EP0044349A1 - Kondensator, insbesondere für Kälteanlagen und/oder Wärmepumpen - Google Patents

Kondensator, insbesondere für Kälteanlagen und/oder Wärmepumpen Download PDF

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EP0044349A1
EP0044349A1 EP80104223A EP80104223A EP0044349A1 EP 0044349 A1 EP0044349 A1 EP 0044349A1 EP 80104223 A EP80104223 A EP 80104223A EP 80104223 A EP80104223 A EP 80104223A EP 0044349 A1 EP0044349 A1 EP 0044349A1
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EP
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inner tubes
condenser
tubes
tube
jacket tube
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Withdrawn
Application number
EP80104223A
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Inventor
Georg Riedel
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Riedel Kalte- und Klimatechnik & Co KG GmbH
Original Assignee
Riedel Kalte- und Klimatechnik & Co KG GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/04—Condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28B—STEAM OR VAPOUR CONDENSERS
    • F28B1/00—Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser
    • F28B1/02—Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser using water or other liquid as the cooling medium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/02—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled
    • F28D7/022—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled the conduits of two or more media in heat-exchange relationship being helically coiled, the coils having a cylindrical configuration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04—Details of condensers
    • F25B2339/047—Water-cooled condensers

Definitions

  • the invention relates to a condenser, in particular for refrigeration systems and / or heat pumps, with a jacket tube and inner tubes accommodated therein, and a flow space for liquid and / or gaseous refrigerant arranged between the jacket tube and the inner tubes, the end face of the disk body connected to the inner tubes and the jacket tube is tight and in which the flow space and the inner tubes are connected in total with inlets and outlets of connection members fixedly attached to the jacket tube.
  • the jacket tube receives a finned tube with fins arranged on the outside. Water typically flows through the finned tube, while the flow space located between the ribs on and the casing tube serves for the passage of the refrigerant. It is also known that finned tubes have sections with a small wall thickness which are caused by the rolling process and which are often the cause of leaks in the condenser during the helical bending of the jacket tube and inner tube. In addition, it has been found that the refrigerant supplied to the condenser at a higher flow rate only acts with the free ends of the ribs, while contacts of the refrigerant decrease towards the base of the ribs, as a result of which the ribs are at least partially eliminated.
  • the invention has for its object to provide an improved heat transfer in capacitors of the aforementioned type and to exclude pulsating noises.
  • a plurality of inner tubes disposed in the casing of the capacitor and the inner tubes are formed with smooth walls inside and outside.
  • the inner tubes are expediently designed with a circular cross section and the same cross section sizes. It corresponds to the idea of the invention that inner tubes with different diameters can also be used. With the condenser formed in this way, it is possible to work the inner tubes from the collar, which simplifies storage.
  • the smooth outer surfaces of the inner tubes prevent the formation of pulsation noises due to the lack of baffle surfaces, and finally a number of inner tubes bring about a substantial increase in the inner surface area and thus an improved heat transfer and faster heat dissipation.
  • the diameter sizes of the inner tubes are essentially 1: 3 to 1: 5 in relation to the diameter size of the casing tube, the diameter of the inner tubes being a maximum of twelve millimeters in condensers provided for domestic systems.
  • the capacitor can be produced from any suitable materials.
  • the use of copper materials or stainless steel is preferably provided for the casing tube, the inner tubes and the fittings with the disk bodies.
  • the condenser of FIGS. 1 and 2 has a jacket tube 1 with a circular cross-section, in which several, for example five, inner and outer smooth-walled inner tubes 2 are arranged.
  • the casing tube 1 and the inner tubes 2 are formed in the embodiment with circular cross sections.
  • the diameters of the inner tubes 2 are the same and are selected with a size for the diameter of the jacket tube 1 which corresponds approximately to the ratio 1: 3 to 1: 5 (FIG. 3).
  • a flow space 3 is created for the refrigerant, which at the front ends, as can be seen in FIG. 4, is tightly closed by disc bodies 11 which tightly fix the front ends of the inner tubes 2 in perforations 5.
  • the casing tube 1 and the inner tubes 2 are bent helically in the axial direction.
  • the bending process itself is simple and even possible due to the smooth-walled design of the inner tubes 2.
  • fittings 6 are firmly attached to the jacket tube, which have inlets 7 and outlets 8 for the refrigerant and inlets 9 and outlets 10 for water which are connected to the flow chamber 3.
  • the inlets 9 and outlets 10 are expediently arranged such that the water passes through the inner tubes 2 in countercurrent to the refrigerant.
  • the capacitor of FIG. 6 is formed by two independent, helically bent jacket tubes 1 with internal tubes 2 and flow spaces 3 (not shown) accommodated therein.
  • the jacket tubes 1 are concentrically spaced from one another.
  • fittings 6 are firmly attached to the jacket pipe ends.
  • the feeds and processes for the refrigerant are in common V e rteiler Swissen 13 and 14 and the inlets or the processes for water in manifolds 15 and 16 respectively arranged.
  • the casing tube of FIG. 7 accommodates inner tubes 2 with different diameters.
  • the decisive factor for the condenser is the use of several inner and outer smooth-walled inner tubes in one jacket tube. It corresponds to the idea of the invention that the capacitor can have any shape and can be produced from any materials. The number and shape or the diameter size of the casing tube and the inner tubes can also vary.

