WO2022262901A1 - Wärmeübertragungsvorrichtung - Google Patents

Wärmeübertragungsvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
WO2022262901A1
WO2022262901A1 PCT/DE2022/100419 DE2022100419W WO2022262901A1 WO 2022262901 A1 WO2022262901 A1 WO 2022262901A1 DE 2022100419 W DE2022100419 W DE 2022100419W WO 2022262901 A1 WO2022262901 A1 WO 2022262901A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat transfer
flow
heat exchanger
transfer device
transfer medium
Prior art date
Application number
PCT/DE2022/100419
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Hafner
Original Assignee
Viessmann Climate Solutions Se
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
Application filed by Viessmann Climate Solutions Se filed Critical Viessmann Climate Solutions Se
Priority to EP22735294.5A priority Critical patent/EP4356060A1/de
Publication of WO2022262901A1 publication Critical patent/WO2022262901A1/de

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • F28F27/02Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus for controlling the distribution of heat-exchange media between different channels
    • 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
    • F25B39/00Evaporators; Condensers
    • F25B39/02Evaporators
    • F25B39/028Evaporators having distributing means
    • 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
    • F25B39/00Evaporators; Condensers
    • F25B39/04Condensers
    • 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
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • 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
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/40Fluid line arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/026Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/027Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes
    • F28F9/0273Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes with multiple holes

