DE8802339U1 - Wärmeaustauscher mit geringem Druckverlust - Google Patents

Wärmeaustauscher mit geringem Druckverlust

Info

Publication number
DE8802339U1
DE8802339U1 DE8802339U DE8802339U DE8802339U1 DE 8802339 U1 DE8802339 U1 DE 8802339U1 DE 8802339 U DE8802339 U DE 8802339U DE 8802339 U DE8802339 U DE 8802339U DE 8802339 U1 DE8802339 U1 DE 8802339U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
section
evaporator
heat exchanger
exchanger according
designed
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired
Application number
DE8802339U
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to DE8802339U priority Critical patent/DE8802339U1/de
Priority to CH668/88A priority patent/CH676036A5/de
Publication of DE8802339U1 publication Critical patent/DE8802339U1/de
Priority to ES198989103178T priority patent/ES2029732T3/es
Priority to EP89103178A priority patent/EP0330198B1/de
Priority to DE8989103178T priority patent/DE58900709D1/de
Priority to AT89103178T priority patent/ATE71709T1/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/12Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with 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
    • F25B31/00Compressor arrangements
    • F25B31/002Lubrication
    • F25B31/004Lubrication oil recirculating arrangements
    • 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
    • F25B39/022Evaporators with plate-like or laminated elements
    • F25B39/024Evaporators with plate-like or laminated elements with elements constructed in the shape of a hollow panel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F28F13/08Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by varying the cross-section of the flow channels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Description

