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Unter Tage befindlicher Kondensator für Kälteanlagen Die Erfindung betrifft einen unter Tage befindlichen Kondensator für Kälteanlagen, dem das Kühlwasser von bedeutend höherer Stelle zugeführt und aus dem es nach seinem Durchlauf auf im wesentlichen gleiche Höhe zurückgeführt wird. Die Grösse eines Kondensators, das heisst die Anzahl der Wärmeaustauschrohre, richtet sich nach der abzuführenden Wärmemenge. üblicherweise werden die Rohre innerhalb eines Kondensatorbehälters angeordnet, und das Kühlwasser durchströmt den Kondensator nur in einmaligem Durchlauf.
Wenn eine grosse Anzahl von Wärmeaustauschrohren vorhanden ist, können sehr niedrige Wassergeschwindigkeiten auftreten, die un- erwünscht sind, weil sie den Wärmeübergang verschlechtern. Um zu grösseren Wassergeschwindigkeiten zu kommen, hat man schon das Wasser innerhalb eines Kondensators nacheinander durch mehrere Abschnitte desselben geleitet. Diese Methode lässt sich aber in Kondensatoren für Kälteanlagen in Bergwerken nicht anwenden, da wegen der grossen Höhe, aus der das Kühlwasser zugeführt wird, grosse statische Drücke im Kondensator auftreten. Diese grossen Drücke würden zu sehr dick dimensionierten Kon- densatordeckeln führen. Mit der Erfindung werden diese Schwierigkeiten umgangen.
Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator in eine so grosse Anzahl wasserseitig hintereinandergeschalteter Teilkondensatoren unterteilt ist, dass das Kühlwasser unter Einhaltung der günstigsten Wassergeschwindigkeit jeden Teilkondensator nur einmal durchströmt.
Durch die erfindungsgemässe Aufteilung in Teilkondensatoren wird ermöglicht, dass das Kühlwasser mit der günstigsten Geschwindigkeit durch die Rohrbündel strömt und dass die Abmessungen der Teilkondensatoren, insbesondere die Dicke der Deckel, nicht zu gross werden. Dies wiederum wirkt sich insofern günstig aus, als die Herstellung des Kondensators sich verbilligt. Ausserdem werden durch die Unterteilung des Kondensators dessen Montage und etwaige Revisionsarbeiten erleichtert, was besonders hinsichtlich der beengten Platzverhältnisse unter Tage bedeutungsvoll ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: Fig. 1 die Anordnung eines Kondensators nach der Erfindung in einem Bergwerk unter Tage und Fig. 2 in grösserem Massstab als in Fig. 1 einen Längsschnitt durch zwei übereinander angeordnete Teilkondensatoren, die Teil des in Fig. 1 dargestellten Kondensators sind.
Gemäss Fig. 1 ist ein als Ganzes mit 1 bezeichneter, zu einer Kälteanlage gehörender Kondensator am Ende eines Bergwerkschachtes 9 aufgestellt. Der Kondensator 1 besteht aus sechs Teilkondensatoren 10, 11, 12, 13, 14 und 15, denen Kühlwasser über eine Leitung 6 von einer bedeutend höher gelegenen Stelle aus zugeführt wird, die beispielsweise mehrere hundert Meter höher liegt und sich über Tage befindet. Das im Kondensator 1 gebrauchte Kühlwasser wird über eine Leitung 7 wieder aus dem Schacht 9 herausgeführt, etwa auf die gleiche Höhenlage, aus der es dem Kondensator zugeführt wurde. Das gebrauchte Kühlwasser kann dann z.
B. einem nichtgezeigten Rückkühlwerk zugeführt werden, von dem es dann aufs neue dem Kondensator als Kühlwasser zugeführt wird. Die Teilkondensatoren 10 bis 15 sind wasser- seitig über Leitungen 16, 17, 18, 19 und 20 hinter- einandergeschaltet.
