DE3423240A1

DE3423240A1 - Verdampfer

Info

Publication number: DE3423240A1
Application number: DE19843423240
Authority: DE
Inventors: Hartmuth 5632 Wermelskirchen Diesing; Peter Goebel
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1983-08-01
Filing date: 1984-06-23
Publication date: 1985-02-21

Description

Joh. Vaillant GmbH u. Co

DE ?098 A"

23. JuIi 1984

Verdampfer

Die vorliegende Erfindung bezieht sieh auf einen Verdampfer für eine Wärmepumpe gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs .

Es ist bekannt, Verdampfer von Wärmepumpen durch gesonderte Beheizungsvorrichtungen abzutauen und das vom Verdampfer abtropfende aufgetaute Kondensat durch Rohrleitungen abzuführen. Bei diesem Stand der Technik wird nicht berücksichtigt, daß nicht nur flüssiges, sondern auch festes Kondensat vom Wärmetauscherelement des Verdampfers abtropft beziehungsweise abfällt, wobei es insbesondere geschehen kann, daß das Eiskristalle aufweisende feste Kondensat im unteren Bereich des Verdampfers sich stückweise sammelt, gegebenenfalls wieder zusammenfriert und die Kondensatablaufeinrichtung zusetzt. Damit wird der Verdampfer funktionsunfähig, mindestens arbeitet die zugehörige Wärmepumpe mit einem

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sehr schlechten Wirkungsgrad.

Der vorliegenden Erfindung Hegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Verdampfer mit einer Abtau- und Kondensatsammelvorrichtung zu schaffen, die beheizt -werden kann, um so das Kondensat in flüssiger Form anfallen zu lassen, so daß es kontinuierlich und störungsfrei abgeführt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe liegt in den kennzeichnenden Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche.

Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche beziehungsweise gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, die Ausführungsbeispiele der Erfindung sind der Figuren eins bis drei näher erläutert.

Es zeigen:

Figur eins einen Verdampfer für eine Gas-Absorptionswärmepumpe im Querschnitt,

Figur zwei einen Verdampfer für eine Gasmotor-Kompressionswärmepumpe, gleichfalls im Querschnitt

und Figur drei eine perspektivische Ansicht mit Teilschnitt der Auffangwanne für einen Verdampfer nach den Figuren eins oder zwei.

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In allen drei Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.

Der aus der Figur eins hervorgehende Verdampfer 1 weist ein Wärmetauscherelement 2 auf, das in eine Rohrleitung 3 eingefügt 1st, die eine Luftansaugöffnung 4 und eine Luftauslaßöffnung 5 aufweist. In der Nahe dieser Luftauslaßöffnung 5 ist ein von einem Elektromotor 6 angetriebener Ventilator 7 angeordnet. Das Wärmetauscherelement 2 weist Quaderform auf und ist hochkantstehend in die Rohrleitung 3 eingefügt. Somit ist eine der Schmalflächen des Verdampfers nach unten gerichtet. An die Unterseite des Wärmetauscherelementes 2 ist eine Auffangwanne 8 abnehmbar angeschlossen, die zwei Seitenflächen 9 und 10 und eine Bodenfläche 11 aufweist. Die Wanne besitzt etwa Quaderform, die Bodenfläche 11 1st zur Mitte und zu einem Ende hin geneigt, damit flüssiges Kondensat abfließen kann. An der tiefsten Stelle der Bodenwanne ist ein Siphon 12 angeordnet, der an seinem tiefsten Punkt 13 offen ist. Die Auffangwanne 8 ist in einem allseitigen Abstand 14 von einer äußeren Wanne 15 umgeben, die demgemäß gleichermaßen Quaderform aufweist. Auch diese äußere Wanne weist zwei Seitenflächen 16 und 17 und eine Bodenfläche 18 auf. Auch diese Bodenfläche ist zur Mitte hin und zu einem Ende geneigt. Von der Bodenfläche 18

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geht konzentrisch zum Siphon 12 ein Kondensatabfluß 19 ab, der den Siphon 12 in einem ringförmigen Abstand 20 umgibt. Der Ringraum mündet in einer Sammelwanne 21.