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Abstract

Der Kondensator, insbesondere für Kälteanlagen und/oder Wärmepumpen nimmt in einem Mantelrohr (1) zur Verbesserung des Wärmeübergangs und Vermeidung von Pulsationsgeräuschen mehrere innen und außen glattwandige Innenrohre (2) zur Durchleitung von Wasser und zwischen dem Mantelrohr und den Innenrohren einen Durchflußraum (3) für flüssiges und/oder gasförmiges Kältemittel auf.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kondensator, insbesondere für Kälteanlagen und/oder Wärmepumpen mit einem Mantelrohr und in diesem untergebrachten Innenrohre sowie einem zwischen dem Mantelrohr und den Innenrohren angeordneten Durchflußraum für flüssiges und/oder gasförmiges Kältemittel, der durch mit den Innenrohren und dem Mantelrohr verbundene Scheibenkörper stirnseitig dicht ausgebildet ist und bei dem der Durchflußraum und die Innenrohre insgesamt mit Zu- und Abläufen von auf dem Mantelrohr fest aufgebrachten Anschlußgliedern in Verbindung stehen.
  • Bei bekannten Kondensatoren nimmt das Mantelrohr ein Rippenrohr mit aussenseitig angeordneten Rippen auf. Das Rippenrohr wird in der Regel von Wasser durchflossen, während der zwischen dem Rippen on und dem Mantelrohr befindliche Durchflußraum der Durchleitung des Kältemittels dient. Es ist weiter bekannt, daß Rippenrohre durch den Walzvorgang derselben bedingte Abschnitte mit geringer Wandstärke aufweisen, die beim wendelförmigen Biegen von Mantelrohr und Innenrohr vielfach zu Undichtheiten im Kondensator Anlaß sind. Außerdem ist gefunden worden, daß das dem Kondensator mit höher Durchflußgeschwindigkeit zugeführte Kältemittel nur mit den freien Enden der Rippen zur Wirkung kommt, während Kontaktierungen des Kältemittels zum Fuß der Ripppen hin abnehmen, wodurch die Wirkung der Rippen mindestens teilweise aufgehoben ist. Es ist zwar versucht worden, durch die gemeinsame Unterbringung mehrerer Rippenrohre in einem Mantelrohr den'Wärmeübergang zu verbessern. Die Anordnung mehrerer Rippenrohre führt jedoch zu nachteiligen Beeinträchtigungen der Durchflußgeschwindigkeiten bzw. zu Druckverlusten. Schließlich ist den bekannten Kondensatoren der Nachteil gemeinsam, daß die Anströmung der Rippenrohre vom Kompressor herrührende Pulsationsgeräusche erzeugt, die sich störend auf das gesamte Heizungssystem übertragen.
  • Die Erfindung hat zur Aufgabe einen verbesserten Wärmeübergang bei Kondensatoren der vorgenannten Art zu schaffen und Pulsationsgeräusche auszuschließen.
  • Diese Aufgabe ist erfindungbgemäß dadurch gelöst, daß im Mantelrohr des Kondensators mehrere Innenrohre angeordnet und die Innenrohre innen und außen glattwandig ausgebildet sind. Zweckmäßig sind die Innenrohre mit kreisförmigem Querschnitt und gleichen Querschnittsgrößen ausgeführt. Es entspricht dem Erfindungsgedanken, daß auch Innenrohre mit verschiedenen Durchmessern Anwendung finden können. Beim so gebildeten Kondensator besteht die Möglichkeit, die Innenrohre vom Bund zu arbeiten, wodurch die Lagerhaltung vereinfacht ist. Außerdem verhindern die glatten Außenflächen der Innenrohre durch Fehlen von Prallflächen die Bildung von Pulsationsgeräuschen und schließlich erbringen eine Anzahl Innenrohre eine wesentliche Vergrößerung der Innenoberfläche und damit einen verbesserten Wärmeübergang und eine schnellere Abführung der Wärme.
  • In Ausgestaltung des Kondensators ist vorgesehen, daß die Durchmessergrößender Innenrohre im Verhältnis zur Durchmessergröße des Mantelrohres im wesentlichen mit 1:3 bis 1:5 ausgebildet sind, wobei in für Hausanlagen vorgesehenen Kondensatoren der Durchmesser der Innenrohre maximal zwölf Millimeter beträgt.