Von der Kälteanlage, zu der der Kondensator 1 gehört, ist der Einfachheit halber in Fig. 1 nur der Kompressor 2 und der Verdampfer 3 für das Kältemittel, z. B. Freon 12, dargestellt. Der Kompressor 2 verdichtet gasförmiges Kältemittel und führt es über
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eine Leitung 4 dem Kondensator 1 zu, in dem es durch Abkühlung verflüssigt wird. Das flüssige Kältemittel sammelt sich unterhalb des Kondensators in der Leitung 5 und gelangt über ein oder mehrere, nicht näher dargestellte Expansionsventile zu dem Verdampfer 3, in dem es unter Wärmeaufnahme aus einer Sole, die sich dabei abkühlt, wieder verdampft.
Die Zu- und Abführleitungen für die Sole sind hier der Einfachheit halber nicht dargestellt. Die abgekühlte Sole dient zum Herabsetzen der Temperatur in den einzelnen Stollen des Bergwerkes.
Alle Teilkondensatoren 10 bis 15 sind gleich aufgebaut, weshalb in Fig. 2 nur die beiden Teilkonden- satoren 12 und 13 dargestellt sind. Gemäss Fig. 2 besteht jeder Teilkondensator 12 und 13 aus einem zy= lindrischen Gehäuse 21, in. dessen stirnseitigen Böden 22 und 23 Rohre 24 befestigt sind, beispielsweise durch Einwalzen oder Einschweissen.
Der Einfachheit halber sind in Fig. 2 nur je drei Rohre 24 wiedergegeben. In Wirklichkeit sind beispielsweise 60 Rohre 24 vorgesehen und gleichmässig über die Böden verteilt angeordnet. An den Enden jedes Gehäuses 21 ist ein Eintrittsdeckel 25 und ein Austrittsdeckel 26 mit Schrauben befestigt; an die Deckel sind die Was- serzufuhr- oder Wasserabfuhrleitung 17 bzw. 18 bzw. 19 angeschlossen.
Das Kühlwasser tritt gemäss Fig. 2 aus der Leitung 17 über den Deckel 25 in den Wasserraum 27 des Teilkondensators 12, von wo aus sich das Kühlwasser gleichmässig auf die Rohre 24 verteilt und diese in einmaligem Durchlauf durchströmt. Danach sammelt sich das Wasser im Wasserraum 28 des Austrittsdeckels 26 und gelangt über die Leitung 18 in den Wasserraum 27 des Teilkonden- sators 13.
Hier verteilt sich das Wasser wiederum auf alle Rohre 24 gleichmässig und durchströmt sie in einmaligem Durchlauf, wonach es über die Leitung 19 dem nächsten Teilkondensator zugeführt wird. Beim Durchlaufen des Kühlwassers durch die Teilkondensatoren nimmt es Wärme aus dem Kältemittel auf, das gasförmig durch die Leitung 4 in das Gehäuse 21 des Teilkondensators 12 eintritt. Zur Weiterleitung des Kältemittels sind zwei Verbindungsleitungen 30 und 31 vorgesehen, die in das Gehäuse 21 des Teilkonden- sators 13 münden.
Unterhalb derEintritssöffnungen der Leitungen 30 und 31 sind Tropfbleche 29 angeordnet, die das im Teilkondensator 12 bereits kondensierte Kältemittel um die Rohre 24 des Teilkondensators 13 herumführen. Das verflüssigte Kältemittel fliesst schliesslich über die Leitung 5 ab.
Anstatt das Kältemittel über die Leitung 4 in Parallelschaltung jeweils zwei übereinander angeordneten Teilkondensatoren zuzuführen, wie in Fig. 1 dargestellt, kann das Kältemittel auch in Hinterein- anderschaltung alle sechs Teilkondensatoren durchströmen.
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Underground condenser for refrigeration systems The invention relates to an underground condenser for refrigeration systems, to which the cooling water is supplied from a significantly higher point and from which it is returned to essentially the same height after its passage. The size of a condenser, i.e. the number of heat exchange tubes, depends on the amount of heat to be dissipated. Usually, the pipes are arranged inside a condenser tank, and the cooling water flows through the condenser only once.
If there is a large number of heat exchange tubes, very low water velocities can occur, which are undesirable because they impair the heat transfer. In order to achieve greater water velocities, the water within a condenser has already been passed through several sections one after the other. However, this method cannot be used in condensers for refrigeration systems in mines, since high static pressures occur in the condenser due to the great height from which the cooling water is supplied. These high pressures would lead to very thick condenser covers. The invention circumvents these difficulties.
