NL8100588A

NL8100588A - HEAT-SUPPLYING SYSTEM.

Info

Publication number: NL8100588A
Application number: NL8100588A
Authority: NL
Original assignee: Wavin Bv
Priority date: 1981-02-06
Filing date: 1981-02-06
Publication date: 1982-09-01
Also published as: JPS57148191A

Description

. · -*· i -1-. - - * i -1-

Korte aanduiding; Warmteleverend systeem.Short indication; Heat supply system.

Door Aanvraagster wordt als uitvinder genoemd Cristian Larsen te Gjern, Denemarken.The Applicant mentions as inventor Cristian Larsen in Gjern, Denmark.

De uitvinding heeft betrekking op een warmteleverend systeem met een warmteuitwisselaar omvattende een eerste kringloop waarin een transportpomp met een warmteopnemend element is opgenomen, alsmede een van de eerste gescheiden tweede kringloop voor het afgeven 5 van in de warmteuitwisselaar uit de eerste kringloop opaenomen warmte.The invention relates to a heat-supplying system with a heat exchanger comprising a first circuit in which a transport pump with a heat-absorbing element is included, as well as a separate circuit from the first separated circuit for delivering heat absorbed in the heat exchanger from the first circuit.

Een dergelijk warmteleverend systeem, ook wel warmtepomp genoemd, is bekend. Dergelijke warmteleverende systemen worden toegepast voor het produceren van warm water in woningen. De voor de verwarming van het water benodigde warmte wordt aan de omgevingslucht 10 onttrokken door middel van een radiator waarlangs men met behulp van een ventilator lucht blaast, terwijl door de radiator met behulp van een transportpomp een warmteopnemend medium getransporteerd wordt.Such a heat supply system, also known as a heat pump, is known. Such heat-supplying systems are used for producing hot water in homes. The heat required for heating the water is extracted from the ambient air 10 by means of a radiator through which air is blown by means of a fan, while a heat-absorbing medium is transported through the radiator by means of a transport pump.

De door het warmteopnemend medium opgenomen warmte wordt in een warmteuitwisselaar afgegeven aan een tweede kringloop, waarin bij-15 voorbeeld Freon getransporteerd wordt. Deze tweede kringloop omvat een compressor, een condensor, en een smoororgaan. In de condensor wordt warmte door het warmtetransporterende medium, bijvoorbeeld Freon, afgegeven aan het te verwarmen water.The heat absorbed by the heat-absorbing medium is delivered in a heat exchanger to a second cycle, in which, for example, Freon is transported. This second circuit includes a compressor, a condenser, and a choke. In the condenser, heat is transferred by the heat transporting medium, for example Freon, to the water to be heated.

Een dergelijk warmteleverend systeem heeft het nadeel dat 20 veel energie verloren gaat door het gebruik van een ventilator, waardoor de specifieke warmteopbrengst van het warmteleverend systeem dat wil zeggen de nattige warmteopbrengst, gedeeld door de toe te voeren mechanische energie betrekkelijk laag is. Bovendien zijn de investeringskosten hoog vanwege de gebruikte dure metalen radiator 25 welke metalen radiatoren bovendien afgeschermd moeten worden tegen weersinvloeden.Such a heat supply system has the drawback that a lot of energy is lost by the use of a fan, so that the specific heat yield of the heat supply system, ie the wet heat yield, divided by the mechanical energy to be supplied, is relatively low. Moreover, the investment costs are high because of the expensive metal radiator 25 used, which metal radiators must moreover be shielded from the weather.

De uitvinding beoogt nu een warmteleverend systeem te verschaffen waarbij een aanzienlijk hogere specifieke warmteopbrengst verkregen kan worden tegen lage investeringskosten.The object of the invention is now to provide a heat supply system in which a considerably higher specific heat yield can be obtained at low investment costs.