  • Es versteht sich, daß der Kondensator aus beliebigen, geeigneten Werkstoffen herstellbar ist. Bevorzugt ist jedoch für das Mantelrohr, die Innenrohre und die Fittinge mit den Scheibenkörpern, die Verwendung von Kupferwerkstoffen oder Edelstahl vorgesehen.
  • Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand von-Ausführungsbeispielen erläutert. Hierin bedeuten:
    • Fig. 1 einen Kondensator in Seitenansicht,
    • Fig. 2 einen Kondensator in Vorderansicht,
    • Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1 vergrößert,
    • Fig. 4 ein Teilstück eines Kondensators, vergrößert,
    • Fig. 5 einen weiteren Kondensator in Seitenansicht,
    • Fig. 6 einen anderweitigen Kondensator in Seitenansicht und
    • Fig. 7 einen Schnitt eines Mantelrohres mit Innenrohrbündel gemäß einer anderen Ausbildung.
  • Der Kondensator der Fig. 1 und 2 weist ein Mantelrohr 1 mit kreisrundem Querschnitt auf, in dem mehrere, z.B. fünf innen und außen glattwandige Innenrohre 2 angeordnet sind. Das Mantelrohr 1 und die Innenrohre 2 sind beim Ausführungsbeispiel mit kreisrunden Querschnitten ausgebildet. Die Durchmesser der Innenrohre 2 sind gleich und mit einer Größe zum Durchmesser des Mantelrohres 1 gewählt, der etwa dem Verhältnis 1:3 bis 1:5 entspricht (Fig. 3). Zwischen dem Mantelrohr 1 und den Innenrohren 2 ist ein Durchflußraum 3 für das Kältemittel geschaffen, der an den stirnseitigen Enden, wie in Fig. 4 erkennbar, durch Scheibenkörper 11 dicht verschlossen ist, die in Lochungen 5 die stirnseitigen Enden der Innenrohre 2 dicht festlegen. Das Mantelrohr 1 und die Innenrohre 2 sind in Achsrichtung wendelförmig gebogen. Der Biegevorgang selbst ist durch die glattwandige Ausgestaltung der Innenrohre 2 einfach und gleichmäßig möglich. Im Abstand der Enden der Innenrohre 2 sind auf dem Mantelrohr 1 Fittinge 6 fest aufgebracht, die mit dem Durchflußraum 3 in Verbindung stehende Zuläufe 7 und Abläufe 8 für das Kältemittel und mit den Innenrohren 2 in Verbindung stehende Zuläufe 9 und Abläufe 10 für Wasser aufweisen. Zweckmäßig sind die Zuläufe 9 und Abläufe 10 so angeordnet, daß das Wasser im Gegenstrom zum Kältemittel durch die Innenrohre 2 hindurchtritt.
  • Der Kondensator der Fig. 5 weist ein ungebogenes Mantelrohr 1 und mehrere darin untergebrachte glattwandige Innenrohre 2 sowie einen Durchflußraum 3 um diese auf. Auch bei diesem Kondensator sind die Innenrohre 2 innen und außen glattwandig ausgebildet.
  • Der Kondensator der Fig. 6 ist durch Zwei-unabhängige wendelförmig gebogene Mantelrohre 1 mit darin untergebrachten Innenrohre 2 und Durchflußräumen 3 (nicht gezeigt) gebildet. Die Mantelrohre 1 umfassen einander im Abstand konzentrisch. Auf die Mantelrohrenden sind wiederum Fittinge 6 fest aufgebracht. Die Zuläufe und die Abläufe für das Kältemittel sind in gemeinsamen Verteilerstücken 13 bzw. 14 und die Zuläufe bzw. die Abläufe für Wasser in Verteilerstücken 15 bzw. 16 angeordnet.
  • In weiterer Abweichung nimmt das Mantelrohr der Fig. 7 Innenrohre 2 mit verschieden großen Durchmessern auf.
  • Maßgeblich ist beim Kondensator die Verwendung mehrerer innen und außen glattwandiger Innenrohre in einem Mantelrohr. Es entspricht dem Erfindungsgedanken, daß der Kondensator beliebig geformt sein kann und aus beliebigen Werkstoffen herstellbar ist. Auch kann die Anzahl und Formgebung bzw. die Durchmessergröße von Mantelrohr und den Innenrohren variieren.

