SE422624B - Vermevexlaraggregat med reducerad forekomst av luftfickor - Google Patents

Description

7-805239-6 ' z vatten har man hittills även haft svårigheter att tfllfredsställande förankra rör- systemet, så att detta ej flyter upp till ytan. Ändamålet med föreliggande uppfinning är främst att åstadkomma ett värmeväxlaraggre- gat av ovan i ingressen angett slag, som är särskilt luftficksfattigt och där även övriga ovannämnda nackdelar elimineras eller avsevärt reduceras.

Detta ändamål ernås genom att värmeväxlaraggregatet enligt uppfinningen erhållit de i patentkrav 1 angivna kännetecknen.

Genom utformningen av värmeväxlaraggregatet enligt uppfinningen erhålls en avsevärd reducering av uppkomsten av luftfickor i värmeväxlaraggregatets rörsystem och sam- tidigt en effektiv eliminering av eventuellt bildade luftfickor. Övriga fördelar med uppfinningen framgår av den efterföljande detaljbeskrívningen.

Uppfinningen kommer närmare att beskrivas nedan under hänvisning till bifogad ritning, som visar en utföringsform av uppfinningen.

Fig. 1 visar ett förenklat blockschema över en värmepumpsanläggning med ett värme- växlaraggregat enligt uppfinningen. Fig. 2 och 3 visar en vertikal vy framifrån respektive från sidan av det i värmuväxlaraggregatet ingående rörsystemet. Fig. 4 visar ett vertikalt snitt genom värmeväxlaraggregatets fördelare och uppsamlare.

I fíg. 1 betecknar l en anordning för cirkulation av ett värmeutväxlingsmedium, t ex en vätska med nedsatt fryspunkt,genom ett i en sjö förankrat rörsystem 2. (Anord- ningen 1 kan vara av konventionell beskaffenhet och visas därför ej närmare.) Sjö- vattnets temperatur kan vara ca +2°C, medan vätskan med nedsatt fryspunkt t ex kan ha temperaturen -400.

Systemet 2 innefattar en långsträckt välskefñrdclnre i form av en tub 3 och en lång- sträckt vätskeuppsamlare i form av en med röret 3 parallell tub 4. Mellan tuberna 3 och 4 är ett antal värmeväxlarrör 5 anslutna. Värmeväxlarrören 5 är företrädesvis av den principiella typ som visas och beskrivs i vårt samtidigt sökta patent nr 7305240-4 , avseende "värmeväxlare med ett huvudrör omgivet av vatten".

Vätskan med nedsatt fryspunkt tillförs under tryck genom tuben 3, varefter vätskan strömar genom rören 5, såsom pilarna visar, varigenom värme upptas av vätskan, så att dennas temperatur stiger till ca +l°C vid inträdet i tuben 4. Den sålunda utvunna värmen tillvaratas av anordningen 1 på konventionellt sätt, varigenom temperaturen hos vätskan, som lämnar anordningen l, åter sjunker till ca -4°C. 7805239-6 körsystemet 2 visas närmare i detalj i fig. 2 och 33'Rörsystemet är nedsänkt i en sjö under vattenytan 6. Vätskefördelaren 3 och vätskeuppsamlaren 4 har här vardera formen av en tub av plast, aluminium eller annat lämpligt material, som i båda ändarna är utformad med ett hus 7 för en flnttörmekanism, som närmare beskrivs nedan i samband med fig. 4. Tuberna 3 och ß är anordnade rakt över varandra och förbundna med varandra medelst stag 8.

Tuben 3 är i ena änden försedd med en anslutning 9 för tillförsel av ett värmeut- växlingsmedium i form av en vätska med nedsatt fryspuukt. På liknande sätt är tuben Å i ena änden försedd med en anslutning lü för bortförsel av värmeutväxlingsmediet.

Värmeväxlarrören 5, se fig. 3, har vardera formen av en i huvudsak V~formig slinga med skänklar 5a ovh Sh. Skänkeln Sa bildar en nedströmsdel och skänkeln Sb en upp- strömsdel. Slingans spets 5c når sjöbotten ll, där den är förankrad medelst lämpliga förankríngsorgan 12.

Enligt en annan, ej visad, utföringsform av uppfinningen befinner sig spetsen Se på mindre djup än tuben 4 men på större djup än tuben 3. Därvid bildar båda skänklarna 5a och Sb nedströmsdelar.

Det är även tänkbart att anordna tuberna 3 och 4 på samma dju . Det är ävenså tänk~ P bart att låta slingorna 5 ha annan form än V-form.

Det i fig. 2 och 3 visade värmeväxlaraggregatet innefattar två grupper om vardera fem rörslingnr 5, nämligen en grupp på varje sida av tuherna 3 och 4. Det är dovk underförstått att grupperna i praktiken dels kan vara flera än två, dels kan inne* hålla ett godtyckligt antal slingor. Grupperna av rörslingor 5 kan vara symmetriskt eller osymmetrískt anordnade på ömse sidor av Lubernn.

Tuberna 3 och 4 är vardera, såsom ovan antytts, i sina båda ändar försedd med ett hus 7, se fig. 4, innehållande en konventionell flnttörmekanism 13. Från varje flottörmekanism 13 leder ett, lämpligen av plastslangar bestående rörsystem 14 ut till ytterluften. Rörsystemet 14 innefattar en rörledning 14a i varje tub 3 respek~ tive 4, en rörledning lâb mellan varje ílottörmekanísm och respektive tuhs rörled- ning l4a, en rörledning l4c som förbinder rörledningarna l4a med varandra, och en rörledning l4d som förbinder tubens 4 rörledning láa med ytterluften via ett ej visat kontrollrum, där kontroll av avluftningsautomatiken kan ske.

