DE3205364A1

DE3205364A1 - Dreirohrkondensator fuer waermepumpen

Info

Publication number: DE3205364A1
Application number: DE19823205364
Authority: DE
Inventors: Jürgen 4500 Osnabrück Vonhoff
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-02-15
Filing date: 1982-02-15
Publication date: 1983-08-25
Also published as: EP0086470A1

Description

Dreirohrkondensator für Wärmepumpen.

In der Patentanmeldung P 31 o1 138.1 werden DreifachüJärmetauscher als Kondensatoren für Wärmepumpen beschrieben.Die nachfolgend beschriebene Erfindung stellt eine Erweiterung da.Die Aufgabe besteht darin,einen Dreirohrkondensator zu schaffen,welcher die Wärmeenergie des Kältemittels auf 2 von einander getrennte Medien(Heiz- und Brauchwasser) überträgt,wobei zu verhindern ist,daß bei einer Beschädigung des das Kältemittel führendenRohrs Kältemittel in das Brauchwasserrohr übertreten kann. Es soll weiterhin eine Konstruktion gefunden werden,die ein Kühlen des Kompressors durch das Kältemittel auf einfache

Weise erlaubt. .

das/ Die Lösung dieser Aufgabe wird dadurch erreicht,daß äußere Rohr,welches gut isoliert ist, 2 weitere Rohre,ein Mittel- und ein Innenrohr aufnimmt und dafür gesorgt wird,daß wärmeleitende Mittel die vom Mittelrohr aufgenommene Wärmeenergie direkt zum Innenrohr führen.Bei dieser Konstruktion sind die Querschnitte aller Rohre im wesentlichem kreisrund. Eine andere Lösung dieser Aufgabe wird dadurch erreicht,daß das Innenrohr ohne Mittel direkt und wärmeleitend an der Innenwand des Mittelrohres angebracht ist.Um für die direkte Wärmeübertragung einen größeren Kontaktbereich zu schaffen, wird das Innen-rohr einseitig an das Mittelrohr so gelegt, daß der Querschnitt des Innenrohres vom Kreisquerschnitt abweicht in Richtung eines ovalen Teilbereiches.Um einen guten Kontakt zu erreichen ist es vorteilhaft,wenn der Innenradius des Mittelrohres etwa gleich dem Radius des In nenrohres an der Kontaktstelle ist.

Um eine gute Wärmeüberleitung vom Kühlmittel zwischen dem Außenrohr und dem Mittelrohr zu erreichen,wird in bekannter Weise die Oberfläche des Mitterohres vergrößert,z.B.als Wellrohr.

In den Ansprüchen sind die wesentlichen Merkmale der Erfindung aufgeführt,Die verschiedenen Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung werden beispielsweise in den Fig.1-8 erläutert. _

In Fig.1 ist mit 1 das Außenrohr,mit 2 das Mittelrohr und mit 3 das Innenrohr bezeichnet.Die Wärmeübertragung auf das Innenrohr erfog't durch die Stege 4 und 4a.Die Stege bestehen aus gut wärmeleitenden Material z.B.Kupfer.Die Stege 4/4a können verschiedene Formen haben und sind so zu wählen,daß der Wasserwiderstand für das Heizwasser,welches zwischen den Stegen und den Rohren 2 und 3 fließt,möglichst klein ist.Das Kältemittel fließt zwischen dem Rohr 1 und dem Rohr 2 und überträgt somit die Wärmeenergie auf das Rohr2, von welcher sie einerseits auf das Heizungswasser und durch die Stege 4/4a so'wohl auf das Heizungswasser als auch auf das Brauchwasser übertragen wied.Das Brauchwasser fließt im Innenrohr 3.Es ist bei dieser Konstruktion leicht ersichtlich, daß das Kühlmittel auch im Schadensfalle des Mittelrohres 2 nicht in das Brauchwasser kommen kann.Oas Kältemittel würde in das Heizungswasser austreten.Es kann dann über das Sicherheitsventil der Heizungsanlage entweichen.Bei längerem Wärmepumpenbetrieb zur Erwärmung von Heiz-f wasser erwährmt sich das Brauchwasser nicht über 55°C,die maximale Temperatur des Heizwassers.Somit fällt aus dem jeweils frisch zugeführten Brauchwasser noch kein |<alk aus.

Für Wärmepumpen bietet sich ein Kühlen des Kompressors durch das Kältemittel an.Dieses wird dem Kondensator etwa in der Mitte seiner Länge entnommen,durch eine ölkühlung in den Sumpf des Kondensators geleitet und in den Kondensator zurückgeführt.Ein solches Verfahren ist am leichtesten möglich, wenn das Kältemittel im Außenrohr geführt wird.

Die Fig.2 unterscheidet sich von der Ausführung der Fig.1 im wesentlichem dadurch,daß das Mittelrohr eine vergrößerte Oberfläche hat und z.B.als Wellrohrausgeführt ist.Au-ßerdem ist die Anzahl der Stege 4 reduziert. Fig.3 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem Innenrohr 3, welches eine soche Querschnittsform hat,daß eine direkte Wärmeübertragung von 2 nach 3 auf einem Teilumfang des Rohres 2 im Inneren möglich ist.