Claims (6)

1. Kondensator, insbesondere für Kälteanlagen und/oder Wärmepumpen mit einem Mantelrohr und in diesem untergebrachteninnenrohre sowie einem zwischen dem Mantelrohr und den Innenrohren angeordneten Durchflußraum für flüssiges und/oder gasförmiges Kältemittel, der durch mit den Innenrohren und dem Mantelrohr verbundene Scheibenkörper stirnseitig dicht ausgebildet ist und bei dem der Durchflußraum und die Innenrohre insgesamt mit Zu- und Abläufen von auf dem Mantelrohr fest aufgebrachten Anschlußgliedern in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß im Mantelrohn (1) mehrere Innenrohre (2) angeordnet und die Innenrohre (2) innen und außen glattwandig ausgebildet sind.
2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenrohre (2) einen kreisförmigen Querschnitt und gleiche Querschnittsgrößen aufweisen.
3. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenrohre (2) einen kreisförmigen Querschnitt mit verschieden großen Durchmessern aufweisen.
4. Kondensator nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmessergrößender Innenrohre (2) im Verhältnis zur Durchmessergröße des Mantelrohres (1) im wesentlichen mit 1:3 bis 1:5 ausgebildet sind.
5. Kondensator nach Anspruch 1 für Hausanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Innenrohre (2) maximal zwölf Millimeter beträgt.
6. Kondensator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (1), die Innenrohre (2) und die Fittinge (6) mit den Scheibenkörpern (11)aus Kupfer-Werkstoff oder aus Edelstahl ausgebildet sind.
EP80104223A 1980-07-18 1980-07-18 Kondensator, insbesondere für Kälteanlagen und/oder Wärmepumpen Withdrawn EP0044349A1 (de)

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