NL2010008A

NL2010008A - HEAT EXCHANGER WITH STORAGE MEDIA AND CLIMATE DEVICE.

Info

Publication number: NL2010008A
Application number: NL2010008A
Authority: NL
Inventors: Ller Martin M
Original assignee: Weiss Klimatechnik Gmbh
Priority date: 2011-12-30
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2013-07-03
Also published as: GB201222694D0; NL2010008C2; DE202011052548U1; GB2498850A

Description

Warmtewisselaar met opslagmedium evenals klimaatinrichting.Heat exchanger with storage medium as well as climate control.

De uitvinding heeft betrekking op een warmtewisselaar met een van paraffine voorzien opslagmedium, omvattende een met een oplaadkringloop evenals koelkringloop verbindbare oplaadwarmtewisselaar evenals een met een ontlaadkringloop evenals waterkringloop verbindbare ontlaadwarmtewisselaar evenals op een klimaatinrichting, omvattende een als koelmiddelkringloop uitgevoerde primaire oplaadkringloop, die middels een van een opslagmedium voorziene warmtewisselaar met een secundaire ontlaadkringloop is gekoppeld.The invention relates to a heat exchanger with a storage medium provided with paraffin, comprising a charging heat exchanger connectable to a charging circuit as well as cooling circuit, as well as a discharging heat exchanger connectable to a discharge circuit and to a water circuit, and to a climate device comprising a primary charging circuit designed as a coolant circuit. heat exchanger provided with a storage medium is coupled to a secondary discharge circuit.

Een warmtewisselaar met een opslagmedium is geopenbaard in DE-27 41 829 A1. De warmtewisselaar is uitgevoerd als latente warmteaccumulator met uit paraffine bestaand opslagmedium en omvat een opslaghouder met houderwanden, een opslagmedium, een ventilatiepijp en twee spiraalbuizen, die het opslagmedium geleiden. Eén van de spiraalbuizen staat bijvoorbeeld met een zonnecollector in verbinding, terwijl de andere spiraalbuis gebruikswater voor een verwarming of douche-inrichting zal leveren.A heat exchanger with a storage medium is disclosed in DE-27 41 829 A1. The heat exchanger is designed as a latent heat accumulator with paraffin-containing storage medium and comprises a storage container with container walls, a storage medium, a ventilation pipe and two spiral tubes that guide the storage medium. For example, one of the spiral tubes is in communication with a solar collector, while the other spiral tube will provide utility water for a heating or shower device.

In de warmtewisselaarhouder bevinden zich kunststof omkapselde delen. Deze bestaan uit paraffine en een kunststoffilm of een laklaag. De met een kunststoffilm ommantelde paraffinedelen vormen het warmteopslagmedium, waarbij de ruimte tussen de omkapselde paraffinedelen met een vloeistof, bijvoorbeeld water is opgevuld.Plastic encapsulated parts are located in the heat exchanger holder. These consist of paraffin and a plastic film or a layer of lacquer. The paraffin parts coated with a plastic film form the heat storage medium, the space between the encapsulated paraffin parts being filled with a liquid, for example water.

EP-2 177 255 A1 openbaart een koeldroger, in het bijzonder een persluchtkoeldroger voor het drogen van een gasvormig fluïdium en afkoelen van het gasvormig fluïdium door inzetten van een koelfluïdium. De koeldroger omvat een hogedruk fluïdium-koelmiddel-warmtewisselaar, waarin indirect of direct een afkoeling van het gasvormige fluïdium wordt bereikt met een in een hoofdkringloop gevoerd koelfluïdium evenals één of meerdere koel-middelverdichters voor werking van de hoofdkringloop evenals een koudeopslag, met een opslagzijdige warmtewisselaar, die een opslagoplaadfluïdium aan een koudeopslagmedium koppelt, waarbij hogedruk fluïdium-koelmiddel-warmtewisselaar en koudeopslag middels een ontlaadkringloop voor een opslagoplaadfluïdium in fluïdiumverbinding staan of in fluïdiumverbinding kunnen worden gebracht.EP 2 177 255 A1 discloses a cooling dryer, in particular a compressed air cooling dryer for drying a gaseous fluid and cooling the gaseous fluid by using a cooling fluid. The cooling dryer comprises a high-pressure fluid-coolant heat exchanger, in which a cooling of the gaseous fluid is indirectly or directly achieved with a cooling fluid fed into a main circuit as well as one or more coolant compressors for operation of the main circuit as well as a cold storage, with a storage-side heat exchanger which couples a storage charging fluid to a cold storage medium, wherein high-pressure fluid-coolant heat exchanger and cold storage are in fluid communication or can be brought into fluid communication via a discharge circuit for a storage charging fluid.

Hiervan uitgaand heeft de voorliggende uitvinding als opgave, een warmtewisselaar evenals een klimaatinrichting volgens de stand der techniek zodanig verder te ontwikkelen, dat hun rendement wordt verbeterd.Starting from this, the present invention has the task of further developing a heat exchanger as well as a climate device according to the state of the art such that their efficiency is improved.