Bei der Fig.4 Ti^ außer der anderen Form des Rohres 3 (Ovalform) Halter 5 für das Rohr 3 vorgesehen.

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In Fig.5 ist eine Feder 6 vorgesehen,welche das Innenrohr mit seiner äußeren runden Seite an die Innenwand des Rohres 2 preßt.

Fig.B zeigt eine Zwischenwand 7,welche das Mittelrohr 2 in zwei Innenräume aufteilt.

Fig.7 zeigt eine Wandverstärkung des Mittelrohres 2.Die Wandverstärkung ist beispielsweise an der Innensite desRohres 2 angebracht.Sie dient gleichzeitig zur Aufnahme . /SSer Zwischenwand 7.

Fig.8 zeigt eine ähnliche Konstruktion mit einer gewölbten Zwischenwand 7.

Das Innenrohr 3 kann auf verschiedene an sich bekannte Methoden mit dem Mittelrohr oder mit den Stegen 4/Aa verbunden werden,wobei darauf zu achten ist,daß die zur Verbindung verwendeten Mittel sehr gute Wärmeleitungszahlen haben.Dies kann durch Löten oder Kleben geschehen. Aber es können auch Preßmethoden zur Anwendung kommen, aber auch Klemmvorichtungen und Federn sind geeignet. Eine Möglichkeit das Innenrohr mit Stegen zu versehen, besteht darin,ein Rohr in 3 Zügen einzudrücken bis das Material an den Stegen sich doppelt auf einander gelegt hat.Dieses Innenrohr wird darauf in ein bereits gewelltes Mittelrohr geschoben.Um beide Rohre gut wärmeleitend mit einander zu verbinden,wird entweder das Wellrohr nachgerollt oder das Innenrohr aufgedornt oder beide Methoden werden gemeinsam angewand.

Das Wellrohr übernimmt die Energie vom Kältemittel.Das in den Kammern zwischen den Stegen und den Rohren geführte Heizungswasser kann sich am Wellrohr direkt erwärmen. Zusätzlich fließt Wärmeenergie über die Stege in das Heizwasser.Wird das Heizwasser nicht bewegt,nimmt es die Temperatur des Kältemittels an.Die Wärmeenergie fließt zu einen kleinen Teil durch das Heizwasser,im wesentlichem aber über die Stege zum Brauchwasser im Innenrohr". Die Führung des Brauchwassers im Innenrohr bietet den Sicherheitsvorteil,es durch 2 unabhängige Rohre vom Kälte-

mittel zu trennen.

Auch bei längerem Betrieb erhitzt sich das Brauchwasser nicht über die Temperatur des Heizujassers von ea.55°C,so daß beim Brauchwasser noch kein Kalk ausfallen kann.

Claims

Ansprüche.
-—^
( 1.kondensator,insbesondere Koaxialkondensator für Wärme-

—pumpen als 3-fach Wärmetauscher ausgebildet nach P -31o1138.1 gekennzeichnet durch ein Außenrohr 1 ,ein Mittelrohr 2 und ein Innenrohr 3,wobei eine gute li/ärmeübertragung vom Mittelrohr 2 auf das Innenrohr 3 mittelbar oder unmittelbar stattfindet.
2.Kondensator nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch gut wärmeleitende Mittel z.B.Cu-Stege 4+4a in geeigneter Form,welche das Mittelrohr 2 und das innere Rohr 3 mit einander verbinden.
3.Kondensator nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch eine •solche Querschnittsform des Innenrohres 3,daß die Außenkrümmung des Innenrohres 3 über eine längere Strecke der Innenkrümmung des Mittelrohres 2 annähernd gleich ist.
4.Kondensator nach Anspruch 1+2 gekennzeichnet durch ein Mittelrohr 2,mit welchem die Stege 4+4a als Innenstege, eine Einheit bilden.
S.Kondensator nach Anspruch 1+2 gekennzeichnet durch ein Innenrohr 3 ,mit welchem die Stege 4+4a als Außenstege eine Einheit bilden.
B.Kondensator nach Anspruch 1+2 gekennzeichnet durch getrennte Stege 4/4a,welche mit keinem Rohr 2/3 eine Ein- : heifc. bilden»
7.Kondensator nach Anspruch 1+3 gekennzeichnet durch eine TrennwandTim Mittelrohr 2,wodurch das Mittelrohr 2 in zwei Rohre aufgeteilt wird.
8.Kondensator nach Anspruch 1,3+7 gekennzeichnet durch eine Wandverstärkung 8 des Mittelrohres 2 in dem Bereich, der unterhalb der Trennwand 7 liegt.

^Kondensator nach Anspruch 1-8 gekennzeichnet durch gut wärmeleitende Mittel z.B.Lötmittel,Kleber,Klemmen und Federnywelche für eine gute üJärmeübertragende Verbindung zwischen den Rohrwänden oder den Rohrwänden und den Stegen 4/4a sorgen.

1o.Kondensator nach Anspruch 1-9 gekennzeichnet durch ein Mittelrohr 2 ,dessen Oberfläche auf der Außenseite vergrößert ist.