30 Dit oogmerk wordt volgens de uitvinding bereikt doordat het 81 0 0 58 8 _ * * -2- warmteopnemend element bestaat uit een kunststofelement met buisvormige doorgangen in de vorm van kanalen, alsmede een op de kanalen aangesloten vloeistoftoevoerkamer en een op de kanalen aangesloten vloestofafvoerkamer.This object is achieved according to the invention in that the 81 0 0 58 8 _ * * -2- heat-absorbing element consists of a plastic element with tubular passages in the form of channels, as well as a liquid supply chamber connected to the channels and a liquid discharge chamber connected to the channels. .

5 Door gebruik van kunststof voor het warmteopnemende element kan men belangrijke investeringskosten besparen, terwijl bij betrekkelijk dunwandige elementen deze elementen, bijvoorbeeld in de vorm van panelen gemakkelijk aangepast kunnen worden aan een voor het installeren van het element te gebruiken oppervlak.· 10 Een dergelijk warmteopnemend element heeft bovendien het grote voordeel, dat een aan het warmteopnemend element via de vloeistoftoe-voerkamer toegevoerd medium optimaal warmte uit de omgeving kan opnemen, afhankelijk van de stroomsnelheid van de lucht en de vochtigheidsgraad van de lucht, en anderzijds bij zonnestraling, het warmte-15 opnemend element ook als zonnecollector dienst kan doen, waardoor een optimaal warmterendement verkregen wordt.By using plastic for the heat-absorbing element, one can save important investment costs, while with relatively thin-walled elements these elements, for instance in the form of panels, can easily be adapted to a surface to be used for installing the element. · 10 Such a heat-absorbing element The element also has the great advantage that a medium supplied to the heat-absorbing element via the liquid supply chamber can optimally absorb heat from the environment, depending on the flow velocity of the air and the humidity level of the air, and on the other hand in the case of solar radiation, the heat The recording element can also serve as a solar collector, whereby an optimum heat efficiency is obtained.

Met bijzonder voordeel bestaat het warmteopnemende element uit een buisvormig element omvattende een binnenwand en een buitenwand, waartussen zich scheidingsschotten bevinden onder vorming van in 20 langsrichting verlopende kanalen als buisvormige doorgangen.The heat-absorbing element particularly advantageously consists of a tubular element comprising an inner wall and an outer wall, between which there are partitions to form longitudinal channels as tubular passages.

Een dergelijk warmteopnemend element heeft het grote voordeel dat een optimaal warmterendement verkregen kan worden door de stroming van omgevingslucht door de binnenzijde van het buisvormig element en inwerking van zonnestraling op de buitenzijde van het buis-25 vormig element.Such a heat-absorbing element has the great advantage that an optimal heat efficiency can be obtained by the flow of ambient air through the inside of the tubular element and the effect of solar radiation on the outside of the tube-shaped element.

Bij toepassing van een dergelijk buisvormig element verkrijgt men een optimale verhouding tussen het warmteuitwisselend oppervlak van het warmteuitwisselende element in vergelijking met het ingenomen oppervlak, terwijl men bovendien zeer gemakkelijk de buisvormige 30 doorgangen kan aansluiten op een mediumtoevoerkanaal, resp. medium-afvoerkanaal.When such a tubular element is used, an optimum ratio is obtained between the heat-exchanging surface of the heat-exchanging element compared to the occupied surface, while it is moreover very easy to connect the tubular passages to a medium supply channel, respectively. medium drain.

Met bijzonder voordeel monden alle kanalen uit in een toevoer-kamer en alle kanalen in een afvoerkamer, welke toevoerkamer en af- 81 0 0 58 8 * -Ά -3- voerkamer zich elk nabij een einde van het buisvormig element bevinden, welk buisvormig element aan de kopse sijden afgesloten is.With particular advantage, all channels open into a supply chamber and all channels into a discharge chamber, which supply chamber and discharge chamber are each located near one end of the tubular element, which tubular element at the end cutting.

