CH635517A5

CH635517A5 - REFRIGERATION DRYER FOR COMPRESSED AIR.

Info

Publication number: CH635517A5
Application number: CH32379A
Authority: CH
Inventors: Marco Geissmann
Original assignee: Heatrans Ag
Priority date: 1979-01-12
Filing date: 1979-01-12
Publication date: 1983-04-15
Also published as: FR2446459A1; WO1980001468A1; NL8020001A; BE881123A; GB2058328A; SE8006234L; IT8019102A0; DE3028621D2; FR2446459B3; IT1129951B; GB2058328B

Description

Die Erfindung betrifft eine Kältetrockner-Vorrichtung für komprimierte Luft oder ein anderes Gas, bestehend aus mindestens je einem Luft-Luft-Wärmeaustauscher und einem Luft-Freon-Wärmeaustauscher, wobei die Wärmeaustauscher gebogene, ineinanderliegende Rohre aufweisen. The invention relates to a refrigeration dryer device for compressed air or another gas, consisting of at least one air-air heat exchanger and one air-freon heat exchanger, the heat exchangers having bent, interlocking tubes.

Kältetrockner-Vorrichtungen werden zunehmend in Verbindung mit Druckluftnetzen eingesetzt, um die Feuchtigkeit aus der Luft zu entfernen und damit komplizierte Druckluftsysteme, z.B. in Verbindung mit Steuer- und Regelsystemen, störungsfrei betreiben zu können. Bei bekannten Kältetrockner-Vorrichtungen wird die von einem Verdichter verdichtete Luft zunächst vorgekühlt und dann mit einer Temperatur von etwa 30 °C einem Luft-Luft-Wärmeaustauscher zugeführt, in welchem die Luft auf ca. 12 °C gekühlt wird. Die weitere Abkühlung der Luft erfolgt in einem Luft-Freon-Wärmeaustauscher, in welchem eine Endtemperatur der Luft von etwa 2 °C erreicht wird. In einem daran anschliessenden Abscheider wird nun die ausgefallene Feuchtigkeit abgeschieden. Die feuchtigkeitsfreie Luft gelangt in den Luft-Luft-Wärmeaustauscher und dient zur Kühlung der komprimierten Luft. Die mit 2 °C in diesen Wärmeaustauscher eintretende Luft erwärmt sich hierbei auf etwa 22 °C und wird anschliessend den Verbrauchern zugeführt. Es hat sich nun als zweckmässig erwiesen, für die beiden Wärmeaustauscher Standard-Einheiten zu verwenden und eine der Grösse der Druckluftanlage entsprechende Anzahl dieser Einheiten zusammenzufassen. Refrigeration dryer devices are increasingly being used in connection with compressed air networks to remove the moisture from the air and thus complicated compressed air systems, e.g. in connection with control and regulation systems to be able to operate trouble-free. In known refrigeration dryer devices, the air compressed by a compressor is first pre-cooled and then fed to an air-air heat exchanger at a temperature of approximately 30 ° C., in which the air is cooled to approximately 12 ° C. The further cooling of the air takes place in an air-freon heat exchanger, in which a final temperature of the air of about 2 ° C is reached. The moisture that has precipitated is then separated in a separator connected to it. The moisture-free air enters the air-air heat exchanger and is used to cool the compressed air. The air entering this heat exchanger at 2 ° C warms up to about 22 ° C and is then fed to the consumers. It has now proven to be expedient to use standard units for the two heat exchangers and to combine a number of these units which corresponds to the size of the compressed air system.

Eine bekannte Wärmeaustauscher-Einheit besteht aus einem Aussenrohr mit einem darin koaxial angeordneten Innenrohr, das zu einer Anzahl Windungen gebogen wird. Um eine kleine Bauhöhe, z.B. von zwei Rohrdurchmessern, einhalten zu können, ist es erforderlich, die Wärmeaustauscherrohre in Spiralen anzuordnen. Die Herstellung von Wär-meaustauscher-Einheiten mit spiralförmig verlegten Windungen ist jedoch fabrikationstechnisch schwierig und deshalb aufwendiger als Einheiten mit schraubenlinienförmig angeordneten Rohrwindungen. Bei einer gegebenen Wär-meaustausch-Einheitsleistung für die Wärmeaustauscher- A known heat exchanger unit consists of an outer tube with an inner tube arranged coaxially therein, which is bent into a number of turns. By a small height, e.g. of two pipe diameters, it is necessary to arrange the heat exchanger pipes in spirals. However, the production of heat exchanger units with spirally laid turns is difficult in terms of production technology and is therefore more complex than units with helically arranged pipe turns. For a given heat exchange unit output for the heat exchanger