11 · « t ·
Beschreibung
Bei Verdampfern für Kältemaschinen, unter denen im vorliegenden Zusammenhang auch Wärmepumpen zu verstehen sind, unterscheidet man zwischen solchen für gefluteten Betrieb und solche für Einspritzbetrieb. Bei gefluteten Verdampfern wird das Kältemittel in flüssiger Phase zugeführt und mit gemischten Phasen abgeführt, wobei ein Abscheider zur Phasentrennung erforderlieh ist. Da der Druckverlust und der statische Druckunterschied innerhalb des Verdampfers gering sind, ist die Verdampfungstemperatur, die vom Druck des Kältemittele bestimmt ist, über die Höhe des Verdampfers im wesentlichen konstant. Dies ist günstig für die Energiebilanz sowie für solche Anwendungefälle, in denen es auf die Kontrollierbarkeit des Temperaturverlaufs in dem zu kühlenden Medium ankommt, beispielsweise bei der eisfreien Kühlung von Hasser nahe dem Gefrierpunkt. Nachteilig fällt insbesondere bei kleineren Anlagen der Bau- und Regelungsaufwand für den Abscheider sowie die Notwendigkeit einer besonderen öl£üekiüh£ttng ve» Äbßchsidör sss& Ksapsseeö^ iss Gewicht. Letztere ergibt sieh daraus, daß das zur Schmierung des Kompressors erforderliche Öl zum Teil mit dem Kältemittel abgeführt wird, in Kondensator im flüssigen Anteil des Kältemittels löst oder damit mischt, damit aus dem Verdampfer in den Abscheider gelangt und sich dort infolge Destillation im flüssigen Anteil anreichert.
Bei Verdampfern mit Sinsprttsbetrieb wird das Kältemittel dem Verdampfer ohne vorherige Abscheidung als Gemisch der flüssigen und der gasförmigen Phase zugeführt und vollständig verdampft/ wobei aur sicheren Vermeidung von Plttssigkeitesohlägen im Kompressor und für die Regelung de« als thermostatisohes Expansionsventil ausgeführten Einspritzventil eine gewisse Oberhitaung in Kauf genommen werden mußt Der apparative Aufwand für eine Kältemaschine im Einsprit^be^ieb let aarinaar. weshalb diese Bauweise für kleinere Anlagen (beispielsweise unter 200 KW) oft vorgesogen wird. Jedoch hat sie den Nachteil, daß am Verdampfer infolge Zwangsdurchlauf&bgr; ein beträchtlicher Druckabfall und damit kältemittelseitig ein beträchtlicher Temperaturunterschied auftritt, der zunächst wirtschaftlich unerwünscht ist und dem Einsatz bei genauer Temperaturführung des zu kühlenden Mediums beispielsweise für Wärmepumpen oder Eiswasseranlagen mit nahe dem Gefrierpunkt liegender Wassertemperatur entgegensteht. Der Zwangsdurchlauf ist erforderlich, um einerseits eine gleichmäßige Beaufschlagung der Wärmeaustauscherflachen trotz des geringen Flüssigkeitsanteils (schon am Verdampfereinlaß nur wenige Vol.-%) zu erreichen und um andererseits zu gewährleisten, daß das Kompressor-Schmieröl, das nach Verdampfung des Kältemittels als einzige flüssige Komponente im Verdampfer verbleibt, durch hohe Gasgeschwindigkeit ausgetragen wird.
Es ist zwar bei Einspritzverdampfern bekannt, innerhalb eines Plattenverdampfers mehrere, voneinander gesonderte Abschnitte mit unterschiedlichen Strömungscpierschnitten. vösstteekefi; je&sefe bilden diese lediglich eine bauliche, nicht aber eine funktionell Einheit, weil sie jeweils gesondert mit einem Einspritzventil versehen sind, was einen höhen regelungstechnischen und baulichen Aufwand verlangt. Auch kann der prinzipielle Nachteil, daß in Einspritzverdampfera ein hoher Druckabfall und damit eine große Temperaturdifferenz auftritt, mit diesen Mitteln nicht vermieden werden.
Die B&findtang b#*t«iht aich nut einen Warmeauetaueeher, dear ale Verdampfer für eine Kalteaaeohin© 9&Idigr;&Lgr;9&Agr; gering*« Druckabfall wie ein gefluteter Verdampfer aufweist.