Definitions

  • the invention relates to a heat transfer device according to the preamble of patent claims 1 and 15.
  • a heat transfer device of the type mentioned at the beginning is generally known, so that no special printed proof is required in this regard.
  • Such a heat transfer device consists of a heat exchanger through which a heat transfer medium flows, a first central connection for supplying or removing the heat transfer medium to or from the heat exchanger, a second central connection for removing or supplying the heat transfer medium 15 from or to the heat exchanger and several, the heat exchanger forming heat transfer channels which are hydraulically connected on the one hand to the first and on the other hand to the second central connection and through which the heat transfer medium flows.
  • heat transfer channels used always also includes tubes.
  • the object of the invention is to improve a heat transfer device of the type mentioned at the outset.
  • a heat transfer device that is particularly well suited to heat pump operation is to be created. Looked at even more closely, one should be used both in heating and heat transfer device that works equally well in cooling mode can also be provided.
  • alternatively flowable means that either one or the other flow path, but not both, are designed to be flown through at the same time, which, as will be discussed in more detail below, can be implemented, for example, via appropriate valves, in particular check valves. 25
  • this heat transfer device is characterized in that it has two flow paths with different flow resistances, for example preferably such that the heat transfer device opposes a different resistance depending on the flow direction of the flow.
  • This approach which also involves distributing the heat transfer medium as evenly as possible to the individual flow paths or heat transfer channels, leads to improved efficiency, particularly in a heat pump device that operates in both heating and cooling mode.
  • a flow device causing a different flow resistance depending on the flow direction of the heat transfer medium is provided on each flow channel.
  • this heat transfer device is characterized in that the flow channels are each provided with a flow device which causes a different flow resistance in one flow direction than in the other flow direction of the heat transfer medium.
  • the heat exchanger shown there has only one central connection and not, like the solution according to the invention, two, because there, i.e. in the solution according to said document, the heat transfer medium either flows into the heat exchanger via connection 2.10 and leaves it via connection 10 2.20 or the heat transfer medium flows into the heat exchanger via connection 2.30 and leaves it via connection 2.20.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of the heat transfer device according to the invention (according to the first solution); 25
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of the heat transfer device according to the invention (according to the first solution);
  • FIG. 3 shows a first heat pump circuit diagram (refrigeration circuit) for use of the heat transfer devices according to the invention according to FIGS. 1 and 2 (according to the first solution);
  • FIG. 4 shows a second heat pump circuit diagram for using a heat transfer device in the (modified) sense of FIG. 5 (according to the first solution);
  • FIG. 5 shows a third exemplary embodiment of the heat transfer device according to the invention (according to the first solution);
  • FIG. 6 shows a fourth exemplary embodiment of the heat transfer device according to the invention (according to the second solution);
  • FIG. 7 shows the flow device according to FIG. 6 with a flow from right to left
  • FIG. 8 shows the flow device according to FIG. 6 with flow from left to right.
  • the heat transfer devices 15 shown in the figures initially all consist of a heat exchanger 1 through which a heat transfer medium, i.e. a gaseous or liquid fluid depending on the prevailing conditions, flows, a first central connection 1.1 for supplying or removing the heat transfer medium to or from the heat exchanger 20 1, a second central connection 1.2 for removing or supplying the heat transfer medium from or to the heat exchanger 1 and several heat transfer channels 1.3 forming the heat exchanger 1, which are hydraulically connected on the one hand to the first and on the other hand to the second central connection 1.1, 1.2 and through which the heat transfer medium flows .
  • a heat transfer medium i.e. a gaseous or liquid fluid depending on the prevailing conditions
  • the heat transfer medium flows through either one flow path 1.10 or the other flow path 1.20. It may be the case that in both flow paths at the same time
  • the flow paths 1.10, 1.20 have different flow cross sections. This option is implemented in particular in the exemplary embodiment according to FIG.
  • the heat exchanger 1 is designed as part of a heat pump device.
  • the heat exchanger 1, through which a heat transfer medium flows is additionally configured so that air can flow around it or water or brine can flow through it:
  • the heat exchanger 1 is configured or operated in the heating mode as an evaporator 25 (and in the cooling mode as a condenser) of a heat pump device that is optionally used for heating or cooling.
  • the heat exchanger 1 is particularly preferably designed as a so-called fin tube heat exchanger.
  • Figures 1 to 3 and 6 30 show this variant. Run in this embodiment the preferably tubular heat transfer channels 1.3 preferably (essentially) horizontal.
  • the heat exchanger 1 is configured or operated in the heating mode as a condenser (and 5 in the cooling mode as an evaporator) of a heat pump device that is optionally used for heating or cooling.
  • the heat exchanger 1 is particularly preferably designed as a so-called plate heat exchanger.
  • Figures 4 and 5 show this variant.
  • the heat transfer channels 1.3 which are preferably in the form of flat channels, preferably have not only a horizontal but also a vertical direction of extension. 15
  • the heat exchanger 1 is designed as a plate heat exchanger.
  • the heat transfer channels 1.3 are designed as part of either a plate heat exchanger or a finned tube heat exchanger. 25
  • the heat pump device can also be equipped with the heat transfer device according to the invention (according to FIGS. 1 to 8) both on the condenser side and on the evaporator side. 30 Furthermore, it is particularly preferred, and this is also realized in all the illustrated exemplary embodiments (FIGS. 1 to 8), for the heat transfer channels 1.3 to be designed to open out into a distributor space 1.4 at both ends. In FIG. 1, the connecting line shown vertically between the individual lines connected to the heat transfer channels 1.3 ultimately forms this distributor space 1.4.
  • a distribution device 1.5 (known per se from document DE 20 2008 004 582 U1) for the heat transfer medium is arranged in the distribution space 1.4. It is furthermore particularly preferred that the distribution device 1.5 is formed from a tubular insert with openings 1.5.1 assigned to the heat transfer channels 1.3.
  • the heat exchanger 1 is provided with a first connection 1.6 opening directly into the distributor space 1.4 and a second connection 1.7 opening into the distribution device 1.5.
  • the two connections 1.6, 1.7 are also particularly preferably arranged on opposite sides of the heat exchanger 1 designed as a plate heat exchanger.
  • the distributor device device 1.5 is the distributor space 1.4 incomplete (that is, leaving the flow space free) is designed to fill it.
  • each flow path 1.10, 1.20 is designed so that the flow can flow in only one direction.
  • each flow path 1.10, 1.20 is provided with a valve 1.8.
  • the valve 1.8 (or the valves 1.8) is (are) designed as a non-return valve(s).
  • the second solution of the heat transfer device according to the invention shown in FIGS. 6 to 8 is also essential in that a flow device 2 causing a different flow resistance depending on the flow direction of the heat transfer medium is provided on each heat transfer channel 1.3.
  • the flow device 2 itself must be clearly distinguished from the heat transfer channels 1.3 used for the actual heat transfer.
  • the flow device 2 has a flow element 2.1 for each heat transfer channel 1.3 25 that assumes different positions depending on the direction of flow and generates different flow cross sections for the heat transfer medium.
  • This flow element 2.1 is (see FIGS. 7 and 8) particularly preferably designed as a ball guided in a cage 2.2.
  • the heat transfer device according to the invention works as follows:
  • the heat transfer medium is to flow to the heat exchanger 1 (here, as 10 already mentioned, a so-called finned tube heat exchanger) via the first central connection 1.1 (which in this example corresponds to heating operation), this can only happen via the lower valve 1.8 , since the upper valve 1.8 closes automatically. In this case, the flow is through the shorter flow path 1.20 on the way to the heat exchanger 1.
  • the heat transfer medium After leaving the heat exchanger 1, the heat transfer medium then reaches a distributor space 1.4 and from there finally to the second central connection 1.2. If the heat transfer medium is to be routed in reverse through the heat exchanger 1 instead (which in this example corresponds to the cooling operation), then it is fed to it via the second central connection 1.2.
  • the heat transfer device After leaving the heat transfer channels 1.3, it then reaches the first central connection 1.1 via the flow path 1.10. Flow through the other flow path 1.20 is ruled out due to the lower valve 1.8 closing in this case. And since the flow path 1.10, as can be seen, is substantially longer overall than the flow path 1.20, the heat transfer device according to the invention places more resistance on a flow from the second central connection 1.2 to the first central connection 1.1 (cooling mode). against a flow from the first central connection 1.1 to the second central connection 1.2 (heating operation).
  • a flow resistance or pressure loss of the flow paths 1.10, 1.20 is designed or designed many times higher than a result from the vertical Arrangement of the distribution space 1.4 resulting pressure difference between the most distant heat transfer channels 1.3, ie between the 25 top and bottom heat transfer channel 1.3. This requirement leads to a particularly even distribution of the heat transfer medium to the individual heat transfer channels 1.3.
  • one (lower) heat exchanger 1 works as an evaporator when heating and as a condenser when cooling. Flow from left to right (i.e. when heating is associated with a greater flow resistance than flow from right to left (i.e. when cooling) is associated.
  • the heat exchanger 1 of the heat transfer device is designed as a condenser in the heating mode 10 .
  • the heat transfer medium is compressed with the heat pump compressor and conveyed (via the switching device shown) to the first central connection 1.1. From there it flows via the valve 1.8 and the flow path 1.10 to the first connection 1.6 of the heat exchanger 1 shown on the left in Figure 4.
  • the heat transfer medium leaves the heat exchanger 1 on its right side and then flows via a branch and into it Direction of opening valve 1.8 to the second central connection 1.2. Because of the given pressure conditions in the cooling cycle, the other two valves 1.8 are closed.
  • the other or second flow path 1.20 is not flowed through in this mode of operation.
  • the heat transfer medium then finally flows from the second central connection 1.2 via the expansion device to the evaporator and from there again via the switching device to the heat pump compressor. So the circle is closed. - If the switching device is now switched over and the heat pump device is thus switched to cooling mode, the heat pump compressor conveys the heat transfer medium first to the heat exchanger shown below in the figure, which now works as a condenser. From there, the heat transfer medium reaches the expansion device and from there via the valve 1.8 and the flow path 1.20 to the second connection 1.7. Since this is provided with the distribution device 1.5, the flow of the heat transfer medium on this flow path 1.20 is opposed to a higher resistance (than a flow in the flow path 1.10).
  • the outflow of the heat transfer medium takes place again via the right-hand side of the heat exchanger 1, but this time via the valve 1.8 back to the heat pump compressor.
  • the other two valves 1.8 are always closed due to the existing pressure conditions in the cooling circuit 10 in this mode of operation.
  • the heat transfer medium flows through the heat transfer channels 1.3 (in this example) in both operating modes (heating and cooling mode) in the same direction (from left to right in the illustration). 15
  • the heat transfer medium flows via the second central connection 1.2 into the distributor space 1.4 and from there is divided into the heat transfer channels 1.3.
  • the individual partial flows then meet the flow elements 2.1, which are guided here as cages 2.2. te balls are formed.
  • the impulse emanating from the flow pushes the balls in the cage 2.2 to the left, which, due to the channel becoming narrower in this direction, means that only a comparatively small flow cross section remains for the heat transfer medium. 5

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wärmeübertragungsvorrichtung, umfassend einen von einem Wärmeübertragungsmedium durchströmten Wärmeübertrager (1), einen ersten Zentralanschluss (1.1) zur Zu- oder Abführung des Wärmeübertragungsmediums zum oder vom Wärmeübertrager (1), einen zweiten Zentralanschluss (1.2) zur Ab- oder Zuführung des Wärmeübertragungsmediums vom oder zum Wärmeübertrager (1) und mehrere, den Wärmeübertrager (1) bildende, einerseits mit dem ersten und andererseits mit dem zweiten Zentralanschluss (1.1, 1.2) hydraulisch verbundene und vom Wärmeübertragungsmedium durchströmte Wärmeübertragungskanäle (1.3). Nach der Erfindung ist nach einer Lösung vorgesehen, dass wahlweise zwischen dem ersten und/oder zweiten Zentralanschluss (1.1, 1.2) und den Wärmeübertragungskanälen (1.3) zwei alternativ durchströmbare und Strömungswiderstände aufweisende verursachende Strömungspfade (1.10, 1.20) vorgesehen sind. Nach einer anderen erfindungsgemäßen Lösung ist an jedem Wärmeübertragungskanal (1.3) eine je nach Strömungsrichtung des Wärmeübertragungsmediums einen unterschiedlichen Strömungswiderstand verursachende Strömungseinrichtung (2) vorgesehen.

