SE446286B - Vermepump med strypanordningar fordelade utmed forangarens ror - Google Patents

Description

LT! 10 15 20 25 30 40 8404244-9 andra änden av rören.

Enligt uppfinningen är förångarens rör vid sina nedre ändar försedda med en oljeavskiljningsanordning i vilken olja separeras från köldmediet i en separat ledning till ett separat inlopp på kompressorn. Kondensnrn kan vara uppdelad i två sektioner där den första sektionen är en luft/köldmedium- -värmeväxlare och den andra sektionen är en vatten/köldmedium~värmeväxlare.

Dessa två sektioner är seriekopplade så att kompressorn är ansluten direkt till luft/köldmedium-värmeväxlaren. Alternativt kan förângaren vara ansluten direkt till en solpanel.

Eatfiflfiliid. ïffikfivfllfïíL-“ïlßšfißíiffi Uppfinningen kommer att beskrivas i detalj nedan under hänvisning till bifogade ritningar. Därvid visar fig 1 en värmepump enligt uppfinningen.

Fig 2 visar en variant av kondensorn i värmepumpen enligt uppfinningen. Fig 3 visar kondensnrn använd tillsammans med en solpanel.

Beskrivnigg av föredragna utföringsformer I fig 1 visas värmepumpen 1 enligt uppfinningen. Den består av en kondensor 2, en vattenackumulator 3, en modifierad strypanordning 4, en förångare 5 och en kompressor 6.

Kondeneorn 2 utgöres av en sluten cylinder 9 som innehåller rör 10 av koppar eller rostfritt stål lagda i ett spiralmönster såsom antydes med streckade linjer i fig 1. Komprimerad köldmediumgae från kompressorn med en temperatur av exempelvis +65°C tillföres till ett övre inlopp 11 och köldmediumvätska uttages vid ett nedre utlopp 12.

Cylindern 9 är också ansluten till vattenackumulatorn 3 via ett inloppß- rör 13 och ett utloppsrör 14. Vattnet i ackumulatorn církuleras genom rör- slingan 10 samt tillbaka till ackumulatorn medelst en cirkulationspump 15.

Därvid uppvärmes vattnet i ackumulatorn.

Från utloppet 12 i cylindern 9 ledes den nu kondenserade köldmedium- vätskan via ett smalt rör 4 till förångarens 5 inlopp 16.

Normalt utgöres det smala röret av en strypanordning, ett s.k. kapillär- rör eller av en termostatiskt styrd strypventil, i vilket trycket hos köld- mediumvätskan bringas att sjunka från arbetstrycket på kompressorns utlopps- sida till ett lågt tryck. Därvid sjunker temperaturen motsvarande. Normalt sänks temperaturen till åtskilliga grader under OÛC för att kunna uppsuga vñrmeenergi i Förångaren. Enligt Föreliggande uppfinning behövs ingen separat strypanordnlng. Således kan röret 4 vara ett rör med en inre diameter av ca 2 mm och en längd av ca 1 m. Således är trycket fortfarande relativt högt vid förângarens inlopp och även temperaturen är relativt hög.

Förångaren 5 består enligt tidigare känd teknik av långa, ofta spiral- lindade kopparrör, som skall ge stor värmeväxlande yta mot värmebäraren i in.

*Mçwrgfl mans.. . å KI! 10 15 20 25 30 40 8404244-9 5 Förångaren. Enligt föreliggande uppfinning har längden avsevärt reducerats och i ett utföringsexempel används åtta parallellkopplade kopparrör med en längd av 1 m. Detta innebär att förångaren 5 kan göras mycket kompakt.

Förångaren enligt uppfinningen består av ett övre ändstycke 18 och ett nedre ändstycke 19 som bägge är cirkulära i tvärsnitt. Ändstyckena 18, 19 är förbundna med varandra med en mantel 20 så att ett cylindriskt slutet utrymme 21 bildas. Inuti utrymmet 21 löper ett antal kopparrör 22, exempelvis åtta, från ändstycke till ändstycke och är infällda i hål i ändstyckena. Dessa hål står i förbindelse med resp inlopp 16 och utlopp 17 så att köldmedíumvätskan kan fördelas och passera via inloppet 16 till de olika rören 22 och till utloppet 17.

