DE9309646U1 - Air conditioning device with water cooling - Google Patents
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Description
Diese Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Klimatisierungsvorrichtung mit Wasserkühlung.This invention relates to an improved air conditioning device with water cooling.
Die grundlegende Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Klimatisierungsvorrichtung mit Wasserkühlung, die einen Kondensator mit einer speziellen Rohrschlange verwendet, um die Wärmeaustauschleistung zu verbessern, wodurch der Kühleffekt und die Temperatur des aus der Vorrichtung fließenden Kühlwassers bis zu einem akzeptablen Grad verbessert werden.The basic object of the present invention is to provide a water-cooled air conditioning device that uses a condenser with a special coil to improve the heat exchange performance, thereby improving the cooling effect and the temperature of the cooling water flowing out of the device to an acceptable level.
Diese Aufgabe wird durch eine Klimatisierungsvorrichtung gemäß dem Schutzanspruch 1 gelöst.This object is achieved by an air conditioning device according to claim 1.
Die beigefügten Zeichnungen zeigen:The attached drawings show:
Fig. 1: eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Klimatisierungsvorrichtung;Fig. 1: a schematic representation of the air conditioning device according to the invention;
Fig. 2: eine Vorderansicht der Rohrschlange des Kondensators ;Fig. 2: a front view of the condenser coil;
Fig. 2A: einen Querschnitt der ersten bevorzugten Ausführungsform der Rohrschlange;Fig. 2A: a cross-section of the first preferred embodiment of the coil tube;
Fig. 2B: einen Querschnitt einer weiteren bevorzugten Ausführungsforxn der Rohrschlange;Fig. 2B: a cross section of another preferred embodiment of the coil pipe;
Fig. 3: die Art und Weise der Abtrennung des Radiators zusammen mit dem Kühllüfter von der Vorrichtung;Fig. 3: the manner of separating the radiator together with the cooling fan from the device;
Fig. 4, 4A und 4B: schematische Darstellungen des Radiators; Fig. 4, 4A and 4B: schematic representations of the radiator;
Fig. 5: die Art und Weise der Zufuhr des Warmwassers von der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Warmwasserleitung eines Gebäudes;Fig. 5: the manner of supplying hot water from the device according to the invention to the hot water pipe of a building;
Fig. 6A: eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Radiators ;Fig. 6A: another preferred embodiment of the radiator ;
Fig. 6B: eine dritte bevorzugte Ausführungsform des Radiators ; undFig. 6B: a third preferred embodiment of the radiator ; and
Fig. 6C: eine vierte bevorzugte Ausführungsform des Radiators. Fig. 6C: a fourth preferred embodiment of the radiator.
Wie es in den Zeichnungen, und insbesondere der Fig. l gezeigt ist, umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung hauptsächlich einen Kompressor 12, einen Verdampfer 1, einen Kühllüfter 5, eine Niederdruckleitung 3, eine Hochdruckleitung 8, einen Radiator 11, einen Kühlmotor 10, einen Kondensator 4, einen ersten Sensor 13 und einen zweiten Sensor 22.As shown in the drawings, and in particular in Fig. 1, the device according to the invention mainly comprises a compressor 12, an evaporator 1, a cooling fan 5, a low-pressure line 3, a high-pressure line 8, a radiator 11, a cooling motor 10, a condenser 4, a first sensor 13 and a second sensor 22.
Der Kompressor wird verwendet, um das Kältemittel zu komprimieren, dies ist in der Technik allgemein bekannt und muß hier nicht detailliert beschrieben werden.The compressor is used to compress the refrigerant, this is well known in the art and does not need to be described in detail here.
Der Verdampfer 1 ist eine Einrichtung, in der das flüssige Kältemittel schnell verdampft wird, wodurch eine Kühlwirkung erzeugt wird. Dieser Verdampfer 1 wird außerdem durchThe evaporator 1 is a device in which the liquid refrigerant is rapidly evaporated, thereby producing a cooling effect. This evaporator 1 is also
die Niederdruckleitung 3, den Filter 6 und die Kapillarleitung 2 mit dem Kondensator 4 verbunden.the low pressure line 3, the filter 6 and the capillary line 2 are connected to the condenser 4.