Luft som inkommer i tuberna 3 och 4 eller i värmeväxlarrören 5 samlas i husen 7.

Genom flottörmekanismerna 13 strömmar luften däreftergenonnrörsystemet 14 ut i fria 7805239-6 luften. Då vätskenivån i husen 7 stiger upp till flottörmekanismen och stänger denna, är avluftningen slutförd. Det bör observeras att denna avluftning sker automatiskt såväl vid fyllning av vätskesystemet som vid drift av anläggningen.

Rörsystemet 14 är inneslutet i ruberna 3 och 4, varför avluftningen ej påverkas av föroreningar och is runt tuberna 3 och 4 och värmeväxlarrören 5. Avluftníngssystemet 14 blir ej heller utsatt för igenfrysningar och mekaniska skador. 1 Utloppsledningen l4d är dragen genom tubens 4 utlopp, där värmeutväxlingsmediet hålle en temperatur över OOC. Härigenom förhindras att luftledningen 14d fryser igen p g a kondens.

Ledningarna 14 kan även användas för felsökning för att upptäcka och lokalisera ' läckage hos rörsystemet 3-5 och hos tilledningar. Felsökningen tillgår så, att man från kontrollrumet matar avluftningsledningarna 14 med tryckluft. Om trycket i ledningarna sjunker matar man avluftningsledningarna med tryckluft tills luft strömmar ut ur läckan och anger var denna är. Vid isbelagt vatten kommer den ut- strömmande luften att dra med sig plusgradígt sjövatten och smälta isen ovanför läckan. Man kan sedan med ledning av detta åtgärda läckan. Värmeväxlaraggregatets utformning gör att man vid felsökning ej pressar ut onödigt stor mängd fryspunkts- nedsatt vätska i sjön.

Värmeväxlaraggregatet enligt föreliggande uppfinning kan hopmonteras på land. Det läggs därefter i vattnet där det flyter på ytan. Aggregatet bogseras på plats och ansluts till befintliga tilledningar och luftningsledningar. Rörslingorna 5 mellan tuberna 3 och 4 förankras därefter en och en i sjöbotten så att tuberna flyter på lagom nivå under vattenytan. Aggregatet fylls successivt med vätska för att möjlig- göra nedsänkning av tuberna. Aggregatets utformning gör att all luft samlas i tuber- nas avluftningsutrymmen 7, som automatiskt avluftas i takt med vätskeuppfyllningen, såsom antytts tidigare.

För att få vätskeströmning och cirkulation runt aggregatet kan detta förses med speciell anordning som kontinuerligt dels förflyttar aggregatet uppåt/nedåt och i axiell led inom ramen för vad aggregatets förankring tillåter, dels åstadkommer vätskeströmning förbi aggregatet. Detta förfarande kan naturligtvis kompletteras eller ersättas med luft- eller vattenpumpning för att på vanligt sätt åstadkomma vattencirkulation runt aggregatet. Fördelen med den förstnämnda metoden är att en billig kompressor med låg kapacitet och energiförbrukning kan utnyttjas för att åstadkoma vattencirkulationen.

Aggregatct kan utformas så att man får en optimal anläggning oberoende av vattendjup, 7805239-6 vattenhastigheter och temperaturer. Vid extremt grunda vattendrag drivs rörslingurna ned i bottnen till önskat djup.

Uppfinningen är ej begränsad till de visade och beskrivna utföríngsformerna, utan ett stort antal modifikationer därav är tänkbara inom ramen för efterföljande patentkrav.

Claims (7)

7sos239-6 ¿ Patentkrav

1. l. Värmeväxlaraggregat med reducerad förekomst av luftfickor, innefattande ett rörsystem omgivet av vatten, varifrån värme skall överföras till ett rörsystemet genomströmmandu värmeutväxlingsmudíum, varvid rörsystemet innefattar en värmeut- växlingsmediefördelare (3), en värmeutväxliugsmedieuppsamlare (4) och ett antal värmeväxlarrör (5) anslutna mellan fördelaren och uppsamlaren, och varvid pump- organ (1) är anordnade att leda mediet under tryck till fördelaren, varigenom mediet bringas att strömma genom värmeväxlarrören till uppsamlaren och därifrån åter till pumporganen, k ä n n e t e c k n a t av att varje värmeväxlarrör (5) innefattar både en nedströms- (Sa) och en uppströmsdel (Sh).

2. Aggregat enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att fördelaren (3) och uppsamlaren (4) är anordnade på olika djup i vattnet.

3. Aggregat enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att fördelaren (3) och uppsamlaren (4) är anordnade på samma djup i vattnet.

4. Aggregat enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att fördelaren (3) och uppsamlaren (4) vardera utgörs av en i huvudsak horisontellt orienterad tub.

5. Aggregat enligt något av föregående krav, varvid rörsystemet är nedsänkt i en sjö eller dylikt, k ä n n e L e c k n a t av att varje värmeväxlarrör (5) har formen av en rörslinga, och att åtminstone en sådan rörslinga sträcker sig djupare i sjön än fördelaren (3) och uppsamlaren (4).

6. Aggregat enligt något av föregående krav, varvid rörsystemet är nedsänkt i en sjö eller dylikt, k ä n n e t e c k n a t av att åtminsone ett av värmeväxlar- rören (5) är förankrat på stranden eller botten av sjön.

7. Aggregat enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att fördelaren (3) och uppsamlaren (4) innefattar organ (7, 13) för att uppsamla befintlig luft i rörsystemet, och att avluftuingsledningar (14) är anordnade att leda luften från sistnämnda organ till ytterluften. ÅNFURDA PUBLIKATIONER: Schweiz 224 584, 225 953, 247 948