DK158406B - Apparat til overfoering af varme og maaling af den overfoerte varmeenergi - Google Patents
Apparat til overfoering af varme og maaling af den overfoerte varmeenergi Download PDFInfo
- Publication number
- DK158406B DK158406B DK537782A DK537782A DK158406B DK 158406 B DK158406 B DK 158406B DK 537782 A DK537782 A DK 537782A DK 537782 A DK537782 A DK 537782A DK 158406 B DK158406 B DK 158406B
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- heat
- liquid
- thermosiphon
- flow
- meter
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 46
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 28
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 10
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 9
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 230000001447 compensatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000005439 thermosphere Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K17/00—Measuring quantity of heat
- G01K17/06—Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Description
DK 158406B
Opfindelsen vedrører overførsel af termisk energi mellem en kilde og en forbruger, samt udstyr til måling af den overførte mængde termiske energi, navnlig i forbindelse med kraftvarmeværker.
5 Der opstår et stigende antal lokale varme forsyningsanlæg, hvor centralt frembragt termisk energi tilføres individuelle forbrugersystemer, f.eks. til individuelle beboelser, hvor energien kan bruges til rumopvarmning og til varmtvandsforsyningen. Lignende 10 anlæg arbejder i industriel skala, hvor forbrugeren kan være en fabrik eller lignende industrielt foretagende. Anlæg af denne art har et antal fordele, idet der til stadighed kan være termisk energi tilgængelig for forbrugeren, og specielt fordi man kan nyttiggøre 15 lav-tempereret termisk energi, der måske ellers ville være blevet spildt. Med hensyn til det sidste er de såkaldte kraftvarmeværker særlig økonomiske, idet varme opstået som et biprodukt ved kraftfremstilling nu kan nyttiggøres i stedet for at frembyde et bort-20 skaffelsesproblem.
Ved den mest almindelige fordelingsmåde forsynes forbrugerne med termisk energi ved hjælp af et system af forsyningsledninger med varmt vand, ofte under forholdsvis højt tryk. Der kan selvfølgelig 25 også bruges andre varmeoverføringsmedier end vand, f.eks. damp.
For at opnå et rimeligt grundlag for betaling i forhold til forbrug, er det nødvendigt at måle den termiske energimængde overført mellem forsynings-30 og forbrugersystemet. Den direkte fremgangsmåde omfatter måling af overføringsmediets frem- og returløbs- 35
DK 158406 B
2 temperaturer og strømningsmængden. Den forbrugte termiske energi kan så beregnes ud fra produktet af tre faktorer: Temperaturforskellen, strømningsmængden og tiden. Et instrument, der på denne måde giver et mål 5 for den forbrugte termiske energi, kaldes en sand varmemåler.
I de fleste praktiske tilfælde vil temperaturdifferensen og/eller strømningsmængden variere med tiden, og instrumentet må derfor være i stand til at 10 beregne det ovennævnte produkt over små successive tidsintervaller og summere resultaterne. Dette kræver et relativt komplekst instrument, som dog til en vis grad kan forenkles ved, at en eller flere af de indgående faktorer holdes konstant (f.eks. strømnings-15 mængde og/eller fremløbstemperatur, og/eller returtemperatur) . På den anden side udgør dette i sig selv en yderligere kompleksitet, ligesom det pålægger systemet indskrænkninger, som kan have praktiske ulemper. Sådanne målere behøver altid en form fox mængde-20 strømsmåler til at måle mængdestrømmen af det hede varmeoverføringsmedium, som normalt er urent og indeholder opslæmmet snavs. De fleste mængdestrømsmålere er ikke egnet hertil, hvilket forårsager hyppige fejl. I mange tilfælde skal mængdestrømsmåleren 25 kunne måle et udvalg af gennemstrømningsmængder ned til meget små mængder. Hertil behøves en meget følsom måler, men en sådan er særlig uegnet til anvendelse i forbindelse med varme og urene væsker.
Der kendes som alternativ til den sande varme-30 måler forskellige slags "fordelingsmålere", som ikke i sig selv måler varmeforbruget, men giver indikationer, som varierer i overensstemmelse med varmeafgangen fra en varmeveksler. Hvis alle forbrugerne har ens målere, kan den samlede varmemængde brugt af en gruppe 3
DK 158406 B
fordeles mellem de enkelte forbrugere. Almindelige fysiske principper anvendt til denne slags målere er fordampning af en væske, metallisk krybning, termoelementer, elektromotorisk kraft og den temperatur-5 afhængige modstand i visse elektriske modstande. Disse apparater skal dog stadig på en eller anden måde måle gruppens totale, forbrugte varmemængde og har en tendens til at være ret grove i deres fordeling.
