SE440554B - HEAT EXCHANGER DEVICE WITH STORAGE SYSTEM - Google Patents

HEAT EXCHANGER DEVICE WITH STORAGE SYSTEM

Info

Publication number
SE440554B
SE440554B SE7807972A SE7807972A SE440554B SE 440554 B SE440554 B SE 440554B SE 7807972 A SE7807972 A SE 7807972A SE 7807972 A SE7807972 A SE 7807972A SE 440554 B SE440554 B SE 440554B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
heat
loop
heat exchanger
heat transfer
fluid
Prior art date
Application number
SE7807972A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE7807972L (en
Inventor
R D Rogers
J P Schafer
T E Brendel
D S Wilson
Original Assignee
Carrier Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US05/817,945 external-priority patent/US4167965A/en
Application filed by Carrier Corp filed Critical Carrier Corp
Publication of SE7807972L publication Critical patent/SE7807972L/en
Publication of SE440554B publication Critical patent/SE440554B/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/0008Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one medium being in heat conductive contact with the conduits for the other medium
    • F28D7/0016Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one medium being in heat conductive contact with the conduits for the other medium the conduits for one medium or the conduits for both media being bent
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/02Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
    • F24D11/0214Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system
    • F24D11/0221Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system combined with solar energy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00Heat pumps
    • F25B30/02Heat pumps of the compression type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/0408Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids
    • F28D1/0426Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to the large body of fluid, e.g. with interleaved units or with adjacent heat exchange units in common air flow or with units extending at an angle to each other or with units arranged around a central element
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/047Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • F28D1/0477Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits being bent in a serpentine or zig-zag
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/24Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
    • F28F1/32Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means having portions engaging further tubular elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2215/00Fins
    • F28F2215/02Arrangements of fins common to different heat exchange sections, the fins being in contact with different heat exchange media
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20Solar thermal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Description

15 25 so 40 2 7807972-0 behållare på fartyg finnas ombord för att tjäna såsom värmeöverförings- medel, men finnes kanske icke tillgängligt när behållaren flyttas till ett ställe utanför fartyget. 15 25 so 40 2 7807972-0 containers on ships are on board to serve as heat transfer means, but may not be available when the container is moved to a place outside the ship.

På samma sätt är det önskvärt vid många värmepumptillämpningar att kunna välja mellan värmeöverföring mellan ett första fluidum, exempelvis värmepumpens kylmedel, och ett andra fluidum, exempelvis den omgivande luften, mellan kylmedlet och ett värmeöverföringsfluidum från ett värmemagasin, eller mellan fluidet från värmemagasinet och den omgivande luften. Exempelvis är det ofta fördelaktigt vid kylning av ett rum att överföra värme från rummet till ett värmemagasin, där värmet kan lagras för senare användning. Om av någon anledning värme- magasinet icke kan ta emot tillräckligt mycket värme för adekvat kylning av rummet kan det vara fördelaktigt att överföra värme från rummet till kylmedlet hos en värmepump och att använda värmepumpen, såsom tidigare väl känt, för att förflytta värmet till utanför rummet.Similarly, in many heat pump applications it is desirable to be able to choose between heat transfer between a first fluid, for example the heat pump coolant, and a second fluid, for example the ambient air, between the coolant and a heat transfer fluid from a heat magazine, or between the fluid from the heat magazine and the surrounding the air. For example, when cooling a room, it is often advantageous to transfer heat from the room to a heat magazine, where the heat can be stored for later use. If for some reason the heat magazine cannot receive enough heat for adequate cooling of the room, it may be advantageous to transfer heat from the room to the coolant of a heat pump and to use the heat pump, as previously well known, to transfer the heat to outside the room. .

Dessutom kan det vara önskvärt, även om temperaturen i rummet är till- fredsställande, att överföra värme mellan värmemagasinet och den om- givande luften utanför rummet, varvid rummet förbikopplas för att sätta värmemagasinet istånd att fylla de blivande behoven av upp- värmning eller kylning av rummet.In addition, even if the temperature in the room is satisfactory, it may be desirable to transfer heat between the heating magazine and the ambient air outside the room, thereby bypassing the room to enable the heating magazine to meet the future needs of heating or cooling. the room.

T ovan beskrivna eller liknande situationer kan med uppfinningen ett flertal fördelar erhållas vid en värmeväxlare med ett flertal självständiga rörslingor eller system, vilka är kopplade till varandra och till den omgivande luften medelst en serie på inbördes avstånd belägna värmeledande flänsar eller plattor. Rörsystemen kan vara in- flätade i varandra eller anordnade i serie i banan för luftflödet kring plattorna, alltefter om vid den speciella värmeväxlaren värme överföres direkt mellan fluiderna i rörsystemen mellan luften och fluiderna i rörsystemen eller mellan fluiderna i rörsystemen med luft såsom intermediärt värmeöverföringsmedel. I en föredragen utförings- form består värmeväxlaren av två självständiga rörslingor som ter- miskt är förenade med varandra och med den omgivande luften medelst en serie med inbördes avstånd anordnade värmeledande flänsar eller plattor. Värmeväxlaren kan användas i ett kylsystem med kylmedel strömmande genom en slinga och vatten strömmande genom den andra slingan, så att värme kan överföras mellan vattnet och kylmedlet, mellan vattnet och den omgivande luften, och mellan kylmedlet och den omgivande luften. g Värmeväxlare kan även användas i ett värmeöverförings- och magasineringssystem, där ett första värmeöverföringsmedel såsom vatten 10 15 20 25 30 35 40 3 7807972-0 från ett värmemagasin, exempelvis en isolerad vattenbehållare, cirkule rar genom värmeväxlarens första rörformiga system, och ett andra värme överföringsmedel, såsom ett kylmedel hos en värmepump, cirkulerar ge- nom värmeväxlarens andra rörsystem. Värme kan överföras mellan de båda värmeöverföringsmedlen, och mellan det ena eller de båda av dessa mede och den omgivande luften. I en utföringsform befinner sig värmeväxlare med tre fluider utanför ett rum tillsammans med den yttre slingan hos värmepumpen, och i en andra utföringsform befinner sig värmeväxlaren med tre fluider inom rummet tillsammans med den inre slingan hos värme pumpen.With the invention described above or similar situations, a number of advantages can be obtained with the invention in a heat exchanger with a plurality of independent pipe loops or systems, which are connected to each other and to the ambient air by means of a series of mutually spaced thermally conductive flanges or plates. The pipe systems can be intertwined or arranged in series in the path of the air flow around the plates, depending on whether in the special heat exchanger heat is transferred directly between the fluids in the pipe systems between the air and the fluids in the pipe systems or between the fluids in the pipe systems with air as intermediate heat transfer medium. In a preferred embodiment, the heat exchanger consists of two independent pipe loops which are thermally connected to each other and to the ambient air by means of a series of mutually spaced heat-conducting flanges or plates. The heat exchanger can be used in a cooling system with coolant flowing through one loop and water flowing through the other loop, so that heat can be transferred between the water and the coolant, between the water and the ambient air, and between the coolant and the ambient air. g Heat exchangers can also be used in a heat transfer and storage system, where a first heat transfer means such as water from a heat reservoir, for example an insulated water container, circulates through the first tubular system of the heat exchanger, and a second heat transfer means, such as a coolant of a heat pump, circulate through the second pipe system of the heat exchanger. Heat can be transferred between the two heat transfer means, and between one or both of these means and the ambient air. In one embodiment, the heat exchanger with three fluids is located outside a room together with the outer loop of the heat pump, and in a second embodiment, the heat exchanger with three fluids is located inside the room together with the inner loop of the heat pump.