Met bijzonder voordeel zijn de toevoerkamer of afvoerkamer gevormd door een overschuifbuisdeel voorzien van een toevoer of afvoer 5 welk overschuifbuisdeel afdichtend samenwerkt met een buitenwand van een buisvormig element en waarbij ter plaatse van een toevoerkamer resp. afvoerkamer de tussen kanalen en toevoer- en afvoerkamer aanwezige wanddelen verwijderd zijn.The supply chamber or discharge chamber are particularly advantageously formed by a sliding tube part provided with a feed or discharge 5, which sliding tube part cooperates sealingly with an outer wall of a tubular element and wherein, at the location of a feeding chamber resp. drain chamber the wall parts between channels and supply and discharge chamber are removed.

Een andere voordelige uitvoeringsvorm onderscheidt zich door-10 dat het buisvormig element aan één einde van een open verbinding tussen de kanalen voorzien is en de afvoerkamer resp* toevoerkamer tegenover elkaar gelegen zijn, waarbij een deel van de kanalen uit-•Riondt in een toevoerkamer en een ander deel in de afvoerkamer.Another advantageous embodiment is distinguished by the fact that the tubular element is provided at one end with an open connection between the channels and the discharge chamber or supply chamber are situated opposite each other, with part of the channels exiting in a supply chamber and another part in the drain chamber.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van een 15 uitvoeringsvoorbeeld met behulp van de tekening, waarinThe invention will now be elucidated on the basis of an exemplary embodiment with the aid of the drawing, in which

Fig. 1 schematisch een warmteleverend systeem volgens de uitvinding weergeeft;Fig. 1 schematically represents a heat supply system according to the invention;

Fig. 2 een doorsnede van een bruikbaar warmteopnemend element; - Fig. 3 een langsdoorsnede van een ander warmte-opnemend ele-20 ment; - Fig. 4 een dwarsdoorsnede volgens de lijn IV-IV; - Fig. 5 een dwarsdoorsnede volgens de lijn V-V; - Fig. 6 een variant van een warmte-opnemend element;Fig. 2 a section of a useful heat-absorbing element; Fig. 3 is a longitudinal section of another heat-absorbing element; Fig. 4 is a cross section taken on the line IV-IV; Fig. 5 is a cross-section along the line V-V; Fig. 6 a variant of a heat-absorbing element;

Fig. 7 een andere variant van een warmte-opnemend element en 25 - fig. 8 een doorsnede volgens de lijn VIII-VIII.Fig. 7 is another variant of a heat-absorbing element and FIG. 8 is a section according to line VIII-VIII.

In fig. 1 is een warmteleverend systeem weergegeven, omvattende een warmteuitwisselaar 5, aangesloten op een tweede kringloop 1, omvattende een compressor 2, voor het comprimeren van de door de tweede kringloop 1 getransponeerd Freon, een daarop volgende condensor 3 / 30 voor het condenseren van Freon, onder afgifte van warmte aan bijvoorbeeld uit een vat 28 getransporteerd water en een smoororgaan 4. In de warmteuitwisselaar 5 wordt in de verdamper in de vorm van verdam-pingsspiraal 5a het Freon weer verdampt.Fig. 1 shows a heat supply system, comprising a heat exchanger 5, connected to a second circuit 1, comprising a compressor 2, for compressing the Freon transposed by the second circuit 1, a subsequent condenser 3/30 for condensing from Freon, with heat being supplied to, for example, water transported from a vessel 28 and a throttle member 4. In the heat exchanger 5, the Freon is evaporated again in the evaporator in the form of an evaporation coil 5a.

8 1 0 0 58 8 * * -4-8 1 0 0 58 8 * * -4-

Voor het verdampen van het Freon in de verdampingsspiraal 5a, is de warmte-uitwisselaar 5 voorzien van een eerste kringloop 8, omvattende een transportpomp 9 en een warmteopnemend element 7.For the evaporation of the Freon in the evaporation coil 5a, the heat exchanger 5 is provided with a first circuit 8, comprising a transport pump 9 and a heat-absorbing element 7.