Der Kühllüfter 5 ist neben dem Verdampfer 1 angeordnet und wird verwendet, um entlang des Verdampfers 1 einen Luftstrom zu bilden, wodurch die Temperatur dieses Luftstroms verringert wird.The cooling fan 5 is arranged next to the evaporator 1 and is used to form an air flow along the evaporator 1, thereby reducing the temperature of this air flow.
Die Niederdruckleitung 3 wird verwendet, um den Auslaß am unteren Abschnitt des Kondensators 4 mit dem Verdampfer 1 zu verbinden, so daß das Kältemittel mit geringerem Druck in den Kondensator 4 geleitet wird.The low pressure line 3 is used to connect the outlet at the lower portion of the condenser 4 to the evaporator 1 so that the refrigerant is fed into the condenser 4 at a lower pressure.
Der Radiator 11 ist mit einem Wasserbehälter 16 versehen und verwendet eine Pumpe 17, um das Kühlwasser zwangsweise durch ein Drosselventil 21 in die Rohrschlange des Kondensators 4 fließen zu lassen. Das Kühlwasser fließt danach unter ausgewählter Steuerung durch das Dreiwege-Solenoidventil 15 in den Wasserbehälter 16 oder aus dem Warmwasserauslaß 14 dieses Dreiwege-Solenoidventils 15.The radiator 11 is provided with a water tank 16 and uses a pump 17 to force the cooling water to flow through a throttle valve 21 into the coil of the condenser 4. The cooling water then flows through the three-way solenoid valve 15 into the water tank 16 or out of the hot water outlet 14 of this three-way solenoid valve 15 under selected control.
Der Kühlmotor 10 wird verwendet, um den Kühllüfter 5 zu betreiben, so daß ein Luftstrom entlang des Radiators 11 erzeugt wird, so daß dessen Temperatur weiter verringert wird.The cooling motor 10 is used to drive the cooling fan 5, so that an air flow is generated along the radiator 11, so that its temperature is further reduced.
Der Kondensator 4 ist eine Rohrschlange, in die das Kältemittel mit hoher Temperatur und hohem Druck gedrückt wird und in der es flüssig wird.The condenser 4 is a pipe coil into which the refrigerant is pressed at high temperature and high pressure and in which it becomes liquid.
Der erste Sensor 13 ist auf dem oberen Abschnitt des Kondensators 4 befestigt, um die Temperatur beim Abfluß aus dem Kondensator 4 anzuzeigen, er wird zur Regelung der Öffnung des Regelventils 20 für das Wasser verwendet. DerThe first sensor 13 is mounted on the upper part of the condenser 4 to indicate the temperature at the outlet from the condenser 4, it is used to control the opening of the control valve 20 for the water. The
erste Sensor 13, wird außerdem auf eine Temperatur, z.B. 50°C, eingestellt, so daß beim Überschreiten der Temperatur von 50°C das Regelventil 20 für das Wasser weiter geöffnet wird, so daß die Wassermenge aus der Wasserquelle 19 in den Kondensator 4 zunimmt.first sensor 13 is also set to a temperature, e.g. 50°C, so that when the temperature exceeds 50°C, the control valve 20 for the water is opened further, so that the amount of water from the water source 19 into the condenser 4 increases.
Der zweite Sensor 22 ist etwa im mittleren Abschnitt der Rohrschlange des Kondensators 4 und unterhalb des ersten Sensors 13 angeordnet. Der zweite Sensor 22 wird verwendet, um das Abschalten des RegelventiIs 20 für das Wasser zu steuern, und ist bei einer Temperatur, z.B. 45°C, eingestellt, so daß beim Unterschreiten der Temperatur von 45° C das Regelventil 20 für das Wasser etwas weniger geöffnet wird, wodurch das Wasser bei einer Temperatur zwischen 45 und 50*C gehalten wird.The second sensor 22 is arranged approximately in the middle section of the coil of the condenser 4 and below the first sensor 13. The second sensor 22 is used to control the switching off of the control valve 20 for the water and is set at a temperature, e.g. 45°C, so that when the temperature falls below 45°C, the control valve 20 for the water is opened slightly less, whereby the water is kept at a temperature between 45 and 50°C.