Description

Wärmeübertragungsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Wärmeübertragungsvorrichtung gemäß 5 dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und 15.
Eine Wärmeübertragungsvorrichtung der eingangs genannten Art ist allgemein bekannt, so dass es diesbezüglich keines besonderen druckschriftlichen Nachweises bedarf. Eine solche Wärme10 übertragungsvorrichtung besteht aus einem von einem Wärmeübertragungsmedium durchströmten Wärmeübertrager, einem ersten Zentralanschluss zur Zu- oder Abführung des Wärmeübertragungs- mediums zum oder vom Wärmeübertrager, einem zweiten Zentralanschluss zur Ab- oder Zuführung des Wärmeübertragungsmediums 15 vom oder zum Wärmeübertrager und mehreren, den Wärmeübertrager bildenden, einerseits mit dem ersten und andererseits mit dem zweiten Zentralanschluss hydraulisch verbundenen und vom Wärmeübertragungsmedium durchströmten Wärmeübertragungskanälen. Ein typisches Beispiel für eine solche Wärmeübertragungsvor20 richtung ist ein sogenannter Plattenwärmeübertrager (siehe auch https://de .wikipedia.org/w/index.php?title=Plattenw%C3%A 4rme%C3%BCbertrager&oldid=208597733 ) oder auch ein sogenannter Lamellenrohrwärmeübertrager. Auf beide wird weiter unten noch genauer eingegangen. Der verwendete Begriff "Wärmeübertra- 25 gungskanäle" umfasst dabei stets, wie ersichtlich, auch Rohre.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wärmeübertragungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu verbessern. Insbesondere soll eine besonders gut für den Wärmepumpenbe30 trieb geeignete Wärmeübertragungsvorrichtung geschaffen werden. Noch genauer betrachtet, soll eine sowohl im Heiz- als auch im Kühlbetrieb gleichermaßen gut arbeitende Wärmeübertragungsvorrichtung bereit gestellt werden.
Diese Aufgabe ist zum einen, nach einer ersten Lösung, mit einer Wärmeübertragungsvorrichtung der eingangs genannten Art 5 durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass wahlweise zwischen dem ersten und/oder zweiten Zentralanschluss und den 10 Wärmeübertragungskanälen zwei alternativ durchströmbare und unterschiedliche Strömungswiderstände aufweisende Strömungspfade vorgesehen sind.
Die obige Maßgabe "und/oder" in Bezug auf die beiden Zen15 tralanschlüsse umfasst dabei auch die Möglichkeit, dass beidseitig des Wärmeübertragers jeweils zwei Strömungspfade vorgesehen sind.
Die Maßgabe "alternativ durchströmbar" bedeutet dabei, dass 20 entweder der eine oder der andere Strömungspfad, aber nicht beide gleichzeitig durchströmbar ausgebildet sind, was, worauf weiter unten noch genauer eingegangen wird, zum Beispiel über entsprechende Ventile, insbesondere Rückschlagventile, realisiert sein kann. 25
Die Maßgabe, dass die Strömungspfade unterschiedliche Strömungswiderstände aufweisen bzw. unterschiedliche Druckverluste verursachen, kann dabei, worauf ebenfalls noch genauer eingegangen werden wird, zum Beispiel dadurch realisiert sein, dass 30 die Pfade unterschiedlich lang oder mit einem unterschiedlichen Strömungsquerschnitt ausgebildet sind. Mit anderen Worten zeichnet sich diese erfindungsgemäße Wärmeübertragungsvorrichtung somit dadurch aus, dass diese zwei Strömungspfade mit unterschiedlichen Strömungswiderständen aufweist, und zwar zum Beispiel bevorzugt so, dass die Wärme5 übertragungsvorrichtung je nach Durchströmungsrichtung der Strömung einen unterschiedlichen Widerstand entgegen setzt. Dieser Ansatz, bei dem es auch darum geht, das Wärmeübertragungsmedium möglichst gleichmäßig auf die einzelnen Strömungspfade bzw. Wärmeübertragungskanäle zu verteilen, führt dabei 10 insbesondere bei einer sowohl im Heiz- als auch im Kühlbetrieb arbeitenden Wärmepumpenvorrichtung zu einer verbesserten Effizienz.
Die oben genannte Aufgabe ist zum anderen, nach einer zweiten 15 Lösung, mit einer Wärmeübertragungsvorrichtung der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 15 aufgeführten Merkmale gelöst.
Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass an jedem Strö20 mungskanal eine je nach Strömungsrichtung des Wärmeübertragungsmediums einen unterschiedlichen Strömungswiderstand verursachende Strömungseinrichtung vorgesehen ist.
Mit anderen Worten zeichnet sich diese erfindungsgemäße Wärme25 übertragungsvorrichtung somit dadurch aus, dass die Strömungskanäle jeweils mit einer Strömungseinrichtung versehen sind, die in der einen Strömungsrichtung einen anderen Strömungswiderstand verursacht als in der anderen Strömungsrichtung des Wärmeträgermedium . 30 Andere vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Wärmeübertragungsvorrichtung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen .
Der Vollständigkeit halber wird noch auf das Dokument DE 10 5 2017 211 256 Al hingewiesen. Der dort gezeigte Wärmeübertrager weist aber nur einen Zentralanschluss auf und nicht, wie die erfindungsgemäß Lösung, zwei, denn dort, also bei der Lösung gemäß des besagten Dokuments, strömt das Wärmeträgermedium entweder über den Anschluss 2.10 in den Wärmeübertrager und 10 verlässt ihn über den Anschluss 2.20 oder das Wärmeträgermedium strömt über den Anschluss 2.30 in den Wärmeübertrager und verlässt ihn über den Anschluss 2.20.
Die erfindungsgemäße Wärmeübertragungsvorrichtung einschließ15 lich ihrer vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Patentansprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung verschiedener Ausführungsbeispiele näher erläutert.
20
Es zeigt schematisch
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wärmeübertragungsvorrichtung (gemäß der ersten Lösung); 25
Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wärmeübertragungsvorrichtung (gemäß der ersten Lösung);
Figur 3 einen ersten Wärmepumpenschaltplan (Kältekreislauf) zum Einsatz der erfindungsgemäßen Wärmeübertra30 gungsvorrichtungen gemäß Figur 1 und 2 (gemäß der ersten Lösung); Figur 4 einen zweiten Wärmepumpenschaltplan zum Einsatz einer Wärmeübertragungsvorrichtung im (abgewandelten) Sinne von Figur 5 (gemäß der ersten Lösung);