An den Zwischenraum 20 ist ein Einlaßstutzen 23 für Abgase eines Gasbrenners angeordnet, der den Austreiber der Absorptionswärmepumpe beheizt. Die Abgase, die in den Ringraum 20 eingeblasen werden, gelangen aus dem Ringraum 20 in den Zwischenraum 14, der über eine öffnung 24 im Mantel der Rohrleitung 3 stromab des Wärmetauscherelementes 2 in den Innenraum 25 der¹ Rohrleitung einmündet. Die Gase werden zusammen mit der Luft vom Ventilator 7 angesaugt.

In weiterer Ausgestaltung des Verdampfers nach Figur eins ist es möglich, von der durch die Eintrittsöffnung 4 der Rohrleitung 3 eintretenden Luft einen Teilstrom über eine Öffnung 26 abzuzweigen und unter Umgehung des Wärmetauscherelementes 2 unmittelbar in den Innenraum der Auffangwanne 8 zu leiten. Die Auffangwanne 8 ist über einen weiteren nicht gezeichneten Durchlaß mit dem abströmsei tigen Raum 25 der Rohrleitung 3 verbunden. Auf diese Art und Weise ist es möglich, Luft aus der Atmosphäre unter Umgehung des Wärmetauscherelements durch die Auffangwanne 8 zu leiten, um diese samt ihrem Inhalt

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zu erwärmen.

Die Funktion des Verdampfers gemäß Figur eins ist ansonsten folgende: Bei in Betrieb befindlichem Ventilator 7 wird Luft durch den Einlaß 4, durch das Wärmetauscherelement 2 in den Raum 25 befördert, den sie durch den Luftauslaß 5 wieder verläßt. Bei tiefen Außentemperaturen und hohem Feuchtegehalt der aus der Atmosphäre entnommenen Luft wird diese Feuchtigkeit in Form von Eis am Wärmetauscherelement niedergeschlagen. Bei Auftauphasen am Wärmetauscherelement wird dieses Eis seiner Oberfläche flüssig, so daß es stückweise am Wärmetauscherelement nach unten rutscht und in die Auffangwanne abfällt. Um hier ein Zufrieren des Eisinhalts zu verhindern, ist nun der Abgasstutzen des Austreibers mit dem Einlaßstutzen 23 verbunden. Somit tritt erwärmtes Rauchgas in einen Temperaturbereich von 50 ⁰C, je nach den Umständen des Betreibens des Austreibers oder der Gasmotor-Kompressionswärmepumpe in den Ringraum 2 geführt, und heizt somit zunächst den Siphon 12 auf. Weiterhin werden beim übergang des Abgases aus dem Ringraum 20 in den Zwischenraum 14 die Bodenfläche 11 und die Seitenflächen 8, 9 und 10 der Auffangwanne 8 beheizt. Hierbei kommt es zum Schmelzen des Kondensats, das infolge des eisfrei gehaltenen Siphons in die Sammelwanne abläuft. Da beim Aufheizen der Auffangwanne 8 das Abgas

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seinerseits abgekühlt wird, scheidet es flüssiges Kondensat ab. Das flüssige Kondensat rinnt.über Seitenflächen 16 und 17 und die Bodenfläche 15 in den Ablaß L 19 ein und gelangt auch somit in den Bereich der Auffangwanne 21. Die Kondensate mischen sich und können über die Ablaßleitung 22 ablaufen beziehungsweise abgepumpt werden.