Uppfinningen kommer nedan att närmare beskrivas med hänvisning till de bifogade ritningarna. Fig. 1 är en perspektivvy av en värme- växlare med rörflänsar utförd enligt uppfinningen, varvid organ för luftens rörelse visas schematiskt. Fig. 2 är en schematisk vy av en anordning av rören i värmeväxlaren i fig. 1, varvid rören i ett rör- system visas såsom fyllda cirklar och rören hos det andra rörsystemet visas med öppna (ofyllda) cirklar. §ig¿_§ är en schematisk vy av en alternativ anordning av rören i värmeväxlaren som visas i fig. 1, var- vid rören i ett rörsystem visas såsom fyllda cirklar och rören hos det andra rörsystemet visas såsom öppna cirklar. Fia. 4 är en schema- tisk vy av en alternativ anordning av rören i värmeväxlaren enligt fig. 1, varvid rören i ett rörsystem visas såsom fyllda cirklar och rören hos det andra rörsystemet visas såsom öppna cirklar. Fig. 5 är en sprängvy i större skala av en del av värmeväzlaren enligt fig. 1. Eig. 6 är en schematisk vy av ett värmeöverförings- och magasineringssystem, vilket använder värmcväxlaren enligt fig. 1 kombinerad med den yttre slingan hos en värmepump. Fig. 7 är en sche- matisk vy av ett värmeöverförings- och magasineringssystem, vilket använder värmevëxlaren enligt fig. 1 kombinerad med den inre slingan hos en värmepump. Fig. 8 är en schematisk vy av den trefluidvärme- växlare som användes i systemen enligt fig. 6 och 7 och visar ström- ningsriktningen av fluiderna genom tvâ separata fluidkretsar hos värmeväxlaren när värme överföras från värmcmagasinet till värme- pumpen. Fig. 9 är en schematisk vy av den trefluidvärmeväxlare som användes i systemen enligt fig. 6 och 7 och visar strömningsrikt- ningen för fluiderna genom två separata fluidkretsar hos värmeväxla- ren när värme överföres från värmcpumpen till värmemagasinet.The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings. Fig. 1 is a perspective view of a heat exchanger with pipe flanges made according to the invention, wherein means for the movement of the air are shown schematically. Fig. 2 is a schematic view of an arrangement of the pipes in the heat exchanger of Fig. 1, the pipes in one pipe system being shown as filled circles and the pipes of the other pipe system being shown with open (unfilled) circles. Fig. 1 is a schematic view of an alternative arrangement of the pipes in the heat exchanger shown in Fig. 1, the pipes in one pipe system being shown as filled circles and the pipes of the other pipe system being shown as open circles. Fia. Fig. 4 is a schematic view of an alternative arrangement of the pipes in the heat exchanger according to Fig. 1, the pipes in one pipe system being shown as filled circles and the pipes of the other pipe system being shown as open circles. Fig. 5 is an exploded view on a larger scale of a part of the heat exchanger according to Fig. 1. Eig. Fig. 6 is a schematic view of a heat transfer and storage system using the heat exchanger of Fig. 1 combined with the outer loop of a heat pump. Fig. 7 is a schematic view of a heat transfer and storage system using the heat exchanger of Fig. 1 combined with the inner loop of a heat pump. Fig. 8 is a schematic view of the three-fluid heat exchanger used in the systems of Figs. 6 and 7 and shows the flow direction of the fluids through two separate fluid circuits of the heat exchanger when heat is transferred from the heat magazine to the heat pump. Fig. 9 is a schematic view of the three-fluid heat exchanger used in the systems of Figs. 6 and 7 and shows the flow direction of the fluids through two separate fluid circuits of the heat exchanger when heat is transferred from the heat pump to the heat reservoir.

Pig. 1 och 5 visar en värmeväxlare 2 enligt uppfinningen. Värme- växlare av denna typ kan användas varhelst luft eller gasformigt fluidum skall strömma över eller genom en serie rör innehållande ett 10 15 20 25 _30 35 40 7807972-o 4 fluidum vid en annan temperatur än.luftens, och värme skall överföras mellan fluidet och luften. Den visade värmeväxlaren har den ytterligare flexibiliteten att kunna överföra värme mellan tvâ fluider i rören, oberoende av om luft bringas att cirkulera genom värmeväxlaren eller ej.Pig. 1 and 5 show a heat exchanger 2 according to the invention. Heat exchangers of this type may be used wherever air or gaseous fluid is to flow over or through a series of tubes containing a fluid at a temperature other than that of the air, and heat is to be transferred between the fluid and the air. The heat exchanger shown has the additional flexibility of being able to transfer heat between two fluids in the pipes, regardless of whether air is caused to circulate through the heat exchanger or not.

Värmeväxlaren 2 innefattar ett par gavlar 10, vilkas avstånd bestämmas av den volym som erfordras för värmeöverföringen vid en given tillämpning. Gavlarna 10 och utrymmet mellan dessa bestämmer en bana för luftflödet genom värmeväxlaren. En fläkt 12 kan användas för att driva luft genom värmeväxlaren 2 i en med gavlarna 10 parallell riktning. Gavlarna 10 uppbär ett första rörsystem 14 som sträcker sig genom hål i gavlarna och genom utrymmet mellan gavlarna. Normalt är rören 14 anordnade i gavlarna 10 genom invalsning, så att fast grepp erhålles mellan rörens 14 yttervägg och hålväggarna i gaveln 10. En serie U-rör 16 förenar rören på gavlarnas 10 utsida, varigenom rören bildar en slingrande bana genom värmeväxlaren 2. En andra sats rör 18 uppbäres av gavlarna 10 på samma sätt som den första satsen rör 14.The heat exchanger 2 comprises a pair of ends 10, the distance of which is determined by the volume required for the heat transfer in a given application. The ends 10 and the space between them determine a path for the air flow through the heat exchanger. A fan 12 can be used to drive air through the heat exchanger 2 in a direction parallel to the ends 10. The ends 10 support a first pipe system 14 which extends through holes in the ends and through the space between the ends. Normally, the tubes 14 are arranged in the ends 10 by rolling, so that a firm grip is obtained between the outer wall of the tubes 14 and the hollow walls in the end 10. A series of U-tubes 16 joins the tubes on the outside of the ends 10, whereby the tubes form a tortuous path second set of tubes 18 is supported by the ends 10 in the same manner as the first set of tubes 14.

Rören 18 sträcker sig också genom rummet mellan gavlarna 10 och bildar tillsammans med rören 14 mönster såsom de som visas i fig. 2 och 3.The tubes 18 also extend through the space between the ends 10 and together with the tubes 14 form patterns such as those shown in Figs. 2 and 3.

Alternativt kan rören 18 vara anordnade på sidan om rören 14 såsom visas i fig. 4. U-krokar 20 förenar rören 18 på gavlarnas 10 utsida, så att de därigenom bildar en slingrande bana genom värmeväxlaren 2.Alternatively, the tubes 18 may be arranged on the side of the tubes 14 as shown in Fig. 4. U-hooks 20 join the tubes 18 on the outside of the ends 10, so that they thereby form a meandering path through the heat exchanger 2.

En serie värmeledande flänsar eller plattor 22 av metall eller annat lämpligt värmeledande material är anordnade på inbördes avstånd mellan gavlarna 10. Plattorna 22 uppbäres av rören 14 och 18 och är parallella med gavlarna 10, så att luft kan strömma över plattornas yta. Varje platta 22 har en serie hål för rören 14 och 18. När dessa rör införes i gavlarnas 10 hål genomgår de även motsvarande hål i 2 plattorna 22. Därefter fästes plattorna till rören med god värme- ledande kontakt för mekaniskt stöd och_värmeöverföring.A series of heat conducting flanges or plates 22 of metal or other suitable heat conducting material are arranged at a mutual distance between the ends 10. The plates 22 are supported by the tubes 14 and 18 and are parallel to the ends 10, so that air can flow over the surface of the plates. Each plate 22 has a series of holes for the tubes 14 and 18. When these tubes are inserted into the holes of the ends 10, they also go through the corresponding holes in the 2 plates 22. Then the plates are attached to the tubes with good heat conducting contact for mechanical support and heat transfer.