Dit doel wordt onder andere bereikt door de uitvinding bereikt, doordat de warmtewisselaar en de ontlaadwarmtewisselaar als warmtewisselaarpakket in gekruiste tegenstroomuitvoering zijn voorzien, waarbij het warmtewisselaarpakket in een houder is voorzien en met het als gietmassa uitgevoerde opslagmedium zodanig is ingegoten, dat het warmtewisselaarpakket in het opslagmedium is ingebed. Hierdoor wordt een hoger rendement bereikt.This object is achieved, inter alia, by the invention in that the heat exchanger and the discharge heat exchanger are provided as a cross-flow version as a heat exchanger package. is embedded. This results in a higher return.

De oplaadwarmteaccumulator is bij voorkeur uitgevoerd als een verdamper van de koelkringloop voor het koelen van het opslagmedium en de ontlaadwarmtewisselaar is bij voorkeur als waterkoeler van de secundairzijdige waterkringloop uitgevoerd.The charging heat accumulator is preferably designed as an evaporator of the cooling circuit for cooling the storage medium and the discharging heat exchanger is preferably designed as a water cooler for the secondary water circuit.

Bij voorkeur zijn de oplaadwarmtewisselaar evenals de ontlaadwarmtewisselaar ieder voorzien van buisleidingtrengen, die in gekruiste tegenstroomuitvoering met elkaar zijn genesteld.Preferably, the charging heat exchanger as well as the discharging heat exchanger are each provided with pipeline trusses that are nested with each other in a cross-flow version.

Een voorkeursuitvoeringsvorm wordt gekenmerkt doordat de oplaadwarmtewisselaar evenals de ontlaadwarmtewisselaar ieder zijn voorzien van zich in de lengterichting van de houder uitstrekkende buisleidingen, die aan de voorkant ieder via bogen worden omgeleid en waarvan de einden respectievelijk met een inlaat en een uitlaat zijn verbonden.A preferred embodiment is characterized in that the charging heat exchanger, as well as the discharging heat exchanger, are each provided with pipes extending in the longitudinal direction of the container, each of which is bypassed at the front through arcs and the ends of which are respectively connected to an inlet and an outlet.

Om verbeterde koppeling van de warmtewisselaar te verkrijgen, zijn de buisleidingen van het warmtewisselaarpakket ieder in meerdere, bij voorkeur vier vlakken gerangschikt, waarbij binnen een vlak buisleidingen van de oplaadwarmtewisselaar en de buisleidingen van de ontlaadwarmtewisselaar naast elkaar en/of boven elkaar zijn gerangschikt.In order to obtain improved coupling of the heat exchanger, the pipes of the heat exchanger package are each arranged in a plurality of, preferably four, planes, with pipes of the charging heat exchanger and the pipes of the discharge heat exchanger being arranged side by side and / or one above the other within a plane.

Verder is er in voorzien, dat dwars op de buisleidingen lamellen zijn voorzien.Furthermore, it is provided that slats are provided transversely to the pipelines.

De lamellen vormen een lamellenpakket, waarbij een afstand A tussen twee naast elkaar gelegen lamellen in het gebied ligt van 5 mm < A < 10 mm, bij voorkeur A = 8 mm bedraagt, en waarbij de lamellen zich bij voorkeur uitstrekken over de volledige lengte van het warmtewisselaarpakket.The slats form a slat package, wherein a distance A between two adjacent slats is in the range of 5 mm <A <10 mm, preferably A = 8 mm, and wherein the slats preferably extend over the full length of the heat exchanger package.

Volgens een verdere voorkeursuitvoeringsvorm is er in voorzien, dat de ontlaadkringloop een waterkringloop is, omvattende een in een duiker-hogedrukkamer voorziene luchtkoeler, een pomp, een driewegventiel evenals een als waterkoeler uitgevoerde ontlaadwarmtewisselaar, waarbij bij voorkeur een uitgang van de waterkoeler met een ingang van het driewegventiel en een koudwater aansluiting van de luchtkoeler is verbonden, waarbij een warmwater uitgang van de luchtkoeler met een ingang van de pomp en een uitgang van de pomp met een ingang van het ventiel is verbonden en dat een uitgang van het ventiel met een ingang van de waterkoeler is verbonden.According to a further preferred embodiment, it is provided that the discharge circuit is a water circuit, comprising an air cooler provided in a diver's high-pressure chamber, a pump, a three-way valve and a discharge heat exchanger designed as a water cooler, wherein preferably an outlet of the water cooler with an input of the three-way valve and a cold water connection of the air cooler are connected, a hot water output of the air cooler being connected to an input of the pump and an output of the pump to an input of the valve and an output of the valve to an input of the water cooler is connected.

Om een energievoorziening van de secundaire kringloop bij uitvallen van de primaire kringloop te waarborgen, is er in voorzien, dat de waterkringloop over een noodstroomaggregaat met elektrische energie beschikt.In order to guarantee an energy supply for the secondary circuit in the event of failure of the primary circuit, it is provided that the water circuit has an emergency power unit with electrical energy.