Der kendes også proportionalmålere, hvor 10 en del af den hede væske, der af en forbruger trækkes fra hovedsystemet, ledes ind i et målesystem. Proportionalmålere af denne type er f.eks. beskrevet i GB-A- 1 199 311, 701 832, 672 476 og 192 610.
Disse målere er meget tilbøjelige til unøjagtigheder, 15 fordi de afhænger af, at en konstant del af den hede væske ledes ind i målesystemet. Dette er overordentlig vanskeligt at opnå på steder, hvor mængden af væske, der trækkes fra hovedsystemet, er variabel'.
I hver af disse proportionalmålere går varmen i 20 den tilledte væske simpelthen til spilde, og for at minimere denne ulempe er det vigtigt at holde den del, der ledes til måleren, så lille som mulig. Dette bidrager yderligere til vanskeligheden med at sikre, at den tilledte del er konstant. Målerne, der be-25 skrives i GB-A- 1 199 311, 672 476 og 192 610, er alle af kalorimetertypen, der ikke kan fungere uafbrudt, og i hvilke mængden af hed væske, der kan måles ved hver aftapning, er begrænset af målerens kapacitet. Måleren skal også have tid til at vende 30 tilbage til den omgivende temperatur, før der foretages yderligere aftapning, idet der ellers vil forekomme yderligere unøjagtighed.
4
DK 158406B
I GB-A- 400 821 og 251 379 er be skrevet systemer, hvori varmen fra en central kilde fordeles gennem en dampførende hovedledning. Hver forbruger har en varmeveksler, hvorigennem varme 5 tilføres forbrugerens opvarmningssystem. En væske-gennerostrømningsmåler måler mængden af kondensat i hovedsystemet opstået som følge af den varme, der gennem varmeveksleren er tilført forbrugeren, idet kondensatmængden står i forhold til den forbrugte 10 varme. Sådanne systemer lider imidlertid af et antal ulemper. For opnåelse af præcise målinger må den tilførte damp og det returnerede vand foreligge ved kendte, helst konstante temperaturer, da der ellers vil foregå en ikke-målt varmestrøm på grund af de 15 ukendte variationer i tilførsels- og returtemperaturerne. En anden vanskelighed er, at mængdestrømsmåleren skal være i stand til at måle præcist over et bredt område. Eksisterende målere, der opfylder dette krav, er normalt ikke udstyret til at arbejde 20 med hede, urene væsker af den slags, der optræder i en hoveddampledning.
Der eksisterer derfor et behov for en sand varmemåler af en rimelig enkel type, der er i stand til at foretage rimeligt nøjagtige målinger, og som 25 undgår vanskelighederne forbundet med behovet for en følsom mængdestrømsmåler til måling af mængde-strømmen af et hedt, urent varmeoverføringsmedium.
Det er i mange henseender, specielt hvor forsyningsledningen er under højt tryk, ønskeligt 30 at isolere denne ledning fra forbrugerens opvarmningssystem, og dette gøres normalt ved at anvende en varmeveksler, hvorigennem varmen overføres fra forsyningsledningen til forbrugerens system, uden at der forekommer væskeforbindelse mellem de to 35 systemer.
DK 158406B
5 ΕΡ-Ά-0000401 viser et anlæg til forsyning af et område med varme, og hvor der anvendes en termosifon til overføring og måling af den til forbrugeren leverede varme ved brug af en væskestrømningsmåler, som måler 5 mængden af kondensat og derved giver en indikation for den forbrugte varme. En fordel ved dette arrangement er, at der sideløbende med trykisolering kan være et væsentligt temperaturfald mellem hovedledningen (hvor temperaturen sædvanligvis er meget høj) og forbrugerkredsløbet 10 (hvor temperaturen skal være væsentligt lavere). Dette er imidlertid en alvorlig ulempe ved kraftvarmeværker, hvor tilførslen sker ved ret lav temperatur, og hvor maksimal udnyttelse kræver varmeoverførsel ved en minimal temperaturforskel mellem hovedledningen og 15 forbrugerkredsløbet. Af denne grund er systemet af denne art ikke egnet til anvendelse i varmeforsyningsanlæg fra kraftvarmeværker. Hver termosifon, der anvendes ifølge EP-A-0000401, har midler til ændring af driftstrykket og driftstemperaturen. Den tilknyttede strømningsmængdemåler 20 må have kompenseringsforanstaltninger, der tillader variationer, og bliver derfor særdeles kompliceret.
Temperaturen styres af en ventil, der åbner og lukker ved trykændringer. De tryk, ved hvilke ventilen åbner og lukker, kan ændres til regulering af mængden af 25 overført varme.