Fig. 2 toont een eerste uitvoeringsvorm van een vlak kunststof- 5 element 7 voor het opnemen van warmte. Dit element omvat kanalen Π die begrensd worden door een paneel buitenwand 13' en een paneel binnenwand 12' die uitmonden in een mediumtoevoerkanaal 17 en een mediumafvoerkanaal 18. .Fig. 2 shows a first embodiment of a flat plastic element 7 for absorbing heat. This element comprises channels Π which are bounded by an outer wall panel 13 'and an inner wall panel 12' opening into a medium supply channel 17 and a medium discharge channel 18..

yopnemendyincluding

In de figuren 3 tot 5 is een buisvormig warmte-element 10 weer-10 gegeven, omvattende een binnenwand 12 en een buitenwand 13, waartussen zich scheidingsschotten 22 bevinden onder vorming van in langsrichting doorlopende kanalen 11. De scheidingsschotten 22 vormen doelmatig een geheel met de binnen- en buitenwand.Figures 3 to 5 show a tubular heating element 10, comprising an inner wall 12 and an outer wall 13, between which partitions 22 are formed to form longitudinal channels 11. The partitions 22 expediently form a whole with the inner and outer wall.

Voor het bereiken van een goed transport van vloeistof door de 15 kanalen 11, kan buis 10 aan zijn.uiteinde, d.w.z. de kopse zijden 20 van de kanalen afgesloten worden door dichtdrukken van de kanalen onder vorming van afschuiningen 21. Voor het transport van warmteopnemend medium is een vloeistoftoevoer 19 aanwezig die uitmondt in een vloeistoftoevoerkamer 17, gevormd door een overschuifbuisdeel 14, 20 dat door middel van afdichtringen 16 ter weerszijden van de kamer afdichtend samenwerkt met de buitenzijde 13 van buisvormig element 10.In order to achieve a good transport of liquid through the channels 11, tube 10 can be closed at its end, ie the ends 20 of the channels by pressing the channels closed to form chamfers 21. For the transport of heat-absorbing medium a liquid supply 19 is provided, which opens into a liquid supply chamber 17, formed by a sliding tube part 14, 20 which cooperates sealingly with the outside 13 of tubular element 10 on either side of the chamber by means of sealing rings 16.

Voor het laten uitmonden van de kanalen 11 in de vloeistoftoevoerkamer 17 is de buitenwand 13 ter plaatse van de vloeistoftoevoerkamer 17 verwijderd.To allow the channels 11 to flow into the liquid supply chamber 17, the outer wall 13 is removed at the location of the liquid supply chamber 17.

25 Anderzijds is aan het andere einde van de kunststofbuis 10 een vloeistofafvoerkamer 18 gevormd door middel van een ander overschuifbuisdeel 15, dat eveneens via afdichtringen 16 afdichtend samenwerkt met de buitenzijde 13 van kunststofbuis 10.On the other hand, at the other end of the plastic pipe 10, a liquid discharge chamber 18 is formed by means of another sliding pipe part 15, which also co-acts sealingly with the outside 13 of plastic pipe 10 via sealing rings 16.

Ook hier is weer een gedeelte van de buitenwand 13 verwijderd 30 om de kanalen 11 vrij te laten uitmonden in genoemde vloeistofafvoerkamer 18.Here again, a part of the outer wall 13 has been removed to allow the channels 11 to open freely in said liquid discharge chamber 18.

