AT502030B1 - Wärmetauscher zwischen einem kältemittel einer wärmepumpe und brauchwasser - Google Patents

Description

2 AT 502 030 B1

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher zwischen einem Kältemittel einer Wärmepumpe und Brauchwasser mit einem schraubenförmig gebogenen Leitungsrohr für das Kältemittel. 5 Um Brauchwasser in einem Brauchwasserspeicher im Wärmeaustausch zu erwärmen, ist es bekannt, in den Brauchwasserspeicher eine in mehreren Windungen schraubenförmig gebogene Rohrschlange für einen erwärmten Wärmeträger einzusetzen. Wird als Wärmeträger das Kältemittel einer Wärmepumpe eingesetzt, so besteht die Gefahr, daß bei einem Leckwerden der Rohrschlange Kältemittel in das Brauchwasser gelangt. Aus diesem Grunde wird der Wär-io meaustausch nicht unmittelbar zwischen dem Kältemittel der Wärmepumpe und dem Brauchwasser durchgeführt, sondern über einen zusätzlichen Wärmeträger, üblicherweise Wasser, so daß eine allenfalls auftretende Leckage des Kältemittels höchstens den zusätzlichen Wärmeträger, nicht aber das Brauchwasser verunreinigt werden kann, das im Wärmeaustausch mit dem zusätzlichen Wärmeträger erwärmt wird. Nachteilig ist allerdings der damit verbundene 15 Konstruktionsaufwand, weil für einen Wärmeaustausch einerseits zwischen dem erwärmten Kältemittel und dem zusätzlichen Wärmeträger und anderseits zwischen dem zusätzlichen Wärmeträger und dem Brauchwasser gesorgt werden muß.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher zwischen einem Kälte-20 mittel einer Wärmepumpe und Brauchwasser zu schaffen, der ohne zusätzlichen Wärmeträger auskommt und die erforderliche Sicherheit bietet, daß gegebenenfalls auftretende Leckage des Kältemittels nicht in das Brauchwasser gelangen kann.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß das Leitungsrohr für das Kältemittel mit 25 Spiel in ein Schutzrohr eingesetzt und mit dem Schutzrohr unter einer gegenseitigen Anlage in einem bezüglich der Rohrachse gegenüberliegenden Umfangsbereich quer zur Schraubungsachse abgeflacht ist.

Da das Schutzrohr das Leitungsrohr für das Kältemittel der Wärmepumpe umschließt, wird eine 30 allenfalls auftretende Leckage des Kältemittels vom Schutzrohr aufgefangen und kann daher nicht in das Brauchwasser gelangen, so daß ein unmittelbarer Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und dem Brauchwasser möglich wird, wenn für einen entsprechenden Wärmeübergang vom Leitungsrohr des Kältemittels auf das Schutzrohr gesorgt wird. Dieser Wärmeübergang ergibt sich in einfacher Weise dadurch, daß die beiden mit Spiel ineinandergesteckten 35 Rohre auf einander bezüglich der Rohrachse gegenüberliegenden Seiten flachgedrückt werden und sich aufgrund dieser Verformung in gegenüberliegenden Umfangsbereichen flächig aneinander legen. Diese Berührungsflächen entlang der gesamten Windungen stellen einen ausreichenden Wärmeübergang vorn Leitungsrohr für das Kältemittel zum Schutzrohr sicher, über das das Brauchwasser erwärmt wird. Das Spiel zwischen den beiden Rohren erlaubt ein einfa-40 ches Einführen des Leitungsrohres in das Schutzrohr, bevor die ineinandergesteckten Rohre gebogen werden. Dieses Spiel ist so zu bemessen, daß beim Zusammendrücken der Rohre eine entsprechende Berührungsfläche erreicht wird.

Der verbleibende Zwischenraum zwischen den aufgrund der gemeinsamen Abflachung anei-45 nanderliegenden Rohre kann zumindest teilweise mit einem wärmeleitenden Werkstoff ausgefüllt werden, um den Wärmeübergang vom Leitungsrohr auf das Schutzrohr zusätzlich zu verbessern.

Zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers mit einem schraubenförmig gebo-50 genen Leitungsrohr für das Kältemittel der Wärmepumpe kann das Leitungsrohr zunächst mit Spiel in ein Schutzrohr eingeführt und dann gemeinsam mit dem Schutzrohr schraubenförmig gebogen werden, wobei das Schutzrohr und das Leitungsrohr unter einer Abflachung quer zur Schraubenachse aneinandergedrückt werden. Bei einer entsprechenden Abstimmung des Spiels zwischen den beiden Rohren kann die beim Biegen der ineinandergesteckten Rohre 55 zwangsläufig auftretende Querschnittsverformung dazu genützt werden, die für das gegenseiti-

Claims (5)