Ifølge opfindelsen anvises der et apparat til overføring af varme fra en forsyningsledning til en modtageledning og måling af den totale, derved overførte varmeenergi og omfattende en termosifon med en hermetisk luk-30 ket beholder, der indeholder et arbejdsmedium i form af en væske i forbindelse med dens damp, og hvor der i termosifonen indgår en fordamper til overføring af varme fra forsyningsledningen til arbejdsmediet, en kondensator til overføring af varme fra arbejdsmediet til mod-35 tageledningen og en damppassage til at lade damp strømme fra fordamperen til kondensatoren samt en væskepassage til returnering af kondensat fra kondensatoren til for- 6
DK 158406B
damperen. Dette apparat er ejendommeligt ved, at arbejds-mediet ved hovedsagelig konstant temperatur gennemløber et fordampnings- og kondenseringskredsløb i termosifonen og fra forsyningsledningen til modtageledningen over-5 fører en varmemængde, der er direkte proportional med den væskemængde, der måles af en i væskepassagen placeret måler,og at apparatet har et flertal sådanne termosi-foner, der hver består af en separat lukket beholder, og hvis fordampere er anbragt efter hinanden i forsynings-10 ledningen i den tilsigtede strømningsretningen gennem denne, medens de tilsvarende kondensatorer er anbragt efter hinanden i modtageledningen i retning modsat den tilsigtede strømningsretning i denne ledning.
En foretrukken udførelsesform af apparatet er ejen-15 dommelig ved, at måleren til måling af væskemængden gennem hver væskepassage i hver af disse passager er en mængdestrømsmåler af en type, der udsender en elektrisk impuls, hvor hver impuls repræsenterer et gennemstrømningsvolumen .
20 I en anden udførelsesform foretrækkes det, at ud gangsimpulsen fra hver mængdestrømsmåler transmitteres til et tælleapparat som tæller antallet af modtagne elektriske impulser.
Tællerapparatet kan med fordel have en i enheder 25 af forbrugt termisk energi inddelt skala til at vise det samlede antal elektriske impulser.
En yderligere udførelsesform er ejendommelig ved, at hver termosifon har flere separate fordampere og flere separate kondensatorer, at fordamperne står i for-30 bindelse med kondensatorerne gennem en fælles væskekanal, at hver termosifons separate fordampere strækker sig på tværs af strømretningen i forsyningsledningen, og at hver termosifons separate kondensatorer strækker sig på tværs af strømretningen i modtageledningen.
35 De nævnte separate fordampere kan være forbundet til de separate kondensatorer gennem en fælles damppassage.
Alternativt kan forsyningsledningen i hver lukket
DK 158406B
7 beholder være splittet op i flere særskilte gennem den lukkede beholder gående ledningsdele, der hver, i hvert fald delvis er begrænset af en væg, som adskiller det indre af ledningsdelen fra det indre af den lukkede be-5 holder og udgør en del af den pågældende fordamper.
Modtageledningen i hver enkelt beholder kan også være splittet op i flere særskilte, gennem den lukkede i beholder gående ledningsdele,der hver i hvert fald delvis er begrænset af en væg, som adskiller det indre af led-10 ningsdelen fra det indre af den lukkede beholder og udgør en del af kondensatoren..
Det forstås, at systemer med modstrømsvarmeveksling i sig selv er kendte som det fremgår af McGraw-Hill Encyclopedia of Science and Technology, Vol. 3, 1977 15 side 576A og 576B.
Opfindelsen vil nu blive forklaret ved nogle udførelsesfomer under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 er et skematisk længdesnit i en var-20 meveksler med flere termosifoner, fig. 2 et skematisk tværsnit i varmeveksleren vist i fig. 1, fig. 3 en graf over de gældende temperaturer i medierne, når varmeveksleren i fig. 1 og 2 25 arbejder med modstrøm, fig, 4 et skematisk snit i et apparat ifølge opfindelsen til overførsel og måling af termisk energi, fig. 5 en graf over temperaturfordelingen opnået i en i mindre grad foretrukket udførelse af 30 opfindelsen, fig. 6 et snit i et andet apparat ifølge opfindelsen, og fig. 7 et skematisk længdesnit i en opstilling med flere apparater som vist i fig. 6.