Figur 5 ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wärmeübertragungsvorrichtung (gemäß der ersten 5 Lösung);
Figur 6 ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wärmeübertragungsvorrichtung (gemäß der zweiten Lösung);
Figur 7 die Strömungseinrichtung gemäß Figur 6 bei einer 10 Durchströmung von rechts nach links; und
Figur 8 die Strömungseinrichtung gemäß Figur 6 bei einer Durchströmung von links nach rechts.
Die in den Figuren dargestellten Wärmeübertragungsvorrichtun- 15 gen bestehen zunächst alle aus einem von einem Wärmeübertragungsmedium, also einem je nach den herrschenden Bedingungen gasförmigen oder flüssigen Fluid, durchströmten Wärmeübertrager 1, einem ersten Zentralanschluss 1.1 zur Zu- oder Abführung des Wärmeübertragungsmediums zum oder vom Wärmeübertrager 20 1, einem zweiten Zentralanschluss 1.2 zur Ab- oder Zuführung des Wärmeübertragungsmediums vom oder zum Wärmeübertrager 1 und mehreren, den Wärmeübertrager 1 bildenden, einerseits mit dem ersten und andererseits mit dem zweiten Zentralanschluss 1.1, 1.2 hydraulisch verbundenen und vom Wärmeübertragungsme- 25 dium durchströmten Wärmeübertragungskanälen 1.3.
Wesentlich für eine solche Wärmeübertragungsvorrichtung ist nun nach der ersten, in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Lösung, dass wahlweise zwischen dem ersten und/oder zweiten Zen30 tralanschluss 1.1, 1.2 und den Wärmeübertragungskanälen 1.3 zwei alternativ durchströmbare und unterschiedliche Strömungs- widerstände aufweisende bzw. unterschiedliche Druckverluste verursachende Strömungspfade 1.10, 1.20 vorgesehen sind. Wie aus den Figuren 1 bis 5 ersichtlich, sind dabei die Strömungspfade 1.10, 1.20 selbst gegenständlich von den zur eigentlichen Wärmeübertragung dienenden Wärmeübertragungskanälen 1.3 5 zu unterscheiden.
Besonders bevorzugt ist dabei verfahrensmäßig ausgedrückt, dass beim Betrieb der Wärmeübertragungsvorrichtung wahlweise der eine Strömungspfad 1.10 oder der andere Strömungspfad 1.20 10 vom Wärmeübertragungsmedium durchströmt wird. Es kann dabei zwar sein, dass sich gleichzeitig in beiden Strömungspfaden
1.10, 1.20 Wärmeübertragungsmedium befindet, es ist aber (hierauf wird weiter unten noch genauer eingegangen) gewährleistet, dass nur in einem der beiden Strömungspfade 1.10, 15 1.20 tatsächlich eine (relevante) Strömung vorhanden ist bzw. stattfindet.
Besonders bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass im Heizbetrieb derjenige Strömungspfad 1.10, 1.20 mit dem geringeren Strö20 mungswiderstand vom Wärmeübertragungsmedium durchströmt wird. Umgekehrt ist entsprechend bevorzugt vorgesehen, dass im Kühlbetrieb derjenige Strömungspfad 1.10, 1.20 mit dem größeren Strömungswiderstand vom Wärmeübertragungsmedium durchströmt wird. Wie aus den Figuren 1 bis 5 ersichtlich, ist dabei au25 ßerdem bevorzugt vorgesehen, dass die Strömungspfade 1.10, 1.20 nur auf einer Seite des Wärmeübertragers 1 angeordnet sind und dass im Heizbetrieb zuerst einer der Strömungspfade
1.10, 1.20 und dann der Wärmeübertrager 1 und im Kühlbetrieb zuerst der Wärmeübertrager 1 und dann einer der Strömungspfade 30
1.10, 1.20 durchströmt werden. Zur Erzeugung der besagten unterschiedlichen Strömungswiderstände ist dabei nach einer ersten Option bevorzugt vorgesehen, dass die Strömungspfade 1.10, 1.20 unterschiedlich lang ausgebildet sind. Diese Option ist insbesondere bei den Ausführungsbeispielen gemäß Figur 1 und 2 realisiert. 5
Als zweite Option, die auch durchaus mit der ersten kombinierbar ist, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Strömungspfade 1.10, 1.20 unterschiedliche Strömungsquerschnitte aufweisen. Diese Option ist insbesondere beim Ausführungsbeispiel gemäß 10 Figur 5 realisiert.
Wie insbesondere aus den Figuren 3 und 4 ersichtlich, aber auch für die zweite Lösung gemäß den Figuren 6 bis 8 zutreffend, ist weiterhin besonders bevorzugt vorgesehen, dass der 15 Wärmeübertrager 1 als Teil einer Wärmepumpenvorrichtung ausgebildet ist.
In diesem Zusammenhang ist weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass der von einem Wärmeübertragungsmedium durchströmte Wärme20 übertrager 1 zusätzlich wahlweise von Luft um- oder von Wasser oder auch Sole durchströmbar ausgebildet ist:
Im Falle einer Luftumströmung ist weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass der Wärmeübertrager 1 im Heizbetrieb als Verdampfer 25 (und im Kühlbetrieb als Kondensator) einer wahlweise zum Heizen oder Kühlen eingesetzten Wärmepumpenvorrichtung arbeitend ausgebildet ist bzw. betrieben wird. In diesem Fall ist der Wärmeübertrager 1 besonders bevorzugt als sogenannter Lamellenrohrwärmeübertrager ausgebildet. Die Figuren 1 bis 3 und 6 30 zeigen diese Variante. Bei dieser Ausführungsform verlaufen die vorzugsweise rohrförmigen Wärmeübertragungskanäle 1.3 vorzugsweise (im wesentlichen) horizontal.
Im Falle einer Wasserdurchströmung ist bevorzugt vorgesehen, dass der Wärmeübertrager 1 im Heizbetrieb als Kondensator (und 5 im Kühlbetrieb als Verdampfer) einer wahlweise zum Heizen oder Kühlen eingesetzten Wärmepumpenvorrichtung arbeitend ausgebildet ist bzw. betrieben wird. In diesem Fall ist der Wärmeübertrager 1 besonders bevorzugt als sogenannter Plattenwärmeübertrager ausgebildet. Die Figuren 4 und 5 zeigen diese Variante. 10 Bei dieser Ausführungsform und bei üblicher Anordnung des Plattenwärmeübertragers weisen die vorzugsweise flachkanalförmigen Wärmeübertragungskanäle 1.3 vorzugsweise nicht nur eine horizontale, sondern auch eine vertikale Erstreckungsrichtung auf. 15
Ferner ist auch im Falle einer Soledurchströmung bevorzugt vorgesehen, dass der Wärmeübertrager 1 als Plattenwärmeübertrager ausgebildet ist.
20