Vid drift inkommer ett första fluidum, exempelvis ett kylmedel, i rören 14 vid 24, strömmar fram och tillbaka genom rummet mellan gavlarna 10 och strömmar ut vid 26. Ett andra fluidum, exempelvis vatten, strömmar in i rören 18 vid 28, strömmar fram och tillbaka genom rummet mellan gavlarna 10 och strömmar ut vid 30. Läget för inloppen 24 och 28 samt utloppen 26 och 30 bestämmas av rörens anord- ning. Fluidum kan strömma från toppen till bottnen eller från bottnen till toppen, eller fluidet kan tillföras vid den ena sidan och föras bort vid den andra sidan. De värmeledande plattorna 22 kan överföra värme i ena eller andra riktningen mellan rören 14 och rören 18. 10 15 20 25 30 35 40 .7807972-0 Sålunda kan värme överföras från fluidet i rörsystemet 14 till fluidei i rörsystemet 18, eller i motsatt riktning, dvs. från fluidet i rören 18 till fluidet i rören 14. Om exempelvis hett kylmedel ledes genom rörsystemet 14 och kallt vatten genom rörsystemet 18, kommer värme att ledas från fluidet i rören 14 genom plattorna 22 till fluidet i rören 18. Plattorna 22 kan även överföra värme mellan rörsystemet 14 eller 18 och den omgivande luften. Om i det ovan nämnda exemplet kallvatten saknas kan fläkten 12 driva luft vid lägre temperatur än kylmedlet i rören 14 genom rummet mellan gavlarna 10 i kontakt med plattorna 22. Då överföres värmen från kylmedlet till luften genom plattorna 22. Vid detta driftsätt kan rören 18 vara overksamma eller kan de innehålla kallvatten för att medverka vid värmeöverföring från rören 14. De i fig. 2 och 3 visade röranordningarna lämpar sig speciellt bra för dessa alternativa arrangemang.In operation, a first fluid, for example a coolant, enters the tubes 14 at 24, flows back and forth through the space between the ends 10 and flows out at 26. A second fluid, for example water, flows into the tubes 18 at 28, flows forward and back through the space between the ends 10 and flows out at 30. The position of the inlets 24 and 28 and the outlets 26 and 30 is determined by the arrangement of the pipes. Fluid can flow from the top to the bottom or from the bottom to the top, or the fluid can be supplied at one side and carried away at the other side. The heat conducting plates 22 can transfer heat in one or the other direction between the pipes 14 and the pipes 18. Thus, heat can be transferred from the fluid in the pipe system 14 to fluid in the pipe system 18, or in the opposite direction. i.e. from the fluid in the tubes 18 to the fluid in the tubes 14. For example, if hot coolant is passed through the tubing 14 and cold water through the tubing 18, heat will be conducted from the fluid in the tubes 14 through the plates 22 to the fluid in the tubes 18. between the pipe system 14 or 18 and the ambient air. If in the above-mentioned example cold water is missing, the fan 12 can drive air at a lower temperature than the coolant in the pipes 14 through the space between the ends 10 in contact with the plates 22. Then the heat is transferred from the coolant to the air through the plates 22. In this mode the pipes 18 can be inactive or they may contain cold water to assist in heat transfer from the pipes 14. The pipe devices shown in Figs. 2 and 3 are particularly well suited for these alternative arrangements.

Vid tillämpningar där luft är det primära kylmedlet och vatten användes för att förbättra värmeöverföringen då lufttemperaturen är speciellt hög kan rörarrangemanget enligt fig. 4 användas. Först strönmar luften över den del av plattorna 22 som befinner sig i kon- takt med rörsystemet 18 som innehåller kallvatten. Värmet i luften överföras genom plattorna 22 till vattnet i rören lö, varigenom luftens temperatur sänkas. Därefter strömmar luften över den del av plattorna 22 som befinner sig i kontakt med rörsystemet 14 som innehåller kylmedel, och värmet från kylmedlet överföres till luften genom plattorna 22. Vid detta driftsätt överföras även värme direkt från rören 14 till rören 18 genom plattorna 22.In applications where air is the primary coolant and water is used to improve the heat transfer when the air temperature is particularly high, the pipe arrangement according to Fig. 4 can be used. First, the air flows over the part of the plates 22 which are in contact with the pipe system 18 which contains cold water. The heat in the air is transferred through the plates 22 to the water in the pipes, whereby the temperature of the air is lowered. Thereafter, the air flows over the part of the plates 22 which are in contact with the pipe system 14 containing coolant, and the heat from the coolant is transferred to the air through the plates 22. In this mode of operation, heat is also transferred directly from the pipes 14 to the pipes 18 through the plates 22.

Pig. 6 visar schematiskt ett första värmeöverförings- och lagringssystem enligt uppfinningen, som utnyttjar den ovan beskrivna värmeväxlaren 2 med tre fluider. Detta system innefattar en värme- pump 110 innehållande ett värmeöverföringsmedel såsom ett kylfluidum, och ett värmemagasin 150, såsom en isolerad vattenbehållare inne- hållande ett värmefluidum såsom vatten. Medan en föredragen utförings~ form av uppfinningen användes i kombination med en solfångare 160 kan andra värmekällor kombineras med värmeöverförings- och lagrings- systemet, eller kan det sistnämnda användas ensamt för att uppfylla de ändamål som beskrivits ovan och vinna de därmed förenade för- delarna.Pig. 6 schematically shows a first heat transfer and storage system according to the invention, which uses the heat exchanger 2 described above with three fluids. This system includes a heat pump 110 containing a heat transfer agent such as a cooling fluid, and a heat reservoir 150, such as an insulated water container containing a heat fluid such as water. While a preferred embodiment of the invention is used in combination with a solar collector 160, other heat sources may be combined with the heat transfer and storage system, or the latter may be used alone to fulfill the objects described above and gain the associated benefits.

Värmepumpen 110 innefattar en kompressor 112, en kylflödet om- kastande ventil 114, en reversibel expansionsventil 116, en inre slinga 132 som är anordnad i ett rum 130, en yttre slinga 14, fis. 5, 8 och 9, som uppbäres av värmeväxlaren 2 med tre fluider, och 10 15 20 25 .so 35 40 7ao7972+o ,~ 6 kylmedelsledningar 122, 124, l26 och 128. En vattenpump 151 befordrar vatten från vattenbehållaren 150 genom en ledning 152 till en vatten- slinga 18, fig. 5, 8 och 9, vilken är anordnad i värmeväxlaren 2.The heat pump 110 comprises a compressor 112, a cooling flow reversing valve 114, a reversible expansion valve 116, an inner loop 132 arranged in a space 130, an outer loop 14, fis. 5, 8 and 9, which are supported by the heat exchanger 2 with three fluids, and 10 6 20 25 40 7ao7972 + 0, ~ 6 coolant lines 122, 124, 1226 and 128. A water pump 151 carries water from the water tank 150 through a line 152 to a water loop 18, Figs. 5, 8 and 9, which is arranged in the heat exchanger 2.