It is characterized in that the condenser is subdivided into such a large number of partial condensers connected in series on the water side that the cooling water flows through each partial condenser only once while maintaining the most favorable water speed.
The inventive division into partial condensers enables the cooling water to flow through the tube bundle at the most favorable speed and that the dimensions of the partial condensers, in particular the thickness of the covers, do not become too large. This in turn has a beneficial effect in that the production of the capacitor becomes cheaper. In addition, the subdivision of the condenser facilitates its assembly and any revision work, which is particularly important with regard to the limited space available underground.
An embodiment of the invention is explained in the following description with reference to the drawing. 1 shows the arrangement of a capacitor according to the invention in an underground mine; and FIG. 2, on a larger scale than in FIG. 1, shows a longitudinal section through two superposed partial capacitors which are part of the capacitor shown in FIG.
According to FIG. 1, a condenser, designated as a whole by 1 and belonging to a refrigeration system, is set up at the end of a mine shaft 9. The condenser 1 consists of six partial condensers 10, 11, 12, 13, 14 and 15, to which cooling water is supplied via a line 6 from a significantly higher point, which is for example several hundred meters higher and is above ground. The cooling water used in the condenser 1 is led out of the shaft 9 again via a line 7, approximately to the same height from which it was fed to the condenser. The used cooling water can then z.
B. be fed to a recooling plant, not shown, from which it is then fed to the condenser as cooling water again. The partial capacitors 10 to 15 are connected one behind the other on the water side via lines 16, 17, 18, 19 and 20.
Of the refrigeration system to which the condenser 1 belongs, for the sake of simplicity in FIG. 1 only the compressor 2 and the evaporator 3 for the refrigerant, e.g. B. Freon 12 shown. The compressor 2 compresses gaseous refrigerant and transfers it
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a line 4 to the condenser 1, in which it is liquefied by cooling. The liquid refrigerant collects below the condenser in the line 5 and reaches the evaporator 3 via one or more expansion valves, not shown, in which it evaporates again while absorbing heat from a brine that cools down in the process.
The supply and discharge lines for the brine are not shown here for the sake of simplicity. The cooled brine is used to lower the temperature in the individual tunnels of the mine.
All partial capacitors 10 to 15 have the same structure, which is why only the two partial capacitors 12 and 13 are shown in FIG. According to FIG. 2, each partial capacitor 12 and 13 consists of a cylindrical housing 21, in whose end bottoms 22 and 23 tubes 24 are fastened, for example by rolling or welding.
For the sake of simplicity, only three tubes 24 are shown in FIG. In reality, for example, 60 pipes 24 are provided and distributed evenly over the floors. At the ends of each housing 21 an inlet cover 25 and an outlet cover 26 are fastened with screws; The water supply or water discharge line 17 or 18 or 19 are connected to the cover.
According to FIG. 2, the cooling water passes from the line 17 via the cover 25 into the water space 27 of the partial condenser 12, from where the cooling water is evenly distributed over the pipes 24 and flows through them in a single pass. The water then collects in the water space 28 of the outlet cover 26 and reaches the water space 27 of the partial condenser 13 via the line 18.
Here the water is again distributed evenly to all tubes 24 and flows through them in a single pass, after which it is fed via line 19 to the next partial condenser. When the cooling water passes through the partial condensers, it absorbs heat from the refrigerant, which enters the housing 21 of the partial condenser 12 in gaseous form through the line 4. Two connecting lines 30 and 31 which open into the housing 21 of the partial condenser 13 are provided for forwarding the refrigerant.
Drip trays 29 are arranged below the inlet openings of the lines 30 and 31, which guide the refrigerant that has already condensed in the partial condenser 12 around the tubes 24 of the partial condenser 13. The liquefied refrigerant finally flows off via line 5.
Instead of supplying the refrigerant via the line 4 in parallel to two partial condensers arranged one above the other, as shown in FIG. 1, the refrigerant can also flow through all six partial condensers in series.