DK150255B - Tertiaervarmeveksler - Google Patents

Description

150255 5 Opfindelsen angår en tertiærvarmeveksler af den i krav l’s indledning angivne art.

Sådanne varmevekslere kan anvendes på en række forskellige områder som f.eks. radiatorvarmevekslere, 10 varmtvandsvarmevekslere ved varmepumper, brugsvandvarmevekslere til fjernvarme eller til kedelcentraler, ladningsvarmevekslere til forrådstanke o.s.v.

Et område, som kræver en tertiærvarmeveksler, er var-15 meanlæg med varmepumpe og/eller fjernvarme. I sådanne anlæg findes der strømmende medier på varmevekslerens primærside, der tilføres varme fra en varmepumpe, en solfanger eller lignende. Sekundærsiden dannes dels af en opladningskreds for en forrådsbeholder på varmt 20 brugsvand, dels af en radiatorkreds. En type af tei— tiærvarmevekslere, der er forsynet med to særskilte stabler af rørspiraler, som indeholder hvert et medium, i en beholder er tidligere kendt og anvendt på dette område.

25

Mellem de to stabler af viklede rør tjener et tredie medium i beholderen som varmetransportør.

Formålet med opfindelsen er at angive en tertiærvar-30 meveksler af den i krav l’s indledning angivne art, hvor de effektive strømningsveje for de forskellige medier i sekundærkredsen og i tertiærkredsen kan gøres forskellige, hvorved der kan gennemføres en optimering med hensyn til den overførte varmemængde ved 150255 2 givne tryk- og temperaturniveauer. Dette opnås ved, at varmeveksleren er udformet som angivet i krav l’s kendetegnende del. I en praktisk udførelse kan det gøres således, at medierne ledes i spiralrør eller 5 kanaler fra centrum i beholderen til omkredsen eller mellem et tilførselssted og et aftapningssted et lille stykke fra centrum eller omkredsen. Den effektive del af spiral kanal en kan derved forkortes mere eller mindre uafhængigt af strømningsvejen for de øvrige 10 medier og placeres vilkårligt langs strømningsvejen for disse.

Krav 2 angiver en anden udførelsesform for opfindelsen, hvormed det er muligt at opnå underafkøling af 15 primærkredsen, hvis den er kondensator f.eks. i en varmepumpe.

Opfindelsen forklares nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken 20 fig. 1 viser et plansnit gennem en udførelses-form for varmeveksleren, og fig. 2 et viklingsskema for rørspiralerne i var-25 meveksleren.

Beholderen for det indesluttede medium, som i eksemplet antages at være vand, er en tank eller en cisterne 1, som har en gavl 2 forneden og en gavl 3 for-30 oven. Beholderen er lukket, og vandet holdes under tryk, så der fås en cirkulation til radiator eller lignende. Om tankens centrum er der anbragt et varmevekslerbatteri 4 med tilledning og fraledning 5,6 for et første strømmende medium, der i eksemplet antages 150255 3 at være freon, og tilledning samt fraledning 7 og 8 for et andet medium. Batteriet dannes af to i flere lag og vindinger viklede rør 9 og 10, der indeslutter medierne og leder dem fra den respektive tilledning 5 til den respektive fraledning. Radiatorvandet kommer fra en pumpe ind i tanken gennem bunden og røret 11 og opvarmes af rørene 9, der indeholder freon, under strømning udefter gennem batteriet 4 til udløbet og et rør 12 i tankens sidevæg.

10 I en varmtvandskreds for brugsvand findes tilførsels-røret 7, røret 10 og fraledningsrøret 8, idet røret 7 indleder koldt vand, som opvarmes af rørene 9 under modstrømsstrømning i forhold til freonet i rørene 9.

15 Rørene 9,10 er presset mod hinanden i beholderen, hvis gavlsider 2 og 3 trykker mod batteriet i aksial retning. Den metalliske kontakt giver en direkte varmel edning fra rørene 9 til rørene 10, og varmetransporten gennem det ydre medium, d.v.s. radiatorvandet, 20 danner en dobbeltudveksling mellem rørene 9 og 10.