Vattnet cirkulerar genom vattenslingan 18 och därefter tillbaka till vattenbehållaren 150 genom en återgångsledning 154. Den sistnämnda leder vattnet genom en solfångare 160. En shuntventil 156 och en shunt- ledning 158 är anordnade att leda vattnet tillbaka från vattenslingan 18 direkt till vattenbehållaren 150, när vattnet skall strömma förbi solfångaren 160. En fläkt 156 är anordnad att driva ytterluft över den inre slingan 132 hos värmepumpen 110, och en fläkt 146 driver ytterluft över värmeväxlarens 2 båda slingor 14 och 18, _Vid den i fig. 6 visade anordningen är värmeväxlaren 2 avsedd att arbeta med luft, vatten och kylmedel, och är såsom visat i fig. 5, 8 och 9 utförd med värmepumpens 110 yttre slinga 14 och vatten- slingan 18 inflätade i varandra. Den yttre slingan 14 uppbäres av och sträcker sig mellan gavlarna 10, och kylmedlet från värmepumpen 110 cirkulerar genom slingan 14 i båda riktningar såsom visas med streckade linjer i fig. 8 och 9. Riktningen för kylmedlets ström- ning bestämmes av värmepumpens 110 driftsätt. När värmepumpen 110 arbetar för uppvärmning, dvs. anrändes för att uppvarma rummet 150, strömmar kylmedlet genom slingan 14 såsom visat med streckade linjer i fig. 8. När värmepumpen 110 arbetar för kylning, dvs. användes för att kyla rummet 150, strömmar kylmedlet genom slingan 14 såsom visas med streckade linjer i fig. 9. Vattenslingan 18 sträcker sig mellan samma gavlar 10, och vatten från magasinet 150 strömmar genom slingan 18 i den riktning som visas med de heldragna linjerna i fig. 8 och 9. Var och en av slingorna 14 och 18 uppbäres av gavlarna 10 i alternerande vertikalplan och.uppbär ett flertal gemensamma plat- tor 22 över den längd av slingan som sträcker sig mellan gavlarna 10.The water circulates through the water loop 18 and then back to the water tank 150 through a return line 154. The latter leads the water through a solar collector 160. A shunt valve 156 and a shunt line 158 are arranged to direct the water back from the water loop 18 directly to the water tank 150, when the water should flow past the solar collector 160. A fan 156 is arranged to drive external air over the inner loop 132 of the heat pump 110, and a fan 146 drives external air over the two loops 14 and 18 of the heat exchanger 2. In the device shown in Fig. 6, the heat exchanger 2 is intended to work with air, water and coolant, and is as shown in Figs. 5, 8 and 9 made with the outer loop 14 of the heat pump 110 and the water loop 18 intertwined in each other. The outer loop 14 is supported by and extends between the ends 10, and the coolant from the heat pump 110 circulates through the loop 14 in both directions as shown in broken lines in Figs. 8 and 9. The direction of the coolant flow is determined by the mode of operation of the heat pump 110. When the heat pump 110 operates for heating, i.e. was used to heat the room 150, the coolant flows through the loop 14 as shown in broken lines in Fig. 8. When the heat pump 110 operates for cooling, i.e. used to cool the chamber 150, the coolant flows through the loop 14 as shown in broken lines in Fig. 9. The water loop 18 extends between the same ends 10, and water from the reservoir 150 flows through the loop 18 in the direction shown by the solid lines in Figs. 8 and 9. Each of the loops 14 and 18 is supported by the ends 10 in alternating vertical planes and supports a plurality of common plates 22 over the length of the loop extending between the ends 10.

Vid trefluidumvärmeväxlaren 2 kan värme överföras mellan de olika fluiderna som genomströmmar densamma. Sålunda kan genom driv- ning av värmepumpen 110 och vattenpumpen 151 och med fläkten 146 overk- sam, värme överföras mellan det värmepumpkylmedel som strömmar genom slingan 14 och det vatten som strömmar genom slingan 18. Genom drift av värmepumpen 110 och fläkten 146, medan vattenpumpen 151 får stå, överföras värme från värmepumpens kylmedel som strömmar genom slingan 14, till den omgivande luften. Genom drift av vattenpumpen 151 och fläkten 146, medan värmepumpen 110 förblir overksam, överföras värme från det vatten som passerar genom slingan 18 till den omgivande luften. 10 15 20 25 30 35 40 7 7ao79?2-0 Värme kan tillföras vattenbehållaren 150 och magasineras för senare behov, och detta kan ske på olika sätt. Sålunda kan vatten från vattenbehållaren 150, när vattenpumpen 151 arbetar, strömma genom och uppta värme från solfångaren 160 och strömma tillbaka till vattenbehållaren 150. När värmepumpen 110 arbetar för kylning, dvs. när den användes för att kyla rummet 130, och spillvärme från rummet 130 överföres medelst värmepumpen 110 från den inre slingan 132 till den yttre slingan 14, kan detta spillvärme överföras till vat- tenbehållaren 150 medelst vattenpumpen 151, som befordrar vatten från vattenbehållaren 150 genom vattenslingan 18. Vid passagen genom vattenslingan 18 kan vattnet uppta värme från det kylmedel som ström- mar genom den yttre slingan 14. Därefter återströmmar det uppvärmda vattnet till vattenbehållaren 150 antingen direkt eller genom sol- fångaren 160. På detta sätt kan spillvärme från rummet 130 bort- föras från detta och magasineras i behållaren 150 för senare bruk.At the three-fluid heat exchanger 2, heat can be transferred between the different fluids flowing through it. Thus, by operating the heat pump 110 and the water pump 151 and with the fan 146 inefficient, heat can be transferred between the heat pump coolant flowing through the loop 14 and the water flowing through the loop 18. By operating the heat pump 110 and the fan 146, while the water pump 151 is allowed to stand, heat is transferred from the heat pump coolant flowing through the loop 14, to the ambient air. By operating the water pump 151 and the fan 146, while the heat pump 110 remains inactive, heat is transferred from the water passing through the loop 18 to the ambient air. 10 15 20 25 30 35 40 7 7ao79? 2-0 Heat can be supplied to the water tank 150 and stored for later needs, and this can be done in different ways. Thus, when the water pump 151 is operating, water from the water tank 150 can flow through and absorb heat from the solar collector 160 and flow back to the water tank 150. When the heat pump 110 is operating for cooling, i.e. when used to cool the chamber 130, and waste heat from the chamber 130 is transferred by the heat pump 110 from the inner loop 132 to the outer loop 14, this waste heat can be transferred to the water tank 150 by the water pump 151, which carries water from the water tank 150 through the water loop 18. Upon passage through the water loop 18, the water can absorb heat from the coolant flowing through the outer loop 14. Thereafter, the heated water flows back to the water tank 150 either directly or through the solar collector 160. In this way, waste heat from the room 130 can be removed. carried from this and stored in the container 150 for later use.

För att bättre visa hur det i fig. 6 visade systemet arbetar skall det beskrivas både för uppvärmning och kylning av rummet 130.To better show how the system shown in Fig. 6 works, it will be described for both heating and cooling of the room 130.

För uppvärmning av rummet 130 får fläktarna 136 och 146 arbeta, och värmepumpen 110 får gå med uppvärmande driftsätt. I den yttre slingan 14 upptager värmepumpens kylfluidum värme från ytterluften när denna drivs över slingan 14 av fläkten 146. Värmepumpen 110 överför sedan detta värme till den inre slingan 132, där det avges till ytterluft som drivs över slingan 132 av fläkten 136.For heating the room 130, the fans 136 and 146 are allowed to operate, and the heat pump 110 is allowed to operate in a heating mode. In the outer loop 14, the heat pump cooling fluid absorbs heat from the outside air as it is driven across the loop 14 by the fan 146. The heat pump 110 then transfers this heat to the inner loop 132, where it is delivered to outside air driven over the loop 132 by the fan 136.

Om värmepumpen 110 icke kan överföra tillräckligt värme från ytterluften till rummet 130 för att värma upp detta tillfredsstäl~ lande, kan värme som tidigare magasinerats i vattenbehållaren 150 användas för att komplettera värmepumpons verkan. Detta sker genom att sätta igång vattenpumpen 151, som befordrar vatten från behålÄ laren 150 genom slingan 18 i värmeväxlaren 2. Detta vatten medför värme som magasinerats i behållaren 150. När vattnet passerar genom slingan 18 överförs mycket av detta värme till kylmedlet som passerari genom den yttre slingan 14 hos värmepumpen 110, som då överför detta värme jämte sådant värme som upptagits från ytterluften till rummet 130 via den inre slingan 132.If the heat pump 110 cannot transfer sufficient heat from the outside air to the room 130 to heat it satisfactorily, heat previously stored in the water tank 150 can be used to supplement the action of the heat pump. This is done by starting the water pump 151, which carries water from the tank 150 through the loop 18 in the heat exchanger 2. This water carries heat stored in the tank 150. When the water passes through the loop 18, much of this heat is transferred to the coolant which passes through it. the outer loop 14 of the heat pump 110, which then transfers this heat together with such heat absorbed from the outside air to the space 130 via the inner loop 132.