Noch etwas genauer betrachtet, ist also in allen genannten Wärmepumpen-Verwendungsfällen besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Wärmeübertragungskanäle 1.3 (des Wärmeübertragers 1) als Teil wahlweise eines Plattenwärmeübertragers oder eines Lamellenrohrwärmeübertragers ausgebildet sind. 25
Selbstverständlich kann die Wärmepumpenvorrichtung auch sowohl kondensatorseitig als auch verdampferseitig mit der erfindungsgemäßen Wärmeübertragervorrichtung (gemäß den Figuren 1 bis 8) ausgestattet sein. 30 Weiterhin ist besonders bevorzugt vorgesehen, und dies ist auch bei allen dargestellten Ausführungsbeispielen (Figur 1 bis 8) realisiert, dass die Wärmeübertragungskanäle 1.3 bei- dendig in jeweils einen Verteilerraum 1.4 ausmündend ausgebildet sind. In Figur 1 bildet letztlich die vertikal dargestell5 te Verbindungsleitung zwischen den mit den Wärmeübertragungs- kanälen 1.3 verbundenen Einzelleitungen diesen Verteilerraum 1.4.
Noch etwas genauer betrachtet, und diesbezüglich wird insbe10 sondere auf Figur 5 verwiesen, ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass im Verteilerraum 1.4 eine (an sich zum Beispiel aus dem Dokument DE 20 2008 004 582 Ul bekannte) Verteileinrichtung 1.5 für das Wärmeübertragungsmedium angeordnet ist. Dabei ist weiterhin besonders bevorzugt vorgesehen, dass die 15 Verteileinrichtung 1.5 aus einem rohrförmigen Einsatz mit den Wärmeübertragungskanälen 1.3 zugeordneten Öffnungen 1.5.1 gebildet ist.
Weiterhin ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass am Wärme20 übertrager 1 einerseits ein direkt in den Verteilerraum 1.4 mündender erster Anschluss 1.6 und andererseits ein in die Verteileinrichtung 1.5 mündenden zweiter Anschluss 1.7 vorgesehen ist. Dabei sind die beiden Anschlüsse 1.6, 1.7 ferner besonders bevorzugt an sich gegenüberliegenden Seiten des als 25 Plattenwärmeübertrager ausgebildeten Wärmeübertragers 1 angeordnet.
Damit das Wärmeträgermedium über den ersten Anschluss 1.6 gut zu den Wärmeübertragungskanälen 1.3 gelangen kann, ist dabei 30 ferner noch bevorzugt vorgesehen, dass die Verteilereinrich- tung 1.5 den Verteilerraum 1.4 unvollständig (also Strömungsraum freilassend) ausfüllend ausgebildet ist.
Wie oben bereits erwähnt, ist weiterhin bei der Lösung gemäß den Figuren 1 bis 5 bevorzugt vorgesehen, dass jeder Strö5 mungspfad 1.10, 1.20 in nur einer Richtung durchströmbar ausgebildet ist. Hierzu ist, genauer betrachtet, besonders bevorzugt vorgesehen, dass jeder Strömungspfad 1.10, 1.20 mit einem Ventil 1.8 versehen ausgebildet ist. Ganz besonders bevorzugt ist dabei, wie schematisch dargestellt, schließlich vorgese10 hen, dass das Ventil 1.8 (bzw. die Ventile 1.8) als Rückschlagventil(e ) ausgebildet ist (sind).
Wesentlich die zweite, in den Figuren 6 bis 8 dargestellte Lösung der erfindungsgemäßen Wärmeübertragungsvorrichtung ist 15 ferner, dass an jedem Wärmeübertragungskanal 1.3 eine je nach Strömungsrichtung des Wärmeübertragungsmediums einen unterschiedlichen Strömungswiderstand verursachende Strömungseinrichtung 2 vorgesehen ist. Wie aus den Figuren 6 bis 8 ersichtlich, ist dabei die Strömungseinrichtung 2 selbst gegen20 ständlich von den zur eigentlichen Wärmeübertragung dienenden Wärmeübertragungskanälen 1.3 zu unterscheiden.
Noch etwas genauer betrachtet, ist dabei bevorzugt vorgesehen, dass die Strömungseinrichtung 2 pro Wärmeübertragungskanal 1.3 25 ein in Abhängigkeit von der Strömungsrichtung unterschiedliche Positionen einnehmendes und unterschiedliche Durchströmungsquerschnitte für das Wärmeübertragungsmedium erzeugendes Strömungselement 2.1 aufweist. Dieses Strömungselement 2.1 ist dabei (siehe Figur 7 und 8) ganz besonders bevorzugt als in ei30 nem Käfig 2.2 geführte Kugel ausgebildet. Alternativ (nicht extra dargestellt) kann aber auch vorgesehen sein, dass die Strömungseinrichtung 2 als (sogenanntes) Teslaventil (siehe hierzu https://de.wikipedia.org/w/index.php?tit- le=Teslaventil&oldid=207705326 ) ausgebildet ist.
5
Die erfindungsgemäße Wärmeübertragungsvorrichtung funktioniert wie folgt:
Soll bei der Lösung gemäß Figur 1 über den ersten Zentralanschluss 1.1 Wärmeträgermedium zum Wärmeübertrager 1 (hier, wie 10 bereits erwähnt, ein sogenannter Lamellenrohrwärmeübertrager) strömen (was in diesem Beispiel also dem Heizbetrieb entspricht), so kann dies nur über das untere Ventil 1.8 geschehen, da das obere Ventil 1.8 automatisch schließt. In diesem Fall wird also der kürzere Strömungspfad 1.20 auf dem Weg zum 15 Wärmeübertrager 1 durchströmt. Nach Verlassen des Wärmeübertragers 1 gelangt das Wärmeträgermedium dann noch zu einem Verteilerraum 1.4 und vor dort schließlich zum zweiten Zentralanschluss 1.2. - Soll das Wärmeträgermedium statt dessen (was in diesem Beispiel also dem Kühlbetrieb entspricht) umge20 kehrt durch den Wärmeübertrager 1 geführt werden, so wird es diesem über den zweiten Zentralanschluss 1.2 zugeführt. Nach dem Verlassen der Wärmeübertragungskanäle 1.3 gelangt es dann über den Strömungspfad 1.10 zum ersten Zentralanschluss 1.1. Eine Durchströmung des anderen Strömungspfads 1.20 ist auf25 grund des in diesem Fall schließenden unteren Ventils 1.8 ausgeschlossen. Und da der Strömungspfad 1.10, wie ersichtlich, insgesamt wesentlich länger als der Strömungspfad 1.20 ausgebildet ist, setzt die erfindungsgemäße Wärmeübertragungsvorrichtung einer Strömung vom zweiten Zentralanschluss 1.2 zum 30 ersten Zentralanschluss 1.1 (Kühlbetrieb) mehr Widerstand ent- gegen als einer Strömung vom ersten Zentralanschluss 1.1 zum zweiten Zentralanschluss 1.2 (Heizbetrieb).
Bei der Lösung gemäß Figur 2 verhält es sich, wie ohne weiteres ersichtlich, entsprechend umgekehrt, da die Ventile 1.8 5 umgekehrt angeordnet sind. Bei dieser Lösung ist dabei besonders bevorzugt vorgesehen, dass der Verteilerraum 1.4 seine größte Erstreckung in vertikaler Richtung aufweist, so dass es im Kühlbetrieb zu einer Trennung der flüssigen Phase des Wärmeträgermediums von deren Gasphase kommt. 10