Die ihr zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die angegebenen Nachteile des gefluteten Verdampfers zu vermeiden.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei einem Einspritzverdampfer eine wesentlich erhöhte Geschwindigkeit den Kältemittels erst in demjenigen Bereich erforderlich ist, in welchem die vollständige verdampfung der flüssigen Phase des Kältemittels stattfindet, damit eine gleichmäßige überhitzung ohne mitgerissene Reste der flüssigen Phase erfolgt und weil auch erst hier die Konzentration des Öls in der flüssigen Kältemittelkomponente infolge von Kältemittelverdampf mug so groß wird, daß die Gefahr des ölausfalle entsteht. Ferner beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, daß auch im Einepritzbetrieb anfangs im Verdampfer der Flüssigkeiteanteil noch so groß ist, daß eine hinreichende Flttssigkeitsbenetzung der Verdampferinnenflächen auch bei relativ geringer Mediusnsgeschwindigkeit gewährleistet ist.
Basierend auf dieser Erkenntnis besteht die erfindungsged&ße Lösung der genannten Aufgabe darin, daß der Wärmeaustauscher zur Verwendung im Einspritzbetrieb einen ersten Abschnitt mit weitem Strömunasquerschnitt und einen zweiten Abschnitt mit engem Strömungsquerschnitt umfaß*-.
Daraus abgibt sieh, daß der erste Abschnitt ei» Betriebs« verhalten ähnlich einem gefluteten Verdampfer mit geringem Druckabfall besitzt und ein höherer Druck* und Temperaturabfall erst innerhalb des zweiten Verdampferabschnlt=.-? verzeichnen ist. Dies macht eine genaue Temperaturführung auf der Wasserseite möglich mit einer eisfreien Wasserkühlung bis auf beispielsweise 0,50C und die WSrmewirtschaftlichkeit wird verbessert.
Wie groß der erste Abschnitt: im Verhältnis zum zweiten gestaltet werden kann, hängt von der Art des Kältemittels sowie von der Art und der zn erwartenden Menge des Ko&pressorschmiermittels ab. Je besser mischbar das Schmiermittel auch noch mit kleinen Mengen des flüssigen Kältemittels ist, umso sicherer kann man sein, daß das Schmiermittel auch noch im Bndbereich des Verdampfers so stark durch das flüssige Kältemittel verdünnt ist und die Viskosität daher so stark herabgesetzt ist, daß es hinreichend sicher transportiert wird. Auch die Temperatur spielt dabei eine Rolle. Eine Kalkulation hat ergeben, daß bei Verwendung des Kältemittels Frigen R 22 unter Anwendung von öl als Schmiermittel für einen Kolbenkompressor das öl so lange noch mit hinreichender Sicherheit in der flüssigen Phase des Kältemittels im Verdampfer transportiert wird, als die flüssige Komponente nicht weniger als etwa 20 Gewichtsprozent des Kältemittels ausmacht. Daraus ergibt sich wiederum, daß bei Ausführung des Verdampfers als vertikaler Plattenverdampfer nicht mehr als das obere Drittel in Gestalt engerer, mäandrierter Strömungskanäle ausgeführt zu werden braucht. Der erste Abschnitt nimmt demnach etwa zwei bis drei Viertel der Verdampferhöhe ein.
Der erste Abschnitt kann in der Art eines gefluteten Verdampfers ausgebildet sein, nämlich als im wesentlichen einheitlicher Raum vergleichsweise großen Horizontalquerschnitts, in welchem das Gemisch la wesentlichen senkrecht aufwärts Strumen kann. Verengungen können sich auf den Zweck der Vorgleiohmäßigung der Ströaungsbewegung über den gesamten Querschnitt und der Verbesserung des Wärmeübergangs beschränken, nämlich vorzugsweise in der Form von Schweißverbindungen «wischen den den Strömungeraum begrenzenden Platten, die gegenüber der Vertikalrichtung wechselnd verietit find und al· kurie eehweiß·trecken, Sohweißpunkte oder dgl. au·gebildet iein können. Jede Schweißstelle bildet einen Verdampfungikern,
» · &igr; ti »* I I I I I I I I Il
• «••«•I I **· • ««·· · · ItI
••■•4 · j 2"*
Zweckmäßigerweise ist der Verdampfer als Berieselungsverdampfer ausgeführt. Dabei ist es an sich bekannt, einen den oberen Abschluß dar Platte bildenden Sammler horizontal quer zur Plattenebene verdickt auszuführen, um dadurch den Fallinien des außen herabströmenden Wassers eine stärkere Horizontalkomponente zu verleihen, wodurch das Hasser veranlaßt wird, sich als gleichmäßiger Film auszubreiten. Wenn im Zusammenhang der Erfindung der zweite Verdampfer£bschnitt In Form von horizontalen, wechselnd an beiden Enden miteinander in Verbindung stehenden Kanälen ausgeführt ist, kann vorgesehen sein, daß der oberste dieser Kanäle horizontal stärker als die folgenden Kanäle verdickt ist, um diese Funktion zu übernehmen.