Om rummet 130 kan värmas upp tillfredsställande enbart med värme överfört till detsamma via värmepumpen 110 från behållaren 150, så att det är onödigt att överföra något värme från ytterlufh ten till rummet, kan fläkten 146 stoppas, och ytterluft förse då inte fram över den yttre slingan 14. Sedan det lämnat slingan 18 kan vattnet följa átergàngsledningen 154 genom solfångaren 160 och 10 15 25 35 40 8 7so7972+o återgå till behållaren 150, så att strålvärme från solen kan över- föras till vattenbehållaren 150. Om man i stället önskar koppla förbi solfångaren 160, kan vatten ledas från slingan 18 till behållaren 150 genom shuntledningen 158 efter öppnande av shuntventilen 156.If the room 130 can be heated satisfactorily only with heat transferred to it via the heat pump 110 from the container 150, so that it is unnecessary to transfer any heat from the outside air to the room, the fan 146 can be stopped, and the outside air then does not supply beyond the outer loop 14. After leaving the loop 18, the water can follow the return line 154 through the solar collector 160 and return to the container 150, so that radiant heat from the sun can be transferred to the water container 150. If one wishes to bypass instead solar collector 160, water can be led from the loop 18 to the container 150 through the shunt line 158 after opening the shunt valve 156.

För kylning av rummet 130 får fläktarna 136 och 146 gå, och värmepumpen 110 får arbeta kylalstrande. Vid den inre slingan 132 upptager värmepumpens kylfluidum värme från den omgivande luften när denna drivs över slingan 152 av fläkten 136. Värmepumpen 110 överför detta värme till den yttre slingan 14 där det avges till omgivande luft som får passera över slingan 14 driven av fläkten 146. Vattenpumpen 151 kan sättas igång, så att, såsom ovan beskrivet, vatten från behållaren 150 passerar genom slingan 18, upptager värme från kylfluidet som passerar genom den yttre slingan 14 hos värme- pumpen 110 och sedan återgår till behållaren 150; Detta är nyttigt icke enbart för att magasinera spillvärme från rummet 150 för senare bruk utan också, om vattnet i behållaren 150 har lägre temperatur än luften kring den yttre slingan 14, för att förbättra värmepumpens 110 driftverkningsgrad. _ I fig. 7 visas ett schema över ett andra värmeöverförings- och -magasineringssystem enligt uppfinningen för användning med tre- komponentvärmeväxlaren 2 tidigare beskriven. Anordningen enligt fig. 7 liknar den visad i fig. 6 med det undantaget att i fig. 7 värme- växlaren 2 innehållande kylfluidumslingan 14 hos värmepumpen 10 är anordnad inuti ett rum (ej visat i figuren) och kylfluidumslingan 132 hos värmepumpen är anordnad utanför rummet. För den i fig. 7 visade anordningen betecknas slingan 14 som värmepumpens inre slinga och slingan 132 som dess yttre slinga. Vid systemet enligt fig. 7 avbördar vattenledningen 154 från värmeväxlaren 2 direkt i värme-. magasinet 150, och vatten från detta leds till solfångaren 160 via pumpen 161 och vattenledningarna 162, 165.- ' ~ För bättre illustrering av det sätt på vilket värmeöverförings- och magasinsanordningen visad i fig. 7 fungerar skall anordningen beskrivas för både uppvärmning och kylning av ett rum (ej visat).For cooling the room 130, the fans 136 and 146 are allowed to run, and the heat pump 110 is allowed to operate cooling generating. At the inner loop 132, the heat pump cooling fluid absorbs heat from the ambient air as it is driven across the loop 152 by the fan 136. The heat pump 110 transfers this heat to the outer loop 14 where it is delivered to ambient air which is passed over the loop 14 driven by the fan 146. The water pump 151 can be started so that, as described above, water from the container 150 passes through the loop 18, absorbs heat from the cooling fluid passing through the outer loop 14 of the heat pump 110 and then returns to the container 150; This is useful not only for storing waste heat from the room 150 for later use but also, if the water in the container 150 has a lower temperature than the air around the outer loop 14, to improve the operating efficiency of the heat pump 110. Fig. 7 shows a diagram of a second heat transfer and storage system according to the invention for use with the three-component heat exchanger 2 previously described. The device according to Fig. 7 is similar to that shown in Fig. 6, except that in Fig. 7 the heat exchanger 2 containing the cooling fluid loop 14 of the heat pump 10 is arranged inside a room (not shown in the figure) and the cooling fluid loop 132 of the heat pump is arranged outside the space . For the device shown in Fig. 7, the loop 14 is referred to as the inner loop of the heat pump and the loop 132 as its outer loop. In the system according to Fig. 7, the water line 154 emits from the heat exchanger 2 directly into the heat exchanger. the magazine 150, and water from it is led to the solar collector 160 via the pump 161 and the water lines 162, 165. - For better illustration of the way in which the heat transfer and magazine device shown in Fig. 7 operates, the device will be described for both heating and cooling of a room (not shown).

Vid drift för uppvärmning arbetar pumpen 161 så att solfångaren 160 över- för strålvärme från solen till vattnet i behållaren 150. För uppvärm- ning av rummet får pumpen 151 suga det uppvärmda vattnet genom led- ningen l52 för att strömma genom värmeväxlarens 2 vattenslinga 18.In heating operation, the pump 161 operates so that the solar collector 160 transfers radiant heat from the sun to the water in the container 150. To heat the room, the pump 151 must suck the heated water through the line 152 to flow through the water coil 18 of the heat exchanger 2.

Värmeväxlaren 2 är innesluten i ett hus 142 intill en fläkt 146 som får driva luft genom värmeväxlaren medan det uppvärmda vattnet åter- föres till behållaren 150 genom ledningen 154. Uppvärmt vatten som_ lO 15 20 25 30 40 9 7807972-o strömmat genom slingan 18 står i värmeöverförande relation sill lufte som strömmar förbi för att värma rummet i beroende av termostatisk styrning (ej visat) anordnad att reglera värmeöverföringssystemet på för fackmännen välkänt sätt. Värme från solfångaren 160 ej erforder- lig för omedelbara uppvärmningsändamål magasineras i vattnet i be- hållaren 150 för senare bruk.The heat exchanger 2 is enclosed in a housing 142 adjacent to a fan 146 which is allowed to drive air through the heat exchanger while the heated water is returned to the container 150 through the line 154. Heated water flowed through the loop 18 is in heat transfer relation herring air flowing past to heat the room in dependence on thermostatic control (not shown) arranged to regulate the heat transfer system in a manner well known to those skilled in the art. Heat from the solar collector 160 not required for immediate heating purposes is stored in the water in the container 150 for later use.

Om värmet överfört av solfångaren 160 till vattnet i behållaren 150 icke är tillräckligt för inomhusuppvärmning, sättas värmepumpen 110 igång och överför värme utifrån till inomhus genom cirkulation av värmepumpens kylfluidum genom den inre slingan 14 på ett sätt som brukas vid kommersiellt tillgängliga värmepumpar. Såsom torde inses kan både kylfluidet från värmepumpen 110 och vattnet från behållaren 150 cirkulera separat eller i kombination med värmeöverföring utifrån till rummet genom cirkulation av luft genom värmeväxlaren 2 i enlig- het med termostatstyrningen.If the heat transferred by the solar collector 160 to the water in the tank 150 is not sufficient for indoor heating, the heat pump 110 is turned on and transfers heat from outside to the indoor by circulating the heat pump cooling fluid through the inner loop 14 in a manner used in commercially available heat pumps. As will be appreciated, both the cooling fluid from the heat pump 110 and the water from the container 150 can circulate separately or in combination with heat transfer from outside to the room by circulating air through the heat exchanger 2 in accordance with the thermostat control.