35 8
DK 158406B
Som vist i fig. 1 og 2 har en varmeveksler en ledning 1, der udgør en del af en forsyningsledning, som transporterer en strøm af hedt medium, og en overliggende modtageledning 2 til transport 5 af en strøm af koldere medium og indgående i et forbrugersystem, f.eks. et husopvarmningskredsløb. De tilsigtede strømretninger af det hede og det koldere medium indikeres i fig. 1 af de respektive pile H og C. Varne kan ved hjælp af flere gensidigt uaf-1 o hængige termosifoner 3 overføres mellem medierne i ledningerne 1 og 2. Som det ses i fig. 2, er ter-mosifonerne anbragt i rækker på tværs af ledningerne, og som vist i fig. 1 er der langs med ledningen successivt anbragt flere sådanne radeker. Hver ter-15 mos i. fon er en hermetisk lukket, cylindrisk beholder, der indeholder en væske i kontakt med dennes ikke viste damp. Vand er en særlig egnet væske, når ledningerne 1 og 2 skal transportere vand. Den nedre del 5 af hver termosifons væg går ind i og 20 tværs gennem tilgangsledningen 1, og dette område af beholdervæggen udgør et første varmeoverførings-område, der tjener som et fordampningsområde. Den øvre del 4 af hver termosifons væg går ind i og tværs gennem modtageledningen 2, og dette område 25 af beholdervæggen udgør et andet varmeoverføringsområde, der tjener som et kondenseringsområde.
Under drift af en sådan varmeveksler strømmer hedt og koldere vand modstrøms gennem de respektive ledninger 1 og 2 som vist med pilene H og C.
30 Vandet i hver termosifonbeholder koger i fordampningsområdet 5 på grund af den fra vandet i ledningen 1 overførte varme. Derved opstået damp stiger op inden i beholderen 3 og kondenserer i beholdervæggens koldere kondenseringsområde 4, 35
DK 158406 B
9 idet den afgiver sin bundne fordampningsvarme, der gennem væggen overføres til det koldere medium i ledningen 2. Kondensatet løber under tyngdekraftens indvirkning ned ad beholderen 3's sider 5 til fordampningsområdet 5, hvor det påny kan koge.
Dette er en almindelig anvendelse af en termosifon, der fungerer som en højeffektiv varmeleder.
For at opnå et mål for den overførte termiske energimængde har hver termosifon ikke vist 10 udstyr til at måle den kondensatmængde, der returneres til fordamperen. I praksis opnås dette lettest ved at sørge for separate strømkanaler til damp og kondensat. Mængden af kondensat, der løber tilbage til fordamperen, står i nøje forhold til den var-15 memængde, der er overført fra ledningen 1 til ledningen 2, nemlig ved ligningen q = v»L*D, hvor Q er den overførte varmemængde, D er massefylden af væsken i beholderen 3, 20 L er fordampningsvarmen for væsken i behol deren 3, og V er det tilbageløbende kondensats volumen.
Hvis produktet L*D kan antages konstant, er 25 kondensatmængden altså direkte proportional med den overførte varmemængde, og måling af kondensatmængden er defor en enkel og effektiv måde at bestemme den overførte varmemængde på.
Et særdeles egnet medium til brug i termosi-30 fonbeholderen 3 er vand, for hvilket produktet L*D kun varierer ubetydeligt med temperaturen. Temperaturen af vandet i beholderen 3 ligger til enhver tid mellem temperaturerne af henholdsvis det 35 10
DK 158406 B
hede og det kolde medium. Ved brug i et lokalt opvarmningsprojekt varierer den typisk mellem 80 og 100°.C, inden for hvilket område produktet L*D kun varierer 2%. Ved anvendelse af en gennemsnitsværdi vil den 5 maksimale fejl i denne henseende altså kun være ±1%.
Det vil derfor gælde, at man ved blot at måle mængden af kondensat, der i en given periode strømmer gennem hver beholder 3, og at summere værdierne for hver beholder, let kan opnå et mål for den 1 o overførte varme.
For at opnå en god varmeoverførsel er det ønskeligt med en række varmeoverførende elementer, som f.eks. vist i fig. 1 og 2. På den anden side er det ubekvemt og dyrt, at hver af et sådant stort antal 1 5 separate termosifoner skal have sin egen mængdestrømsmåler, og at der skal findes udstyr til at summere disses aflæsninger. I fig. 4 er vist et varmevekslerapparat med en enkelt termosifon 30, der har flere særskilte kondenserings- og fordampningsområder 20 i form af cylindriske rørelementer, henholdsvis 34 og 35. Fordampningsområderne 35 er placeret tværs gennem tilgangsledningen 1 til hedt vand, så at dette kan strømme mellem områderne og derved give en god vaimeoverførsel. Kondenseringsområderne 34 er 25 på lignende måde anbragt tværs gennem modtageledningen 2 til det koldere vand. De nedre ender af fordamperne er forbundet til en fælles sump 41, og de nedre ender af kondensatorerne er forbundet til en fælles sump 40. Disse sumpe eller samlere 40 30 og 41 er indbyrdes forbundet gennem et enkelt fald-rør eller en enkelt væskepassage 42, så alt kondensat fra kondenseringsområderne 34 gennem samleren 40 og væskepassagen 42 ledes ned i samleren 41. De øvre ender af fordamperne er forbundet med en 35
DK 158406 B
11 fælles samlekasse 43, og kondensatorernes øvre ender er forbundet med en fælles samlekasse 44, og disse samlekasser 43 og 44 er forbundet gennem en enkelt dampkanal 45. Kondensatorerne bestående af kondense-5 ringsområderne 34, fordamperne bestående af fordampningsområderne 35, samlerne 40 og 41, samlekasser-ne 43 og 44 og passagerne 42 og 45 danner tilsammen en hermetisk lukket beholder, der igen udgør en enkelt termosifon 30.