Besonderes Augenmerk gilt der Überhitzung des Kältemittelgases und der Förderung des Öls in diesen Kanälen, wenn das Kältemittel gänzlich oder überwiegend verdampft ist. Damit das öl, das sich vornehmlich im unteren Bereich der Horizontalkanäle sammelt, nicht entgegen der Gasströmung zurückfließen kann, wird gemäß der Erfindung jeweils einlaufseitig eine erhöhte Schwelle an der unteren Kanalbegrenzung vorgesehen. An dem in Strömungerichtung hinteren Ende jedes Horizontalkanals können Einrichtungen vorgesehen sein, die die Mitnahme des öle zu dem nächstoberen Kanal erleichtern, beispielsweise eine Verengung des Strömungsquerschnitts zur Erhöhung der Gasgeschwindigkeit und zur Intensivierung der Förderwirkung. Der das Kältemittelgas vom Verdampfer abführende Stutzen wird zweckmäßigerweise nahe der unteren Begrenzung des zugehörigen Kanals des zweiten Abschnitts angeschlossen, damit das Öl nicht abermals angehoben zu werden braucht.
Das den Verdampfer versorgende Einspritzventil ist zweekmäßlgexwaise ein thermoetatleohee Regelventil/ das mit Anschluß an eine überhitztes Kältemittelgas vom Verdampfer abführende Leitung auegeführt ist/ damit die Kältemittelzufuhr sum Verdampfer abhängig von der überhitaungetemperatur
geregelt wird. Dadurch wird Gewähr dafür gegeben, daß der wärmewirtschaftlich unerwünschte Oberhitzungsbereich des Verdampfers so klein wie möglich bleibt.
Die Kältemaschine wird so eingestellt, daß das Kältemittel beim Erreichen der Grenze zwischen dem ersten und dem zweiten Verdampferabschnitt im 'wesentlichen ständig einen zur Verhinderung von Schmiermittelausfall ausreichenden flüssigen Anteil aufweist. Die Nichteinhaltung dieser Bedingung ist lediglich kurzzeitig gestattet, nämlich für so kurze Zeitabschnitte, daß sich das Schmiermittel währenddessen nicht unzulässig stark im ersten Verdampferabschnitt ansammeln kann.
Erreicht wird auf diese weise das Ziel, bei einem Einspritzverdampfer den Gesamtdruckverlust sowie die Veränderung der Verdampfungstemperatur auf etwa ein Drittel ze reduzieren. Kährend bei einer herkömmlichen Einspritzverdampferplatte die Veränderung der Verdampfungstemperatur in einem typischen Anwendungebeispiel mit ca. 90C nicht mehr akzeptabel ist, sinkt sie dank der Erfindung dabei a*»f ca. 30C, wobei die stärkste Temperaturabsenkung auf einen kleinen, oberen Abschnitt de» Verdampfers reduziert ist, in welchem die Wassertemperatur noch vergleichweiee hoch und daher die Eisbildungegefahr gering ist. Dadurch wird erstmals die Möglichkeit geschaffen, einen Binspritzverdampfer zur Kühlung von Wasser nahe dem Gefrierpunkt zu verwenden. In dem unteren, ersten Verdampferabschnitt wird dabei durch die versetzte Schweißnahtanordnung eine bessere Verteilung des Wasserfilms, ein erhöhter Wärmeübergang durch höheren Turbulenzgrad und dadurch «ine höhere Wandtemperatur erreicht, was gleichfalls die Möglichkeiten verbessert, ohne lieansatz näher an den Gefrierpunkt heranzukühlen.
Bei Eieepeicherbetrieb (sowohl im Berieialungewrfahren ale auch unter Waeeer) wird durch den kontrollierten und gleichmäßigeren Temperaturveclauf in der Verdampferplatte
ein gleichmäßigeres Anwachsen des Eises garantiert, als es bei Einspritzverdampfern herkömmlicher Bauweise möglich ist. Es kann auch die Eisabsprengung von den Platten mittels Heißgaseinspeisung angewendet werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung dargestellt. Darin zeigt:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform des Verdampfers im Querschnitt mit einer schematischen Darstellung der Kältemaschine,
Fig. 2 Einzelheiten des Verdampferaufbaus im zweiten Abschnitt,
Fig. 3 eine zweite Verdampferausführung und
Fig. 4 den Temperaturverlauf Ober die Höhe des Verdampfers im Vergleich mit anderen Verdampf erbauarten.
Gemäß Fig. 1 besteht die Kältemaschine aus Verdampfer 1, Kompressor 2, Kondensator 3 und thermostatischem Expansionsventil 4, dessen Impulsleitung 5 an einen Temperaturfühler 6 anschließt, der an der Leitung 7 angeordnet ist, die das überhitzte Gas vom Verdampfer 1 dem Kompressor 2 zuführt.
