SE8702608A0 - Plattvärmeväxlare, till exempel en förångare - Google Patents

Abstract

9 En plattvarmevaxlare, t ex en forangare, har parallella, korrugerade och till ett paket hopfOrda plattor (2, 2') fOr bildande av kanaler (7) daremellan. Varje kanal har ett inlopp och ett utlopp och varannan kanal genomstrommas av ett for forangning avsett medium, t ex freon, och varannan kanal (8) genomstrOmmas av ett i varmevaxlaren varmeavgivande medium, t ex vatten. Varje platta är forsedd med hl (9) vid inloppen och utloppen. Far Astadkommande av en jamn fordelning av fOr- Angningsmediet i plattpaketet är en strypning anordnad vid varje inlopp till de kanaler (7) i vilka forangningsmediet strOmmar. Enligt en utfaringsform utg8rs strypningen av en ring (10), som med god tatning ar anbragt vid varje fordngningskanals (7) inlopp, mel- lan tva forangningskanalbildande plattor (2, 2'), och som har en eller flera radiella, genomgaende hal eller borrningar (11), vilka är riktade in mot forangningskanalens (7) centrum. Publiceringsfigur = Fig 2.

Description

2 startar tidigare i en av dessa kanaler, 8kar fOrAngningsmediets volym plOtsligt och kraftigt i denna kanal. Vanligen startar forAngningen tidigare i de ndrmast inloppsanslutningen belagna kanalerna. Eftersom tryckfallet Over varje kanal är lika, minskar massflOdet i namnda kanal medan det Okar i 8vriga kanaler. I kanalen med tidig forangning sker saledes fullstandig fOrangning och t o m overhettning av det forAngade mediet medan fOrAngningen i 8vriga kanaler blir ofullstandig. Ut frAn fOrangnings- kanalerna strommar alltsA torr, Overhettad gas, som blandas med fuktig, ofullstandigt fOrangad gas. PA grund av att fOrAngningen startar vid olika tidpunkter och pA olika stdllen i plattpaketet erhAlls ur f8rAngaren inte den efterstravade torra och heist overhettade freongasen utan istallet en fuktig gas.

Den 18dda varmevdxlaren har alltsA en rad nackdelar dA den anvands som fOrAngare. Om alltfOr fuktig gas erhalls ur fOrangaren, uppstar risk att andra i systemet ingdende komponenter, sAsom kompressorn, skadas. Vidare kan den fuktiga eller ofullstandigt forangade gasen ge upphov till pulseringar i hela systemet, som ddrigenom «blir svArt att reglera. Systemets regleranordningar syftar till att hAlla ett sA jdmnt flode som mOjligt genom systemet, vilket emellertid fOrsvAras av namnda pulseringar. Vid lAga forAngningstemperaturer f8r freonen, lat saga kring 0°C eller dgrunder, kan det andra, genom forangaren strommande mediet, vanligtvis vatten, frysa, varefter man riskerar att hela varmevaxlaren fryser sOnder. Ett ytterligare fenomen med negativ in- verkan är att utgaende temperatur samt eventuellt aven det fOrAngade mediets overhettningstemperatur stdndigt fOrandras, vilket ger upphov till allvarliga driftsstOrningar och regleringsproblem.

Ett andamAl med foreliggande uppfinning dr att under undanrojande av ovannamnda oldgenheter Astadkomma en plattvarmevaxlare, t ex en fOrangare, i vilken det instrommande f8rAngningsmediet fordelas sA jamnt 3 som mojligt i hela plattpaketet under det att den ut- strammande gasen forangas fullstandigt och heist over- hettas. Ett annat andamal är att ovanndmnda oldgenheter ska1,1 undanrajas genom enkla modifieringar av en lOdd plattvarmevaxlare av standardtyp under anvandning av ett fatal extra komponenter.

Dessa och andra andamal, som kommer att framga av efterfoljande beskrivning, har nu uppnatts genom att den inledningsvis ndmnda plattvarmevaxlaren enligt uppfinningen kannetecknas av att en strypning ar anord- nad vid varje inlopp till de kanaler i vilka farang- ningsmediet str8mmar for astadkommande av en jamn for- delning av fOrangningsmediet i plattpaketet.

Foredragna utfOringsformer av uppfinningen anges i efterfOljande underordnade patentkrav.

Uppfinningen kommer att beskrivas narmare i Oct foljande under hdnvisning till bifogade ritningar, som visar olika utfOringsformer av uppfinningen.

Fig 1 visar i perspektiv och med vissa delar bort- skurna en lodd plattvarmevdxlare av standardtyp.