Tijdens het doorstromen van de kanalen 11 neemt een warmteop-nemende vloeistof in de vorm van water met een vriespuntverlagend middel, zoals glycol, warmte op. Deze warmte kan geleverd worden 8 1 0 0 58 8 Ί -5- % » door omgevingslucht, maar vanzelfsprekend zal ook zonnestraling warmte afgeven, waardoor het genoemde warmteopnemend element in de vorm van buisvormig element 10 als zonnecollector werkzaam is.During the flow-through of the channels 11, a heat-absorbing liquid in the form of water with a freezing point-lowering agent, such as glycol, absorbs heat. This heat can be supplied by ambient air, but solar radiation will of course also emit heat, so that the said heat-absorbing element in the form of tubular element 10 acts as a solar collector.

In de uitvoeringsvorm volgens fig. 3 is buisvormig element 10 5 voorzien van een rondlopend vloeistoftoevoerkanaal 17 en een rondlopend vloeistofafvoerkanaal 10, doch het zal duidelijk zijn, dat ook andere uitvoeringsvormen mogelijk zijn.In the embodiment according to Fig. 3, tubular element 10 is provided with a circumferential liquid supply channel 17 and a circumferential liquid discharge channel 10, but it will be clear that other embodiments are also possible.

Zo kan men volgens fig. 6 gebruik maken van inschuifbuisdelen 14a, 15a, welke aan de binnenzijde van de kunststofbuis 10 aangebracht 10 worden onder afdichtend samenwerken met de binnenwand 12. Vanzelfsprekend zullen hierbij de kanalen in de vloeistofkamers 17a en 18a uitmonden door wegnemen van een deel van de binnenwand 12 van de kunst-stofbuis 10.Thus, according to Fig. 6, use can be made of slide-in tube parts 14a, 15a, which are fitted on the inside of the plastic tube 10, while sealingly cooperating with the inner wall 12. Naturally, the channels will open into the liquid chambers 17a and 18a by removing a part of the inner wall 12 of the plastic pipe 10.

In fig. 7 en 8 is een nog andere uitvoeringsvorm weergegeven, 15 waarbij warmteopnemende vloeistof door bijvoorbeeld de helft van de kanalen vanaf kamer 17 naar het andere einde van buisdeel 10 stroomt en vervolgens door de andere helft van de kanalen 11 terugstroomt naar de afvoer 20.Figures 7 and 8 show yet another embodiment, wherein heat-absorbing liquid flows through, for example, half of the channels from chamber 17 to the other end of pipe section 10 and then flows back through the other half of the channels 11 to the drain 20. .

In dit geval werkt men met een ring 14, welke gescheiden is in 20 twee afzonderlijke ringdelen 14a en 14b met kamerscheidingswanden in de vorm van uitstekende nokken 24 en 25 die een deel van de kanalen 11 afdekken en tevens de scheiding tussen de gescheiden afvoerkamer en toevoerkamer waarborgen.In this case one works with a ring 14, which is separated into two separate ring parts 14a and 14b with chamber dividing walls in the form of protruding cams 24 and 25 covering part of the channels 11 and also the separation between the separated discharge chamber and supply chamber. safeguards.

In deze uitvoeringsvorm zijn de kanalen 11 aan een einde open 25 en monden uit in een afdekkap 26 die een open verbinding in de vorm van kamer 27 verschaft voor de doorvoer van warmteopnemende vloeistof uit de kanalen 11 die in verbinding staan met toevoerkamer 17 naar de kanalen 11 die in verbinding staan met de afvoerkamer 18.In this embodiment, the channels 11 are open at one end 25 and open into a cover 26 which provides an open connection in the form of chamber 27 for the passage of heat-absorbing liquid from the channels 11 communicating with feed chamber 17 to the channels 11 communicating with the drain chamber 18.

Bij een proef met een buis volgens fig. 3 met een lengte van 30 300 cm. werd een specifieke warmteopbrengst gevonden van 3,76 en rekening houdende met de circulatiepomp 9.In a test with a tube according to Fig. 3 with a length of 300 cm. a specific heat output of 3.76 was found, taking into account the circulation pump 9.