Wesentlich für die Ausführung nach Figur eins ist, daß die unterhalb der Rohrleitung 3 und hier insbesondere unterhalb des Wärmetauscherelements 2 lösbar angeordnete Doppelkonstruktion aus den beiden Wannen 8 und 15 abgenommen werden kann und zu Reinigungszwecken in ihren Innenräumen offen zur Verfugung steht. Nach der Reinigung kann die Ooppelwannenkonstruktion wieder an der Unterseite des Wärmetauscherelementes 2 an die Rohrleitung 3 angeschraubt werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur zwei liegt der wesentliche Unterschied darin, daß dieser Verdampfer bei einer Kompressionswärmepumpe zur Anwendung kommt, wobei der Kompressor von einer Verbrennungsmaschine angetrieben wird. Wird eine solche Verbrennnungsmaschine von Dieselöl oder Benzin gespeist, befinden sich in den Abgasen des Motors nicht unerhebliche stark korrosiv wirkende Bestandteile. Aus diesem Grunde ist es unzweckmäßig, ein solches Abgas mit der Abluft stromab des Wärmetauscher-

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elementes zu mischen. Aus diesem Grund entfällt bei dieser Lösung die Öffnung 24, aus diesem Grunde ist ein gesonderter Abgasauslaß 26 vorgesehen, der an den Zwischenraum 14 angeschlossen ist. Bei stark korrosiven Abgasen ist es auch bei einer Gas- oder Öl-Absorptionswärmepumpe richtiger, die Abgase über den gesonderten Abgasauslaß 26 direkt oder über einen Kamin in die Atmosphäre zu leiten. Ansonsten ergeben sich zur Ausführungsform nach Figur eins keine Änderungen.

Aus der Figur drei geht die eigentliche Doppelwannenkonstruktion für die Kondensatauffangvorrichtung und die Aufheizung in der perspektivischen Ansicht hervor.

Hieraus ergibt sich, daß die gesamte Auffangwanne 8 als Blechteilverbundkörper gestaltet 1st, der aus einer nahezu quaderförmigen Innenwanne und einer die Innenwanne im Abstand an der Unterseite und die Seitenflächen umgebenden Außenwanne besteht.

Die gesamte Konstruktion der Auffangwanne 8 weist einen allseits überstehenden Flansch 30 auf, mit dem eine Befestigung der Unterseite der Rohrleitung 3 beziehungsweise an der Unterseite des Wärmetauscherelements 2 möglich ist.

Aus der Figur drei geht auch hervor, daß der Siphon 12 nicht im Mittenbereich der Wannenkonstruktion, sondern

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etwa 1m Bereich einer Seite angeordnet 1st, und zwar an der Unterseite des Bodens. Sowohl die Innen- als auch die Außenwanne sind zum Siphon hin geneigt angeordnet, so daß flüssige Kondensationsprodukte zum Siphon abströmen können. Im Bereich der Böden 11 und 18 1st ein beide Böden verbindendes Umlenkblech 31 angeordnet, das mit der Seitenfläche 9 der Innenwanne beziehungsweise der Seitenwand 16 der Außenwanne über ein weiteres Ablenkblech 32 verbunden 1st. Die öffnung 24 erstreckt sich etwa über die Breite des Umlenkblechs 31 und ist an einem der Flanschbereiche 30 angeordnet, die eine der beiden Längserstreckungen der Wanne 8 definieren. Somit ergibt sich eine Abgasführung durch die Doppelwannenkonstruktion über den Einlaß 23, den Ringraum 20 in den Zwischenraum 14, wobei jeweils beiderseits des Umlenkblechs 31 ein Teilkanal gebildet wird. Die Abgase strömen somit in dem Zwischenraum 14 zunächst längs der einen Seite des Umlenkblechs 31 werden an einer der Schmalseiten der Wanne umgelenkt und strömen sodann an der Längserstreckung des Umlenksblechs 31 entlang zur parallel und im Abstand zum Umlenkblech 31 angeordneten öffnung 24, um hier den Zwischenraum 14 zu verlassen, und zwar alternativ gemäß Figur eins in den Innenraum 25 der Rohrleitung 3 oder gemäß der Alternative 2 in einen gesonderten Abgasauslaß 26.

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Hierdurch ist erreicht, daß nicht nur der Zwischenraum an der gesamten Unterseite der Innenwanne, sondern auch der seitlich stehende Zwischenraumanteil zwischen beiden Wannen von den Abgasen in einen definierten Strömungsweg durchzogen wird.