Takket være den metalliske kontakt mellem rørene på hele vejen fra tilførselsrøret til fraledningsrøret, dannes der spiralformede kanaler 13 for radiatorvandet mellem beholderens centrum og dens omkreds. Ra-25 diatorvandet tvinges derfor gennem disse kanaler mellem rørene og tilbagelægger således en lige så lang vej i varmeveksleren som medierne i rørene, forudsat, at indløbet 11 og udløbet 12 ligger henholdsvis i centrum og ved periferien.

30

Denne egenskab er en følge af den type af sammenvikling af rørene, som anvendes i batteriet. Viklingsskemaet fremgår af fig. 2. Fra rørene 5 og 7 i den respektive kreds udgår skiftevis enderne af rørene 9 4 1S0256 og 10, så at hvert andet rør 9 eller 10 højst tilhører den ene kreds og de andre rør den anden kreds.

Takket være sammenpresningen af stablen og gavlenes direkte tilslutning til de yderste viklingslag elimi-5 neres nødvendigheden af en såkaldt ledeblikplade mellem vindingerne, hvad der betyder en besparelse. Sammenpresningen af stablen har også den fordel, at hver vinding trykker mod den tilgrænsende vinding og de yderste lag mod gavlene, hvorfor vindingerne støtter 10 hinanden og derved holdes på plads uden hjælpemidler.

Batteriet og dermed varmeveksleren får en kompakt opbygning, der tillader en enkel installation.

Fra et varmeøkonomisk synspunkt er det en fordel at 15 opvarme hver en af sekundæi— og tertiærsiderne til den ønskede siuttemperatur direkte i varmeveksleren, da det betyder tab, når temperaturen i en kreds først sættes op til en vis høj værdi og man derefter foi— mindsker temperaturændringen ved blanding. Ved aftap-20 ning af radiatorvandet et lille stykke inde i batteriet opnås en sådan egenskab. Radiatorvandet tvinges derfor gennem spiral kanal er 13 modstrøms strømningen i rørene 9, så gennemstrømningen begynder ved tilløbet 11 og går mod en samlekanal eller et fælles rør 25 14, hvor alle kanalerne 13 ender og et rør 15 leder vandet ud af beholderen til et modtagende forbrugssted. Samlekanalen 14 afbryder kanalerne 13, som derfor forkortes i forhold til rørene 9 og 10. Et yderligere stykkeaf kanalerne findes tilbage uden for 30 samlingskanalen, men deltager ikke i strømningen. En sådan forkortelse er i visse tilfælde en fordel, når man ønsker at styre varmevekslingen til sekundær- eller tertiærkredsen. F.eks. kan det være et ønske at opvarme det varme brugsvand til en højere temperatur 5

15025S

end radiatorvandet. Idet primærviklingens første varmeste del alene udnyttes til opvarmning af varmt brugsvand, kan man opnå en højere temperatur i dette vand end i det tilfælde, hvor sekundæi— og tertiærsi-5 derne forløber parallelt hele vejen langs primærviklingen. Aftapningen gennem røret 15 medfører, at radiatorvandet får rigtig siuttemperatur direkte i varmeveksleren, og at en blanding i en shuntventil kun undtagelsesvis bliver nødvendig.

10 I en variant af den ovenfor omtalte udførelsesform har radiatorvandet et tilløb 16.» som udmunder i en tilførselskanal eller fælles rør 17, hvor kanalerne 13 begynder et lille stykke inde i batteriet regnet 15 fra centrum. Ved en sådan anordning muliggøres en underkøling af primsrkred5en i det tilfælde, at denne udgør en kondensator i en varmepumpe. På den sidste del af viklingen, hvor hovedparten af freonet allerede er kondenseret, men det stadig indeholder en brug-20 bar varmemængde, overføres varme til det varme brugsvand, som her har en lav temperatur. I den varmeste del af primærkredsen overføres varme til det varme brugsvand ved høj temperatur, hvilket bidrager til, at dette får den rigtige siuttemperatur.

25

Den beskrevne og viste udførelse angiver et eksempel på, hvorledes opfindelsen kan realiseres. Andre udførelsesformer og også mulige, f.eks· kan det varme brugsvand i eksemplet betragtes som tertiærmedium og 30 radiatorvandet som sekundærmedium, men også andre medier kan indgå i de nævnte kredse.