Het aan vat 28 toegevoerde te verwarmen water had een begintemperatuur van 14°C en het verkregen water bezat een temperatuur van 46°. De verkregen hoeveelheid warm water bedroeg 22,2 1/h.The water to be heated to vessel 28 had an initial temperature of 14 ° C and the resulting water had a temperature of 46 °. The amount of warm water obtained was 22.2 l / h.

81 0 0 58 8 -6-81 0 0 58 8 -6-

» V»V

Het verbruik ααη energie bedroeg voor de waterpomp 220W/h.The consumption ααη energy for the water pump was 220W / h.

De in het bovenstaande voorbeeld gebruikte buis 10 bezat een buitendiameter van 160 mm, een binnendiameter van 151 mm en een gemiddelde diamëer van de honderddertig langskanalen van 2,7 mm.The tube 10 used in the above example had an outer diameter of 160 mm, an inner diameter of 151 mm and an average diameter of the one hundred and thirty longitudinal channels of 2.7 mm.

8 1 0 0 58 88 1 0 0 58 8

Claims

1. A heat supply system with a heat exchanger, comprising a first circuit, in which a transport pump and a heat-absorbing element are included, and a second cycle separated from the first, for delivering heat contained in the heat exchanger from the first circuit, characterized in that the heat absorbing element (7, 7a) consists of a plastic element with a plurality of adjacent tubular passages (11, 11a), as well as a fluid supply chamber (17) connected to the channels and a fluid discharge chamber (18) connected to the channels.

Heat supplying system according to claim 1, characterized in that the heat-absorbing element consists of a tubular element (10) comprising an inner wall (12j and an outer wall (13) between which partitions (22) are formed to form longitudinal channels (11) as tubular passages.

Heat supply system according to claim 2, characterized in that channels (11) are closed on at least one end face (23) and at their ends at least a part of the channels opens into a supply chamber (17) and at least another part of the channels open into a discharge chamber (18).

Heat supply system according to claim 2 or 3, characterized in that all channels (11) open into a supply chamber (17) and all channels (11) open into a discharge chamber (18, said supply chamber (17) and discharge chamber (18) are each near one end of the tubular member.

Heat supply system according to claims 2 to 4, characterized in that at the location of a supply chamber (17) and discharge chamber (18) the wall parts present between channels (11) and supply and discharge chamber (17, 18) are removed.

Heat supply system according to one or more of claims 2 to 5, characterized in that a discharge chamber (18) or supply chamber (17) is formed by a sliding tube part (14 and 15, respectively) provided with 8 1 0 0 58 8 -S- inlet or outlet, which slip tube part (14, respectively 15) interacts sealingly with the outer wall (12) of tubular element (10), preferably using sealing rings.

Heat supply system according to claims 2 to 6, characterized in that a discharge chamber (18) or supply chamber (17) is formed by a slide-in section (14a, 15a,) provided with a supply or discharge, which slide-in section (14a, 15a) sealingly cooperates with the inner wall (12) of the tubular element (10), preferably using sealing rings.

Heat supply system according to one or more of Claims 2 to 7, characterized in that the tubular element (10) is provided at one end with a connection (27) between the channels (11) and the discharge chamber (18) or. supply chamber (17) are located opposite one another, part of the channels opening into supply chamber (17) and another part into discharge chamber (18).

Heat supply system according to claim 8, characterized in that the discharge chamber (18) and supply chamber (17) are formed by a tube part cooperating sealingly with a wall of the tubular element and the discharge chamber (18) and supply chamber (17) are separated from each other by room dividers (24, 25).

Heat supply system according to one or more of the preceding claims, characterized in that the heat-absorbing element consists of a thermoplastic plastic.

11. Heat supply system according to one or more of the preceding claims, characterized in that the separators form one whole with the outer wall (13) and the inner wall (12) of the element. 81 0 0 58 8