CH182173A - Wärmeaustauschvorrichtung zum Kühlen, Entfeuchten, resp. Erwärmen von Luft oder andern Gasen. - Google Patents

Description

      Wärmeatistauschvorrichtung    zum     Kühlen,    Entfeuchten,     resp.        Erwärmen    von Luft  oder andern Gasen.    Die Erfindung betrifft eine Wärmeaus  tauschvorrichtung zum Kühlen, Entfeuchten,  respektive Erwärmen von Luft oder andern  Gasen, insbesondere für Kühlräume, und be  zweckt, eine gute Luftführung, bei welcher  die Gefahr einer Betriebsstörung durch Ver  eisung verringert ist, und eine hohe Luft  geschwindigkeit bei geringem Platzbedarf zu  ermöglichen.  



  Die Erfindung besteht darin, dass die       Wärmeaustauschflächeaus    in einer oder meh  reren geschlossenen Reihen angeordneten, von  einem Kühl-, respektive Heizmittel durch  flossenen Rohren gebildet ist, wobei die  Rohre derart abgeplattet sind, dass die Aus  tauschflächen einer Rohrreihe in der Haupt  sache parallel zueinander verlaufen.  



       Bekannte    Kühler, die mit Kühlmittel  temperaturen über 0   C arbeiten, sind zur  Verringerung des Platzbedarfes als Rippen  rohr-, Lamellen- oder     Wabenkühler    ausgebil  det. Für tiefe Temperaturen     sind    aber solche  Kühler wegen dem Ansetzen von Eis nicht    zu gebrauchen, da der Luftdurchgang innert  kurzer Frist vollständig gesperrt wäre. Wei  ter sind Kühler bekannt, deren Kühlfläche  aus flachen, breiten Taschen     besteht,    die den  Nachteil einer geringen Festigkeit gegen  innere Drücke und deshalb einer kurzen     Le-          bensdauer    haben.  



  Durch die Erfindung ergeben sich fol  gende Vorteile. Indem die Rohre in einer       Reihe    geschlossen, das heisst nahe zusammen,  angeordnet sind, entsteht nicht nur eine gute       Fiihrung    der Luft längs der Kühlfläche, son  dern der freie Querschnitt für den Luft  durchtritt wird gering und ermöglicht eine  hohe     Luftgeschwindigkeit    und somit eine  hohe     Wärmeübergangszahl    bei kleinen     Ab-          me@sungen    des Kühlers, wodurch ausserdem  der Einbau des Kühlers unmittelbar in einen       r        ühlraum        beb        instigt    wird.

   Dadurch,     däss    die  Rohre derart     abgeplattet    sind, dass die Aus  tauschflächen einer Reihe in der Hauptsache  parallel zueinander verlaufen, ergibt sich ins  besondere der Vorteil, die Bereifung     bezw.         Vereisung leichter überwachen und regeln  zu     können        und        eine    leichte     Reinigung    ohne  Demontage zu ermöglichen. Ebenso wird  auch der Kälteaustausch an allen     Stellen    der       -Kühlfläche    gleichmässig.  



  Auf der     Zeichnung    sind einige     Ausfüh-          rungsbeispiele    der Erfindung schematisch  dargestellt.  



       Fig.    1 und 2 zeigen je einen Längs- und  Querschnitt durch einen Luftkühler,     -          Fig.    3 und 4 die Unterteilung des     Kühl-          mitteldurchfluss:es        in    den einzelnen Kühl  elementen,       Fig.    5 die     Anordnung    eines vom Eisan  satz beeinflussten Sicherheitsorganes, und       Fig.    6, -7 und 8 die     .Schweissverbindung          zwischen    den Rohren und den Sammelrohren  der     Kühlelemente.     



  Der Kühler 1 in     Fig.    1 mit der aus Kühl  elementen 2 bestehenden Kühlfläche bildet  einen U-förmigen Kanal, an dessen unterem  Ende der vom     Motor    3 angetriebene Ven  tilator 4 in der Öffnung 5 der Zwischenwand  6 angeordnet ist, und der am     obern    Ende an  die Luftkanäle 7 und 8 angeschlossen ist, die  ihrerseits zum Beispiel mit den Ein- und  Austrittskanälen für die     Luftumwälzung     eines Kühlraumes in Verbindung stehen.

