DE3034965C2 - Wärmeübertragungseinrichtung für Wärmepumpen - Google Patents
Wärmeübertragungseinrichtung für WärmepumpenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Wärmeübertragungseinrichtung zur Wärmeübertragung zwischen einem
Kältemittel und' einer davon getrennten Flüssigkeit, insbesondere zum Einsatz im Kältemittelkreislauf einer
im wesentlichen aus Drosselorgan, Verdampfer, Verdichter, zwei hintereinandergeschalteten Kondensatoren,
einem weiteren Wärmeübertrager zur Fortleitung der Verdichterabwärme und ggf. Sammler bestehenden
Wärmepumpe, wobei das Kältemittel nach dem ersten Kondensator durch den weiteren Wärmeübertrager
zum zweiten Kondensator geführt ist
Insbesondere bei kleinen Brauchwasserwärmepumpen führt man das Kältemittel nach einem ersten
Kondensator durch einen weiteren Wärmeübertrager, meist den ölkühler des Verdichters, um dessen
Abwärme aufzunehmen. In einem zugeschalteten, zweiten Kondensator wird das teilweise erneut
verdampfte Kältemittel wieder kondensiert
Durch die Hintereinanderschaltung der Kondensatoren werden zusätzlich Lötstellen erforderlich, die die
Gefahr von Undichtigkeiten für das Kältemittel und den Prüfaufwand erhöhen. Zudem ergibt sich ein stark
erhöhter Fertigungsaufwand.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine aus Kondensatoren bestehende Wärmeübertragungseinrichtung anzugeben, die kompakter ausgebildet ist
und die geschilderten Nachteile weitgehend vermeidet
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kondensatoren in einem an sich bekannten, aus
einem Kern- und einem darübprgeschobenen Mantelrohr bestehenden Koaxialkondensator integriert sind,
wobei der Ringraum zwischen Kern- und Mantelrohr an einer Stelle durch einen die beiden Ringräume
trennenden ringförmigen Körper unterbrochen ist, wobei im Mantelrohr beiderseits des Körpers jeweils
eine Öffnung zum Anschluß für den weiteren Wärmeübertrager vorgesehen ist.
Es liegt zwar auch der DE-OS 26 04 942 u. a. auch die Aufgabe zugrunde, die Abwärme des Verdichters
fortzuleiten. Dies wird aber nach der DE-OS 26 04 942 nicht durch Zuschaltung eines weiteren Wärmeübertragers
gelöst, sondern durch Einbettung des Verdichters in ein Wärme speicherndes Medium, das seine Wärme
an das durch einen Kondensator für Brauchwasser und an das durch einen Kondensator für Heizwasser (vgl.
äußere Rohrschlangen 6, 7) fließende Wasser abgibt Die Integration dieser Kondensatoren in eine kompakte
Einheit wird durch die DE-OS 26 04 942 weder offenbart noch nahegelegt
Durch den Einsatz eines ringförmigen Körpers in einen an sich bekannten Koaxialkondensator ist es also
leicht möglich, je nach Bedarf unterschiedliche Kombinationen von Kondensatoren herzustellen. Nach einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Füllkörper auf etwa 1/3 bzw. 2/3 der Länge der
Wärmeübertragungseinrichtung angeordnet.
Der Körper läßt sich leicht auf das Kernrohr aufschieben. Insbesondere bei Verwendung eines
berippten Kernrohres entstehende Bypässe sind
üblicherweise unschädlich, da in beiden Kondensatoren dasselbe Kältemittel bei nahezu gleichem Druck
verwendet wird. Wenn doch erforderlich, kann der Bypaß-Effekt in vorteilhafter Weise dadurch verringert
werden, daß der Körper auf einem unberippten Zwischenstück des berippten Kernrohres angeordnet
ist
Der Körper besteht vorzugsweise aus Metall oder einem kältemittelverträglichen Kunststoff.
Um ein Verschoben des Körpers von der einmal gewählten Stelle zu verhindern, empfiehlt es sich, den
Körper am Kernrohr zu fixieren. Bei einem Metallkörper und bei Verwendung eines berippten Kernrohres
wird der Körper eingekerbt was in einfacher Weise durch einen Schlag mit einem Werkzeug auf den Körper
erfolgt
Bei einem Kunststoffkörper empfiehlt es sich, diesen
mit zum Kernrohr gerichteten Haltenasen zu versehen, die in die Nuten des berippten Kernrohres eingreifen
können.
Die Wärmeübertragungseinrichtung ist vorteilhaft gestreckt oder gebogen ausgeführt Die gebogenen
Ausführungsformen sind vorzugsweise U- oder rnäander- bzw. spiral- oder wendelförmig, insbesocdere
flachoval, gewickelt
Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Wärmeübertragungseinrichtung in gestreckter
Ausführung mit einem berippten Kernrohr,
Fig.2 eine Draufsicht auf eine wendelförmig gewickelte Wärmeübertragungseinrichtung mit einem
berippten Kernrohr und
F i g. 3 eine Prinzipschaltung einer Brauchwasserwärmepumpe mit eingesetzter Wärmeübertragungseinrichtung.