Noch etwas genauer betrachtet, gilt grundsätzlich, dass vorzugsweise und trotz der erfindungsgemäßen Vorgabe unterschiedlicher Strömungswiderstände der Strömungspfade 1.10, 1.20 ein möglichst geringer Strömungswiderstand der Strömungspfade 15 1.10, 1.20 insgesamt angestrebt wird.
Für den Kühlbetrieb und bei Verwendung eines Lamellenrohrwärmeübertrager mit vertikaler Anordnung des Verteilerraums 1.4 ist dabei ferner noch besonders bevorzugt vorgesehen, dass ein 20 Strömungswiderstand bzw. Druckverlust der Strömungspfade 1.10, 1.20 um ein Vielfaches höher ausgebildet bzw. ausgelegt ist, als ein sich aus der vertikalen Anordnung des Verteilerraums 1.4 ergebender Druckunterschied zwischen den voneinander entferntesten Wärmeübertragungskanäle 1.3, also zwischen dem 25 obersten und untersten Wärmeübertragungskanal 1.3. Diese Maßgabe führt zu einer besonders gleichmäßigen Aufteilung des Wärmeübertragungsmediums auf die einzelnen Wärmeübertragungskanäle 1.3.
30
Bei der Lösung gemäß Figur 3, die einen klassischen Kältekreislauf mit einem Wärmepumpenverdichter, einer Expansions- einrichtung, einem Wärmeträgermediumsamler und zwei Wärmeübertragern zeigt, arbeitet der eine (untere) Wärmeübertrager 1 im Heizfall als Verdampfer und im Kühlfall als Kondensator. Dabei ist eine Durchströmung von links nach rechts (also im Heizfall mit einem größeren Strömungswiderstand als bei einer 5 Durchströmung von rechts nach links (also im Kühlfall) verbunden.
Bei der Lösung gemäß Figur 4 ist der Wärmeübertrager 1 der erfindungsgemäßen Wärmeübertragungsvorrichtung im Heizbetrieb 10 als Kondensator ausgebildet. Das Wärmeträgermedium wird mit dem Wärmepumpenverdichter verdichtet und (über die dargestellte Umschalteinrichtung) zum ersten Zentralanschluss 1.1 gefördert. Von dort strömt es über das Ventil 1.8 und den Strömungspfad 1.10 weiter zum links in der Figur 4 dargestellten 15 ersten Anschluss 1.6 des Wärmeübertragers 1. Das Wärmeträgermedium verlässt dabei den Wärmeübertrager 1 auf dessen rechter Seite und strömt dann über einen Abzweig und über ein in diese Richtung öffnendes Ventil 1.8 zum zweiten Zentralanschluss 1.2. Aufgrund der gegebenen Druckverhältnisse im Kältekreis20 lauf sind dabei die beiden anderen Ventile 1.8 geschlossen. Der andere bzw. zweite Strömungspfad 1.20 wird bei dieser Betriebsweise nicht durchströmt. Vom zweiten Zentralanschluss 1.2 strömt das Wärmeträgermedium dann schließlich über die Expansionseinrichtung zum Verdampfer und von dort wieder über 25 die Umschalteinrichtung zum Wärmepumpenverdichter. Damit ist der Kreis geschlossen. - Wird nun die Umschalteinrichtung um- und die Wärmepumpenvorrichtung somit in den Kühlbetrieb geschaltet, fördert der Wärmepumpenverdichter das Wärmeträgermedium zunächst zum unten in der Figur dargestellten Wärmeüber30 trager, der nunmehr als Kondensator arbeitet. Von dort gelangt das Wärmeträgermedium zur Expansionseinrichtung und von dort über das Ventil 1.8 und den Strömungspfad 1.20 zum zweiten Anschluss 1.7. Da dieser mit der Verteileinrichtung 1.5 versehen ist, wird der Strömung des Wärmeträgermediums auf diesem Strömungspfad 1.20 ein höherer Widerstand entgegen gesetzt (als einer Strömung im Strömungspfad 1.10). Die Abströmung des Wär5 meträgermediums erfolgt dabei wieder über die rechte Seite des Wärmeübertragers 1, diesmal allerdings dann über das Ventil 1.8 zurück zum Wärmepumpenverdichter. Wie ersichtlich, sind bei dieser Betriebsweise jeweils die beiden anderen Ventile 1.8 aufgrund der bestehenden Druckverhältnisse im Kältekreis10 lauf verschlossen. Außerdem ist, wie ersichtlich, bevorzugt vorgesehen, dass die Wärmeübertragungskanäle 1.3 (in diesem Beispiel) in beiden Betriebsweisen (Heiz- und Kühlfall) vom Wärmeübertragungsmedium in gleicher Richtung (in der Darstellung von links nach rechts) durchströmt werden. 15
Bei der Lösung gemäß Figur 5, die einen Plattenwärmeübertrager zeigt, wie er auch in Figur 4 eingesetzt ist, ist schließlich noch eine ganz einfache Option gezeigt, bei der die vom ersten Zentralanschluss 1.1 kommende Strömung des Wärmeträgermediums 20 mit Hilfe eines einfachen Schaltventils wahlweise auf einen der beiden Strömungspfade 1.10 oder 1.20 gelenkt wird.
Bei der Lösung gemäß Figur 6 ist die besagte Strömungseinrichtung 2 vorgesehen, deren Funktionsweise sich aus den Figuren 7 25 und 8 erschließt:
In Figur 7 strömt das Wärmeträgermedium über zweiten Zentralanschluss 1.2 in den Verteilerraum 1.4 und von dort aufgeteilt in die Wärmeübertragungskanäle 1.3. In der Strömungsein30 richtung 2 treffen die einzelnen Teilströme dann jeweils auf die Strömungselemente 2.1, die hier als in Käfigen 2.2 geführ- te Kugeln ausgebildet sind. Durch den von der Strömung ausgehenden Impuls werden die Kugeln im Käfig 2.2 nach links gedrückt, was aufgrund des in diese Richtung enger werdenden Kanals dazu führt, dass nur noch ein vergleichsweise kleiner Durchströmquerschnitt für das Wärmeträgermedium bleibt. 5
Strömt das Wärmeträgermedium dagegen, wie in Figur 8 dargestellt, von links nach rechts (als vom ersten Zentralanschluss 1.1 kommend), bewirkt der Impuls der Strömung, dass die Kugel nach rechts gedrückt wird, was aufgrund des in diese Richtung 10 weiter werdenden Kanals dazu führt, dass ein größerer Durchströmquerschnitt für das Wärmeträgermedium zur Verfügung steht.
Und da der besagte Durchströmquerschnitt unmittelbar Einfluss 15 auf den sich in der Wärmeübertragungsvorrichtung ergebenden Druckverlauf hat, ist dieser zweite Lösungsansatz ebenfalls zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe geeignet.
Bezugszeichenliste
1 Wärmeübertrager
1.1 erster Zentralanschluss
1.2 zweiter Zentralanschluss
1.3 Wärmeübertragungskanal
1.4 Verteilerraum
1.5 Verteileinrichtung 1.5.1 Öffnung
1.6 erster Anschluss
1.7 zweiter Anschluss
1.8 Ventil 1.10 Strömungspfad 1.20 Strömungspfad 2 Strömungseinrichtung
2.1 Strömungselement
2.2 Käfig