<Iq I faldrøret 42 er placeret en væskemængde måler 46, der måler væskestrømmen derigennem. Måleren 46 er af en type, der udsender elektriske impulser, hvor hver impuls repræsenterer en gennemstrømsvolumenmængde. Den udsendte impuls transmit-Ί5 teres via en elektrisk forbindelse 47 til et tælle-og aflæsningsapparat 48, som tæller antallet af modtagne elektriske impulser og viser summen på en skala, der er inddelt i enheder af forbrugt termisk energi.
20 Det er hensigten, at termosifonen 30 skal erstatte en tværgående række termosifoner, som de i fig. 2 viste, så der kun behøves en enkelt mængdestrømsmåler i stedet for én til hver termosifon 3.
I varmeveksleren vist i fig. 1 og 2 er der 25 otte tværrækker af termosifoner 3. En sådan opstilling vil for modstrøm typisk give temperaturforløb som vist i fig. 3, hvor t^ er temperaturen af den hede væske i ledningen 1, t er temperatu-ren af den koldere væske i ledningen 2, og x re-30 præsenterer afstanden i strømretningen i ledningen 1. Lignende forløb vil opnås, når hver tværgående række termosifoner 3 erstattes af en enkelt termosifon 30. Hver af termosifonerne 30 må have sin egen 35
DK 158406B
12 mængdestrømsmåler 46, men hvis målerne hver især justeres til at udsende elektriske impulser, der repræsenterer den samme væskemængde, kan forbindelsen 47 lede impulserne fra alle mængdestrømsmålerne 5 46 til et fælles tælle- og aflæsningsapparat 48. Selv om det er nødvendigt med flere mængdestrømsmålere, er det altså tilstrækkeligt med et enkelt tælle- og aflæsningsapparat.
I en ren modstrømsvarmeveksler, der overfører 10 den maksimale varmemængde, vil der teoretisk set kræves et uendeligt antal termosifoner 30. Der kan på den anden side opnås betydelige besparelser med et meget lille tab af ydeevne ved anvendelse af blot tre termosifoner 30 med nogenlunde ens overflade-15 arealer. I mange systemer kan der endog opnås tilfredsstillende præstationer med kun to sådanne termosifoner, hvortil det så kun er nødvendigt med to mængdestrømsmålere.
Man kunne forestille sig, at der kunne opnås 2o yderligere besparelser ved at have flere termosifoner 30 tilpasset et enkelt fælles væskefaldrør 42. Det ville så til hele apparatet kun være nødvendigt med en enkelt mængdestrømsmåler. Dette ville dog ikke give særlig tilfredsstillende resultater, 25 fordi væsken i hver af de forbundne beholdere 30, som det fremgår af fig. 5, ville antage den samme temperatur tg. Temperaturen t^ af den hede væske kunne ikke falde under t , og den koldere væske- temperatur t kunne ikke overstige t , ligegyldigt c s 30 hvor mange termosifoner 30 der anvendtes. Det vil sige, at selv om det kun var nødvendigt med en enkelt mængdestrømsmåler, ville varmeoverførslen være ineffektiv sammenlignet med den ægte modstrømopstilling ifølge fig. 1-4.
35 13
DK 158406B
Det er indlysende, at termosifonen, hvorigennem varmen overføres fra kilden til aftageren, ikke nødvendigvis behøver at have fordamper- og/eller kondenseringsområder, der består af rørelementer, og 5 ej heller behøver ethvert sådant element være lodret orienteret. Som et yderligere eksempel viser fig. 6 en udførelsesform for opfindelsen, hvor der til både fordamper og kondensator anvendes et apparat i lighed med en rørkedel. Alternativt kan der benyttes 10 en pladevarmeveksler eller en anden passende type varmeveksler.
Som vist i fig. 6 består et apparat til var-meoverførsel fra en tilgangsvæske, der strømmer i en forsyningsledning 51, til en forbrugervæske, der 15 strømmer i en modtageledning 52, der indgår i et forbrugersystem, af en koger 53 og en kondensator 54, der begge er opbygget som en rørkedel.