Fig 2 visar i perspektiv en fOrsta utforingsform av uppfinningen med tva forangningskanalbildande plat- tor isarfOrda.

Fig 3 visar samma utf8ringsform i ett annat perspek- tiv med plattorna hopforda.

C Fig 4 visar i en fig 2 liknande vy en andra utf8- ringsform av uppfinningen.

•Fig 5 visar i en fig 3 liknande vy en tredje ut- foringsform av uppfinningen.

I fig 1 visas en generellt med 1 betecknad lodd plattvdrmevaxlare, som t ex kan anvandas som forangare I ett vdrmepumpsystem. Vdrmevdxlaren 1 omfattar ett stort antal parallella plattor, som är hoplodda till ett paket. Plattorna 2 ar pa kant sattkorrugerade en- ligt ett fiskbensmonster, som dels befrdmjar turbulensbildning, dels utgar anliggningspunkter eller ladpunkter for plattorna. Plattorna 2 ar likadana men är vdxelvis 4 vanda for bildande av i det fOljande ndrmare beskrivna kanaler ddremellan. Det for forangning avsedda mediet, hdr t ex freon, tillfors via en nedre inloppsanslutning 3 och bortf8rs via en ovre utloppsanslutning 4, medan det i varmevaxlaren varmeangivande mediet, har t ex vatten, tillfors via en ovre inloppsanslutning 5 och bortf8rs via en nedre utloppsanslutning 6. Varannan kanal 7, hr markerad med ljus farg, genomstr8mmas av freonen medan varannan kanal 8, har markerad med mork 10 farg, genomstrommas av vattnet.

Den inkommande freonen är en gas/vatskeblandning, som hiller en temperatur av ca 0°C och star under ett tryck av ca 0,5 MPa. Vattnet hailer en temperatur av ca °C.

Enligt uppfinningen anordnas en strypning vid varje inlopp till de kanaler i vilka fbrangningsmediet eller freonen strommar. Denna strypning kan Astadkommas pa manga olika sat och i det foljande redovisas tre olika losningar.

I fig 2 visas en f8rsta utf8ringsform, vid vilken en sAdan strypning Astadkommes. Tva plattor 2, 2', vilka visas isarforda och mellan vilka en forangningskanal 7 f8r freon (se fig 1) bildas, har vid h8rnen placerade, mittfor varandra belagna hal 9 resp 9'. (PA motsvarande satt har plattorna hal for det strOmmande vattnet). Freonen strommar genom Oppningen 9 i en pils A riktning och sedan upp mellan plattorna 2, 2' i forAngningskanalen 7 i en medelst en tjock pil markerad riktning. Strypningen Astadkommes bar medelst en mellan plattorna 2, 2' placerad ring 10, som har en eller flera radiella, genomgAende hl eller borrningar 11, vilka fOretradesvis ar riktade in mot fOrangningskanalens 7 centrum. (Endast en borrning 11 visas i fig 2). Det inses att ringen 10, nar plattpaketet dr hopfort, anligger med god tdtning mot plattorna 2, 2' kring halen 9 resp 9'. I sjalva verket lads den fast mot plattorna.

Tack vare ringen 10 astadkommes ett mycket start tryckf all vid inloppet till f6rangningskanalen 7 medan tryckfallet in i plattpaketet är forhallandevis litet. Detta innebar att freonen Eirdelas jamnt i paketet och att den stiger jamnt upp i f6rangningskanalerna 7 via de i ringarna 10 upptagna borrningarna 11. En eventuellt f6rekommande fOr tidig f6rangning med pl6ts1ig och kraftig volym6kning som foljd paverkar saledes inte namnvart flodet genom respektive f6rangningskanal 7, eftersom tryckfallet vid strypningen, dvs ringen 10, dr domi- nerande. Strypningen i borrningarna 11 ar alltsa mycket stor i forhallande till det tryckfall som en tidig f6rangning av freonen kan innebara.

I fig 3 visas de i fig 2 askadliggjorda plattorna hopf8rda och i ett annat perspektiv, varav framgar ringens 10 placering mellan dessa samt borrningen 11. Observera att borrningen 11 har ar riktad in mot forangningskanalens centrum medan den i fig 2 av fortydligande skal air riktad rakt uppat.