Claims

Patentansprüche
1. WärmeübertragungsVorrichtung, umfassend einen von einem
Wärmeübertragungsmedium durchströmten Wärmeübertrager (1), einen ersten Zentralanschluss (1.1) zur Zu- oder Abführung des Wärmeübertragungsmediums zum oder vom Wärmeübertrager (1), einen zweiten Zentralanschluss (1.2) zur Ab- oder Zuführung des Wärmeübertragungsmediums vom oder zum Wärmeübertrager (1) und mehrere, den Wärmeübertrager (1) bildende, einerseits mit dem ersten und andererseits mit dem zweiten Zentralanschluss (1.1, 1.2) hydraulisch verbundene und vom Wärmeübertragungsmedium durchströmte Wärmeübertragungskanäle (1.3), dadurch gekennzeichnet, dass wahlweise zwischen dem ersten und/oder zweiten Zentralanschluss (1.1, 1.2) und den Wärmeübertragungskanälen
(1.3) zwei alternativ durchströmbare und unterschiedliche Strömungswiderstände aufweisende Strömungspfade (1.10, 1.20) vorgesehen sind.
2. Wärmeübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungspfade (1.10, 1.20) unterschiedlich lang ausgebildet sind.
3. Wärmeübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungspfade (1.10, 1.20) unterschiedliche Strömungsquerschnitte aufweisen. 4. Wärmeübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungskanäle (1.3) beidendig in jeweils einen Verteilerraum (1.
4) ausmündend ausgebildet sind.
5. Wärmeübertragungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Verteilerraum (1.4) eine Verteileinrichtung (1.5) für das Wärmeübertragungsmedium angeordnet ist.
6. Wärmeübertragungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Wärmeübertrager (1) einerseits ein direkt in den Verteilerraum (1.4) mündender erster Anschluss (1.6) und andererseits ein in die Verteileinrichtung (1.5) mündenden zweiter Anschluss (1.7) vorgesehen ist.
7. Wärmeübertragungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteileinrichtung (1.5) aus einem rohrförmigen Einsatz mit den Wärmeübertragungskanälen (1.3) zugeordneten Öffnungen (1.5.1) gebildet ist.
8. Wärmeübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Strömungspfad (1.10, 1.20) in nur einer Richtung durchströmbar ausgebildet ist.
9. Wärmeübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
8, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Strömungspfad (1.10, 1.20) mit einem Ventil
(1.8) versehen ausgebildet ist.
10. WärmeübertragungsVorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (1.8) als Rückschlagventil ausgebildet ist.
11. Wärmeübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis
10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strömungswiderstand der Strömungspfade (1.10, 1.20) um ein Vielfaches höher als ein sich aus der vertikalen Anordnung des Verteilerraums (1.4) ergebender Druckunterschied zwischen den voneinander entferntesten Wärmeübertragungskanäle (1.3) ausgebildet ist.
12. Verfahren zum Betrieb der Wärmeübertragungsvorrichtung gemäß dem Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Betrieb der Wärmeübertragungsvorrichtung wahlweise der eine Strömungspfad (1.10) oder der andere Strömungspfad (1.20) vom Wärmeübertragungsmedium durchströmt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass entweder im Heizbetrieb derjenige Strömungspfad (1.10, 1.20) mit dem geringeren Strömungswiderstand oder im Kühlbetrieb derjenige Strömungspfad (1.10, 1.20) mit dem große- ren Strömungswiderstand vom Wärmeübertragungsmedium durchströmt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungspfade (1.10, 1.20) nur auf einer Seite des Wärmeübertragers (1) angeordnet sind und dass im Heizbetrieb zuerst einer der Strömungspfade (1.10, 1.20) und dann der Wärmeübertrager (1) und im Kühlbetrieb zuerst der Wärmeübertrager (1) und dann einer der Strömungspfade (1.10, 1.20) durchströmt werden.
15. WärmeübertragungsVorrichtung, umfassend einen von einem
Wärmeübertragungsmedium durchströmten Wärmeübertrager (1), einen ersten Zentralanschluss (1.1) zur Zu- oder Abführung des Wärmeübertragungsmediums zum oder vom Wärmeübertrager (1), einen zweiten Zentralanschluss (1.2) zur Ab- oder Zuführung des Wärmeübertragungsmediums vom oder zum Wärmeübertrager (1) und mehrere, den Wärmeübertrager (1) bildende, einerseits mit dem ersten und andererseits mit dem zweiten Zentralanschluss (1.1, 1.2) hydraulisch verbundene und vom Wärmeübertragungsmedium durchströmte Wärmeübertragungskanäle (1.3), dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Wärmeübertragungskanal (1.3) eine je nach Strömungsrichtung des Wärmeübertragungsmediums einen unterschiedlichen Strömungswiderstand verursachende Strömungseinrichtung (2) vorgesehen ist.
16. Wärmeübertragungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungseinrichtung (2) pro Wärmeübertragungskanal (1.3) ein in Abhängigkeit von der Strömungsrichtung unterschiedliche Positionen einnehmendes und unterschiedliche Durchströmungsquerschnitte für das Wärmeübertragungsmedium erzeugendes Strömungselement (2.1) aufweist.
17. WärmeübertragungsVorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungselement (2.1) als in einem Käfig (2.2) geführte Kugel ausgebildet ist.
18. Wärmeübertragungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungseinrichtung (2) als Teslaventil ausgebildet ist.
19. Wärmeübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungskanäle (1.3) beidendig in jeweils einen Verteilerraum (1.4) ausmündend ausgebildet sind.
PCT/DE2022/100419 2021-06-16 2022-06-03 Wärmeübertragungsvorrichtung WO2022262901A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22735294.5A EP4356060A1 (de) 2021-06-16 2022-06-03 Wärmeübertragungsvorrichtung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021115560.6 2021-06-16
DE102021115560.6A DE102021115560A1 (de) 2021-06-16 2021-06-16 Wärmeübertragungsvorrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022262901A1 true WO2022262901A1 (de) 2022-12-22