In de warmtewisselaar is bij voorkeur een thermostaat voorzien, bij voorkeur een mechanische hogedrukgasvoeler, waarmee de koelkringloop bij een bepaalde temperatuur uitschakelbaar is.A thermostat is preferably provided in the heat exchanger, preferably a mechanical high-pressure gas sensor, with which the cooling circuit can be switched off at a certain temperature.

Een bijzondere goede warmteoverdracht wordt bereikt, wanneer de oplaadwarmtewisselaar, de ontlaadwarmtewisselaar en/of de lamellen uit koper of aluminium zijn uitgevoerd of koper of aluminium omvatten.Particularly good heat transfer is achieved when the charging heat exchanger, the discharging heat exchanger and / or the slats are made of copper or aluminum or comprise copper or aluminum.

Verder ziet de uitvinding ook op een klimaatinrichting, omvattende een als koelmiddel-kringloop uitgevoerde primaire oplaadkringloop, die middels een een opslagmedium omvattende warmtewisselaar met een secundaire ontlaadkringloop is gekoppeld.The invention also relates to a climate device, comprising a primary charging circuit designed as a coolant circuit, which is coupled to a secondary discharge circuit by means of a heat exchanger comprising a storage medium.

Deze wordt daardoor gekenmerkt, dat de warmtewisselaar als bufferopslag is uitgevoerd en losneembaar met de oplaadkringloop is verbonden, dat de ontlaadkringloop een in het opslagmedium van de warmtewisselaar ingebedde waterkoeler, een luchtkoeler voor het koelen van een aggregaat evenals een pomp en een ventiel omvat, waarbij de luchtkoeler, de pomp evenals het ventiel met een noodstroomvoorziening zijn verbonden, zodat de waterkringloop naar afkoppelen van de warmtewisselaar van de koelkringloop autonoom kan functioneren.This is characterized in that the heat exchanger is designed as a buffer storage and is detachably connected to the charging circuit, that the discharge circuit comprises a water cooler embedded in the storage medium of the heat exchanger, an air cooler for cooling an aggregate as well as a pump and a valve, wherein the air cooler, the pump and the valve are connected to an emergency power supply, so that the water circuit to disconnect the heat exchanger from the cooling circuit can function autonomously.

Bij voorkeur is het ventiel als driewegventiel uitgevoerd, waarbij een ingang van het ventiel met een uitgang van de pomp, een uitgang van de pomp met een ingang van de waterkoeler en een uitgang van het ventiel met een uitgang van de waterkoeler en een koudwater aansluiting van de luchtkoeler is verbonden.The valve is preferably designed as a three-way valve, an input of the valve with an output of the pump, an output of the pump with an input of the water cooler and an output of the valve with an output of the water cooler and a cold water connection of the air cooler is connected.

Verdere uitvoeringen, voordelen en kenmerken van de uitvinding blijken niet slechts uit de conclusies, de daarin opgenomen kenmerken, op zich en/of in combinatie, maar ook uit de navolgende beschrijving van de tekening en de daarin getoonde uitvoeringsvoorbeelden.Further embodiments, advantages and features of the invention appear not only from the claims, the features included therein, per se and / or in combination, but also from the following description of the drawing and the exemplary embodiments shown therein.

Hierin toont:It shows:

Fig. 1 een schematische afbeelding van een klimaatinrichting met een van een opslagmedium voorziene warmtewisselaar,FIG. 1 a schematic representation of a climate device with a heat exchanger provided with a storage medium,

Fig. 2 een perspectivische afbeelding van een eerste uitvoeringsvorm van een warmtewisselaarpakket van de warmtewisselaar,FIG. 2 is a perspective view of a first embodiment of a heat exchanger package of the heat exchanger,

Fig. 3 een schematisch zijaanzicht van het warmtewisselaarpakket,FIG. 3 a schematic side view of the heat exchanger package,

Fig. 4a), b), c) een zij-, voor- en achteraanzicht van een tweede uitvoeringsvoorbeeld van een warmtewisselaarpakket van de warmtewisselaar en Fig. 5a), b) schematische zijaanzichten van het warmtewisselaarpakket.FIG. 4a), b), c) a side, front and rear view of a second exemplary embodiment of a heat exchanger package of the heat exchanger and FIG. 5a), b) schematic side views of the heat exchanger package.

Fig. 1 toont schematisch een klimaatinrichting 10, omvattende een als koelmiddelkringloop 12 uitgevoerde primaire oplaadkringloop, die middels een warmtewisselaar 14 met een als waterkringloop uitgevoerde secundaire ontlaadkringloop 16 is gekoppeld.FIG. 1 schematically shows a climate apparatus 10, comprising a primary charging circuit designed as a coolant circuit 12, which is coupled by means of a heat exchanger 14 to a secondary discharge circuit 16 designed as a water circuit.