Kogeren 53 har en hedtvandskasse 55 med en indløbsflangeforbindelse til en opstrømsdel af 20 forsyningsledningen 51 og en anden hedtvandskasse 56 med en afiøbsflangeforbindelse til en nedstrøms-del af den samme ledning 51. Kasserne 55 og 56 er forbundet gennem flere rør 57, således at forsyningsledningen inde i kogeren 53 er splittet op 25 i flere separate tilgangsledningsdele, der udgøres af rørene 57.
Kondensatoren 54 har en modtagevandkasse 58 med en indløbsflangeforbindelse til en opstrømsdel af modtageledningen 52 og en anden modtage-30 vandkasse 59 med en afiøbsflangeforbindelse ind i en nedstrømsdel af modtageledningen 52. Kasserne 58 og 59 er forbundet gennem flere rør 60, således at modtageledningen inde i kondensatoren 54 er 35 #·**
DK 158406B
14 splittet op i flere separate modtageledningsdele, der dannes af rørene 60.
Varme kan overføres fra kogeren 53 til kondensatoren 54 ved hjælp af en termosifon, der 5 består af en kogerkappe 68 en kondensatorkappe 62, en dampkanal 63 og et væskefaldrør 64, hvor elementerne 61, 62, 63, 64 tilsammen udgør en hermetisk lukket beholder, der indeholder en væske og dens damp.
10 Kogerkappen 68 er delvis begrænset af kasserne 55 og 56's vægge og af rørene 57, der løber gennem kappen 68 Hed væske (vand), der udgør en varmekilde, strømmer gennem tilgangsledningen 51 og kan således overføre varme til termosifonvæsken gennem de 15 dele af kasserne 55 og 56's begrænsningsvægge og rørene 57's vægge, som udgør termosifonens fordampnings-områder.
Kondensatorkappen 62 er delvis begrænset af kasserne 58 og 59's vægge og rørene 60, der løber 20 gennem kappen 62. Den koldere væske, der udgør et var-medræn, og som strømmer gennem modtageledningen 52, kan således gennem de dele af kasserne 58 og 59's vægge og rørene 60's vægge, der udgør termosifonens kondenseringsområder, modtage varme fra termosifonmediet.
25 Under varmeoverføringsprocessen koger væske i kogerkappen 68 , stiger op gennem dampkanalen 63, kondenserer i kondensatorkappen 62 og løber under tyngdekraftens indvirkning ned gennem faldrøret 64 til kogerkappen 68 . Dette kredsløb gennemløbes til 30 stadighed af termosifonvæsken under varmeoverføringsprocessen.
For at få et mål for den overførte varme indsættes der i faldrøret 64 en mængdestrømsmåler 35 15
DK 158406 B
65, som via en elektrisk forbindelse 66 giver et pulserende signal til et tælle- og aflæsningsap-parat 67. Virkemåden er den samme som ved mængdestrømsmåleren 46 og tælle- og aflæseapparatet 48.
5 For at opnå en mere effektiv varmeudveksling kan man som vist i fig. 7 benytte flere separate termosifoner, der hver kan være som vist i fig. 6, og hver består af en koger 53 og en kondensator 54.
Ved drift strømmer det hede medium, der udgør varme-10 kilden, i ledningen 61 i den med pilen H viste retning, og det koldere medium, der udgør varme-drænet, strømmer modstrøms dertil i ledningen 62 i den med pilen C viste retning. Temperaturfordelingen langs med ledningerne 61 og 62 vil hoved-15 sagelig forløbe som vist i fig. 3, det vil sige hovedsagelig som for en ægte modstrømsvarmeveksler.
Selv om tre termosifoner som vist i fig. 7 ofte vil være det bedste kompromis mellem ydelse og økonomi, er opstillinger med enten to eller fire eller flere 20 termosifoner mulige. Det bemærkes, at det er nødvendigt med en separat mængdestrømsmåler 65 til hver termosifon, men impulserne fra samtlige mængdestrømsmålere kan summeres og aflæses på et enkelt tælle- og aflæseapparat. Dette er let, når mængde-25 strømsmålerne 65 afgiver et pulserende udgangssignal, hvor hver impuls repræsenterer den samme volumenmængde.
