DE10153452B4 - Wärmetauscher für Kühlanlagen - Google Patents

Wärmetauscher für Kühlanlagen Download PDF

Info

Publication number
DE10153452B4
DE10153452B4 DE10153452A DE10153452A DE10153452B4 DE 10153452 B4 DE10153452 B4 DE 10153452B4 DE 10153452 A DE10153452 A DE 10153452A DE 10153452 A DE10153452 A DE 10153452A DE 10153452 B4 DE10153452 B4 DE 10153452B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat
fluidized bed
heat exchanger
cooling
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE10153452A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10153452A1 (de
Inventor
Fritz Curtius
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE10153452A priority Critical patent/DE10153452B4/de
Priority to DE2002116383 priority patent/DE10216383A1/de
Publication of DE10153452A1 publication Critical patent/DE10153452A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10153452B4 publication Critical patent/DE10153452B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • A62C99/0009—Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames
    • A62C99/0018—Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames using gases or vapours that do not support combustion, e.g. steam, carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
    • F24F8/117—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering using wet filtering
    • F24F8/133—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering using wet filtering by direct contact with liquid, e.g. with sprayed liquid
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L3/00—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs
    • A23L3/36—Freezing; Subsequent thawing; Cooling
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/02—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places for area conflagrations, e.g. forest fires, subterranean fires
    • A62C3/0221—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places for area conflagrations, e.g. forest fires, subterranean fires for tunnels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/06—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with moving adsorbents, e.g. rotating beds
    • B01D53/10—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with moving adsorbents, e.g. rotating beds with dispersed adsorbents
    • B01D53/12—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with moving adsorbents, e.g. rotating beds with dispersed adsorbents according to the "fluidised technique"
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/261—Drying gases or vapours by adsorption
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
    • F24F8/117—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering using wet filtering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28C—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
    • F28C3/00—Other direct-contact heat-exchange apparatus
    • F28C3/06—Other direct-contact heat-exchange apparatus the heat-exchange media being a liquid and a gas or vapour
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28C—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
    • F28C3/00—Other direct-contact heat-exchange apparatus
    • F28C3/06—Other direct-contact heat-exchange apparatus the heat-exchange media being a liquid and a gas or vapour
    • F28C3/08—Other direct-contact heat-exchange apparatus the heat-exchange media being a liquid and a gas or vapour with change of state, e.g. absorption, evaporation, condensation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D13/00—Heat-exchange apparatus using a fluidised bed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0068—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for refrigerant cycles
    • F28D2021/0071—Evaporators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Wärmeaustauscher zur Verwendung in Kühlanlagen mit einem Fließbettsystem, das aus mehreren Phasen verschiedener Stoffe aufgebaut ist,
wobei eine erste Phase eine Flüssigkeit ist, die sich im Wärmeaustauscher befindet und
eine zweite Phase ein Dampf ist, wobei der Dampf in den Wärmeaustauscher einleitbar ist zum direkten Wärmeaustausch mit der ersten Phase, und
wobei die überschüssige Wärme als Gemisch Gas/Wasserdampf ableitbar und der verdampfte Wasseranteil als Flüssigkeit zuführbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft den Wärmeaustausch in Kühlanlagen nach den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Eingangs genannte Wärmeaustauscher für einen Einbau in Kühlanlagen sind in KÜHLANLAGEN, H. Drees, VEB Verlag Technik, Berlin 1965 beschrieben. Nach der Beschreibung der Kompressionsverfahren, Pos. 3, ab Seite 69, werden in dem Kälteprozess 2 Wärmeaustauscher benötigt; davon einer in Form eines Kältemittelverdampfers, um beispielsweise Luft als gasförmiges Medium durch die Verdampfung des Kältemittels abzukühlen und einer in Form eines Kältemittelkondensators, um bei der Kondensation die Verdampfungswärme z.B. an die Umgebungsluft abzuführen. Wobei für diese Wärmetauscher auf der Luftseite zur Vergrößerung der Übertragungsflächen der Aufbau von Rippen und/oder Lamellen vorgeschlagen wird.