Varje rör 22 är försett med strömningshinder 22b som kan vara utformade på olika sätt. Strömningshindren kan vara tillverkade genom att rören kläms eller pressas och samtidigt roteras såsom visas schematiskt på ett av rören i Fig 1. Klämningen och rotationen kan finnas på flera efter varandra belägna ställen på rören utmed deras längd, varvid rotationen varje gång är åt olika håll. Dessa strömningshinder Fungerar för att sänka trycket och därmed temperaturen hos köldmediet successivt utmed rörens hela längd. På detta sätt kommer temperaturskillnaden utmed rören över hela dess längd att vara huvudsakligen konstant, vilket gynnar värmeväxlingen med värmebäraren.

Manteln 20 är försedd med ett inlopp 23 och ett utlopp 24 för cirkule- ring av den värmebärare med vilken värmeväxling skall ske. Lämpligen är inloppet 25 tangentiellt anordnat för att åstadkomma en virvelrörelse inuti manteln 20. Värmehäraren kan vara olja, vatten etc beroende på tillämpningen.

Dm luftvärmet skall utnyttjas används lämpligen en yttre luft-olja-värme- vñxlnrc, som via en pump cirkulerar oljan i ett kretslopp genom förångaren.

Slutligen ledas det förångade köldmediet till kompressorn 6 via en ledning 25. Lämpligen har köldmedíet en temperatur av ca +50C vid inloppet till kompressorn för att undvika vätskeslag. Kompressorn kan vara hermetiskt sluten men även andra typer av kompressorer kan användas.

Varje rör 22 är vid sin nedre ände försett med en uppsamlingsficka för uppsamling och avskíljning av olja. Ûljan ledes från uppsamlingafickorna i en separat ledning 26 till ett andra inlopp på kompressorn. På detta sätt tillses att den köldmediumgas som inkommer i kompressorn 6 via ledningen 25 är i möjligaste mån fri från olja, vilket ökar hela systemets verkningsgrad.

Den olja som trots detta cirkulerar genom systemet avskíljes sedan partiellt äter i uppsamlingsficknrna. lörångaren har lämpligen sina åtta rör 22 fördelade utmed periferín för de cirkulära ändstyckena. Emellertid kan det även finnas ett centralt rör 22a vilket är anslutet omedelbart under det centrala inloppet 16. Detta centrala 10 20 30 35 4 U 8404244-9 4 rör 22a är försett med en kraftig förträngning vid rörets början, vilken förträngning förorsakar att en stor del av köldmediet avlänkas till de åtta yttre rören 22. flljepartiklar som eventuellt medföljt köldmediet har emellertid en högre densitet och kommer att avskiljas från köldmediet och passera ner i det centrala röret 22a, som vid sin nedre ände har en extra effektiv uppsamlingeficka för oljan. Alternativt kan detta centrala rör vara direkt anslutet till ledningen 26 för att enbart innehålla olja.

Förångaren är placerad vertikalt och ovanför kompressorn så att ledningen 26 uppvisar ett självfall till kompressorn och oljan på grund av tyngdkraften rinner till kompressorn.

Förångaren och kondensorn tillverkas och dimensioneras för en speciell effekt i form av ett paket, exempelvis för effekten 5 kW uttagen värmeeffekt. Ünskas 15 kW parallellkopplaa 3 sådana enheter till samma kompressor. Denna enhet eller paket kan då optimeras för bästa förhållande och för bästa förångning i förångaren. En förbluffande hög värmefaktor har uppmätta med denna enhet. Hela värmepumpen kan inrymmas i en låda med de yttre måtten 400 x 450 x 1100 mm och väger 78 kg.

Förträngningarna i förângarrören kan sägas utföra samma funktion som strypanordningen utför i en konventionell värmepump. Man kan således beskriva funktionen enligt uppfinningen sålunda att strypanordningen är distribuerad över förångaren, dvs uppdelad i flera på avstånd från varandra belägna delar.

Det antages att den synnerligen effektiva funktionen av förångaren beror på just denna distribuerade strypanordning. Troligen kan det köldmedium som förångas i ett tidigt stadium av förångaren snabbt passera genom förträng- ningarna tillbaka till kompreseorn, medan köldmediet i vätskeform effektivt förhindras alt nå kompressorn av förträngningarna förrän det har förångats.

På detta sättet transporteras det förångade köldmediet snabbt bort för att tillåta effektivare förångníng av det kvarvarande köldmediet i vätskeform. Även rotationen av förträngningarna åt olika håll inverkar på funktionen.