For fagmanden vil det være indlysende, at opfindelsen udviser mange fordele med hensyn til for-30 syningen af målelige, termiske energimængder. Konventionelle varmemålere skal ikke blot måle volumen, men også to temperaturer, og der må foretages en kompliceret integration af produktet af de forskellige variable. Deres nøjagtighed er sædvanligvis begræn-35
Claims (8)
1. Apparat til overføring af varme fra en forsy ningsledning (1, 51, 61) til en modtageledning (2, 52, 62. og måling af den totale, derved overførte varmeenergi og omfattende en termosifon med en hermetisk lukket beholder (3), der indeholder et arbejdsmedium i ^ form af en væske i forbindelse med dens damp, og hvor der i termosifonen indgår en fordamper (5, 53) til overføring af varme fra forsyningsledningen (1, 51, 61) til arbejdsmediet, en kondensator (4, 54) til overføring af varme fra arbejdsmediet til modtageledningen (2, 52, -50 62) og en damppassage (63) til at lade damp strømme fra fordamperen til kondensatoren (4, 54) samt en væskepassage (64) til returnering af kondensat fra kondensa- 35 DK 158406B toren (4, 54) til fordamperen (5, 53), kendetegnet ved, at arbejdsmediet ved hovedsagelig konstant temperatur gennemløber et fordampnings- og kondenseringskredsløb i termosifonen og fra forsyningsledningen (1, 51, 5 61) til modtageledningen (2, 52, 62) overfører en varmemængde, der er direkte proportional med den væskemængde, der måles af en i væskepassagen (64) placeret måler (65), og at apparatet har et flertal sådanne termosifoner, der hver består af en separat, lukket beholder (3), og hvis 10 fordampere (5, 53) er anbragt efter hinanden i forsyningsledningen (1, 51,61) i den tilsigtede strømnings retning gennem denne, medens de tilsvarende kondensatorer (4, 54) er anbragt efter hinanden i modtageledningen (2, 52, 62) i retning modsat den tilsigtede strømningsret-15 ning i denne ledning.
2. Apparet ifølge krav 1, kendetegnet ved, at måleren (65) til måling af væskemængden gennem hver væskepassage (64) i hver af disse passager er en mængdestrømsmåler af en type, der udsender en elektrisk 20 impuls, hvor hver impuls repræsenterer et gennemstrømningsvolumen .
3. Apparat ifølge krav 2, kendetegnet ved, at udgangsimpulsen fra hver mængdestrømsmåler (65) transmitteres til et tælleapparat, som tæller antallet 25 af modtagne elektriske impulser.
4. Apparat ifølge krav 3, kendetegnet ved, at tælleapparatet har en i enheder af forbrugt termisk energi inddelt skala til at vise det samlede antal elektriske impulser.
5. Apparat ifølge ethvert af de foranstående krav, kendetegnet ved, at hver termosifon har flere separate fordampere (35) og flere separate kondensatorer (34), at fordamperne (35) står i forbindelse med kondensatorerne (34) gennem en fælles væskekanal (42), at 35 DK 158406B hver termosifons (30) separate fordampere (35) strækker sig på tværs af strømretningen i forsyningsledningen (1), og at hver termosifons (30) separate kondensatorer strækker sig på tværs af strømretningen i modtageledningen 5 (2).
5 Yderligere skal den mængdestrømsmåler, der er nødvendig i den konventionelle varmemåler, kunne tåle at arbejde med det hede og urene medium i forsyningseller forbrugersystemet. Ifølge opfindelsen er - ligesom ifølge EP-A-0000401 den-væske, der skal måles, den re-10 lativt lille mængde, der kontinuert recirkuleres- i termo-sifonbeholderen. Denne væske kan uden hensyn til kvaliteten af væsken i hoved- eller forbrugersystemet have en høj grad af renhed, så at ugunstig indvirkning på mængdestrømsmåleren undgås.
15 Varmemålere ifølge opfindelsen og ifølge EP-A- 0000401 bevirker også, at forsyningssystemet isoleres fra forbrugerens system. Dette kan have betydning, hvor forsyningssystemet er under højt tryk. o η e
6. Apparat ifølge krav 5, kendetegnet ved, at de separate fordampere (35) er forbundet til de separate kondensatorer (34) gennem en fælles damppassage (42).
7. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at forsyningsledningen (51) i hver lukket beholder (3) er splittet op i flere særskilte, gennem den lukkede beholder gående ledningsdele (57),der hver i hvert fald delvis er begrænset af en væg, som adskiller det indre af 15 ledningsdelen fra det indre af den lukkede beholder og udgør en del af den pågældende fordamper (53).
