CH691745A5 - Wärmetauscher. - Google Patents

Description

  



  Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher gemäss dem einleitenden Teil des unabhängigen Anspruches. 



  Bei bekannten derartigen Wärmetauschern liegt die Rohrschlange auf deren Rippen auf. Dadurch ergibt sich jedoch der Nachteil nur sehr kleiner Auflageflächen der Rippen und damit bei gefluteter Platte eine kleine Wärmetauschfläche für den als Verdampfer oder Kondensator ausgebildeten Wärmetauscher, besonders bei geringer Kältemittelmenge. 



  Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und einen Wärmetauscher der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei dem eine relativ grosse Auflagefläche der Rippen gegeben ist und der sich durch einen einfachen Aufbau auszeichnet. 



  Erfindungsgemäss wird dies bei einem Wärmetauscher der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht. 



  Durch die vorgeschlagenen Massnahmen ergibt sich auf einfache Weise eine relativ grosse und sichere Auflagefläche für das Rippenrohr sowie eine grosse Wärmetauschfläche auch bei geringer Kältemittelmenge und damit geringerem Füllstand des Kältemittels am Rippenrohr. 



  Durch die Merkmale des Anspruches 2 ergibt sich der Vorteil, dass sich bei Verwendung des Wärmetauschers als Kondensator nur ein sehr dünner Kältemittelfilm zwischen dem Rippenrohr und der Platte ausbilden kann, das für den vorgesehenen Anwendungsfall nicht weiter störend ist, wogegen bei den herkömmlichen Wärmetauschern mit kreisrunden Rippen ein sehr dicker Füllstand an Kältemittel zwischen Rohr und Platte vorhanden ist, der in diesem Anwendungsfall störend wäre. 



  Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen: 
 
   Fig. 1 schematisch ein Sorptionswärmepumpen-Modul, 
   Fig. 2 eine schematisierte Draufsicht eines erfindungsgemässen Wärmetauschers, 
   Fig. 3 eine Seitenansicht des Wärmetauschers nach der Fig. 2 und 
   Fig. 4 einen Schnitt durch ein Rohr eines erfindungsgemässen Wärmetauschers nach der Fig. 2 und 3 im Betriebszustand. 
 



  Die Fig. 1 zeigt ein Sorptionswärmepumpen-Modul, das in einem dichten Gehäuse 8 gehalten ist. Dieses Modul weist einen Ad-/Desorber 9 auf, dem über Anschlüsse 9a und 9b in der Desorptionsphase ein heisser Wärmeträger 10 zu- bzw. dieser auch wieder abgeführt werden kann. Dabei besteht der Ad-/Desorber 9 aus Rippenrohren, auf denen der Adsorbens 15 aufliegt. 



  Unterhalb des Ad-/Desorbers 9 ist ein Wärmetauscher angeordnet, der durch ein spiralförmig gewundenes Rippenrohr 1 gebildet ist, das auf einer Platte 2 eines Sorptionswärmepumpenmoduls aufliegt, wobei das Rippenrohr über Anschlüsse 1a und 1 b mit einem Wärmeträger versorgbar ist bzw. von einem solchen durchströmt ist. 



  Dabei ist die mit dem Inneren der Spirale verbundene Ausleitung 3 über die Windungen der Spirale hinweggeführt. 



  Bei dem Rippenrohr 1 ist ein mit Rippen 5 versehenes Rohr 4 vorgesehen, wobei die Rippen 5 mit der Abflachung 6 auf der Platte 2 aufliegen. Dadurch ergibt sich eine entsprechend grosse Auflagefläche des Rippenrohres 1 auf der Platte 2. 



  Wie aus der Fig. 1 und 4 zu ersehen ist, verläuft die Abflachung 6 entlang einer Tangente an des Rohr 4. Dadurch liegt das Rohr 4 mit seinem Aussenmantel 30 direkt an der Platte 2, die hier gleichzeitig den Boden des Gehäuses 8 darstellt, auf. Die Rohrspirale ist dabei möglichst so eng gewickelt, dass die Aussenperipherien 31 der Rippen 5 einander gerade berühren. 



  Durch die Abflachung 6 der Rippen 5 ist auch sichergestellt, dass sich bei einer vorgegebenen Kältemittelmenge ein möglichst hoher Kältemittelpegel 21 an der Rohrspirale ergibt. 



  Bei einer Verwendung des Wärmetauschers als Kondensator kann sich daher nur ein sehr dünner und daher nicht weiter störender Kältemittelfilm zwischen dem Rohr 4 und der Platte 2 ausbilden. 



  Bei dem dargestellten Sorptions-Modul ergibt sich der Vorteil, dass bei einer Anwendung als Verdampfer, dieser nur eine geringe Masse bei gleichzeitiger grosser Verdampfungsoberfläche aufweist. Ausserdem wird die während der Verdampfungsphase beheizte Fläche direkt benetzt, sodass ein sehr guter Wärmetransport der Verdampfungswärme vom Wärmeträger zum Kältemittel erreicht wird. 



  Weiterhin zeichnet sich der Wärmetauscher 1 durch ein kleines Bauvolumen aus, was sich positiv auf die Grösse des Gehäuses 8 und damit auf die Grösse des Gesamtgerätes auswirkt. 



  Im Betrieb wird auf dem Ad-/Desorber 9 ein Adsorbens 15 aufgebracht. Während der Desorptionsphase wird dem Ad-/Desorber 9 über den Anschluss 9a ein heisser Wärmeträger 10 zugeführt. Dadurch wird das im Adsorbens gespeicherte Adsorbat verdampft. Der Dampf strömt je nach Ausführung eines Strahlungsschutzes 11 an diesem vorbei und/oder gegebenenfalls durch kleine Löcher im Strahlungsschutz 11 durch diesen hindurch und wird auf dem Wärmetauscher, der durch das Rippenrohr 1 gebildet ist, kondensiert. 



  Die dabei frei werdende Kondensationswärme wird von dem über den Anschluss 1a zufliessenden warmen Wärmeträger 22 aufgenommen und über den Anschluss 1b zu einem Verbraucher transportiert. 



  Nachdem das Adsorbens eine maximale Temperatur erreicht hat, wird die Zufuhr von heissem Wärmeträger 10 unterbrochen. Das gesamte Modul wird danach abgekühlt. 



  In der folgenden Adsorptionsphase wird das an der Rippenrohrspirale 1 gespeicherte flüssige Adsorbat durch Zufuhr eines Wärmeträgers 22 verdampft. Das dampfförmige Adsorbat strömt am Strahlungsschutz 11 vorbei und/oder gegebenenfalls durch diesen hindurch und wird vom Adsorbens 15 adsorbiert. 



  Die dabei frei werdende Adsorptionswärme wird vom warmem Wärmeträger 10 aufgenommen und zu einem Verbraucher transportiert. Nachdem das Adsorbens eine minimale Temperatur erreicht hat, wird das Modul durch Zufuhr des heissen Wärmeträgers 10 wieder aufgeheizt und der Prozess beginnt von neuem.

Claims (2)

1. Wärmetauscher eines Sorptionswärmepumpenmoduls mit an einer Platte (2) des Moduls gehaltenen Rohrspirale aus einem Rippenrohr (1), das im Wesentlichen kreisrund begrenzte Peripherien der Rippen (5) aufweist, die entlang einer Sehne abgeflacht sind, wobei das Rippenrohr (1) jeweils auf dieser Abflachung (6) der Rippen (5) auf der Platte (2) aufliegt.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dessen Rippen (5) entlang einer Tangente an das Rohr (4) abgeflacht sind.