Einheit kann jedoch bei einer schraubenlinienförmigen Anordnung der Rohrwindungen die gewünschte kleine Bauhöhe bei gegebenem Windungsdurchmesser nicht eingehalten werden. Es ist zwar bekannt, die Wärmeaustausch-Lei-stung zweier koaxialer Rohre durch Einbauten zu verbessern, jedoch wird dadurch die Wärmeaustauscher-Einheit in ihrer Herstellung kompliziert und aufwendig. However, in the case of a helical arrangement of the pipe windings, the unit cannot maintain the desired small overall height for a given winding diameter. Although it is known to improve the heat exchange performance of two coaxial tubes by means of internals, this makes the heat exchanger unit complicated and expensive to manufacture.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Kältetrockner-Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, dass bei einfachstem Aufbau der Wärmeaustauscher-Einheit eine schraubenlinienförmige Anordnung der Rohrwindungen unter Einhaltung der Wärmeaus-tausch-Leistung, des Druckverlusts, der Bauhöhe und des Windungsdurchmessers möglich ist. The invention is therefore based on the object of designing a refrigeration dryer device of the type described at the outset such that, with the simplest construction of the heat exchanger unit, a helical arrangement of the pipe windings is possible while observing the heat exchange performance, the pressure loss, the height and the winding diameter is.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass die Gas-Gas-Wärmeaustauscher ein Aussenrohr und mindestens drei Innenrohre und der Gas-Freon-Wär-meaustauscher ein Aussenrohr und ein koaxiales Innenrohr mit mindestens drei im koaxialen Innenrohr mit gegenseitiger Linienberührung angeordneten Innenrohren aufweist. This object is achieved according to the invention in that the gas-gas heat exchanger has an outer tube and at least three inner tubes and the gas-freon heat exchanger has an outer tube and a coaxial inner tube with at least three inner tubes arranged in the coaxial inner tube with mutual line contact.

Erfindungsgemäss ist auch als zu trocknendes Gas Luft verwendbar. According to the invention, air can also be used as the gas to be dried.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen: An embodiment is shown in the drawing and described below. Show it:

Fig. 1 eine Seitenansicht zweier übereinanderliegender Wärmeaustauscher, 1 is a side view of two superimposed heat exchangers,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Wärmeaustauscher nach Fig. 1, 2 is a plan view of the heat exchanger according to FIG. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt eines Luft-Luft-Wärmeaustau-schers, 3 shows a cross section of an air-air heat exchanger,

Fig. 4 einen Querschnitt eines Luft-Freon-Wärmeaus-tauschers, 4 shows a cross section of an air freon heat exchanger,

Fig. 5 eine Draufsicht in vergrösserter Darstellung der Rohrenden eines Luft-Luft-Wärmeaustauschers und Fig. 5 is a plan view in an enlarged view of the tube ends of an air-air heat exchanger and

Fig. 6 eine Draufsicht in vergrösserter Darstellung der Rohrenden eines Luft-Freon-Wärmeaustauschers. Fig. 6 is a plan view in an enlarged view of the tube ends of an air freon heat exchanger.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellten Wärmeaustauscher setzen sich aus einem Luft-Luft-Wärmeaustauscher 1 und einem Luft-Freon-Wärmeaustauscher 2 zusammen. Beide Wärmeaustauscher 1,2 weisen eine Windungslänge von eineinhalb Windungen auf. Dadurch wird erreicht, dass bei Aufeinanderstapeln von Wärmeaustauschern jeweils ein Zwischenraum Z entsteht, durch den der von den Rohrwindungen gebildete Innenraum zugänglich ist, was bei der Herstellung einer Kältetrockner-Vorrichtung vorteilhaft ist. The heat exchangers shown in FIGS. 1 and 2 are composed of an air-air heat exchanger 1 and an air-freon heat exchanger 2. Both heat exchangers 1, 2 have a turn length of one and a half turns. It is thereby achieved that when heat exchangers are stacked on top of each other, an intermediate space Z is created through which the interior space formed by the tube windings is accessible, which is advantageous in the production of a refrigeration dryer device.

Der Luft-Luft-Wärmeaustauscher 1 setzt sich, siehe Fig. 3, aus einem Aussenrohr 3 und vier Innenrohren 4 zusammen, jedoch kann auch eine andere Zahl von Innenrohren 4 verwendet werden. Durch die Innenrohre 4 fliesst beispielsweise die Kühlluft und im Innenraum zwischen dem Aussenrohr 3 und den Innenrohren 4 die zu kühlende Luft. The air-air heat exchanger 1, see FIG. 3, is composed of an outer tube 3 and four inner tubes 4, but a different number of inner tubes 4 can also be used. The cooling air flows through the inner tubes 4, for example, and the air to be cooled flows in the interior between the outer tube 3 and the inner tubes 4.