Slutligen medför avakiljningen av olja före kompreasorn en effektivare värmeabsorptinn.

En alternativ utföringsform av kondensorn visas i detalj i fig 2.

Knndensurn är uppdelad i två seriekopplade sektioner 27 och 28. Den första sektionen 27 är en luft/köldmedium-värmeväxlare. Luft pumpas med en fläkt 29 genom en cylinder 30 och avges till en varmluftskonsument via ett rör 31. Den varma köldmediumvätskan ledes från kompressorn till ett inlopp 32, och via en rörslinga 33 inuti cylindern till ett utlopp 34. Luften som pumpas genom cylindern uppvärmes till en hög temperatur av det varma köldmediet, som Ifnnrlvnfznrnr :part íPl H . från utloppet ih på den första sektionen ledes köldmudiul tillidt uwfil- »av Lñ 10 15 20 25 30 49 8404244-9 5 inlopp 35 på den andra sektionen 28 som utgöres av samma typ av kondensor som visas i Fig 1. Således utgöres denna sektion av en cylinder 36 med ett nedre utlopp 37 für köldmediet. Från utloppet 37 ledas köldmediet vidare till förângaren. Vattnet från vattenackumulatorn 3 cirkuleras med cirkulations- pumpen 15 såsom i ulföringsfurmen enligt fig 1, genom spiralrör 10 till ett utlopp lb och tillbaka till vattenackumulatorn 3.

Slutligen visas i Fíg 3 hur en solpanel 38 kan kopplas direkt till kondensorn Z, varvid värmebäraren i solpanelen 38 ersätter köldmediet inuti cylindern 9. Från solpanelen ledes värmebäraren, som exempelvis är olja, via ett utlopp 30 till inloppet 42 hos kondensorn 2 och tillbaka Från kondenaorns utlopp 43 till solpanelens inlopp 40. En pump 41 åstadkommer lämplig cirku- lotion.

Hppfinninqcn hur hvnkrivils ovan i oxemplifierando syfte och det inses av en fackman ntt don beskrivna konstruktionen kan modifieras på många sätt inom uppfinníngens ram. Avsikten är att de modifikationer som är självklara För en faokman skall ínrymmas inom uppfinningens ram och uppfinningen begränsas endast av nedanstående patentkrav.

Claims (7)

lÛ 20 ll] 55 QU 8404244-9 PATENIKRAV

1. Värmepump innefattande en kondensnr (2), en strypanordning, en fñrånqare (22) bestående av flera rör och en kompressor (6), vilka är sammanbundna i ett slutet kretslopp, genom vilket kretslopp ett köldmedium drives av kompressorn för att pumpa värmeenergi från en låg temperatur i förångaren till en högre temperatur i kondensnrn, k ä n n e t e c k n a d av att atrypanordningen utgöres av flera förträngningar (22b) fördelade utmed förångarens rör (22) , vilka förträngningar fungerar som strypningar för köldmedíet och är fördelade utmed rörens längd för att bilda en strypanord- ning, som är distribuerad över förångarrörens längd, och att förträngníngarna är sådana att de uppvisar en rotation.

2. Värmepump enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att angränsande förträngningar (22h) är roterade åt olika håll.

3. Värmepump enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att förträngningarna utgöres av sammanpressningar av rören (22) vid på avstånd från varandra belägna positioner av rören.

4. Värmepump enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att förångaren innefattar två cirkulära ändstycken (18, 19), vilka är förbundna med varandra med en mantel (20), vilken bildar ett cylindriskt utrymme (21), i vilket nämnda rör (22) är anordnade och i vilket en värme- bärare med låg temperatur cirkuleras.

5. Värmepump enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda rör (22) är anslutna mellan de två ändstyckena inuti manteln (20) och att änd- styckena innefattar kanaler som förbinder ett inlopp (16) hos förångaren med den ena ändan av rören (22) och ett utlopp (17) från förångaren med den andra änden av rören (22).

6. Värmepump enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda rör (22) vid sin nedre ände är försedda med en oljeavskiljningsanordning, i vilken olJa separeras från köldmediet och ledes i en separat ledning (26) till ett separat inlopp på kompressorn (6).

7. Värmepump enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att förångarens rör (22) är vertikalt anordnade och att köldmediet till- föras vid rörens övre ändar och avledes vid rörens undre ändar. -_*- ---:~___...