De koelmiddelkringloop 12 omvat een verdichter 18, die een koelmiddel in een condensor 20 pompt. De condensor 20 is met een collector 22 verbonden, die middels een ventiel 24 met een droger 26 is verbonden. De droger 26 is middels een kijkglas 28 met een thermosstatisch injectorventiel 30 verbonden, via welke het koelmiddel in een in de warmtewisselaar 14 ingebedde, als verdamper 32 uitgevoerde oplaadwarmtewisselaar wordt geïnjecteerd.The refrigerant circuit 12 comprises a compressor 18, which pumps a refrigerant into a condenser 20. The condenser 20 is connected to a collector 22, which is connected to a dryer 26 by means of a valve 24. The dryer 26 is connected by means of a sight glass 28 to a thermostatic injector valve 30, via which the coolant is injected into a charging heat exchanger embedded in the heat exchanger 14 and designed as evaporator 32.

De ontlaadkringloop 16 is in het afgebeelde uitvoeringsvoorbeeld als koelwaterkringloop uitgevoerd en omvat een koeler 34, die bijvoorbeeld in een duiker- hogedrukkamer is voorzien, om de binnenruimte te koelen, in het bijzonder deze op een constante temperatuur van ca. 29°C in te stellen. De koeler 34 omvat lamellen 36, die thermisch zijn gekoppeld met een koudwater leiding 38 en die in een met behulp van een ventilator 40 verkregen luchtstroom voor het koelen van de binnenruimte zijn voorzien.In the exemplary embodiment illustrated, the discharge circuit 16 is designed as a cooling water circuit and comprises a cooler 34, which is provided, for example, in a high-pressure diver chamber, for cooling the inner space, in particular for adjusting it to a constant temperature of approximately 29 ° C. . The cooler 34 comprises slats 36 which are thermally coupled to a cold water conduit 38 and which are provided with an air flow obtained with the aid of a fan 40 for cooling the inner space.

Een warmwater aansluiting van de koeler 34 is met een pomp 42 verbonden, die met een ingang A van een driewegventiel 44 is verbonden. Een uitgang AB van het driewegven-tiel 44 is met de ingang van een als waterkoeler 46 uitgevoerde ontlaadwarmtewisselaar verbonden, die in de warmtewisselaar 14 is ingebed. Een uitgang van de waterkoeler 46 is met een ingang B van het driewegventiel 44 evenals met de koudwater aansluiting van de koeler 40 verbonden. Het driewegventiel 44 wordt via een thermostaat 48 gestuurd, welke met een temperatuurvoeler 50 is verbonden, die de temperatuur van het water tussen de koeler 40 en de ingang van de pomp 42 vaststelt.A hot water connection of the cooler 34 is connected to a pump 42, which is connected to an input A of a three-way valve 44. An output AB of the three-way valve 44 is connected to the input of a discharge heat exchanger designed as a water cooler 46, which is embedded in the heat exchanger 14. An outlet of the water cooler 46 is connected to an inlet B of the three-way valve 44 as well as to the cold water connection of the cooler 40. The three-way valve 44 is controlled via a thermostat 48, which is connected to a temperature sensor 50, which determines the temperature of the water between the cooler 40 and the inlet of the pump 42.

De warmtewisselaar 14 is als een opslagbuffer uitgevoerd en omvat een opslagmedium 52 uit een paraffinemengsel. In het als gietmassa uitgevoerde opslagmedium 52 is zowel de verdamper 42 van de koelmiddelkringloop 12 alsook de waterkoeler 46 van de ont-laadkringloop 16 ingebed ingegoten.The heat exchanger 14 is designed as a storage buffer and comprises a storage medium 52 from a paraffin mixture. Both the evaporator 42 of the coolant circuit 12 and the water cooler 46 of the discharge circuit 16 are embedded in the storage medium 52 designed as casting material.

Het opslagmedium 52 wordt door de ingebedde verdamper 32 van de koelmiddelkringloop 12 met behulp van een halfhermetische verdichter en diens koelcomponenten op een gemiddelde temperatuur van ca. 2°C tot en met 4°C afgekoeld. De eveneens in het opslagmedium 52 ingebedde waterkoeler 46 staat voor het afkoelen van de ontlaadkringloop 16 ter beschikking. In de opslagruimte is een thermostaat voorzien, via welke de koelmiddelkringloop 12 wordt afgeschakeld, wanneer een bepaalde temperatuur bereikt wordt.The storage medium 52 is cooled by the embedded evaporator 32 of the coolant circuit 12 with the aid of a semi-thermal compressor and its cooling components at an average temperature of approximately 2 ° C to 4 ° C. The water cooler 46, also embedded in the storage medium 52, is available for cooling the discharge circuit 16. A thermostat is provided in the storage space, via which the coolant circuit 12 is switched off when a certain temperature is reached.

Tijdens normaal gebruik werkt het driewegventiel 44 als bypass, waarbij water via arm A-B wordt geleid. Zodra het water onder een vooraf bepaalde temperatuur komt, wordt het ventiel 44 zodanig aangestuurd, dat het water over de arm A-AB in de waterkoeler 46 wordt geleid en door het opslagmedium 52 wordt gekoeld.During normal use, the three-way valve 44 acts as a bypass, whereby water is conducted via arm A-B. As soon as the water falls below a predetermined temperature, the valve 44 is controlled in such a way that the water is guided over the arm A-AB into the water cooler 46 and cooled by the storage medium 52.