Der Luft-Freon-Wärmeaustauscher weist, siehe Fig. 4, ein Aussenrohr 3 mit einem koaxialen Innenrohr 5 auf. Im Innenraum des koaxialen Innenrohres 5 sind vier Innenrohre 4 angeordnet. Wesentlich ist hierbei, dass die Innenrohre 4 unter sich und mit der Innenwandung des koaxialen Innenrohrs in gegenseitiger Linienberührung 13 stehen. Durch das koaxiale Innenrohr 5 und die Innenrohre 4 fliesst beispielsweise die zu kühlende Luft, während das Freon im Ringraum zwischen dem Aussenrohr 3 und dem koaxialen Innenrohr 5 fliesst. The air freon heat exchanger has, see FIG. 4, an outer tube 3 with a coaxial inner tube 5. Four inner tubes 4 are arranged in the interior of the coaxial inner tube 5. It is essential here that the inner tubes 4 are in mutual line contact 13 with each other and with the inner wall of the coaxial inner tube. The air to be cooled flows through the coaxial inner tube 5 and the inner tubes 4, for example, while the freon flows in the annular space between the outer tube 3 and the coaxial inner tube 5.

Die beiden Wärmeaustauscher 1,2 weisen an ihren Windungsenden siehe Fig. 2, gerade Stutzen 6 auf. Mit diesen werden die Wärmeaustauscher 1,2 an Kollektoren angeschlossen. In Fig. 2 sind schematisch Sammelrohre 8,9 für die Kühlluft und die zu kühlende Luft dargestellt. The two heat exchangers 1, 2 have straight connections 6 at their ends of the turns, see FIG. 2. These are used to connect the heat exchangers 1, 2 to collectors. In Fig. 2 manifolds 8,9 are schematically shown for the cooling air and the air to be cooled.

In Fig. 5 und 6 sind die Anschlüsse der Wärmeaustauscher 1,2 vergrössert dargestellt. Der Stutzen 6 des Aussen5 5 and 6, the connections of the heat exchangers 1, 2 are shown enlarged. The nozzle 6 of the outside 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

635 517 635 517

rohrs 3 mündet im gestrichelt dargestellten Sammelrohr 8, während die Innenrohre 4 in einem Verbindungsstutzen 10 zusammengefasst werden, der im gestrichelt dargestellten Sammelrohr 9 mündet. Pipes 3 opens into the manifold 8 shown in dashed lines, while the inner tubes 4 are combined in a connecting piece 10 which opens into the manifold 9 shown in dashed lines.

Fig. 6 stellt den Anschluss des Luft-Freon-Wärmeaus- 5 tauschers dar. Am Stutzen 6 schliesst ein konischer Verbindungsstutzen mit einem Anschlussrohr 12 an, während das koaxiale Innenrohr 5 direkt mit dem Sammelrohr 9 verbunden ist. Da das eine Medium sowohl in den Innenrohren 4 als auch im koaxialen Innenrohr 5 fliesst, braucht nur das 10 koaxiale Innenrohr 5 mit dem Sammelrohr 9 verbunden zu werden; dadurch wird eine unerwünschte risikoträchtige und später unzugängliche Lötstelle im Freonbereich vermieden. FIG. 6 shows the connection of the air-freon heat exchanger. 5 A conical connecting piece with a connecting pipe 12 connects to the connecting piece 6, while the coaxial inner pipe 5 is connected directly to the collecting pipe 9. Since the one medium flows both in the inner tubes 4 and in the coaxial inner tube 5, only the 10 coaxial inner tube 5 needs to be connected to the header tube 9; this avoids an undesirable risky and later inaccessible solder joint in the freon area.

Mit den beschriebenen Wärmeaustauscher-Einheiten 1, 2, die mit nur eineinhalb Windungen ausgeführt werden, erreicht man eine ins Gewicht fallende Materialersparnis trotz der Verwendung der Innenrohre 4. Auch ist für die Einhaltung der gewünschten Wärmeaustausch-Einheitsleistung kein grösseres Druckgefalle erforderlich als bei vergleichbaren bekannten Einheiten. With the heat exchanger units 1, 2 described, which are designed with only one and a half turns, significant material savings are achieved despite the use of the inner tubes 4. Also, in order to maintain the desired heat exchange unit output, no greater pressure drop is required than in comparable known ones Units.

Als Betriebsmedium wird vor allem Luft verwendet, doch kann auch ein anderes Gas in gleicher Weise wie Luft bei der beschriebenen Kältetrockner-Vorrichtung eingesetzt werden. Air is primarily used as the operating medium, but another gas can also be used in the same way as air in the refrigeration dryer device described.

s s

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

635517

1. refrigeration dryer device for compressed air or another gas, consisting of at least one air-air heat exchanger and one air-freon heat exchanger, the heat exchangers having curved, interlocking tubes, characterized in that the air-air -Heat exchanger (1) an outer tube (3) and at least three inner tubes (4) and the air-freon heat exchanger (2) an outer tube (3) and a coaxial inner tube (5) with at least three in the coaxial inner tube with mutual line contact (13 ) arranged inner tubes (4).

2. Device according to claim 1, characterized in that the air-air heat exchanger (1) and the air-freon heat exchanger (2) have the same winding length.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Device according to claim 2, characterized in that the winding length of the heat exchanger (1, 2) is one and a half turns.

4. The device according to claim 1, characterized in that the heat exchangers (1, 2) lie one above the other, with all air-air heat exchangers adjacent in the upper region and all air-freon heat exchangers in the lower region adjacent.