Der Verdampfer 1 ist ein vertikaler Plattenverdampfer, der von dem Kältemittel von unten naeh oben durchströmt let. Br besteht aus einem ersten Abschnitt Ii und einem zweiten Abschnitt 12. Den ersten Abschnitt durchströmt das Kältemittel über seine ganze Breite im wesentlichen gleichmäßig von unten naeh oben Mhnlieh einen gefluteten Verdampfer, wobei versetzt zur Vertikalriohtung angeordnete Moritontaleohweißetrecken 13 für eine gleichmäßige Durohstzumung und
guten Wärmeübergang sorgen. Oa der aus Verfügung stehende Ströfflungsquersohnitt gro0 ist, ist der Druokverlust gering.
in «weiten Abschnitt 12 wird der etrtfmungsweg von einem Mäanderkanal 14 gebildet, der eich aus mehreren horizontalen/ an den Enden wechselnd miteinander verbundenen Kanalstrecken zusammensetzt, die durch horizontale, die dem Plattenverdampfer bildenden Bleche verbindende Schweißnähte te »kl Ua* &mdash;*~&Lgr; n^mm &eegr;·»«·/&igr;&Kgr;·> t &diams;·* /<aa lafiila 11 ta* uaaanf-
&Lgr;*&bgr; ■M^KiTifc Ii \mm W ■< « ^««<« . ■* » Jj gw«*wiui«we «aw >i«HMaw &bgr; -w ew vvw«ffaa«p lieh geringer als der des ersten Verdampferabschnitts. Vorzugsweise ist nämlich der Strömungequerschnitt im ersten Abschnitt mindestens dreimal, besser mindestens fünfmal und meist mindestens zehnmal größer als im zweiten Abschnitt, woraus sich für den zweiten Abschnitt eine im Mittel mindestens etwa 10-fach bzw. 15-fach bzw. 30-fach größere Gasgeschwindigkeit ergibt. Der Verdampfer wird so betrieben, daß dae Kältemittel ihm unten mit einem Gewichtsanteil der fIUe&bgr;igen Phase von bepw. 70% zugeführt ist. Die zugeführte Menge wird abhängig von der Temperatur des überhitzten Gases in der Leitung 7 von dem Einspritzventil bestimmt. Dadurch wird sichergestellt, daß das Kältemittel den Beginn dee zweiten Abschnitte 12 stete mit einem so großen flüssigen Anteil erreicht, daß der Transport dee öle in den zweiten Abschnitt gewährleistet ist, wo das Kältemittel vollständig verdampft und die Gasgeschwindigkeit so hoch ist, daß das öl mitgeriesen wird.
Damit des eich im unteren Bereich der den Kanal 14 bildenden Horizontalstrecken sammelnde öl nicht zurückfließen kann, ist swöckmäßifösweiee jeweils am Kamlaafäng eine SeIiWeIIe 16 vorgesehen. Stattdessen wäre es auch denkbar, die Horizontalkanäle leicht fallend anzuordnen* Ferner können nicht dargestellte Schikanen bei den vertikalen Kanalverbindungen vorgesehen sein, um dort die Gasströmung zu intensivieren und den Öltransport zu verbessern. An den obersten Kanal 17 ist der Abführungsstutzen 18 nahe der unteren Begrenzung des Kanals 17 angeordnet, um das öl dort leichter abführen zu
I · ft ft ft · ft ·» 4 « * · ft ·* &Igr;·
können. Ferner kann der oberste Kanal 17 stärker gebaucht sein ale die darunter befindlichen, um die Flüseigkeitsfilmbildung auf dee Außenseite dee Verdampfer« bei Berieselung au verbessern, wie dies in Fig. 2 gestrichelt angedeutet ist.
Mindestens im ersten Verdampferabschnitt ist eine aufsteigende Bewegung des Kältemittels zweckmäßig, damit ohne
Sanarsti nnaafaahatminnan &diams;·■»·<■»&diams;·-« raiatlw Tannaamor niii-riha'hi-K&mdash;
mung eine gleichmäßige Benetzung der inneren Oberflächen gewährleistet ist. Jedoch kommt auch eine fallende Kältemittelbewegung in Frage, wenn durch entsprechende Einbauten für gleichmäßige Benetzung gesorgt ist. Für den zweiten Verdampferabschnitt gilt hingegen die überwiegend horizontale Durchströmung als vorteilhaft, damit in denjenigen Bereichen, in denen je nach Gasgeschwindigkeit mit Separation von öl gerechnet werden muß, dieses sich im unteren Bereich der Horizontalkanäle sammeln kann, um in geringerem Maße durch Benetzung der übrigen Innenoberflächen den Wärmeübergang zu verschlechtern. Andere als in Fig. 1 kann im zweiten Abschnitt zur Verbesserung der ölförderung (insbesondere für die Wasserabkühlung) auch eine fallende Verbindung der Horizontalkanäle vorgesehen sein, wobei entsprechend der schematischen Darstellung in Fig. 3 der oberste Kanal 17 durch einen Vertikalkanal 20 unmittelbar mit dem ersten Abschnitt 11 verbunden ist. Dies ergibt die Möglichkeit, die Strömungsgeschwindigkeit im zweiten Abschnitt 12 geringer zu halten, als es sonst mit Rücksicht auf die ölförderung möglich wäce, so daß auch der Druckverlust und damit die TeS^äiiatuia&äenfcüfigi gering bleiben. MeS kompensiert für manche Anwendungsffille den Nachteil, daß die tiefste Temperatur nicht am höchsten Punkt des Verdampfers auftritt.
