckverlust als Verdampfer
für eine Kältemaschine, tüadurch gekennzeichnet, daß
er zur Verwendung im Einspritzbetrieb einen ersten Abschnitt (11) mit weitem Strömungsquerschnitt und einen
zweiten Abschnitt (12) reit engem Strömungsquerschnitt
umfaßt.
2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß er als vertikaler Plattenverdampfer ausgebildet ist.
3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Abschnitt (11) in der Art eines gefluteten Verdampfers ausgebildet ist.
4* Wärmeaustauscher naoh einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (11) mit im wesentlichen senkrechter Strcmungsrlchtung ausgebildet
ist.
5. Wärmeaustauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten Abschnitt der Innenraum durch
gegenüber der Vertikalrichtung versetzte Schweißverbindungen (13) unterteilt ist.
6. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (11) etwa zwei bis drei Viertel der Verdampferhöhe einnimmt.
7. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bir 6,
dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten Abschnitt (12) vorgesehene horizontale Kanäle (14) an ihrer unteren
Begrenzung (15) einlaufseitig ©ine erhöhte Schwelle (16)
aufweisen.
8. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den zweiten Abschnitt
(12) bildenden Horizontalkanäle (14) in steigender Folge miteinander verbunden sind.
9. wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die den zweiten Verdampferabschnitt
bildenden Horizontalkanäle in fallender Folge miteinander verbunden sind.
10. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer als Beriese«
lungeverdampfer ausgeführt ist.
11. wärmeaustauscher naoh Ansprach 10, dadurch gekennzeichnet,
daß des oberste Kanal (17) im Querschnitt horizontal stärker verdickt ale die folgenden Kanäle (14)
ausgeführt ist.
12. wärmeaustauscher naeh einem des Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß der Abführungtstutien (18)
ntJitt der unteren Begreneung (IS) eine« Kanäle des
aweiten Abeehnitti angeschlossen lit.
13. WMrmeaustausdher nach einem der Aneprüohe l bit 10/
dadurch gekennzeichnet, daß er mit einem Einspritzventil
(4) verbunden ist/ das ein thermostatieches Regelventil
mit Anschluß (5) an eine überhitztes Kältemittel-Gas vom Verdampfer (1) abführende Leitung (7) ist.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8802339U DE8802339U1 (de) | 1988-02-23 | 1988-02-23 | Wärmeaustauscher mit geringem Druckverlust |
CH668/88A CH676036A5 (de) | 1988-02-23 | 1988-02-23 | |
ES198989103178T ES2029732T3 (es) | 1988-02-23 | 1989-02-23 | Intercambiador de calor en forma de evaporador de inyeccion para una maquina frigorifica. |
AT89103178T ATE71709T1 (de) | 1988-02-23 | 1989-02-23 | Waermeaustauscher als einspritzverdampfer fuer eine kaeltemaschine. |
EP89103178A EP0330198B1 (de) | 1988-02-23 | 1989-02-23 | Wärmeaustauscher als Einspritzverdampfer für eine Kältemaschine |
DE8989103178T DE58900709D1 (de) | 1988-02-23 | 1989-02-23 | Waermeaustauscher als einspritzverdampfer fuer eine kaeltemaschine. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8802339U DE8802339U1 (de) | 1988-02-23 | 1988-02-23 | Wärmeaustauscher mit geringem Druckverlust |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE8802339U1 true DE8802339U1 (de) | 1988-04-14 |
Family
ID=6820997
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE8802339U Expired DE8802339U1 (de) | 1988-02-23 | 1988-02-23 | Wärmeaustauscher mit geringem Druckverlust |
DE8989103178T Expired - Lifetime DE58900709D1 (de) | 1988-02-23 | 1989-02-23 | Waermeaustauscher als einspritzverdampfer fuer eine kaeltemaschine. |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE8989103178T Expired - Lifetime DE58900709D1 (de) | 1988-02-23 | 1989-02-23 | Waermeaustauscher als einspritzverdampfer fuer eine kaeltemaschine. |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0330198B1 (de) |
AT (1) | ATE71709T1 (de) |
CH (1) | CH676036A5 (de) |
DE (2) | DE8802339U1 (de) |
ES (1) | ES2029732T3 (de) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6557371B1 (en) | 2001-02-08 | 2003-05-06 | York International Corporation | Apparatus and method for discharging fluid |
ES2884624T3 (es) * | 2019-02-04 | 2021-12-10 | Carrier Corp | Intercambiador de calor |