För att reducera driftkostnaderna, t.ex. genom att utnyttja nattaxa för elström, kan värmepumpen 110 användas för att maga- sinera värme för senare bruk genom att överföra värmet som upptagits av värmepumpens kylfluidum i den yttre slingan 132 till fluidet i magasinsbehâllaren 150 via värmeväxlaren 2. För att överföra värme mellan de båda värmeöverföringsfluiderna drivs värmcpumpcn för upp- värmning, varvid värme överföres från den yttre slingan 132 till den inre 14. Vattenpumpen 151 får befordra vatten från behållaren 150 genom slingan 18, och luftflödet från fläkten 146 stoppas. Såsom visat i fig. 8, där konventionella symboler för flöde, @§ och Q; användes för att beteckna flöde in i eller ut ur figurens plan, kom- mer flödesbanorna för de båda värmeöverföringsfluiderna att vara parallella. Värme kommer då att överföras utifrån till värmemagasine- ringsfluidet för magasinering tills det behövs eller för användning under perioder då energikostnaderna för värmepumpens drift är högre.To reduce operating costs, e.g. using the night charge for electricity, the heat pump 110 can be used to store heat for later use by transferring the heat taken up by the heat pump's cooling fluid in the outer loop 132 to the fluid in the magazine container 150 via the heat exchanger 2. To transfer heat between the two the heat transfer fluids drive the heat pump for heating, transferring heat from the outer loop 132 to the inner 14. The water pump 151 is allowed to carry water from the container 150 through the loop 18, and the air flow from the fan 146 is stopped. As shown in Fig. 8, where conventional symbols for flow, @ § and Q; used to denote flow into or out of the plane of the figure, the flow paths of the two heat transfer fluids will be parallel. Heat will then be transferred from the outside to the heat storage fluid for storage until needed or for use during periods when the energy costs for the heat pump's operation are higher.

Under kylningen av rummet rör sig värmeöverföringsfluiderna i motström, fig. 9. Kylmedlet i värmepumpen 110 och/eller respektive slingor, 14 och 18, i värmeväxlaren 2 under kontroll av termostat- styrningen. Om temperaturen hos vattnet i behållaren 150 är sådan att värmet tages från rummet till vattnet sättes pumpen 151 igång och befordrar vatten genom slingan 18, medan fläkten driver luft genom värmeväxlaren 2 i värmeöverföringcrelation med vattnet som passerar genom den flänsförsedda slingan. Kylmedel befordras genom den inre slingan 14 av värmepumpen 110 och tager värme från rummet till det yttre för att adderas till värmct uttaget via vattenslingan, om erforderligt. 10 Q 7807972-0 1°~ I likhet med överförande av värme till magasinsfluidet kan värme tagas från detta fluidum medelst värmepumpen 110 under de tider på dygnet då energikostnaderna för pumpens drift är lägst.During the cooling of the room, the heat transfer fluids move in countercurrent, Fig. 9. The coolant in the heat pump 110 and / or the respective loops, 14 and 18, in the heat exchanger 2 under the control of the thermostat control. If the temperature of the water in the container 150 is such that the heat is taken from the room to the water, the pump 151 is started and carries water through the loop 18, while the fan drives air through the heat exchanger 2 in heat transfer relationship with the water passing through the flanged loop. Coolant is conveyed through the inner loop 14 of the heat pump 110 and takes heat from the space to the outside to be added to the heat outlet via the water loop, if required. Like transferring heat to the reservoir fluid, heat can be taken from this fluid by means of the heat pump 110 during the times of the day when the energy costs of operating the pump are lowest.

Om värme uttages från magasinet under perioder med lågt energipris kan vattnet cirkuleras genom slingan 18 i värmeväxlaren 2 under perioder med högre energipris för att komplettera eller ersätta användning av värmepumpen 110 för att kyla rummet. Vid uttagande av värme från magasinet användes icke fläkten för att driva luft genom värmeväxlaren 2 utan den får stå stilla medan värmeöverförings- fluiderna får cirkulera genom sina respektive slingor 14 och 18 för att överföra värme mellan de båda fluiderna.If heat is taken from the reservoir during periods of low energy price, the water can be circulated through the loop 18 in the heat exchanger 2 during periods of higher energy price to supplement or replace the use of the heat pump 110 to cool the room. When removing heat from the magazine, the fan is not used to drive air through the heat exchanger 2, but is allowed to stand still while the heat transfer fluids are allowed to circulate through their respective loops 14 and 18 to transfer heat between the two fluids.

Claims (15)