1. 3 AT 502 030 B1 ge Anlegen der beiden Rohre erforderliche Abflachung zu erreichen, ohne einen zusätzlichen Bearbeitungsvorgang vorsehen zu müssen. In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen 5 Fig. 1 einen Brauchwasserspeicher mit einem erfindungsgemäßen Wärmetauscher in einem schematischen Längsschnitt und Fig.
2. 2 den Wärmetauscher ausschnittsweise im Bereich einiger Windungen in einem Schnitt in einem größeren Maßstab. 10 Gemäß der Fig. 1 ist ein Brauchwasserspeicher 1 mit einer aufgesetzten Wärmepumpe vorgesehen, dessen Kältemittelkreis einen in den Brauchwasserspeicher 1 ragenden Wärmetauscher 3 umfaßt. Dieser Wärmetauscher 3 weist eine in mehreren Windungen schraubenförmig gebogene Rohrschlange 4 auf, die sich gemäß der Fig. 2 aus einem inneren Leitungsrohr 5 und 15 einem äußeren Schutzrohr 6 zusammensetzt. Sowohl das Leitungsrohr 5 als auch das Schutzrohr 6 sind als Glattrohre ausgebildet. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß das innere Leitungsrohr 5, in dem das in der Wärmepumpe 2 erwärmte Kältemittel strömt, mit Spiel in das äußere Schutzrohr 6 eingesetzt ist, daß aber aufgrund einer gemeinsamen Abflachung der beiden Rohre 5, 6 quer zur Schraubungsachse 7 das Schutzrohr 6 in einander bezüglich der 20 Rohrachse gegenüberliegenden Umfangsbereichen am Leitungsrohr 5 flächig anliegt, so daß trotz des Spiels zwischen den beiden Rohren 5 und 6 für einen guten Wärmeübergang gesorgt ist. Die gegenseitige Anlage der beiden Rohre 5, 6 aneinander wird beim Biegen der mit Spiel ineinandergesteckten Rundrohre 5, 6 erreicht, ohne daß hiefür ein zusätzlicher Bearbeitungsschritt erforderlich wäre. Die strichpunktiert in der Fig. 2 angedeuteten Rundrohre 5 und 6, die 25 vor dem gemeinsamen Biegen mit Spiel ineinandergesteckt werden, werden beim gemeinsamen Biegen quer zur Schraubungsachse 7 im Sinne einer Abflachung auf einander bezüglich der Rohrachsen gegenüberliegenden Seiten verformt, was unter einem Ausgleich des vorhandenen Spiels quer zur Schraubungsachse 7 zur gegenseitigen Anlage der Rohre führt. 30 Es wird somit ein Wärmetauscher 3 erhalten, dessen Rohrschlange 4 ein das Leitungsrohr 5 für das Kältemittel der Wärmepumpe umschließendes Schutzrohr 6 umfaßt, so daß bei einem allfälligen Leckwerden des Leitungsrohres 5 die Leckage vom Schutzrohr 6 aufgenommen wird und nicht in das Brauchwasser des Brauchwasserspeichers 1 gelangen kann. Im Zwischenraum zwischen den beiden Rohren 5, 6 angesammelte Leckage kann darüber hinaus detektiert wer-35 den, um das Leckwerden des Kältemittelkreises anzuzeigen. Es ist aber auch möglich, den verbleibenden Zwischenraum zwischen den beiden Rohren 5, 6 mit einem wärmeleitfähigen Werkstoff zumindest teilweise auszufüllen, um den Wärmeübergang vom Leitungsrohr 5 auf das Schutzrohr 6 zu verbessern. Dieser wärmeleitende Werkstoff soll naturgemäß gesundheitlich unbedenklich sein. 40 Patentansprüche: 1. Wärmetauscher zwischen einem Kältemittel einer Wärmepumpe und Brauchwasser mit 45 einem schraubenförmig gebogenen Leitungsrohr für das Kältemittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungsrohr (5) für das Kältemittel mit Spiel in ein Schutzrohr (6) eingesetzt und mit dem Schutzrohr (6) unter einer gegenseitigen Anlage in einem bezüglich der Rohrachse gegenüberliegenden Umfangsbereich quer zur Schraubungsachse (7) abgeflacht ist. 50 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verbleibende Zwischenraum zwischen dem äußeren Schutzrohr (6) und dem inneren Leitungsrohr (5) zumindest teilweise mit einem wärmeleitenden Werkstoff ausgefüllt ist.
3. 3. Verfahren zum Herstellen eines Wärmetauschers nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Lei-
4. 4 AT 502 030 B1 tungsrohr für das Kältemittel der Wärmepumpe schraubenförmig in mehreren Windungen gebogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungsrohr (5) mit Spiel in ein Schutzrohr (6) eingeführt und dann gemeinsam mit dem Schutzrohr (6) schraubenförmig gebogen wird, wobei das Schutzrohr (6) und das Leitungsrohr (5) unter einer Abflachung quer zur
5. 5 Schraubungsachse (7) aneinandergedrückt werden. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55