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Die Erfindung betrifft einen Röhrenbündelwärmeaus-
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tauscher, insbesondere zur Verwendung als Verdampfer oder Verflüssiger
in einer Wärmepumpe, bestehend aus einem Mantelrohr mit Anschlußstutzen für den
Ein-bzw. Austritt eines ersten Wärmeaustauschmediums und aus einem Einsatz aus einer
Vielzahl von parallelen, ein zweites Wärmeaustauschmedium führenden Röhren, die
mit ihren Enden in Rohrböden sitzen, sowie aus Abschlußdeckeln für das Mantelrohr,
die mit den Rohrböden jeweils eine dichte, in die Röhren ausmündende Kammer bilden.
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Vorzugsweise handelt es sich bei den der Erfindung zugrunde liegenden
Röhrenbündelwärmeaustauscher um einen Verflüssiger stehender Bauart, wobei röhreninnenseitig
das aufzuheizende flüssige Medium, beispielsweise Wasser, röhrenaußenseitig und
damit mantelinnenseitig der Wärmeträger, z.B. ein Kältemittel, strömen.
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Bei solchen Röhrenbündelwärmeaustauschern ist auf dem Mantelrohr in
etwa der Hälfte der Mantel länge ein Kältemitteleintrittstutzen angeordnet. Unterhalb
des Kältemitteleintrittstutzens befindet sich nahe dem tiefsten Punkt des Mantelrohres
der Kältemittelaustrittstutzen.
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Am höchsten Punkt oberhalb des Kältemitteleintrittstutzen befindet
sich ein Ventil zur Entlüftung des Kältemittel raumes.
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Aufgabe der Erfindung ist es, solche Wärmeaustauscher so auszubilden,
daß die Abschlußdeckel vom Röhrenbündel einfach demontiert werden können und außerdem
die Möglichkeit besteht, die Abschlußdeckel auch als Anschlußköpfe auszubilden.
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Ferner erstrebt die Erfindung eine Ausbildung eines solchen Röhrenbündelwärmeaustauschers
dahingehend, daß durch entsprechende Wahl von Abschlußdeckeln bzw.
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Anschlußköpfen die Mantelrohre in beliebiger Stückzahl in Reihe geschaltet
werden können, wodurch sich in einfacher Weise Leistungssteigerungen erzielen lassen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rohrboden
einen nach außen weisenden Kragen aufweist und das Mantelrohrende mit einer Aufbördelung
versehen ist, daß der Abschlußdeckel mit einem Ansatz in den Rohrbodenkragen greift
und einen Ringbund aufweist, zwischen welchem und der Aufbördelung ein Dichtring
eingesetzt ist, der mittels einer die Aufbördelung und den Ring umfassenden Spann-Klemmschelle
befestigt und verspannt ist.
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Mit dieser Konstruktion lassen sich die Abschlußdeckel in beliebiger
Weise vom Rohrbündel demontieren und es ist ferner nach Demontage der Abschlußdeckel
möglich, die Rohrbündel ohne Schwierigkeiten aus dem Mantelrohr herauszunehmen und
beispielsweise zu reinigen oder zu ersetzen.
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Außerdem ist es möglich, den unterschiedlichen Einbaubedingungen entsprechende
Anschlußköpfe und Abschlußdeckel zu montieren.
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Die wasserführende Verflüssigerseite läßt sich durch Wahl von Bundmetallegierungen
eisenfrei bzw. rostfrei und damit korrosionsfest gestalten. Es gibt also keine Durchrostungen
infolge Sauerstoffkorrosion.
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Es ist erkennbar, daß durch entsprechende Wahl der Anschlußköpfe und
Abschlußdeckel solche mit Röhrenbündeln bestückte Mantelrohre in beliebiger Anzahl
in
Reihe geschaltet werden können, wodurch sich Leistungssteigerungen erreichen lassen.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der eine Abschlußdeckel
als Anschlußkopf mit Vor- und Rücklaufstutzen versehen, wobei zwischen diesen beiden
Stutzen ein dichtend auf dem zugeordneten Rohrboden aufsitzender Steg ausgebildet
ist. Man kann also auf diese Weise in einem einzigen Mantelrohr die Röhren entsprechend
voneinander trennen, so daß Zu- und Abfluß des entsprechenden, die Röhren durchströmenden
Mediums auf einer Seite erfolgen.
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Das Erfindungsprinzip läßt sich aber auch anwenden für Mantelrohre,
die jeweils nur in einer Richtung von dem Medium durchströmt werden. In diesem Falle
ist dann der der Eintrittsseite oder dem den Vorlaufstutzen tragenden Deckel abgewendete
Deckel mit einem Stutzen versehen, der seitlich ausmündet, so daß er mit einem seitlich
ausmündenden Eintritts-oder Vorlaufstutzen eines nachgeschalteten Röhrenwärmeaustauschers
beispielsweise über ein Schlauchstück verbunden werden kann, dessen anderer Abschlußdeckel
den Nachlaufstutzen aufweist.