Fig. 2 toont zuiver schematisch een eerste uitvoeringsvorm van een in opslagmedium 52 ingebedde warmtewisselaarpakket 54 van warmtewisselaar 14. Bij dit warmtewisselaarpakket zijn de verdamper 32 en de waterkoeler 46 in gekruiste tegenstroomuitvoering voorzien. De verdamper 32 omvat twee buisstrengen 56, 58, die middels een ventiel 60 met een aanvoer 62 zijn verbonden. De buisstreng 58 omvat in de lengterichting van de warmtewisselaar 14 verlopende buisleidingen 64, 68, die aan het einde middels omleidbogen 66, 70, 74 zijn verbonden.FIG. 2 shows, purely schematically, a first embodiment of a heat exchanger package 54 of heat exchanger 14 embedded in storage medium 52. With this heat exchanger package, the evaporator 32 and the water cooler 46 are provided in a cross-countercurrent form. The evaporator 32 comprises two tube strings 56, 58, which are connected to a supply 62 by means of a valve 60. The pipe string 58 comprises pipes 64, 68 extending in the longitudinal direction of the heat exchanger 14, which pipes are connected at the end by means of diverting arcs 66, 70, 74.

Uitgaande van de boog 66 verloopt een terugloopleiding 68 richting een boog 70, die met een leiding 72 met een omleidboog 74 is verbonden, die aansluitend over een teruglei-ding 76 met een uitgang 78 voor het koelmiddel is verbonden.Starting from the arc 66, a return line 68 runs in the direction of an arc 70, which is connected to a line 72 with a bypass arc 74, which is subsequently connected via a return line 76 to an outlet 78 for the coolant.

De buisstreng 56 van de verdichter 32 omvat een buisleiding 80, die met een voorzijdige omleidboog 82 is verbonden, die middels een terugleiding 84 met een omleidboog 86 is verbonden, die wederom via een bisleiding 88 met een omleidboog 90 en een buisleiding 92 met de uitgang 78 is verbonden.The tubular string 56 of the compressor 32 comprises a pipeline 80, which is connected to a forward deflection arc 82, which is connected by means of a return conduit 84 to a deflection arc 86, which in turn is connected via a bis conduit 88 to a deflection arc 90 and a conduit 92 to the outlet 78 is connected.

De waterkoeler 46 komt overeen met de opbouw van de verdichter 32. De buisstren-gen van de waterkoeler 46 zijn volgens een gekruiste tegenstroomuitvoering met de buis-strengen van de verdichter 32 genesteld, zoals dit in Fig. 3 in een schematische afbeelding wordt getoond.The water cooler 46 corresponds to the structure of the compactor 32. The tube rises of the water cooler 46 are nested according to a cross-countercurrent design with the tube strands of the compactor 32, as shown in FIG. 3 is shown in a schematic image.

De enkele buisstrengen 56, 58 zijn in verschillende vlakken boven elkaar voorzien. Binnen een buisstreng 56, 58 vormen de buisleiding 64, 68 of 77, 78 verdere vlakken, die versprongen ten opzichte van elkaar liggen. Hierdoor wordt de gekruiste tegenstroomuitvoering gerealiseerd.The single tube strands 56, 58 are provided above each other in different planes. Within a pipe string 56, 58, the pipeline 64, 68 or 77, 78 form further planes that are staggered with respect to each other. In this way the crossed countercurrent version is realized.

Dwars op de bij voorkeur uit koper uitgevoerde buisleidingen zijn lamellen 94 voorzien, die bij voorkeur uit koper bestaan en thermisch verbonden zijn met de buisleidingen zoals geklemd of gelast. De lamellen 94 strekken zich uit in de lengterichting van het warmte-wisselaarpakket en vormen een lamellenblok.Slats 94 are provided transversely of the pipes preferably made of copper, which blades are preferably made of copper and are thermally connected to the pipes such as clamped or welded. The slats 94 extend in the longitudinal direction of the heat exchanger package and form a slat block.

Fig. 4a toont een zijaanzicht van een tweede uitvoeringsvorm van een warmtewisse-laarpakket 96 van de warmtewisselaar 14. Ook bij deze uitvoeringsvorm is een waterkoeler 98 tezamen met een verdamper 100 in het opslagmedium 52 van de warmtewisselaar 14 ingebed, waarbij de verdamper 100 tezamen met de waterkoeler 98 in een warmtewisselaar-pakket in gekruiste tegenstroomuitvoering is voorzien. De waterkoeler 98 omvat een water-aanvoer 102, evenals een waterafvoer 104. De wateraanvoer is met een verdeler 106 verbonden, van waaruit zich de buisleidingen 108, 110, 112 uitstrekken, die een vlak overspannen, dat parallel of in hoofdzaak parallel aan een bodemvlak van een behuizing van de warmtewisselaar 14 loopt. De buisleidingen worden aan een tegenover de verdeler 106 gelegen voorzijde 114 van de warmtewisselaar door buisbogen 116, 118, 120 omgeleid, daarna aan een voorzijde 122 opnieuw middels een buisboog 124, 126, 128 omgeleid en aansluitend middels buisbogen 130, 132, 134 terug richting een met de wateruitlaat 104 verbonden verdeler 136 geleid.FIG. 4a shows a side view of a second embodiment of a heat exchanger package 96 of the heat exchanger 14. In this embodiment too, a water cooler 98 together with an evaporator 100 is embedded in the storage medium 52 of the heat exchanger 14, the evaporator 100 together with the water cooler 98 is provided in a heat exchanger package in a cross-counter version. The water cooler 98 comprises a water supply 102, as well as a water drain 104. The water supply is connected to a distributor 106, from which extend the pipelines 108, 110, 112, which span a surface parallel or substantially parallel to a bottom surface. from a housing of the heat exchanger 14. The pipelines are diverted on a front side 114 of the heat exchanger opposite the distributor 106 through tube arches 116, 118, 120, then re-routed on a front side 122 by means of a tube arch 124, 126, 128 and subsequently back by means of tube arches 130, 132, 134 a distributor 136 connected to the water outlet 104.