Die vorliegende Erfindung besteht aus vier Merkmalen: der Struktur der Rohrschlange des Kondensators, der Struktur des Radiators, dem Warmwasser-Zufuhrsystem und der Schnellverbindungsvorrichtung. Diese Merkmale werden nachfolgend detailliert beschrieben.The present invention consists of four features: the structure of the condenser coil, the structure of the radiator, the hot water supply system and the quick connection device. These features are described in detail below.
Wie es in den Fig. 2 und 2A gezeigt ist, ist der Kondensator 4 aus einer Rohrschlange aufgebaut, die ein Außenrohr 41 und eine Vielzahl von Innenrohren 42 umfaßt. Das Verhältnis zwischen dem Außenrohr 41 und den Innenrohren 42 ist derart, daß die Mittellinien des Außenrohrs 41 und der Innenrohre 42 nicht zusammenfallen. Das bedeutet, daß eine Vielzahl von Innenrohren 42 mit einem geringeren Durchmesser als das Außenrohr 41 in das Außenrohr 41 eingesetzt sind. Diese Innenrohre 42 sind für den Durchgang des Kühlwassers gedacht, während das Außenrohr 41 dem Durchgang des Kältemittels mit hoher Temperatur und hohem Druck dient. Folglich ist die Wärmeaustauschfläche zwischen dem Kälte-As shown in Figs. 2 and 2A, the condenser 4 is constructed of a coiled tube comprising an outer tube 41 and a plurality of inner tubes 42. The relationship between the outer tube 41 and the inner tubes 42 is such that the center lines of the outer tube 41 and the inner tubes 42 do not coincide. This means that a plurality of inner tubes 42 having a smaller diameter than the outer tube 41 are inserted into the outer tube 41. These inner tubes 42 are intended for the passage of the cooling water, while the outer tube 41 is intended for the passage of the refrigerant having a high temperature and high pressure. Consequently, the heat exchange area between the refrigerant and the outer tube 41 is large.
mittel und dem Kühlwasser gleich der Summe der Außenoberflächen der Innenrohre 42, wodurch die Temperatur des Kühlwassers wirksam erhöht wird. Folglich werden einerseits die Temperatur des Kältemittels wirksam verringert und andererseits die des Kühlwassers wirksam erhöht.medium and the cooling water is equal to the sum of the outer surfaces of the inner tubes 42, whereby the temperature of the cooling water is effectively increased. Consequently, on the one hand, the temperature of the refrigerant is effectively reduced and on the other hand, that of the cooling water is effectively increased.
Fig. 2B zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Rohrschlange des Kondensators 4. Wie es ersichtlich ist, ist diese Rohrschlange des Kondensators 4 aus einem Außenrohr 41, einem Zwischenrohr 43 und einem Innenrohr 44 zusammengesetzt. Das Verhältnis zwischen dem Außenrohr 41, dem Zwischenrohr 43 und dem Innenrohr 44 ist derart, daß ihre Mittellinien auf der gleichen Linie liegen. Das Innenrohr 44 wird in das Zwischenrohr 43 eingesetzt und das Zwischenrohr 43 wird wiederum in das Außenrohr 41 eingesetzt. Das Innenrohr 44 und das Außenrohr 41 dienen dem Durchgang des Kühlwassers, während das Zwischenrohr 43 für den Durchgang des Kältemittels mit hoher Temperatur und hohem Druck gedacht ist. Folglich ist die Wärmeaustauschfläche zwischen dem Kältemittel und dem Kühlwasser gleich der Summe der Außenfläche des Zwischenrohrs 43 und der Außenfläche des Innenrohrs 44.Fig. 2B shows another preferred embodiment of the coil of the condenser 4. As can be seen, this coil of the condenser 4 is composed of an outer tube 41, an intermediate tube 43 and an inner tube 44. The relationship between the outer tube 41, the intermediate tube 43 and the inner tube 44 is such that their center lines lie on the same line. The inner tube 44 is inserted into the intermediate tube 43 and the intermediate tube 43 is in turn inserted into the outer tube 41. The inner tube 44 and the outer tube 41 are intended for the passage of the cooling water, while the intermediate tube 43 is intended for the passage of the refrigerant with high temperature and high pressure. Consequently, the heat exchange area between the refrigerant and the cooling water is equal to the sum of the outer surface of the intermediate tube 43 and the outer surface of the inner tube 44.
Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der Struktur des Radiators. Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, fließt das Wasser von der Wasserquelle 19 zuerst durch das Regelventil 20 für das Wasser in den Wasserbehälter 16 und danach in den Radiator 11. Danach drückt die Pumpe 17 das Kühlwasser durch das Drosselventil 21. Das Kühlwasser tritt danach durch den Wassereinlaß 9 in die Rohrschlange des Kondensators 4 ein, wobei das Kühlwasser einem Wärmeaustausch mit dem Kältemittel mit hoher Temperatur und hohem Druck unterzogen wird. Das Kühlwasser wird folglich zu Warmwasser und fließt aus der Rohrschlange des KondensatorsAnother feature of the present invention resides in the structure of the radiator. As shown in Fig. 3, the water from the water source 19 first flows through the water control valve 20 into the water tank 16 and then into the radiator 11. After that, the pump 17 pushes the cooling water through the throttle valve 21. The cooling water then enters the coil of the condenser 4 through the water inlet 9, whereby the cooling water undergoes heat exchange with the refrigerant at high temperature and high pressure. The cooling water thus becomes hot water and flows out of the coil of the condenser.
4. Danach fließt das Kühlwasser in den Wasserbehälter 16 und den Radiator 11 zurück. Der Kühllüfter 5 wird verwendet, um das Abkühlen des Radiators 11 zu beschleunigen, und das Kühlwasser wird zirkuliert. Der Kühllüfter 5 und der Radiator 11 können außerdem von der Vorrichtung getrennt werden, so daß sie verschiedenen Umständen angepaßt werden kann. Wenn die Verwendung von Warmwasser erwünscht ist, wird einfach das Dreiwege-Solenoidventil 15 so geregelt, daß Warmwasser aus dem Warmwasserauslaß fließt.4. After that, the cooling water flows back into the water tank 16 and the radiator 11. The cooling fan 5 is used to accelerate the cooling of the radiator 11 and the cooling water is circulated. The cooling fan 5 and the radiator 11 can also be separated from the device so that it can be adapted to different circumstances. If the use of hot water is desired, the three-way solenoid valve 15 is simply controlled so that hot water flows from the hot water outlet.
Das dritte Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der Wiedergewinnung des Kühlwassers nach dem Wärmeaustausch mit dem Kältemittel, wodurch Energie eingespart und der Wärmeverlust verringert werden. Wie es in Fig. 5 gezeigt ist, werden der Kühllüfter 5 und der Radiator 11 von der Vorrichtung getrennt und durch die Leitung 52 mit dem Wasserauslaß der Vorrichtung und durch die Leitung 53 mit dem Wassereinlaß der Vorrichtung verbunden. Die Leitung 52 ist mit der Warmwasserleitung zu einem Gebäude verbunden, so daß bei Öffnen des Warmwasserhahns das Warmwasser, das durch den Wärmeaustausch mit dem Kältemittel vom Kühlwasser gewonnen wird, durch die Leitung 52 zum Warmwasserhahn geleitet wird. Der Wasserbehälter 16 ist mit einem Schwimmer bzw. Schwimmergehäuse 51 versehen, um das Wasserniveau zu messen. Wenn sich das Wasserniveau unterhalb eines bestimmten Wertes absenkt, sendet der Schwimmer 51 ein Signal, damit das Regelventil 20 für den Wassereinlaß geöffnet wird, so daß zusätzliches Wasser aus der Wasserquelle 19 zugeführt wird. Wenn die Verwendung von Warmwasser nicht erwünscht ist, fließt das Kühlwasser aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung zurück in den Wassereinlaß 50 und wird zirkuliert. The third feature of the present invention is to recover the cooling water after heat exchange with the refrigerant, thereby saving energy and reducing heat loss. As shown in Fig. 5, the cooling fan 5 and the radiator 11 are separated from the device and connected to the water outlet of the device through the pipe 52 and to the water inlet of the device through the pipe 53. The pipe 52 is connected to the hot water pipe to a building, so that when the hot water tap is opened, the hot water obtained from the cooling water by heat exchange with the refrigerant is supplied to the hot water tap through the pipe 52. The water tank 16 is provided with a float 51 for measuring the water level. When the water level drops below a certain level, the float 51 sends a signal to open the water inlet control valve 20 so that additional water is supplied from the water source 19. When the use of hot water is not desired, the cooling water from the device according to the invention flows back into the water inlet 50 and is circulated.