Ü 7807972-0 PatentkravÜ 7807972-0 Patentkrav 1. Värmeöverföríngs- och magasineringssystem för uppvärm- ning och kylning av ett utrymme innefattande en reversíbel köldmediekrets med en första värmeväxlarslinga (132) förlagd i utrymmet (130), en andra värmeväxlarslinga (14) förlagd utanför utrymmet, ett expansionsorgan (116) och en reverseringsventil (114), ett värmemagasin (150) för lagring av värmeöverförings- fluidum, en tredje värmeväxlarslinga (18), samt fluidumledningar (152, 154). förbindande värmemagasínet med den tredje värme- växlarslingan för att leda värmeöverföringsfluidet däremellan, k ä n n e t e c k n a t av en värmeväxlare (2) för tre medier samt en fläkt (12) för att föra omgivande luft över värmeväxlarer (2) för tre medier, vilken värmeväxlare (2) innefattar en utvald av den första (132) eller den andra (14) värmeväxlarslingan, denttredje värmeväxlarslingan (18) samt ett antal värmeöverförings flänsar (22) förbindande den utvalda värmeväxlarslíngan (132 eller 14) med den tredje värmeväxlarslingan (18) i värmeöverförande förhållande.A heat transfer and storage system for heating and cooling a space comprising a reversible refrigerant circuit having a first heat exchanger loop (132) located in the space (130), a second heat exchanger loop (14) located outside the space, an expansion means (116) and a reversing valve (114), a heat reservoir (150) for storing heat transfer fluid, a third heat exchanger loop (18), and fluid conduits (152, 154). connecting the heat magazine to the third heat exchanger loop to conduct the heat transfer fluid therebetween, characterized by a heat exchanger (2) for three media and a fan (12) for passing ambient air over heat exchangers (2) for three media, which heat exchanger (2 ) comprises a selection of the first (132) or the second (14) heat exchanger loop, the third heat exchanger loop (18) and a number of heat transfer flanges (22) connecting the selected heat exchanger loop (132 or 14) to the third heat exchanger loop (18) in relation to . 2. Värmeöverförings- och magasineringssystem enligt krav 1, varvid den andra värmeväxlarslingan innefattar en första värme- ledande fluidumpassage (14) i vilket ett köldmedium cirkulerar för ledande~av värme mellan den första fluidumpassagen och köld- mediet och den tredje värmeväxlarslíngan (18) innefattar en andra värmeledande fluidumpassage varvid värmeöverföringsfluídet cirkul- erar därigenom för ledande av värme mellan den andra fluídumf passagen och värmeöverföringsfluidet, k ä n n e t e c k n a t av att värmeöverföringsflänsarna (22) står i värmeöverföránde för- hållande till den första fluidumpassagen (14), den andra fluidum- passagen (18), och omgivande luft för överförande av värme mellan den första fluídumpassagen (14) och den andra fluídumpassagen (18) mellan den första fluídumpassagen (14) och omgivande luft, och mellan den andra fluidumpassagen (18) och omgivande luft.The heat transfer and storage system of claim 1, wherein the second heat exchanger loop comprises a first heat conductive fluid passage (14) in which a refrigerant circulates to conduct heat between the first fluid passage and the refrigerant and the third heat exchanger loop (18) comprises a second heat conductive fluid passage, the heat transfer fluid thereby circulating to conduct heat between the second fluid vapor passage and the heat transfer fluid, characterized in that the heat transfer flanges (22) are heat transfer to the first fluid passage (14), the second fluid passage (14) (18), and ambient air for transferring heat between the first fluid passage (14) and the second fluid passage (18) between the first fluid passage (14) and ambient air, and between the second fluid passage (18) and ambient air. 3. Värmeöverföríngs- och magasineringssystem enligt krav Z, k ä n n e t e c k n a t av att värmeväxlaren (2) för tre medier är anordnad utanför utrymmet (130).Heat transfer and storage system according to claim Z, characterized in that the heat exchanger (2) for three media is arranged outside the space (130). 4. Värmeöverförings- och magasineringssystem enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att värmeväxlaren (Z) för tre medier är förlagd inuti utrymmet (130).Heat transfer and storage system according to claim 2, characterized in that the heat exchanger (Z) for three media is located inside the space (130). 5. Värmeöverföríngs- och magasineríngssystem enligt krav 3 eller 4, av organ (160) för tillskotts värme för att tillföra värme till värmeöverföringsfluidet. k ä n n e t e c k n a t 7807972-'0 i nfA heat transfer and storage system according to claim 3 or 4, of additional heat means (160) for supplying heat to the heat transfer fluid. k ä n n e t e c k n a t 7807972-'0 i nf 6. Värmeöverförings- och magasineringssystem enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av att organet för tíllskottsvärme består av en solvärmekollektor (160) för överförande av strål- ningsvärme från solen till värmeöverföringsfluidet.Heat transfer and storage system according to claim 5, characterized in that the means for additional heat consists of a solar heat collector (160) for transferring radiant heat from the sun to the heat transfer fluid. 7. Värmeöverförings- och magasineríngssystem enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t av att värmemagasinet består av en isolerad tank (150) för upptagande av en vätska och att värme- överföringsfluiet består av en vätska.Heat transfer and storage system according to claim 6, characterized in that the heat magazine consists of an insulated tank (150) for receiving a liquid and that the heat transfer fluid consists of a liquid. 8. Värmeöverförings- och magasineringssystem enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a t av att den första fluidumpassagen (14) består av en första serpentinformad värmeväxlarslinga, den andra fluidumpassagen består av en andra serpentinformad värmeväxlar- slinga (18), varvid de första (14) och andra (18) serpentinformade värmeväxlarslingorna är förlagda i alternerande, vertikala, parallella plan med varandra och att åtminstone en av värmeöver- föríngsflänsarna (22) är gemensamma för både den första och andra värmeväxlarslíngan.Heat transfer and storage system according to claim 7, characterized in that the first fluid passage (14) consists of a first serpentine-shaped heat exchanger loop, the second fluid passage consists of a second serpentine-shaped heat exchanger loop (18), the first (14) and second (18) serpentine-shaped heat exchanger loops are located in alternating, vertical, parallel planes with each other and that at least one of the heat transfer flanges (22) is common to both the first and second heat exchanger coils. 9. Pörfarande för värmning och kylning av ett utrymme med hjälp av ett värmeöverförings- och magasíneringssystem, varvid en värmepump (110) drivs för att leda värme mellan en inomhus- värmeöverföringsslínga anordnad inuti utrymmet (130) och en utom- husvärmeöverföringsslínga anordnad utanför utrymmet och värvid värme leds mellan inomhusslingan och utrymmet (130) genom att föra omgivande luft över_ínomhusslingan, k ä n n e t e c k n a t av att värme överförd mellan ínomhusslingan och utomhusslingan lagras genom att cirkulera ett värmeöverföringsfluidum mellan ett värmemagasin (150) och en tredje värmeväxlarslinga (18) anordnad i termisk kontakt med en utvald av inomhus- eller utomhusslingorna, och att lagrad värme leds mellan värmemagasinet (150) och omgivande luft genom att värmeöverföringsfluidiet cirkuleras mellan värme- magasinet (350) och den tredje värmeväxlarslingan (18).och att omgivande luft förs över den tredje värmeväxlarslingan.A method of heating and cooling a space by means of a heat transfer and storage system, wherein a heat pump (110) is operated to conduct heat between an indoor heat transfer loop arranged inside the space (130) and an outdoor heat transfer loop arranged outside the space and heat is conducted between the indoor loop and the space (130) by passing ambient air over the indoor loop, characterized in that heat transferred between the indoor loop and the outdoor loop is stored by circulating a heat transfer fluid between a heat magazine (150) and a third heat exchanger 18 contact with a selection of the indoor or outdoor loops, and that stored heat is conducted between the heat reservoir (150) and ambient air by circulating the heat transfer fluid between the heat reservoir (350) and the third heat exchanger loop (18), and that ambient air is passed over the third the heat exchanger loop. 10. Förfarande enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t av att den utvalda slingan är utomhusslingan (14) och att värme-sam- tidigt överförs mellan både utomhus och värmemagasinet (150) och utomhusslingan (14) genom att föra omgivande luft över utomhus- slingan (14) och att samtidigt värmeöverföringsfluidet cirkuleras genom den tredje värmeväxlarslingan (18).Method according to claim 9, characterized in that the selected loop is the outdoor loop (14) and that heat is simultaneously transferred between both the outdoor and the heating magazine (150) and the outdoor loop (14) by passing ambient air over the outdoor loop. (14) and that at the same time the heat transfer fluid is circulated through the third heat exchanger loop (18). 11. Förfarande enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a t av att den tredje värmeväxlarslingan (18) är förlagd utanför utrymmet och att värme från utomhus lagras genom att värmeöverföringsfluídet 7807972-0 IS církuleras mellan den tredje värmeväxlarslingan (18) och värme- magasinet (50) och att omgivande luft förs över den tredje värme- växlarslingan (18).Method according to claim 10, characterized in that the third heat exchanger loop (18) is located outside the space and that heat from the outside is stored by circulating the heat transfer fluid 7807972-0 IS between the third heat exchanger loop (18) and the heat magazine (50). and that ambient air is passed over the third heat exchanger loop (18). 12. Förfarande enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t av att den utvalda slingan är inomhusslíngan (14) och att värme över- förs samtidigt mellan både inifrån utrymmet (130) och värme- magasinet (150) och inomhusslíngan (14) genom att föra omgivande luft över ínomhusslíngan (14) och samtidigt cirkulera värmeöver- föringsfluidet genom den tredje värmeväxlarslíngan (18).Method according to claim 9, characterized in that the selected loop is the indoor loop (14) and that heat is transferred simultaneously between both the interior space (130) and the heating magazine (150) and the indoor loop (14) by passing the surrounding air over the indoor loop (14) and at the same time circulating the heat transfer fluid through the third heat exchanger loop (18). 13. Förfarande enligt krav 12, k ä n n e t e c k n a t av att den tredje värmeväxlarslingan (18) är förlagd í utrymmet (30) och att värme lagrad från utrymmets inre genom att värmeöver- föríngsfluídet církuleras mellan den tredje värmeväxlarslingan (18 och värmemagasínet (150) och omgivande luft förs över den tredje värmeväxlarslingan (18).Method according to claim 12, characterized in that the third heat exchanger loop (18) is located in the space (30) and that heat is stored from the interior of the space by circulating the heat transfer fluid between the third heat exchanger loop (18 and the heat magazine (150) and ambient air is passed over the third heat exchanger loop (18). 14. Förfarande enligt kraven 11 eller 13, k ä n n e- t e c k n a t av att tillskottsvärme tíllföres för att uppvärma överföringsfluídet.14. A method according to claims 11 or 13, characterized in that additional heat is applied to heat the transfer fluid. 15. Förfarande enligt krav 14, k ä n n e t e c k n a t av att tíllskottsyärme tíllföres innefattande överförandet av strål- níngsvärme från solen till värmeöverföringsfluídet.A method according to claim 14, characterized in that additional heat is applied comprising the transfer of radiant heat from the sun to the heat transfer fluid.
SE7807972A 1977-07-22 1978-07-19 HEAT EXCHANGER DEVICE WITH STORAGE SYSTEM SE440554B (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US81794777A 1977-07-22 1977-07-22
US81794677A 1977-07-22 1977-07-22
US05/817,945 US4167965A (en) 1977-07-22 1977-07-22 Integral water-refrigerant-air heat exchange system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE7807972L SE7807972L (en) 1979-01-23
SE440554B true SE440554B (en) 1985-08-05