De Fig. 4b) en c) tonen een afbeelding in doorsnede van de voorzijde 114 van warm-tewisselaarpakket 96. De koelmiddelverdamper 100 omvat een koelmiddelingang 138 evenals een koelmiddeluitgang 140, die met een verdeler 142 is verbonden, die aan de bo-demzijde is voorzien. Na de koelmiddelingang 138 volgt een verdeling over koelmiddelbuizen 144, 146, 148, die zich vanaf de voorzijde 114 richting de tegenover gelegen voorzijde 122 uitstrekken, daar middels omleidbogen 150, 152, 154 omgeleid, aan de voorzijde 114 nogmaals middels bogen 156, 158, 160 en aan de voorzijde 122 over bogen 162, 164, 166 worden omgeleid, zodat aansluitend de buiseinden 168, 170, 172 in de verdeler 142 eindigen.FIG. 4b) and c) show a cross-sectional view of the front side 114 of the heat exchanger package 96. The coolant evaporator 100 comprises a coolant inlet 138 as well as a coolant outlet 140 which is connected to a distributor 142 provided on the bottom side. After the coolant inlet 138 follows a distribution over coolant tubes 144, 146, 148, which extend from the front side 114 towards the opposite front side 122, where there are diverted by means of bypass bows 150, 152, 154, at the front side again by means of bows 156, 158, 160 and at the front 122 are diverted over arcs 162, 164, 166, so that subsequently the pipe ends 168, 170, 172 end up in the distributor 142.

Ook bij deze uitvoeringsvorm zijn zowel de verdamper 100 alsook de waterkoeler 98 uit koper vervaardigd, waarbij dwars op de buisleidingen lamellen 174 zijn voorzien, die op een afstand A in het gebied van 5 < A < 10 mm, bij voorkeur A=8 mm, zijn voorzien.In this embodiment too, both the evaporator 100 and the water cooler 98 are made of copper, with lamellae 174 being provided transversely to the pipelines, which blades are spaced at a distance A in the range of 5 <A <10 mm, preferably A = 8 mm, are provided.

De uitvinding onderscheidt zich doordat de verdamper 32, 100 tezamen met de waterkoeler 46, 98 volledig in het opslagmedium 52 is ingebed zoals ingegoten.The invention is distinguished by the fact that the evaporator 32, 100 together with the water cooler 46, 98 are completely embedded in the storage medium 52 as cast.

Het opslagmedium omvat een paraffinemengsel, omvattende een mengsel van verzadigde n-paraffine koolwaterstoffen uit aardolie. Het mengsel heeft een smeltgebied van 4°C tot en met 7°C, typischerwijs 6°C, en een stollingsgebied van 6°C tot en met 2°C, typischer wijs 6°C. De dichtheid (vast) bij -15°C bedraagt 0,88 kg/l en de dichtheid (vloeibaar) bij +15°C bedraagt 0,77 kg/l. Het paraffinemengsel heeft een warmtegeleidingscoëfficiënt van ca. 0,2 W/mk.The storage medium comprises a paraffin mixture comprising a mixture of saturated n-paraffin hydrocarbons from petroleum. The mixture has a melting range of 4 ° C to 7 ° C, typically 6 ° C, and a solidification range of 6 ° C to 2 ° C, typically 6 ° C. The density (solid) at -15 ° C is 0.88 kg / l and the density (liquid) at + 15 ° C is 0.77 kg / l. The paraffin mixture has a heat conductivity coefficient of approximately 0.2 W / mk.

Het opslagmedium 52 op paraffinebasis is een bijzonder mengsel met de eigenschap, zeer veel energie voor koelen beschikbaar te stellen. Afhankelijk van het mengsel, waarbij het smeltpunt instelbaar is, kan de energie bij verschillende temperaturen beschikbaar worden gesteld.The paraffin-based storage medium 52 is a special mixture with the property of making very much energy available for cooling. Depending on the mixture, where the melting point is adjustable, the energy can be made available at different temperatures.