Wie es in Fig. 6A gezeigt ist, ist die Oberseite des Radia-As shown in Fig. 6A, the top of the radia-
tors 11 mit einer senkrechten Leitung 111 versehen, mit der eine waagerechte Leitung 112 schwenkbar verbunden ist, wodurch sich die waagerechte Leitung 112 um die senkrechte Leitung 111 drehen kann. Die senkrechte Leitung 111 ist außerdem mit dem Wasserauslaß des Radiators 11 verbunden und die waagerechte Leitung 112 weist eine Vielzahl von Lochungen auf, so daß der Druck des abgegebenen Wassers des Radiators 11 die waagerechte Leitung 112 zu einer Rotation im Verhältnis zur senkrechten Leitung 111 bringt und bewirkt, daß das abgegebene Wasser aus den Lochungen der waagerechten Leitung 112 fließt und auf den Radiator 11 heruntertropft. Der Kühllüfter 5 wird verwendet, um die Verdampfung der Wassertropfen auf dem Radiator 11 zu beschleunigen, wodurch ein wirksamer Kühleffekt hervorgerufen wird und folglich die Temperatur des Radiators 11 verringert wird. Das verbleibende Wasser wird zur Zirkulation zum Wassereinlaß zurückgeleitet.radiator 11 is provided with a vertical pipe 111 to which a horizontal pipe 112 is pivotally connected, whereby the horizontal pipe 112 can rotate about the vertical pipe 111. The vertical pipe 111 is also connected to the water outlet of the radiator 11 and the horizontal pipe 112 has a plurality of holes so that the pressure of the water discharged from the radiator 11 causes the horizontal pipe 112 to rotate relative to the vertical pipe 111 and causes the discharged water to flow out of the holes of the horizontal pipe 112 and drip down onto the radiator 11. The cooling fan 5 is used to accelerate the evaporation of the water drops on the radiator 11, thereby producing an effective cooling effect and consequently reducing the temperature of the radiator 11. The remaining water is returned to the water inlet for circulation.
Fig. 6B zeigt einen dritten bevorzugten Radiator, bei dem die Sprüheinrichtung für das Wasser durch eine Sprüheinrichtung 115 für Nebel ersetzt wird, die vom Motor M angetrieben wird. Bei Verwendung wird eine große Menge Wasserdampf auf die Oberfläche des Radiators 11 gesprüht und der Kühllüfter 5 wird betätigt, um das Verdampfen der Wassertropfen auf dem Radiator 11 zu beschleunigen, wodurch ein wirksamer Kühleffekt hervorgerufen und der Wirkungsgrad bei der Dissipation der Wärme erhöht wird.Fig. 6B shows a third preferred radiator in which the water spraying device is replaced by a mist spraying device 115 driven by the motor M. In use, a large amount of water vapor is sprayed onto the surface of the radiator 11 and the cooling fan 5 is operated to accelerate the evaporation of the water droplets on the radiator 11, thereby producing an effective cooling effect and increasing the efficiency of heat dissipation.
Fig. 6C zeigt die vierte bevorzugte Ausführungsform des Radiators, wobei die Sprüheinrichtung 115 für den Nebel auch unterhalb des Radiators 11 angebracht sein kann.Fig. 6C shows the fourth preferred embodiment of the radiator, wherein the spray device 115 for the mist can also be mounted below the radiator 11.
Claims (4)
die von einem Motor angetriebene Sprüheinrichtung (115) für Nebel unterhalb des Radiators (11) angebracht ist.4. Air conditioning device according to one of the preceding claims, characterized in that
the motor-driven spray device (115) for mist is mounted below the radiator (11).
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| CN109945375A (en) * | 2019-04-22 | 2019-06-28 | 宁波奥克斯电气股份有限公司 | A kind of Water cooled air conditioners |
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| WO2008101509A2 (en) * | 2007-02-20 | 2008-08-28 | Mahmoud Alsayed Alleathy | Ice cool air conditioning device (power saver) |
| WO2008101509A3 (en) * | 2007-02-20 | 2008-11-06 | Mahmoud Alsayed Alleathy | Ice cool air conditioning device (power saver) |
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