Family

ID=27420120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE7807972A SE440554B (en) 1977-07-22 1978-07-19 HEAT EXCHANGER DEVICE WITH STORAGE SYSTEM

Country Status (13)

Country Link
JP (1) JPS5423246A (en)
AR (1) AR218675A1 (en)
BR (1) BR7804733A (en)
CH (1) CH636949A5 (en)
DE (1) DE2829456A1 (en)
ES (2) ES471953A1 (en)
FR (1) FR2398278B1 (en)
GB (1) GB2001422B (en)
IL (1) IL55047A0 (en)
IT (1) IT1097861B (en)
MX (1) MX147223A (en)
NL (1) NL186719C (en)
SE (1) SE440554B (en)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4308723A (en) * 1979-06-21 1982-01-05 Atlantic Richfield Company Heat pump employing optimal refrigerant compressor for low pressure ratio applications
DE2945052C2 (en) * 1979-11-08 1984-06-14 Rheinisch-Westfälisches Elektrizitätswerk AG, 4300 Essen Ambient air heat exchanger for a heat pump heating system
DE2952541C2 (en) * 1979-12-28 1987-01-15 Chemowerk GmbH Fabrik für Behälter und Transportgeräte, 7056 Weinstadt Heating device for utilising geothermal energy by means of a heat pump
DE3032109A1 (en) * 1980-08-22 1982-04-01 Andreas Dr.-Ing. 1000 Berlin Hampe DEVICE FOR EXTRACING EARTH HEAT
GB2138122B (en) * 1983-04-12 1987-02-11 Louis Rikker Heating system
GB8431120D0 (en) * 1984-12-10 1985-01-16 Borg Warner Ltd Heating/cooling changeover heat pump
GB2359881A (en) * 2000-03-01 2001-09-05 Geoffrey Gerald Weedon Improvements in or relating to heat exchangers
EP1580510A1 (en) * 2004-03-22 2005-09-28 Jürgen Lessing Planungsbüro für Kältetechnik Heat exchanger
FR2901015A1 (en) * 2006-05-12 2007-11-16 Goff Michel Paul Marcel Le Water/air heat pump for refrigerating unit, has hot battery placed in upstream of cold battery with respect to direction of air, where cold battery is heated by thermal conductivity effect due to hot battery
ES2292364B1 (en) * 2006-11-10 2010-09-24 Internacional Macral De Baños, S.L. Solar collector for use with double thermodynamic thermal circuit for cold and heat production, is formed by two welded plates defining two independent internal circuits and water flows through one of circuits of solar collector
ES1064112U (en) * 2006-11-10 2007-02-01 Internacional Macral De Baños, S.L. Solar collector with a double thermodynamic thermal circuit for cold and heat production
ITPD20070002A1 (en) * 2007-01-03 2008-07-04 Mta Spa COMPRESSED AIR DRYER
DE102007016106A1 (en) * 2007-04-03 2008-10-09 Lessing, Jürgen Safety heat exchanger
ITPD20070154A1 (en) * 2007-04-26 2008-10-27 Mta Spa INTEGRATED HEATING SYSTEM
ITPD20080315A1 (en) * 2008-10-30 2010-04-30 Univ Padova SYSTEM AND HEAT PUMP FOR THE PRODUCTION OF DOMESTIC HOT WATER IN A HOUSE UNIT
CN201715902U (en) * 2009-10-16 2011-01-19 杨泰和 Heat absorbing or releasing device with flow paths staggered and evenly distributed according to temperature difference
FR2978816B1 (en) * 2011-08-04 2018-06-22 Presticlim INSTALLATION AND METHOD FOR OPTIMIZING THE OPERATION OF A HEAT PUMP INSTALLATION
DE102014203895B4 (en) * 2014-03-04 2018-08-16 Konvekta Ag refrigeration plant
FR3019637A1 (en) * 2014-04-02 2015-10-09 Bosch Gmbh Robert AIR / FLUID EVAPORATOR COMPRISING A HEAT EXCHANGER WITH FINS
DE102021128714A1 (en) 2021-11-04 2023-05-04 Vaillant Gmbh Heat exchanger, heat pump and method for forest protection of a heat exchanger

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2747381A (en) * 1952-06-14 1956-05-29 Joseph H Lazar Forced convection evaporator and water chiller
US3523575A (en) * 1968-06-12 1970-08-11 American Standard Inc Air-conditioning system having heat storage reservoir
DE2041960A1 (en) * 1970-08-24 1972-03-02 Luftkonditionierung Ab Heat exchanger
JPS5049757A (en) * 1973-09-03 1975-05-02
JPS5527261B2 (en) * 1975-01-30 1980-07-19
US3996759A (en) * 1975-11-03 1976-12-14 Milton Meckler Environment assisted hydronic heat pump system

Also Published As

Publication number Publication date
IT1097861B (en) 1985-08-31
NL186719C (en) 1991-02-01
FR2398278B1 (en) 1985-11-22
SE7807972L (en) 1979-01-23
CH636949A5 (en) 1983-06-30
IT7825833A0 (en) 1978-07-18
GB2001422A (en) 1979-01-31
JPS5423246A (en) 1979-02-21
GB2001422B (en) 1982-03-31
NL186719B (en) 1990-09-03
IL55047A0 (en) 1978-08-31
AR218675A1 (en) 1980-06-30
BR7804733A (en) 1979-02-06
ES471953A1 (en) 1979-10-01
MX147223A (en) 1982-10-26
FR2398278A1 (en) 1979-02-16
NL7807460A (en) 1979-01-24
DE2829456A1 (en) 1979-02-01
ES479156A1 (en) 1980-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE440554B (en) HEAT EXCHANGER DEVICE WITH STORAGE SYSTEM
US5711155A (en) Temperature control system with thermal capacitor
EP1684031A2 (en) Thermoelectric heat transfer system
EP2238400B1 (en) Heat pipes incorporating microchannel heat exchangers
RU2628103C2 (en) Cooling structure for components located in the internal space of electric boxes
US4256475A (en) Heat transfer and storage system
US20060060333A1 (en) Methods and apparatuses for electronics cooling
JP2005195226A (en) Pumpless water cooling system
ATE450768T1 (en) HEAT EXCHANGER WITH HEAT STORAGE
US20070199333A1 (en) Thermoelectric fluid heat exchange system
US7997079B2 (en) Self-regulated thermal energy system
SE0850030A1 (en) A system and device comprising a condenser and evaporator combined
CN106465562A (en) Heat pipe cooling system and power equipment
US5806331A (en) Water-based hot water heat pump
JP2019040730A (en) Battery temperature adjustment device
JP4876129B2 (en) Aircraft aircraft liquid supply system
JP2004205056A (en) Heat exchanger for heat supply and heat radiation
US3287923A (en) Thermoelectric assembly
JP2020063890A (en) Solar power generation and hot water supply system
KR101867458B1 (en) Thermoelectric Power Generating System
KR102393486B1 (en) Cooling device
AU2014250674B2 (en) Heat pipes incorporating microchannel heat exchangers
JPH0849991A (en) Closed system temperature controller
US20090071627A1 (en) Self-regulated thermal energy system
CN113316361A (en) Thermosiphon heat sinks, systems and applications

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 7807972-0

Effective date: 19950210

Format of ref document f/p: F

NUG Patent has lapsed

Ref document number: 7807972-0

Format of ref document f/p: F