De warmtewisselaar 14 omvat een houder 176 met bodem 178 en zijwanden 180, 182, 184, 186. De bodem 178 en de zijwanden 180 tot en met 186 zijn aan de binnenzijde bij voorkeur met isolatieplaten 188 geïsoleerd. In de houder 176 is het warmtewisselaarpakket 54, 96 voorzien.The heat exchanger 14 comprises a holder 176 with bottom 178 and side walls 180, 182, 184, 186. The bottom 178 and the side walls 180 to 186 are preferably insulated on the inside with insulating plates 188. The heat exchanger package 54, 96 is provided in the holder 176.

Voor het vervaardigen van de warmtewisselaar 14 wordt het vanaf ca. 10°C tot en met 12°C vloeibare paraffinemengsel in de bij voorkeur uit roestvrij staal vervaardigde houder 176 ingegoten, waarbij zowel de verdamper 32, 100 alsook de waterkoeler 46, 100 - totdat de in-en uitlaat 102, 104 of 138, 140 - volledig zijn ingegoten.For the production of the heat exchanger 14, the paraffin mixture liquid from approximately 10 ° C to 12 ° C is poured into the container 176 preferably made of stainless steel, wherein both the evaporator 32, 100 and the water cooler 46, 100 - until the inlet and outlet 102, 104 or 138, 140 - are completely cast.

Tijdens gebruik wordt vervolgens door de koelmiddelkringloop 12 het opslagmedium 52 - zoals hiervoor reeds verklaard - op een temperatuur in het gebied van 2°C tot en met 4°C afgekoeld en gestold. Tijdens instandhoudingswerking, d.w.z., dan wanneer bijv. de stroomvoorziening voor de koelkringloop 12 is uitgevallen, wordt de door de smeltenthalpie vrijgegeven energie gebruikt voor koeling van de waterkringloop 16. Dit proces vangt aan bij een temperatuur van het opslagmedium van ongeveer 10°C.During use, the storage medium 52 is then cooled and solidified at a temperature in the range of 2 ° C to 4 ° C through the coolant circuit 12. During maintenance operation, i.e., when, for example, the power supply for the cooling circuit 12 has failed, the energy released by the melt enthalpy is used for cooling the water circuit 16. This process starts at a temperature of the storage medium of approximately 10 ° C.

In het uitvoeringsvoorbeeld overeenkomstig Fig. 1 is de koelmiddelkringloop 12 voorzien van een vermogen, dat ten minste twee maal zo groot is, als het vermogen dat voor koelen van de warmtewisselaar 14 benodigd is; derhalve koelt de koelmiddelkringloop 12 zowel het opslagmedium 52 alsook de waterkringloop 16, d.w.z. het water voor koelen van de duiker-hogedrukkamer.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the coolant circuit 12 is provided with a power that is at least twice as large as the power required for cooling the heat exchanger 14; therefore, the refrigerant circuit 12 cools both the storage medium 52 and the water circuit 16, i.e., the water for cooling the diver high pressure chamber.

De in Fig. 1 afgebeelde klimaatinrichting kenmerkt zich daardoor, dat bijvoorbeeld bij uitval van de energievoorziening voor de koelmiddelkringloop 12 de koelenergie voor het koelen van het water van de secundaire kringloop 16 uit de op dat moment als opslagbuffer werkende warmtewisselaar 14 wordt gewonnen. Wanneer zich een duiker tijdens de uitval van de energievoorziening in de duiker-hogedrukkamer bevindt, kan de binnentemperatuur verder op een constante waarde van 29°C worden ingesteld, onafhankelijk van de buitentemperatuur. De pomp 42 en de beluchting 40 worden in dit geval middels een noodstroomaggregaat bedient. Daarnaast bestaat de mogelijkheid, de duiker-hogedrukkamer tezamen met de koelwaterkringloop 16 en de opslagbuffer 14 bijvoorbeeld vanaf een schip op een landtransportmiddel over te zetten, waarmee de duiker-hogedrukkamer tezamen met de duiker naar een specialistische kliniek getransporteerd kan worden, zonder dat de klimatisering van de binnenruimte van de duiker-hogedrukkamer uitvalt.The in FIG. The climate device illustrated in Figure 1 is characterized in that, for example, in the event of a power supply failure for the coolant circuit 12, the cooling energy for cooling the water of the secondary circuit 16 is recovered from the heat exchanger 14, which is currently operating as a storage buffer. If a diver is in the diver's high-pressure chamber during the power supply failure, the inside temperature can further be set to a constant value of 29 ° C, independent of the outside temperature. The pump 42 and the aeration 40 are operated in this case by an emergency power unit. In addition, it is possible to transfer the diver's high-pressure chamber together with the cooling water circuit 16 and the storage buffer 14, for example, from a ship to a land transport means, with which the diver's high-pressure chamber can be transported together with the diver to a specialist clinic, without the climate being of the interior of the diver's high-pressure chamber.