   Der       Ventilator    4 fördert die Luft im Umlauf  durch     dpu    Raum und den Kühler 1, wo sie  sich an den Kühlelementen 2 abkühlt.     Fig.    2  zeigt, dass die     Kühlfläche    mehrere     Reihen     von einem     Kühlmittel    durchflossener Rohre  10 mit flachem Profil aufweist und dass in  jeder     Reihe    die Rohre 10 mit ihren Schmal  seiten einander zugewandt, .geschlossen, mit  geringen Zwischenräumen nebeneinander an  geordnet sind.

   Die Rohre 10 sind derart ab  geplattet     (Fig.    5),     dass    -die Austauschflächen       einer        Reihe    in der Hauptsache parallel zuein  ander verlaufen, so dass durch die ebene     Ab-          plattung    der Rohre 10 der     grösste    Teil ihrer  Kälte abgebenden     Oberfläche    in die beiden  seitlichen Ebenen einer Reihe hineinfällt. Die  Rohre 10 einer Reihe sind mittels der     Sam-          melrohre    11     (Fig.    1) und 13 an ihren Enden  miteinander verbunden und zu Kühlelemen  ten 2 vereinigt.

   Die Kühlelemente 2 sind    parallel - zueinander     mit    den Kollektoren 9  verbunden. Letztere sind unter     Zwischen-          schaltung    eines Regelorganes an den Kühl  mittelumlauf, zum Beispiel an das     Solenetz,     einer nicht gezeichneten Kühlanlage ange  schlossen. Die     Kühlelemente    2 können jedoch  auch unmittelbar mit dem     Kälteträger    ge  speist werden und als Verdampfer ausgebil  det sein.

   Die schmalen Luftkanäle zwischen  den Elementen 2 ergeben eine     gute    Luft  führung und     bieten        ,dem        Durchtritt    der Luft       geringen    Widerstand.

   Durch die geschlos  sene Anordnung der Rohre 10, wodurch ein  kleiner     Querschnitt    für den     U-förmigen    Luft  kanal ermöglicht wird, sowie auch durch das  flache Profil der Rohre 10, durch das die  Bildung von toten Ecken     für    den     Luftdurch-          tritt    verringert wird, ist eine hohe     Luftge-          schwindigkeit    möglich,     durch    die hohe       Wärmedurchgangszahlen    erreicht     werden     können.  



  Nicht nur     die    Erhöhung der Luftge  schwindigkeit     beeinflusst    die     Wärmeüber-          gangszahl,    sondern auch die Geschwindigkeit  des     Kühlmittels.    Zur     Erhöhung    der Durch  flussgeschwindigkeit durch die     Kühlelemente     2 wird der     Durchflussweg    des Kühlmittels       g        o        emäss        Fig.    3     und    4     in        den        einzelnen        

  Ele-          menten    2     unterteilt    und verlängert. In     Fig.    3  sind in die     Sammelrohre    11 der Elemente 2  Absperrscheiben 12 eingefügt, so dass von  jedem Elemente 2 nur je drei Rohre 10  parallel geschaltet sind. Die beiden Gruppen  sind durch die untern Sammelrohre 13 ver  bunden. Ausserdem ist das Sammelrohr 11  jedes Elementes, 2 im linken Schenkel des  U-förmigen     Luftweges    mit dem     Sammelrohr     11 des in der gleichen Ebene liegenden     Ele-          mentei    2 im rechten Schenkel verbunden.

    Eine andere Art zeigt     Fig.    4, bei welcher  die Elemente 2 am obern Ende zwei     Sammel-          rohre    .14, 15 für den Ein- und     Austritt    des  Kühlmittels     aufweisen.    Dadurch     wird    eben  falls jedes Element 2 in zwei Gruppen von  Rohren 10     unterteilt,    die durch das     untere     Sammelrohr 13     verbunden    sind.  



  .Die verhältnismässig engen Luftkanäle       zwischen    den einzelnen Elementen bedingen      eine Überwachung der Bereifung der Kühl  fläche. Der Eisansatz bedeutet eine Verrin  gerung der Kanalbreite und könnte eine we  sentliche Beeinträchtigung des     Luftzutrittes     verursachen. Gemäss     Fig.    5 ist an den Rohren  10 eines Elementes 2 ein Sicherheitsorgan 1:6  befestigt.

   Das Organ 16 ist als ein     tempera-          turempfindlicher    Impulsgeber ausgebildet,  der zum Beispiel     'beim        Untersehreiten        einer     bestimmten Temperatur, wenn der Eisansatz  18 die Dicke a überschreitet,     über    die Drähte  17 einen Impuls abgibt, durch den ein Dros  seln oder auch ein Schliessen des     Regel-          organes    für den     Kühlmitteldurchtrittdurch     die Elemente 2 mittelbar oder     unmittelbar    be  wirkt wird.