Family

ID=82321279

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2022/100419 WO2022262901A1 (de) 2021-06-16 2022-06-03 Wärmeübertragungsvorrichtung

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4356060A1 (de)
DE (1) DE102021115560A1 (de)
WO (1) WO2022262901A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116742491A (zh) * 2023-08-09 2023-09-12 新乡市景弘电气有限公司 一种灭火装置及具有其的箱式变电站

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4307578A (en) * 1980-04-16 1981-12-29 Atlantic Richfield Company Heat exchanger efficiently operable alternatively as evaporator or condenser
DE202008004582U1 (de) 2007-04-16 2008-06-19 Viessmann Werke Gmbh & Co Kg Plattenwärmetauscher
US8235101B2 (en) * 2005-02-02 2012-08-07 Carrier Corporation Parallel flow heat exchanger for heat pump applications
US20130219943A1 (en) * 2012-02-03 2013-08-29 Lg Electronics Inc. Outdoor heat exchanger and air conditioner comprising the same
US20150047384A1 (en) * 2011-02-16 2015-02-19 Johnson Controls Technology Company Heat pump system with a flow directing system
FR3061280A1 (fr) * 2016-11-30 2018-06-29 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de distribution d'un fluide refrigerant a l'interieur d'une boite collectrice d'un echangeur thermique pour une installation de conditionnement d'air d'un vehicule
US10048025B2 (en) * 2013-01-25 2018-08-14 Trane International Inc. Capacity modulating an expansion device of a HVAC system
DE102017211256A1 (de) 2017-07-03 2019-01-03 Audi Ag Kälteanlage für ein Fahrzeug mit einem einen Wärmeübertrager aufweisenden Kältemittelkreislauf sowie Wärmeübertrager für eine solche Kälteanlage

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3749380A (en) 1971-04-02 1973-07-31 Babcock & Wilcox Co Absorption optimization
DE102010050098A1 (de) 2010-10-29 2012-05-03 Wolfgang Seemann Wärmetauscher mit hydrostatischem Strömungsventil
DE102014001499A1 (de) 2014-02-06 2015-08-06 Api Schmidt-Bretten Gmbh & Co. Kg Zum Wärme- und/oder Stoffaustausch geeigneter Plattenapparat

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4307578A (en) * 1980-04-16 1981-12-29 Atlantic Richfield Company Heat exchanger efficiently operable alternatively as evaporator or condenser
US8235101B2 (en) * 2005-02-02 2012-08-07 Carrier Corporation Parallel flow heat exchanger for heat pump applications
DE202008004582U1 (de) 2007-04-16 2008-06-19 Viessmann Werke Gmbh & Co Kg Plattenwärmetauscher
US20150047384A1 (en) * 2011-02-16 2015-02-19 Johnson Controls Technology Company Heat pump system with a flow directing system
US20130219943A1 (en) * 2012-02-03 2013-08-29 Lg Electronics Inc. Outdoor heat exchanger and air conditioner comprising the same
US10048025B2 (en) * 2013-01-25 2018-08-14 Trane International Inc. Capacity modulating an expansion device of a HVAC system
FR3061280A1 (fr) * 2016-11-30 2018-06-29 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de distribution d'un fluide refrigerant a l'interieur d'une boite collectrice d'un echangeur thermique pour une installation de conditionnement d'air d'un vehicule
DE102017211256A1 (de) 2017-07-03 2019-01-03 Audi Ag Kälteanlage für ein Fahrzeug mit einem einen Wärmeübertrager aufweisenden Kältemittelkreislauf sowie Wärmeübertrager für eine solche Kälteanlage
CN110831796A (zh) * 2017-07-03 2020-02-21 奥迪股份公司 包括具有热交换器的制冷剂回路的用于车辆的制冷设备以及用于这种制冷设备的热交换器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116742491A (zh) * 2023-08-09 2023-09-12 新乡市景弘电气有限公司 一种灭火装置及具有其的箱式变电站
CN116742491B (zh) * 2023-08-09 2023-11-21 新乡市景弘电气有限公司 一种灭火装置及具有其的箱式变电站

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021115560A1 (de) 2022-12-22
EP4356060A1 (de) 2024-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005015799B4 (de) Kältemittelverdampfer
EP1400772B1 (de) Plattenwärmeübertrager
DE19719251A1 (de) Verteil-/Sammel-Kasten eines mindestens zweiflutigen Verdampfers einer Kraftfahrzeugklimaanlage
DE10260107A1 (de) Wärmeübertrager, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE102006057585A1 (de) Wärmetauscher und Kältemittelverdampfer
DE102006028490A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Sammelrohres, Sammeltank mit Sammelrohr und Wärmeaustauscher mit Sammeltank
EP1881288B1 (de) Rohr-Rippen-Block-Wärmetauscher mit Verbindungs- bzw. Anschlussblöcken
EP0929784B1 (de) Flachrohrwärmetauscher für kraftfahrzeuge mit an krägen eines rohrbodens gehaltenen flachrohren
EP1770345B1 (de) Wärmeaustauschernetz und damit ausgerüsteter Wärmeaustauscher
DE19543149A1 (de) Wärmetauscher, insbesondere Kältemittelverdampfer
EP1643202B1 (de) Wärmetauscher
WO2022262901A1 (de) Wärmeübertragungsvorrichtung
DE19719256A1 (de) Mehrflutiger Flachrohrwärmetauscher für Kraftfahrzeuge mit Umlenkboden sowie Herstellungsverfahren
EP2187157B1 (de) Wärmeübertrager zur Beheizung eines Kraftfahrzeuges
DE19511742A1 (de) Wärmetauscher
DE19957945B4 (de) Kondensator mit Unterkühlstrecke
DE102008025910A1 (de) Wärmeübertrager
EP1717530B1 (de) Wärmeübertrager, insbesondere Heckverdampfer für ein Kraftfahrzeug
DE10322406A1 (de) Platten-Wärmeübertrager
DE10115580A1 (de) Wärmetauscher
EP2994712B1 (de) Wärmeübertrager
EP2049859B1 (de) Kraftfahrzeugklimaanlage
WO2014095594A1 (de) Wärmeübertrager
EP0910778B1 (de) Flachrohrverdampfer mit vertikaler längserstreckungsrichtung der flachrohre bei kraftfahrzeugen
EP2108912B1 (de) Kondensator, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22735294

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022735294

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022735294

Country of ref document: EP

Effective date: 20240116