Claims

A heat exchanger (14) with storage medium (52) provided with paraffin, comprising a charging heat exchanger (32, 100) connectable to a charging circuit (12) as well as cooling circuit, as well as a discharging heat exchanger (46, 98) connectable to a discharge circuit (16) such as water circuit ), characterized in that the charging heat exchanger (21, 100) and the discharging heat exchanger (46, 98) are provided as a heat exchanger package (54, 96) in a cross-flow counter-design, that the heat exchanger package (54, 96) is provided in a holder (176) and is encapsulated with the storage medium (52) designed as casting material such that the heat exchanger package (54, 96) is embedded in the storage medium (52).

A heat exchanger according to claim 1, characterized in that the storage medium (52) is a paraffin mixture, preferably comprising saturated n-paraffin hydrocarbons from petroleum.

A heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that the storage medium (52) has a melting range between 4 to 7 ° C, preferably 6 ° C and a solidification range between 6 to 2 ° C, preferably 6 ° C has.

A heat exchanger according to one or more of the preceding claims, characterized in that the charging heat exchanger (32, 100) is designed as an evaporator of the cooling circuit (12) for cooling the storage medium (52).

A heat exchanger according to one or more of the preceding claims, characterized in that the discharge heat exchanger (46, 98) is designed as a water cooler of the secondary water circuit (16).

A heat exchanger according to one or more of the preceding claims, characterized in that the charging heat exchanger (32, 100) as well as the discharging heat exchanger (46, 98) are each provided with pipeline strands (58, 56; 108, 110, 112; 144, 146, 148), which are nestled together in a cross-flow version.

A heat exchanger according to one or more of the preceding claims, characterized in that the charge heat exchanger (32, 100) and the discharge heat exchanger (46, 98) are each provided with pipes (64) extending along a longitudinal direction of the holder (176) 68, 72, 78) which are diverted at the front by means of arcs (70, 86) and the ends of which are connected to an inlet (60, 138) and an outlet (78, 140).

A heat exchanger according to one or more of the preceding claims, characterized in that the pipes of the heat exchanger package (54, 96) are provided in a plurality of, preferably four, planes, with pipes of the charging heat exchanger and pipes of the discharging heat exchanger within one plane side by side are suitable.

A heat exchanger according to one or more of the preceding claims, characterized in that slats (94, 174) are provided transversely of the pipelines.

A heat exchanger according to one or more of the preceding claims, characterized in that the slats (94, 174) form a slat package, wherein a distance A between two adjacent slats is in the range of 5 mm <A <10 mm , preferably A = 8 mm, and wherein the slats preferably extend over the total length of the heat exchanger package (54, 96).

A heat exchanger according to one or more of the preceding claims, characterized in that the discharge circuit (16) is a water circuit, comprising an air cooler (40) arranged in a diver's high-pressure chamber, a pump (42), a three-way valve (44) as well as a discharge heat exchanger designed as a water cooler (46).

A heat exchanger according to one or more of the preceding claims, characterized in that an outlet of the water cooler (46) is connected to an inlet (B) of the three-way valve (44) and a cold water connection of the air cooler (40), wherein a hot water output of the air cooler (40) is connected to an input of the pump (42) and an output of the pump (42) to an input (A) of the valve (44) and that an output (AB) of the valve (44) is connected to an inlet of the water cooler (46).

A heat exchanger according to one or more of the preceding claims, characterized in that the water circuit is supplied with electrical energy by means of an emergency power unit.

A heat exchanger according to one or more of the preceding claims, characterized in that the valve (44) is connected to a thermostat (48) which is provided with a temperature sensor (50) which is located between the air cooler (40) and the pump input (42) is provided.

A heat exchanger according to one or more of the preceding claims, characterized in that a thermostat, preferably a mechanical high-pressure gas sensor, is provided in the heat exchanger (44), preferably in the storage medium (52), with which the cooling circuit (12) is added to a certain temperature can be switched off.

A heat exchanger according to one or more of the preceding claims, characterized in that the charging heat exchanger (32, 100) as well as the discharging heat exchanger (46, 98) and / or the slats (94, 174) are made of copper or copper.

A climate device (10), comprising a primary charging circuit (12) designed as a coolant circuit, which is coupled to a secondary discharge circuit (16) by means of a heat exchanger comprising a storage medium (52), characterized in that the heat exchanger (14) ) is designed as a buffer storage and is releasably connected to the charging circuit (12), that the discharge circuit (16) is a water cooler (46) embedded in the storage medium (52) of the heat exchanger (14), an air cooler (40) for cooling an aggregate as well as a pump (42) and a valve (44), wherein the air cooler (40) the pump (16) and the valve (44) are connected to an emergency power supply device, so that the water circuit (16) after disconnection from the heat exchanger (14) of the cooling circuit (12) can function autonomously.

A climate device according to claim 17, characterized in that the valve (44) is designed as a three-way valve, wherein an input (A) of the valve (44) with an output of the pump (42), an output (AB) of the pump is connected to an inlet of the water cooler (46) and an outlet (B) of the valve (44) to an outlet of the water cooler (46) and a cold water connection of the air cooler (40).

A climate device according to claim 17 or 18, characterized in that the three-way valve (44) is controlled by a thermostat (48).

A climate device according to one or more of claims 17 to 19, characterized in that a thermostat is provided in the storage medium (52) with which the cooling circuit (12) can be switched off when a certain temperature is reached.