   Ohne Eisansatz hat     ,das    Organ  16 eine Temperatur, die durch     die    vorbei  streichende Luft bestimmt wird. Ist schon  Eisansatz bis zur Linie b vorhanden, so  sinkt die Temperatur des Organes 16 ent  sprechend dem im Eis sich einstellenden  Wärmegefälle. Bei     weiterer    Zunahme der  Eisumhüllung sinkt die Temperatur des     Or-          ganes    16 immer mehr, bis die Ausschalttem  peratur erreicht ist. Der Abstand des     Or-          ganes    16 von den Rohren 10     bestimmt    die  Dicke der Eisschicht.

   Durch Eisansatz kann  aber auch Kälte gespeichert werden, um eine  kurzzeitige starke Beanspruchung des Küh  lers mit einer verhältnismässig kleinen Kühl  fläche bewältigen zu können. In diesem Fall  dient das Organ 16     (Fig.    5) dazu, die Dicke  der Eisschicht zu regeln.  



  Das Sammelrohr 13 in     Fig.    6     bis    $ ist als       U-förmige    Rinne aus Blech gebogen und die  Rohre 10 sind an den Enden so ausgeweitet,       da.ss    sie durch die Nähte 20 miteinander ver  schweisst werden können. Sie bilden zusam  men die fehlende Seite der     U-förmigen    Rinne,  mit der sie mittels der Nähte 2,1 verschweisst  sind.  



  Durch die Aufteilung der Kühlelemente  in Rohre mit flachem Querschnitt ergibt sich  der Vorteil, dass die Elemente sich für direkte  Verdampfung, zum Beispiel von Ammoniak,  eignen, und alsdann ein Abtauen mit warmen       Ammoniakgasen    stattfinden kann. Ausserdem  wird die Kühlfläche durch diese     Aufteilung       gegenüber     derjenigen    der bekannten breiten  Taschen um 14 % und mehr erhöht. Der  Luftumlauf kann sowohl in der Längsrich  tung der die Elemente bildenden Rohre, als  auch quer dazu stattfinden.

   Indem die     Sam-          melrohre    die gleiche Breite c     wie    die Rohre  10 aufweisen, ist an     allen        Stellen    der Luft  führung der gleiche     Querschnitt    vorhanden.  Die Kühlelemente können entweder mit dem  Kollektor verschweisst sein oder lösbar an  denselben     befestigt    und je für sich heraus  nehmbar angeordnet sein. Im     letzteren    Falle  ist die Überholung und die Reinigung       leichter.     



  Die     Vorrichtung    könnte auch     :anstatt    von  einem     Kühlmittel    von einem Wärme abgeben  den Mittel durchflossen werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Wärmeaustauschvorrichtung zum Kühlen. Entfeuchten, respektive Erwärmen von Luft oder andern Gasen, insbesondere für Kühl räume, dadurch gekennzeichnet, - dass die Wärmeaustauschfläche aus in einer oder meh reren geschlossenen Reihen angeordneten, von einem Kühl- respektive Heizmittel durchflos- senen Rohren gebildet ist, wobei die Rohre derart abgeplattet :sind, dass die Austausch flächen einer Rohrreihe in der Hauptsache parallel zueinander verlaufen.

   UNTERANSPRÜCHE: 1. Wärmeaustauschvorrichtung nach Patent anspruch zum Kühlen von Luft oder an dern Gasen, dadurch .gekennzeichnet, dass die Rohre einer Reihe mittels ,Sammel- rohren an ihren Enden miteinander ver bunden zu einem Kühlelement vereinigt sind. 2. Wärmeaustauschvorrichtung nach Patent anspruch und Unteranspruch 1, dadurch g o ekennzeichnet, dass die Sammelrohre ein flaches Profil aufweisen.

   3. Wärmeaustauschvorriehtung nach Patent anspruch und Unteranspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelrohre als U-förmig gebogene Rinne ausgebildet sind, deren fehlende Seite durch die an den Enden aufgeweiteten Rohre einer Reihe gebildet wird. 4.

   Wärmeaustausehvorrichtung nach Patent- anspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den Kühlelementen ein. Sicherheitsorgan vorgesehen ist, das beim Überschreiten einer bestimmten Dicke des Eisansatzes den Kühlmittel- durchfluss drosselt, um, eine Betriebsstö rung durch den Eisansatz zu verhindern.