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Der Röhrenwärmeaustauscher kann nach Demontage -der entsprechenden
Abschlußdeckel von nicht vermeidbaren Ablagerungen gereinigt werden. Dies ist bei
bekannten Verflüssigern im allgemeinen nicht möglich. Diese werden mit zunehmender
Verunreinigung immer unbrauchbarer, weil eine solche Reinigungsmöglichkeit fehlt.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Röhrenbündelwärmeaustauschers
ist darin zu sehen, daß er sich ohne Schwierigkeiten dämmen läßt. Man kann zur
Vermeidung
von Wärmeverlusten beispielsweise geschlitzte Schaumstoffrohre oder -schalung, die
an den Stellen der mantelseitigen Anschlüsse und Halterungen Durchbrüche aufweisen,
als Wärmedämmung verwenden. Diese Wärmedämmrohre oder -schalen lassen sich dann
mit einem Kunststoffmantel umschließen, der mit Schnappverschlüssen versehen ist
und sich somit leicht öffnen und schließen läßt. Auch bei beliebiger Zahl von in
Reihe geschalteten entsprechenden Wärmeaustauschern lassen sich diese Wärmedämmungen
ohne änderungen leicht montieren.
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Die entsprechenden Bauteile des Röhrenwärmeaustauschers lassen sich
im Falle eines notwendigen Austausches leicht nach Lösen der Spann-Klemmringbefestigung
wechseln, so daß kostengünstigere Reparaturen gewährleistet sind. Bei den bekannten
Bauarten ist dies nicht möglich. Vielmehr muß dort immer der ganze Röhrenwärmeaustauscher
ausgewechselt werden.
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Die Zeichnungen zeigen in Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Röhrenbündelwärmeaustauscher;
Fig. 2 eine Vergrößerung des rechten Endes des Röhrenbündelwärmeaustauschers nach
Fig. 1; Fig. 3 den Röhrenbündelwärmeaustauscher nach Fig. 1 um 90" gedreht, der
nur an dem einen Ende im Schnitt gezeichnet ist;
Fig. 4 eine Vergrößerung
des im Schnitt gezeichneten Endes des Röhrenbündelwärmeaustauschers nach Fig. 3;
Fig. 5 das rechte Ende einer abgeänderten Ausführungsform, bei der zwei Rohrmäntel
hintereinander geschaltet sind; und in Fig. 6 das linke Ende der Ausführungsform,
deren rechtes Ende in Fig. 5 dargestellt ist.
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Bei der in Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform ist ein Mantelrohr
1 vorgesehen, dessen Enden bei 2 bzw. 3 aufgebördelt sind. In dieses aufgebördelte
Ende ist jeweils ein Rohrboden 4 bzw. 5 für die Röhren 5a eingesetzt, der einen
nach außen weisenden Kragen 6 bzw. 7 aufweist, in den ein entsprechender Ansatz
8 bzw. 9 eines Abschlußdeckels 10 bzw. 11 greift. Der Abschlußdeckel 11 weist einen
Vorlaufstutzen 12 und einen Rücklaufstutzen 13 auf und ist mittig mit einem Steg
14 versehen, der über eine Dichtung 15 auf dem Rohrboden 5 aufsitzt. Das Wärmeaustauschmedium
strömt somit vom Vorlaufstutzen 12 in die oberhalb des Steges 14 liegenden Röhren
5a bis zu dem Abschlußdeckel 10. Zwischen dem Abschlußdeckel 10 und dem Rohrboden
4 bildet sich eine Umlenkkammer 16, die das Medium zurück in die in der Zeichnung
nach Fig. 2 unten liegenden Röhren 5a zwingt, so daß das Medium dann nach Erreichen
der Rücklaufkammer 17 zwischen Boden 5 und Abschlußdeckel 1d aus dem Rücklaufstutzen
13 auftreten kann.
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Mit 18 ist ein Eintrittsstutzen für das Medium bezeichnet, das um
die Röhren 5a den Rohrmantel 1 durchströmt und aus dem Austrittsstutzen 19 wieder
austritt.
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Bei 20 ist aus Fig. 1 bis 3 ein Ablaßhahn erkennbar.
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21 und 22 bezeichnen Halterungen für den Rohrmantel 1.
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Bei der Ausführungssform nach Fig. 5 sind zwei Rohrmäntel 31 und 32
vorgesehen, die wiederum mit Eintrittsstutzen 33 bzw. 34 und Austrittsstutzen 35
bzw. 36 für das das Mantelrohr 31 bzw. 32 durchströmende Medium versehen sind. Der
Abschlußdeckel 37 des oberen Rohrmantels 31 weist einen Vorlaufstutzen 38 auf, während
der Abschlußdeckel 39 des unteren Rohrmantels 32 mit einem Rücklaufstutzen 40 versehen
ist.
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An den diesen Stutzen abgewendeten Enden sind ebenfalls Abschlußdeckel
41 bzw. 42 vorgesehen, die mit zur Seite gerichteten Anschlußstutzen 43 bzw. 44
ausgebildet sind.
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Diese Anschlußstutzen weisen, wie die Zeichnung zeigt, aufeinanderzu
und sind mittels eines Schlauchverbindungsstückes 45 miteinander verbunden.
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Bei allen Ausführungsformen erfolgt die Befestigung der entsprechenden
Anschlußdeckel mit Hilfe einer Spann-Klemmschelle 46 bzw. 47, die sich über die
Aufbördelung 2 bzw. 3 und eine entsprechende Wulst 48 bzw. 49 an den Abschlußdeckeln
10, 11 legt und damit beim Anziehen den dazwischen liegenden Dichtring 50 bzw. 51
festklemmt.
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Aus Fig. 1 ist noch ein Entlüftungsventil 52 zu erkennen, das auch
bei der Ausführungsform nach Fig. 5 vorhanden ist und zwar auf beiden Mantelrohren
31 und 32, wie es durch die Bezugszeichen 52 und 53 angedeutet ist.
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