192698. lajstromszámú szabadalom • Hőcserélő, különösen hűtőgépek nyomóvezetékéhez történő alkalmazásra
3 192698 4 A találmány hőcserélőre vonatkozik, különösen hűtőgépek nyomóvezetékéhez történő alkalmazásra. Találmányunk szerinti hőcserélő lényegében egy olyan hőhasznosító rendszer, ahol a kompresszort elhagyó meleg hűtőközeg keresztül halad a találmány szerinti készüléken, ahol hőjét részben vagy egészben átadja víznek. A víztároló tartályból kivehető hőcserélő függőlegesen egymás mellett álló kettő, vagy annál több lapból áll, melyek végeit lemezek zárják le és így a víz egy zárt csatornában csak függőlegesen haladhat kilépésig. A hőátadó lapok nagysága nem egyforma, annak érdekében, hogy a célszerűen köralakú csatlakozó nyíláson át a maximális felület legyen behelyezhető. A felfújt lapok hegesztése úgy történik, hogy a vonalhegesztéseket mindenütt csak egy oldalról éri feltépő erő. Ismeretesek olyan különféle rendeltetésű hűtőberendezések, amelyek az alacsonyabb hőfok szintről elvont hőmennyiséget egy magasabb hőfok szinten a környezetnek adják át. E hőmennyiség vagy közvetlen a levegőnek, vagy a keringetett viz közbejöttével a levegőnek, vagy elfolyó víznek kerül átadásra. Mindezekben az esetekben azonban ez mint hasznos energia elvész. A ma működő hűtőberendezéseknek zöme ezt az energiát még nem hasznosítja. Számos törekvés ismeretes a veszendőbe menő energia hasznosítására olyan formában, hogy használati meleg vizet állítanak elő, vagy fűtésre használják. A hasznosításra szolgáló berendezéseknek több változata ismert, melyek egyre több kívánalomnak tesznek eleget. A folyamat az egyik legkézenfekvőbb felhasználási területen indult el, nevezetesen a tejhűtésnél, mivel ott egyidejűleg jelentkezik a hűtés és technolódiai célra meleg víz igénye. Ebből kifolyólag az első, még ma is használatos kivitele a hőhasznosító boylereknek a tejhűtőgép gyátrástechnológiai adottságaiból indult el. Ennek a megoldásnak a lényege a következő. Az előállított meleg víz tárolása és felfűtése - a hőcsere a hűtőközeg és a víz között - egy berendezési tárgyban, a boylerben történik. Ezek rozsdamentes krómnikkel acélból készülnek olyan formában, hogy a tároló edény palástja duplafalú. A belső térben van a viz és a két lemez között kondenzálódik a hűtőközeg. A hőcserélő ismert eljárással készül. A két lemez vonal-, illetve szakaszos vonalhegesztéssel van öszszeerősitve, majd nagy nyomással felfújva, úgy, hogy a két lemez között járatok képződnek. Az ilyen fajta berendezések több hátránnyal rendelkeznek. A felület nagysága behatárolt, mivel csak a palást lehet hűtőfelület. A több kis hűtőkör rákötéséhez a palást lemez darabokra való megosztása behatárolt és nehézkes. A vonal- illetve szakaszos vonalhegesztéseket mindkét oldalról éri feltépő erő, minek következtében korlátozott a nyomásállósága. Meghibásodás esetén javítás céljából az egész boylert el kell szállítani és az üzemben a külső burkolatot lebontani ahhoz, hogy a hócserélőhöz hozzá lehessen férni. Viszonylag kis hóátadási tényező van a víz és a hőcserélő palást között. Az edény belső vizkövesedése tovább rontja a hóátadási tényezőt. A vizkő lerakódás eltávolítása nehézkes és nehezen ellenőrizhető. A nagy mennyiségű krómnikkel acél felhasználása miatt viszonylag magas a berendezés ára. Mindezeken a hátrányokon igyekeztek további, újabb fejlesztésekkel segíteni. Ezeknek a törekvéseknek az első célja az volt, hogy hőátadó felületet és a tároló teret különválasszák. Egyik ismert megoldás, nyalábcsőves hőcserélőn keresztül a csövekben szivattyú keringteti a tároló edény vizét, míg a hűtőközeg a csövek külső felületén kondenzálódik. Ezeknél a megoldásoknál szerkezeti anyagnak a gyakorlatban elsősorban vörösréz csövet használnak ónozva, vagy krómnikkel acélcsöveket. Egyéb anyagok, mint a szénacél, vagy alumínium a kívánalmaknak sokkal kevésbé felelnek meg. Ezek az ismert megoldások is rendelkeznek még hátrányokkal. Vízkeringetö szivatytyú beépítése szükséges, mely növeli a meghibásodás lehetőségét. A hőcserélők, nehezen tisztíthatok vizkő lerakódástól, nem látható a tisztítás eredménye. Több hűtőkörnek egy vízrendszerbe való kötéséhez általában több különálló hőcserélő szükséges. Ismeretes továbbá az a megoldás is, hogy elhagyják a keringtető szivattyút. Ekkor a víz felmelegedéséből adódó fajsúlykülönbség alapján indul meg a cirkuláció. Ennek egyik megoldása az, hogy a hőcserélő, mely sima, vagy spirálbordás cső, benne van a viztérben, olyan formában, hogy onnan az csavarozott kötés megbontásával kivehető. Az ilyen jellegű rendszereknél a vizkő lerakódás eltávolítása a spirálbordás csőnél csak kémiai úton oldható meg. A sima csöveknél a belső esőrészekhez mechanikus tisztítás céljából szintén nem lehet hozzáférni. A sima csőnél viszonylag nagy a hőcserélő belső térfogata a felülethez képest, mely a rendszer indulásánál, amikor hideg a víz, sok hűtőközeget nyel el. A víz áramlása pedig nincs irányítva. Találmányunk elé azt a célt tűztük ki, hogy olyan hőcserélőt hozzunk létre, különösen hűtőgépek nyomóvezetékéhez történő alkalmazásra, amely az előzőekben leírt rendszerek hátrányaival nem rendelkezik. Célul tűztük ki továbbá azt is, hogy olyan fütőpanelek kerüljenek kialakításra, amelyek lehetővé teszik, hogy mellettük a víz mozgása irányítható legyen, továbbá, hogy nagy mértékű nyomásállósággal rendelkezzenek és könnyen legyenek tisztíthatok, vala5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