Zwar ist es zweckmäßig, wenn die beiden Verdampferabschnitte Teile eines einheitlichen, einstückigen Plattenverdampfers sind. Jedoch soll eine mehrstückige Ausbildung nicht
ausgeschlossen bleiben/ wobei die die ersten Abschnitte bildenden Verdampferplatten bei Gruppenanordnung in anderer Weise und an anderer Stelle angeordnet sein können als die die «weiten Abschnitte bildenden. Nichtig ist, daß die Verdampferabschnitte einen an ein einziges Einspritzventil angeschlossenen, einheitlichen Strömungsweg bilden.
Das Diagramm Figur 4 veranschaulicht den Temperaturverlauf des Kältemittels und des Berieselungswaseere in 0C gegenüber der Höhe 4 eines Plattenwärmeaustauschers gemäß Fig. 1 in durchgezogenen Linien. Dem sind die kältendttelseitigen Temperaturverläufe eines gefluteten Verdampfers gestrichelt und eines herkömmlichen Einspritzverdampfers strichpunktiert gegenübergestellt. Das Kältemittel und das berieselnde Wasser bewegen sich im Gegenstrom.
Den gleichmäßigsten Temperaturverlauf erreicht der geflutete Verdampfer, bei dem in einem typischen Anwendungsbeispiel der geringe Druckabfall einen lediglich in der Größenordnung von 0,50C liegenden Temperaturunterschied über die Höhe des Verdampfers verursacht. Hingegen erkennt man beim herkömmlichen Einepritzkühler einen starken Temperaturabfall von bspw. 9°C mit Vereisungsgefahr in mittlerer Höhe.
Der Temperaturverlauf des erfindungsgemäßen Verdampfers enthält einen unteren Abschnitt 11', der dem unteren Verdampferabschnitt 11 entspricht und in welchem die Temperaturverminderung im wesentlichen der des gefluteten Verdampfers entspricht. Nach oben schließt sich der zweite Kurvenabsöhnitt 12' an, der dee jenigen feil des zweiten ferabschnitts 12 entspricht, in weichem noch flüssige Phase gegenwärtig ist und in welchem demzufolge die Temperatur entsprechend der durch Druckabfall verursachten Verringerung der Verdampfungstemperatur absinkt. Die geringexe Fließweglänge im engen Strömungsquerschnitt verursacht aber nur einen geringeren Druckverlust als bei herkömmlichen Einspritzverdampfern. Außerdem liegt der tunkt niedrigster
Temperatur i>j*h* -"&ohgr;&igr; obersten Punkt doe Verdampfer«, wo die Temperatur doe BorioMlungewaieore verhältnismäßig hooh und daher dio Vereieungigefahr gering ist. Bm schließt sieh oin Kurvenabflohftitt 12" an, dos demjenigen Teil do· aweiten Verdampferabechnitts 12 entspricht, in welchem die Überhitsung des trockenen, gasförmigen Kältemittels stattfindet.
Zusammenfassend läßt sich sagen, daß in dem kritischen, unteren Verdampferbereich der Temperaturverlauf des erfindungsgemäßen Binspritzverdampfers demjenigen eines gefluteten Verdampfers sehr ähnlich ist und daß er sich daher auch für solche Einsatzfälle eignet, in denen der Temperaturverlauf des zu kühlenden Mediums genau zu kontrollieren ist, beispielsweise nahe dessen Gefrierpunkt, wie dies für die Waseerseite mit Temperatsrverlauf 19 in Diagramm 4 bei Kühlung bis auf 0,50C verausgesetzt ist.
Wählt man statt der Verdampferanordnung gemäß Fig. 1 diejenige gemäß Fig. 3, so bleibt es im ersten Abschnitt bei dem Temperaturverlauf 11'. Für den zweiten Abschnitt ergibt sich der gepunktet dargestellte Temperaturverlauf 13
dessen
Temperaturabsenkung im Verhältnis zur Wasserkurve 19 zwar einen etwas ungünstigeren Verlauf hat, weil das Temperaturminimum bei niedrigerer Wassertemperatur erreicht wird; jedoch liegt dieses Minimum bei höherer Temperatur als im Falle der Kurve 12', weil die fallende Anordnung des zweiten VerdampferabschnJ+-1--S geringere Gasgeschwindigkeiten und damit geringeren Druckverlust ermöglicht.
&iacgr; .■■- -■ ji-e-^j, .