- Leerseite -

Claims

Jon. Vail!ant GmbH u. Co

DE-W98 /Τ

23. Juli 1984

Ansprüche

Verdampfer für eine Wärmepumpe mit einem Wärmetauscherelement, unterhalb dessen eine beheizte Auffangwanne für Kondensat angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung der Wärmepumpe als Absorptionswärmepumpe die Auffangwanne (8) von Abgasen eines Brenners des Ausstreibers beheizt 1st.

Verdampfer für eine Wärmepumpe mit einem Wärmetauscherelement, unterhalb dessen eine beheizte Auffangwanne für Kondensat angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ausbildung der Wärmepumpe als verbrennungsmotorbetriebene Kompressionswärmepumpe die Auffangwanne (8) von Abgasen des Verbrennungsmotors beheizt 1st. , .

Verdampfer nach Anspruch eins oder zwei, da-

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durch gekennzeichnet, daß die Form der Wanne der Form des Wärmetauscherelemente angepaßt 1st.

4. Verdampfer nach einem der Ansprüche eins bis drei, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgase die Auffangwanne (8) am Boden und an den Seiten umspulen.

5. Verdampfer nach einem der Ansprüche eins bis vier, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangwanne (8) als Ooppeiwannenkonstruktion ausgebildet 1st, so daß eine Innenwanne mit Seitenteilen (9, 10) und einem Boden (11) von einer Außenwanne mit Seltenteilen (16, 17) und einem Boden (15) unter Freilassung eines nahezu allseitigen Zwischenraums (14) umgeben ist und daß dieser Zwischenraum mit einem Abgaseinlaßstutzen (23) und einer Auslaßöffnung (24/26) in Verbindung steht.

6. Verdampfer nach Anspruch fünf, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenbereiche (11/15) der Außen- und der Innenwanne Über ein Umlenkblech (31) in Verbindung stehen.

7. Verdampfer nach Anspruch fünf oder sechs, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Bodens (11/15) der Doppelwannenkonstruktion ein Siphon

(12) vorgesehen ist, der von der tiefsten Stelle des ßodenbereichs (11) der Innenwanne ausgeht und in eine Sammelwanne (21) mündet.

8. Verdampfer nach einem der Ansprüche eins bis sieben, dadurch gekennzeichnet,. daß der Zwischenraum (14) der Auffangwanne (8) mit einer Öffnung (24) in Verbindung steht, die den Zwischenraum (14) mit dem Innenraum (25) der Luftleitung (3) stromab des Wärmetauscherelements (2) des Verdampfers (1) verbindet.

9. Verdampfer nach einem der Ansprüche eins bis sieben, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (14) über einen gesonderten Ablaufstutzen (26) in Verbindung steht.

10. Verdampfer nach einem der Ansprüche eins bis neun, dadurch gekennzeichnet, daß vom Bodenbereich (15) der Außenwanne eine Ablaßleitung (19) ausgeht, die den Siphon (12) allseitig unter Freilassung eines Ringraums (20) umgibt, und daß das untere Ende der Ablaßleitung (19) in die Wanne (21) mündet.

11. Verdampfer nach einem der Ansprüche eins bis zehn, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenbereiche (11/18) beider Wannen der Auffangwanne

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(B) zum Siphon beziehungsweise zur Ablaßleitung (19) hin geneigt ausgebildet sind, so daß der Siphon beziehungsweise die Ablaßleitung die tiefste Stelle der beiden Bodenbereiche bildet.

12. Verdampfer nach Anspruch sechs, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkblech (31) mit einem Ablenkblech (32) verbunden ist, so daß sich ein U-förmiger Kanal für die Führung des Abgases zwischen den beiden Bodenbereichen (11/15) der Auffangwanne (8) ergibt.

13. Verdampfer nach einem der Ansprüche eins bis zwölf, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangwanne (8) abnehmbar an der Unterseite des Verdampfers (1), an der Unterseite des Wärmetauscherelements (2) oder an der Unterseite der Rohrleitung (3) angeordnet ist.