En andra utforingsform av uppfinningen visas i fig 20 4, ddr strypningen i stallet astadkommes medelst ett genom halen 9, 9' sig strdckande ror 12, vars mantelyta Er forsedd med en eller flera radiella, genomgaende borrningar 13, motsvarande den i fig 2 visade ringens 10 borrningar 11. De i rOret 12 upptagna borrningarna 25 13 air anordnade med intervall, som motsvarar avstanden mellan plattpaketets forangningskanaler 7, i vilka freonen strommar uppat. Foretradesvis 16ds r6ret 12 pa plats samtidigt med hoplodningen av hela plattpaketet under sakerstallande av god tatning. En fackman inser att borr30 ningarna 13 kan ersattas av en langs hela roret 12 for16pande slits (ej visad), varvid motsvarande verkan erhalls.

I fig 5 visas en tredje utfaringsform av uppfinningen, dar strypningen astadkommes genom att plattorna 2, 2' air pressade mot varandra vid randen av 6ppningar- na 9 resp 9'. Detta innebar att plattorna 2, 2' anlig- ger tgtt mot varandra utmed en betydande del av inlop- 6 pet till fordngningskanalen 7 med undantag av ett stalle, dar en oppning 14 lamnas. Denna Oppning 14 motsvarar den tidigare beskrivna ringens 10 borrning 11 (se fig 3) och dr foretradesvis riktad radiellt in mot fordngnings- kanalens 7 centrum. Vid denna utforingsform ar det na- turligtvis av yttersta vikt att plattornas 2, 2' anliggning vid Mien 9, 9' verkligen är tat. Det bor inses att oppningen 14 skulle kunna ersattas av en mycket smal spalt, som stracker sig utmed en st5rre del av inloppet till fordngningskanalen 7.

Gemensamt for de tre hdr beskrivna utforingsformerna ar att den sammanlagda arean av de radiella borrningarna 11 resp 13 eller de radiella oppningarna 14 är vasentligt mindre an den totala inloppsarean till forangningskanalerna 7 for att en tillracklig stryp- ning skall erhallas. Praktiska forsok har visat att fOrhAllandet mellan namnda sammanlagda area och ndmnda totala area ar ca 0,005-0,10 och foretradesvis ca 0,01-0,02, beroende pd vilka medier som anvands och givetvis vilka tryck och temperaturdifferenser som gr aktuella.

Claims (7)

PATENTKRAV

1. Plattvarmevaxlare, t ex en forangare, vilken har parallella, korrugerade och till ett paket hopfor- da plattor (2, 2') for bildande av kanaler (7, 8) mel- lan intill varandra liggande plattor, varvid varje ka- nal (7, 8) har ett inlopp och ett utlopp och varvid varannan kanal genomstrommas av ett for foringning av- sett medium och varannan kanal (8) genomstrommas av ett i varmevaxlaren varmegivande medium samt varvid varje platta (2, 2') ar forsedd med h81 (9) vid inloppen och utloppen, kannetecknad ddrav, att en strypning är anordnad vid varje inlopp till de kanaler (7) i vilka far&ngningsmediet stremmar for Astadkommande av en jgmn fOrdelning av fordngningsmediet i plattpaketet.

2. Varmevaxlare enligt krav 1, kanneteck- n a d darav, att strypningen 8stadkommes medelst ett ringformigt organ (10), som med god tatning är anbragt vid varje fOringningskanals (7) inlopp och som har en eller flera radiella, genomgaende hal eller borrningar (11; 13), vilka dr riktade in mot forangningskanalen (7).

3. Varmevaxlare enligt krav 2, kanneteck- 1. a d darav, att det ringformiga organet utgors av en mellan tva fOrangningskanalbildande plattor (2, 2') fHst ring (10).

4. Varmevaxlare enligt krav 2, varvid inloppshalen 25 (9, 9')1plattpaketet Or koncentriska, kanne- 1. ecknad darav, att det ringformiga organet utgOrs av ett genom inloppsh8len (9, 9') sig strackande ror (12), vars mantelyta Or forsedd med ndmnda borrningar (13), som Or anordnade med intervall motsvarande avstAn- det mellan fOrangningskanalerna (7).

5. Varmevaxlare enligt krav 1, kanneteck- 1. a d darav, att plattorna (2, 2') anligger tatt mot varandra utmed en betydande del av inloppet till varje fOrangningskanal (7) for bildande av en radiellt in 8 mot forangningskanalen (7) riktad och namnda strypning astadkommande Oppning (14).

6. Vdrmevaxlare enligt nAgot av kraven 2-5, kannetecknad darav, att den sammanlagda arean av de radiella borrningarna (11; 13) eller de radiella Oppningarna (14) är vasentligt mindre an den totala inloppsarean till fiirangningskanalerna (7).

7. Vdrmevaxlare enligt krav 6, kanneteckn a d darav, att farhallandet mellan ndmnda sammanlagda 10 area och namnda totala area är ca 0,005-0,10, foretradesvis ca 0,01-0,02.