Claims (13)

1. Wärmeaustauscher mit geringem Druckverlust als Verdampfer für eine Kältemaschine, tüadurch gekennzeichnet, daß er zur Verwendung im Einspritzbetrieb einen ersten Abschnitt (11) mit weitem Strömungsquerschnitt und einen zweiten Abschnitt (12) reit engem Strömungsquerschnitt umfaßt.
2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als vertikaler Plattenverdampfer ausgebildet ist.
3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (11) in der Art eines gefluteten Verdampfers ausgebildet ist.
4* Wärmeaustauscher naoh einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (11) mit im wesentlichen senkrechter Strcmungsrlchtung ausgebildet ist.
5. Wärmeaustauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten Abschnitt der Innenraum durch gegenüber der Vertikalrichtung versetzte Schweißverbindungen (13) unterteilt ist.
6. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (11) etwa zwei bis drei Viertel der Verdampferhöhe einnimmt.
7. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bir 6, dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten Abschnitt (12) vorgesehene horizontale Kanäle (14) an ihrer unteren Begrenzung (15) einlaufseitig ©ine erhöhte Schwelle (16) aufweisen.
8. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den zweiten Abschnitt (12) bildenden Horizontalkanäle (14) in steigender Folge miteinander verbunden sind.
9. wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den zweiten Verdampferabschnitt bildenden Horizontalkanäle in fallender Folge miteinander verbunden sind.
10. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer als Beriese« lungeverdampfer ausgeführt ist.
11. wärmeaustauscher naoh Ansprach 10, dadurch gekennzeichnet, daß des oberste Kanal (17) im Querschnitt horizontal stärker verdickt ale die folgenden Kanäle (14) ausgeführt ist.
12. wärmeaustauscher naeh einem des Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Abführungtstutien (18)
ntJitt der unteren Begreneung (IS) eine« Kanäle des aweiten Abeehnitti angeschlossen lit.
13. WMrmeaustausdher nach einem der Aneprüohe l bit 10/ dadurch gekennzeichnet, daß er mit einem Einspritzventil (4) verbunden ist/ das ein thermostatieches Regelventil mit Anschluß (5) an eine überhitztes Kältemittel-Gas vom Verdampfer (1) abführende Leitung (7) ist.
DE8802339U 1988-02-23 1988-02-23 Wärmeaustauscher mit geringem Druckverlust Expired DE8802339U1 (de)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE8802339U DE8802339U1 (de) 1988-02-23 1988-02-23 Wärmeaustauscher mit geringem Druckverlust
CH668/88A CH676036A5 (de) 1988-02-23 1988-02-23
ES198989103178T ES2029732T3 (es) 1988-02-23 1989-02-23 Intercambiador de calor en forma de evaporador de inyeccion para una maquina frigorifica.
EP89103178A EP0330198B1 (de) 1988-02-23 1989-02-23 Wärmeaustauscher als Einspritzverdampfer für eine Kältemaschine
DE8989103178T DE58900709D1 (de) 1988-02-23 1989-02-23 Waermeaustauscher als einspritzverdampfer fuer eine kaeltemaschine.
AT89103178T ATE71709T1 (de) 1988-02-23 1989-02-23 Waermeaustauscher als einspritzverdampfer fuer eine kaeltemaschine.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE8802339U DE8802339U1 (de) 1988-02-23 1988-02-23 Wärmeaustauscher mit geringem Druckverlust