8. Apparat ifølge krav 7, kendetegnet ved, at modtageledningen (52) i hver lukket beholder (3) er splittet op i flere særskilte, gennem den lukkede 20 beholder gående ledningsdele (60), der hver i hvert fald delvis er begrænset af en væg, som adskiller det indre af ledningsdelen fra det indre af den lukkede beholder og udgør en del af kondensatoren (54). 25 1 35
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8111063 | 1981-04-08 | ||
| GB8111063 | 1981-04-08 | ||
| PCT/GB1982/000101 WO1982003457A1 (en) | 1981-04-08 | 1982-04-01 | Improvements in or relating to heat metering |
| GB8200101 | 1982-04-01 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DK537782A DK537782A (da) | 1982-12-03 |
| DK158406B true DK158406B (da) | 1990-05-14 |
| DK158406C DK158406C (da) | 1990-10-22 |
Family
ID=10521025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DK537782A DK158406C (da) | 1981-04-08 | 1982-12-03 | Apparat til overfoering af varme og maaling af den overfoerte varmeenergi |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0076281B1 (da) |
| DE (1) | DE3276594D1 (da) |
| DK (1) | DK158406C (da) |
| FI (1) | FI76886C (da) |
| WO (1) | WO1982003457A1 (da) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BRPI1013063B1 (pt) * | 2009-05-18 | 2020-11-17 | Huawei Technologies Co., Ltd. | dispositivo de propagação de calor de termossifão e método para fabricar um dispositivo de propagação de calor de termossifão |
| CN102261968B (zh) * | 2011-06-14 | 2013-03-27 | 南京工业大学 | 管壳式换热器节点温度的预测方法与装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2544032A1 (de) * | 1975-10-02 | 1977-04-07 | Centra Buerkle Kg Albert | Verfahren und vorrichtung zur messung von waermemengen |
| DE2732639C2 (de) * | 1977-07-19 | 1987-03-19 | Istvàn Oberwil Majoros | Vorrichtung zur Übertragung von Heizwärme von einer Wärmequelle auf Verbraucherkreise |
-
1982
- 1982-04-01 WO PCT/GB1982/000101 patent/WO1982003457A1/en not_active Ceased
- 1982-04-01 DE DE8282900976T patent/DE3276594D1/de not_active Expired
- 1982-04-01 EP EP82900976A patent/EP0076281B1/en not_active Expired
- 1982-12-01 FI FI824139A patent/FI76886C/fi not_active IP Right Cessation
- 1982-12-03 DK DK537782A patent/DK158406C/da not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0076281B1 (en) | 1987-06-16 |
| FI76886B (fi) | 1988-08-31 |
| DE3276594D1 (en) | 1987-07-23 |
| DK158406C (da) | 1990-10-22 |
| EP0076281A1 (en) | 1983-04-13 |
| FI824139A0 (fi) | 1982-12-01 |
| WO1982003457A1 (en) | 1982-10-14 |
| FI824139L (fi) | 1982-12-01 |
| DK537782A (da) | 1982-12-03 |
| FI76886C (fi) | 1988-12-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hu et al. | Design and experimental study of a plate-type falling-film generator for a LiBr/H2O absorption heat pump | |
| Cyklis | Effect of fouling on falling film evaporator performance in industrial conditions of fruit juice concentrate production | |
| CN104166794A (zh) | 一种核电站冷凝器特性试验采集分析系统 | |
| DK158406B (da) | Apparat til overfoering af varme og maaling af den overfoerte varmeenergi | |
| Bourouni et al. | Analysis of heat transfer and evaporation in geothermal desalination units | |
| El-Nashar | Predicting part load performance of small MED evaporators-a simple simulation program and its experimental verification | |
| KR890007175A (ko) | 건조분율의 측정 | |
| Zeinelabdeen et al. | Comparison of empirical models with an experimental database for condensation on banks of tubes | |
| Lawrence et al. | Heat transmission to water flowing in pipes | |
| US1349409A (en) | Method and apparatus for measuring the capacity of refrigerating plants | |
| GB2096317A (en) | Heat metering | |
| Adams et al. | A horizontal film-type cooler: film coefficients of heat transmissions | |
| Boarts et al. | Temperature Drops and Liquid Film Heat Transfer Coefficient in Vertical Tubes | |
| Combs | Experimental study of heat transfer enhancement for ammonia condensing on vertical fluted tubes | |
| CN109975046A (zh) | 一种用于测试降膜蒸发器预热和蒸发传热性能的方法 | |
| Combs et al. | Condensation of refrigerants on vertical fluted tubes | |
| CN212228789U (zh) | 用于测量循环流化床锅炉冷渣器排渣量的测量装置 | |
| Sachs | Modified correlation for the rate of heat transfer to water flowing in a tube | |
| CN217112151U (zh) | 一种水蒸气干度测试装置 | |
| CN111721804A (zh) | 用于测量循环流化床锅炉冷渣器排渣量的测量装置及方法 | |
| Linden et al. | Heat transmission in an experimental inclined-tube evaporator | |
| JP2684240B2 (ja) | 蒸気使用機器の生産性管理装置 | |
| Schröder et al. | Hydrodynamics and heat transfer on vertically finned surfaces in falling film evaporators | |
| Wagner et al. | Modelling and Experimental Characterization of Ice Storage for State of Charge Determination | |
| US2142392A (en) | Apparatus for metering vapors |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PBP | Patent lapsed |