Die Wärmeübertragungseinrichtung 1 in gestreckter Ausführung nach Fig. 1 besteht im wesentlichen aus
einem berippten Kernrohr 2 und einem darübergeschobenen Mantelrohr 3. Der Ringraum 4 zwischen Kern
2— und Mantelrohr 3 ist bei etwa 1/3 bzw. 2/3 der Länge der WäTmeqbertragungseinriehtung 1 durch
einen ringförmigen Metallkörpers unterbrochen,
Neben dem Körper 5 sind jeweils öffnungen 6, 7
vorgesehen. An den Enden befinden sich in üblicher Weise T-Stück-Anschlüsse 8, Auf diese Weise sind in der
Wärmeübertragungseinrichtung t Kondensatoren Γ bzw, 1" integriert Im Ringraum 4 fließt das Kältemittel,
im Kernrohr 2 eine Flüssigkeit hier Wasser,
In Fig.2 ist eine Wärmeübertragungseinrichtung in
ίο wendelförmig gewickelter Ausführungdargestellt
Beim Einsatz der Wärmeübertragungseinrichtung 1 in einer Brauchwasserwärmepumpe nach Fi g. 3, bestehend
aus Drosselorgan 9, hier einem Expansionsventil, Verdampfer 10, Verdichter II, Wärmeübertragungseinrichtung
1, Sammler 12 und weiterem Wärmeübertrager 13, hier dem ölkühler des Verdichters 11, fließt das
Kältemittel durch den Ringraum 4 des Kondensators 1', wird durch den Wärmeübertrager 13 geführt, nimmt die
Abwärme des Verdichters 11 durch teilweises, nochma-JO
liges Verdampfen auf und kondensiert dann im zweiten Kondensator 1". Das im Kernrohr 2 i.; Gegenstrom
fließende Kaltwasser wird durch die abgegebene Wärme erwärmt
,. Beispiel
Es wurde eine wendelförmig gewickelte Wärmeübertragungseinrichtung
1 aus Cu-Rohren hergestellt.
Das berippte Kernrohr 2 hatte einen Innendurchmesser von 13 mm (Rippenhöhe = 1,5 mm), das Mantelrohr
J(i hatte die Abmessung 25 χ 1 mm. Die gestreckte Länge
der Rohre 2, 3 betrug etwa 4000 mm. Die Anzahl der Windungen betrug 4,5 (Wickeldurchmesser »280 mm).
Nach etwa 3 Windungen war ein Metallkörper 5 von etwa 20 mm Breite im Ringraum 4 angebracht. Vor und
r> nach dem angebrachten Körper 5 waren Anschlüsse 6,7
mit 10 mm Durchmesser angelötet, die Enden waren mit
T-Stück-Anschlüssen 8 versehen.
Der Einsatz einer solchen Wärmeübertragungseinrichtung 1 in einer Brauchwasserwärmepumpe unuir
Verwendung von Kältemittel R 12 oder 22 zeigte gute Ergebnisse.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (12)
- Patentansprüche;U WärmeübertraguRgseinnchtung (1) zur Wärmeübertragung zwischen einem Kältemittel und einer davon getrennten Flüssigkeit, insbesondere zum Einsatz im Kältemittelkreislauf einer im wesentlichen aus Drosselorgan (9), Verdampfer (10), Verdichter (11), zwei hintereinandergeschalteten Kondensatoren (1', 1"), einem weiteren Wärmeübertrager (13) zur Fortleitung der Verdichterabwärme und ggf. Sammler (12) bestehenden Wärmepumpe, wobei das Kältemittel nach dem ersten Kondensator (lr) durch den weiteren Wärmeübertrager (13) zum zweiten Kondensator (1") geführt ist, dadurch !5 gekennzeichnet, daß die Kondensatoren (1', 1") in einem an sich bekannten, aus einem Kern (2) und einem darübergeschobenen Mantelrohr (3) bestehenden Koaxialkondensator integriert sind, wobei dzr Ringraum (4) zwischen Kern (2)— und Mantelrohr (3) an einer Stelle durch einen die beiden Ringräume trennenden ringförmigen Körper (5) unterbrochen ist, wobei im Mantelrohr (3) beiderseits des Körpers (5) jeweils eine öffnung (6,7) zum Anschluß für den weiteren Wärmeübertrager (13) vorgesehen ist
- 2. Wärmeübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (5) auf etwa 1/3 bzw. 2/3 der Länge der Wärmeübertragungseinrichtung (1) angeordnet ist
- 3. Wärmeübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (5) auf einem urioeripptsn Zwischenstück eines berippten Kernrohrs \2) angeordnet ist
- 4. Wärmeübertragungseii richtung nach einem J5 oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (5) aus Metall besteht
- 5. Wärmeübertragungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (S) aus kältemittelverträglichem Kunststoff besteht
- 6. Wärmeübertragungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (5) am Kernrohr (2) fixiert ist.
- 7. Wärmeübertragungseinrichiung nach Anspruch4 und 6, dadurch gekennzeichnet daß der Körper (S) eingekerbt ist
- 8. Wärmeübertragungseinrichtung nach Anspruch5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (S) mit zum Kernrohr (2) gerichteten Haltenasen versehen ist
- 9. Wärmeübertragungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeübertragungsein' richtung (1) gestreckt ausgeführt ist.
- 10. Wärmeübertragungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeübertragungseinrichtung (1) gebogen ausgeführt ist.
- 11. Wärmeübertragungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeübertragungseinrichtung (1) U- oder mäanderförmig ausgebildet ist
- 12. Wärmeübertragungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeübertragungseinrichtung (1) spiral- oder wendelförmig gewiekelt ist,13, Wärmeübertragungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeübertragungseinrichtung (1) flachoval gewickelt ist
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