EP4324666A1 (de) * | 2021-04-13 | 2024-02-21 | Zhejiang Sanhua Automotive Components Co., Ltd. | Flüssigkeitsmanagementvorrichtung |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE161027C (de) * | ||||
US1622376A (en) * | 1925-09-08 | 1927-03-29 | Chicago Pneumatic Tool Co | Apparatus for refrigerating systems |
DE570166C (de) * | 1932-04-26 | 1933-02-11 | Linde Eismasch Ag | Verfahren zum Ausgleich der Fluessigkeitsspiegel in aus mehreren Elementen bestehenden Verdampfern von Kaeltemaschinen |
US2028213A (en) * | 1933-04-21 | 1936-01-21 | Arthur R Hemphill | Heat exchanger or cooler |
DE690583C (de) * | 1936-08-28 | 1940-04-30 | Pfaudler Co | Roehrenverdampfer fuer Kaeltemaschinen |
US2414952A (en) * | 1944-09-08 | 1947-01-28 | Houdaille Hershey Corp | Evaporator unit |
GB1286446A (en) * | 1970-01-30 | 1972-08-23 | Johannes Burmester & Co | Plate heat exchanger |
NL7905978A (nl) * | 1979-08-03 | 1981-02-05 | Brink Luchtverwarming Bv | Warmtewisselaar, in het bijzonder voor een met gas gestookte verwarmingsinrichting. |
DE3147378C2 (de) * | 1981-11-30 | 1985-05-23 | Johs. Burmester & Co GmbH, 2054 Geesthacht | Rieselfilm-Verdampferplatte für eine Kälteanlage |
DE3309979A1 (de) * | 1983-03-19 | 1984-09-20 | Hans 2000 Hamburg Sladky | Verdampfer |
FR2549585A1 (en) * | 1983-07-21 | 1985-01-25 | Axergie Sa | Evaporator for an installation with a closed thermodynamic loop for the flow of a working fluid, and installation incorporating this evaporator |
JPS60200089A (ja) * | 1984-03-23 | 1985-10-09 | Hitachi Ltd | 直膨式蓄熱用熱交換器 |
US4712612A (en) * | 1984-10-12 | 1987-12-15 | Showa Aluminum Kabushiki Kaisha | Horizontal stack type evaporator |
-
1988
- 1988-02-23 CH CH668/88A patent/CH676036A5/de not_active IP Right Cessation
- 1988-02-23 DE DE8802339U patent/DE8802339U1/de not_active Expired
-
1989
- 1989-02-23 ES ES198989103178T patent/ES2029732T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1989-02-23 EP EP89103178A patent/EP0330198B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-02-23 DE DE8989103178T patent/DE58900709D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-02-23 AT AT89103178T patent/ATE71709T1/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0330198A3 (en) | 1990-09-19 |
EP0330198B1 (de) | 1992-01-15 |
ATE71709T1 (de) | 1992-02-15 |
ES2029732T3 (es) | 1992-09-01 |
DE58900709D1 (de) | 1992-02-27 |
EP0330198A2 (de) | 1989-08-30 |
CH676036A5 (de) | 1990-11-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69807895T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur anwendung eines doppelkreiselverdichters in einer kühlereinheit | |
DE3025050C2 (de) | ||
DE3212968C2 (de) | ||
WO2001040721A1 (de) | Kältegerät | |
DE69733284T2 (de) | Kondensatoraufbaustruktur | |
DE102008005077A1 (de) | Plattenverdampfer, insbesondere für einen Kältemittelkreis | |
EP3601906A1 (de) | Kältegerät und betriebsverfahren dafür | |
DE2754132C2 (de) | Kühlvorrichtung | |
EP1745248B1 (de) | Kühlsystem und verfahren zur herstellung einer verdampferplatine für ein tieftemperaturkühlsystem | |
EP0927861B1 (de) | Kältespeicheranlage mit einem Eisspeicher | |
EP0117554B1 (de) | Wärmepumpe zum Entnehmen von Wärme aus Oberflächewasser | |
EP3953652B1 (de) | Wärmeübertrageranordnung mit wenigstens einem mehrpass-wärmeübertrager und verfahren zum betrieb einer wärmeübertrageranordnung | |
DE8802339U1 (de) | Wärmeaustauscher mit geringem Druckverlust | |
DE69802353T2 (de) | Luftgekühlter kondensator | |
EP0789206A2 (de) | Kältegerät | |
DE2839638A1 (de) | Trockenkuehlsystem fuer kraftwerkanlagen | |
DE3134300C2 (de) | ||
DE1075645B (de) | Tiefkuhltruhe mit getrenntem Getrier und Lagerfach | |
DE2248124A1 (de) | Destillationsanlage | |
DE2636055A1 (de) | Kuehlmoebel mit faechern verschiedener temperatur, insbesonders zweitemperaturen- kuehlschrank | |
DE2153651C3 (de) | Heißgasabtaueinrichtung für Kälteanlagen | |
DE4409920C2 (de) | Einrichtung zur Führung des Kältemittels in einem liegenden Rohrbündelverdampfer mit U-Rohren | |
EP2126486B1 (de) | Kältegerät | |
DE4429203C2 (de) | Verfahren und Druckkühlaggregat zum Abkühlen eines durchlaufenden Produktionsgut aus Stahl oder anderem | |
EP1293736A1 (de) | Kältesystem zur Klimatisierung eines Fahrzeuges und Kühleinrichtung zum Einsatz in einem derartigen Kältesystem |