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE8802339U1 true DE8802339U1 (de) 1988-04-14

Family

ID=6820997

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE8802339U Expired DE8802339U1 (de) 1988-02-23 1988-02-23 Wärmeaustauscher mit geringem Druckverlust
DE8989103178T Expired - Lifetime DE58900709D1 (de) 1988-02-23 1989-02-23 Waermeaustauscher als einspritzverdampfer fuer eine kaeltemaschine.

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE8989103178T Expired - Lifetime DE58900709D1 (de) 1988-02-23 1989-02-23 Waermeaustauscher als einspritzverdampfer fuer eine kaeltemaschine.

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0330198B1 (de)
AT (1) ATE71709T1 (de)
CH (1) CH676036A5 (de)
DE (2) DE8802339U1 (de)
ES (1) ES2029732T3 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6557371B1 (en) * 2001-02-08 2003-05-06 York International Corporation Apparatus and method for discharging fluid
EP3690376B1 (de) * 2019-02-04 2021-07-21 Carrier Corporation Wärmetauscher
US20240198757A1 (en) * 2021-04-13 2024-06-20 Zhejiang Sanhua Automotive Components Co., Ltd. Fluid management apparatus

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE161027C (de) *
US1622376A (en) * 1925-09-08 1927-03-29 Chicago Pneumatic Tool Co Apparatus for refrigerating systems
DE570166C (de) * 1932-04-26 1933-02-11 Linde Eismasch Ag Verfahren zum Ausgleich der Fluessigkeitsspiegel in aus mehreren Elementen bestehenden Verdampfern von Kaeltemaschinen
US2028213A (en) * 1933-04-21 1936-01-21 Arthur R Hemphill Heat exchanger or cooler
DE690583C (de) * 1936-08-28 1940-04-30 Pfaudler Co Roehrenverdampfer fuer Kaeltemaschinen
US2414952A (en) * 1944-09-08 1947-01-28 Houdaille Hershey Corp Evaporator unit
GB1286446A (en) * 1970-01-30 1972-08-23 Johannes Burmester & Co Plate heat exchanger
NL7905978A (nl) * 1979-08-03 1981-02-05 Brink Luchtverwarming Bv Warmtewisselaar, in het bijzonder voor een met gas gestookte verwarmingsinrichting.
DE3147378C2 (de) * 1981-11-30 1985-05-23 Johs. Burmester & Co GmbH, 2054 Geesthacht Rieselfilm-Verdampferplatte für eine Kälteanlage
DE3309979A1 (de) * 1983-03-19 1984-09-20 Hans 2000 Hamburg Sladky Verdampfer
FR2549585A1 (en) * 1983-07-21 1985-01-25 Axergie Sa Evaporator for an installation with a closed thermodynamic loop for the flow of a working fluid, and installation incorporating this evaporator
JPS60200089A (ja) * 1984-03-23 1985-10-09 Hitachi Ltd 直膨式蓄熱用熱交換器
US4712612A (en) * 1984-10-12 1987-12-15 Showa Aluminum Kabushiki Kaisha Horizontal stack type evaporator

Also Published As

Publication number Publication date
EP0330198B1 (de) 1992-01-15
ES2029732T3 (es) 1992-09-01
DE58900709D1 (de) 1992-02-27
EP0330198A3 (en) 1990-09-19
CH676036A5 (de) 1990-11-30
EP0330198A2 (de) 1989-08-30
ATE71709T1 (de) 1992-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69807895T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur anwendung eines doppelkreiselverdichters in einer kühlereinheit
DE3025050C2 (de)
DE3212968C2 (de)
WO2001040721A1 (de) Kältegerät
DE69733284T2 (de) Kondensatoraufbaustruktur
DE102008005077A1 (de) Plattenverdampfer, insbesondere für einen Kältemittelkreis
EP3601906A1 (de) Kältegerät und betriebsverfahren dafür
DE2754132C2 (de) Kühlvorrichtung
EP1745248B1 (de) Kühlsystem und verfahren zur herstellung einer verdampferplatine für ein tieftemperaturkühlsystem
EP0927861B1 (de) Kältespeicheranlage mit einem Eisspeicher
EP0117554B1 (de) Wärmepumpe zum Entnehmen von Wärme aus Oberflächewasser
DE8802339U1 (de) Wärmeaustauscher mit geringem Druckverlust
DE69802353T2 (de) Luftgekühlter kondensator
EP0789206A2 (de) Kältegerät
DE3522954A1 (de) Verdampfer fuer ein kuehlsystem in form eines waermeaustauschers
EP3953652B1 (de) Wärmeübertrageranordnung mit wenigstens einem mehrpass-wärmeübertrager und verfahren zum betrieb einer wärmeübertrageranordnung
DE2839638A1 (de) Trockenkuehlsystem fuer kraftwerkanlagen
DE3134300C2 (de)
DE1075645B (de) Tiefkuhltruhe mit getrenntem Getrier und Lagerfach
DE2248124A1 (de) Destillationsanlage
DE2153651C3 (de) Heißgasabtaueinrichtung für Kälteanlagen
DE4409920C2 (de) Einrichtung zur Führung des Kältemittels in einem liegenden Rohrbündelverdampfer mit U-Rohren
DE4141809A1 (de) Kaeltemittelkreislauf, insbesondere einer fahrzeug-klimaanlage, sowie verdampfer hierfuer
EP2126486B1 (de) Kältegerät
DE4429203C2 (de) Verfahren und Druckkühlaggregat zum Abkühlen eines durchlaufenden Produktionsgut aus Stahl oder anderem