  • Sofern in den zugeführten Luftströmen Schadstoffe vorhanden sind, können sich diese an den kalten Oberflächen anlagern oder werden zusammen mit einem Kondensat an den kälteren Oberflächen zurückgehalten. Die Verwendung der gekühlten Luft in Kühlhäusern, in der Reinraumtechnik, in Klimaanlagen und ähnlichen Anwendungen ist hierdurch beeinträchtigt. Neben der Gefahr der Schadstofffreisetzung ist noch eine relativ langsame Kühlwirkung gegeben, falls mit der Luft z.B. ein Frischfleisch gekühlt und eingefroren werden soll.
  • In dem Wärmetauscher zur Kältemittelkondensation, die als sogenannte Rückkühlwerke angeboten werden, kann das Kältemittel im allgemeinen bei Temperaturen um 30 °C kondensiert werden. Bei der Verwendung von Luft als Kühlmittel bedarf es im Kondensator ebenfalls großer Austauschflächen. Weiter ist eine Verwendung der Abwärme aus der erwärmten Luft im allgemeinen nicht vorgesehen.
  • Allgemein ist für derartige Kühleinrichtungen, in welchen Gasströme auf Umgebungstemperatur zu kühlen sind, festzustellen, dass eine indirekte Wärmeabfuhr technisch sehr aufwendig ist.
  • Ein Wärmeaustauscher dieser Art, geeignet für die Wärmeableitung und Kühlung eines kontinuierlichen Produktstromes ist aus DE 42 13 475 A1 bekannt. Das Verfahren mit der dort beschriebenen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Wirbelschicht aus einem heißen Schüttgut als eine Phase und einem trockenen Gasstrom ausgebildet ist und die Wärme aus der Wirbelschicht auf gekühlte Austauschflächen innerhalb der Schicht abgeleitet wird. Wobei für die Ableitung der Wärme ein bestimmtes, fluidisiertes Volumen benötigt wird, das entweder über einer großen Fläche mit wenig Schichthöhe oder über einer kleineren Grundfläche mit großer Höhe als Fließbettsystem aufgebaut ist. Wobei dieser Wärmeaustauscher für eine Kühlung bei Umgebungstemperaturen, bei welchen Dampf- und Kondensatbildung in gegenseitigem Wechsel eintreten kann, weniger geeignet ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Wärmeaustauscher mit einem Fließbettsystem zu schaffen, welches für eine Wärmeableitung bei Umgebungsbedingungen hinsichtlich Druck und Temperatur geeignet ist und gegenüber lufttechnischen Wärmeaustauschern bessere Austauschkoeffizienten aufweist, und einen Abzug von Schadstoffen aus dem Wärmeaustauscher sowie die Nutzung des Wärmeinhaltes in Abluftströmen ermöglicht.
  • Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre in dem Anspruch 1 gekennzeichnet.
  • Für den Aufbau eines Fließbettsystems, in welchem nach den Merkmalen des Anspruch 1 die Wärme übertragen wird, wird ein Kondensat als Bettmaterial verwendet, welches bevorzugt bereits in der zur Fluidisierung verwendeten Luft oder den verwendeten Gasen als Dampf enthalten ist. Dabei kann, analog zu einem mit schüttgutartigen Bettmaterial aufgebauten Fließbett, das fluidisiernde Gas von oben oder von untern über einen Verteilboden oder ein Rohrsystem zugeführt werden.
  • Die Zuführung des Gases von unten wird ausdrücklich nicht ausgeschlossen, doch wird die Erfindung mit der neuartigen Gaszufuhr und Gasverteilung von oben beschrieben und nachfolgend erläutert.
  • Es ist bekannt, dass ein Fließbett aus mehreren Phasen, wie einem Schüttgut, Flüssigkeit, Luft mit Dampfanteilen und Gasen ausgebildet sein kann. Dieses Mehrphasengemisch kann um statische Feststoffe herum fluidisiert werden, z.B. die Oberflächen von Wärmeaustauscher, in welchen ein Kältemittel verdampft.
  • Auch ein Kühlgut, welches zeitweise in das Fließbett eingesetzt wird, kann als Feststoff gekühlt werden.
  • Beim Vorhandensein von Dampf und Flüssigkeit ist bezüglich einer Wärmeleitung festzustellen, dass während die Wärmeleitzahlen λ der einzelnen Phasen bei 1 oder < 1 kcal/m h K liegt, die Wärmeleitzahl des Fließbettes mehr als den Faktor 1000 betragen kann.
  • Die Möglichkeit eine hohe Wärmeleitzahl in einem Bett aus mehreren Phasen zu erzeugen, kommt bei der Trocknung von Schüttgütern in Fließbetten in der Weise zur Anwendung, dass die Schichthöhe des Bettes verstärkt wird, um über eine erhöhte Produktschicht aus wärmeren Teilen des Fließbettes zusätzliche Wärme in die kältere Aufgabezone des Produktes abzuleiten und Feuchtigkeit dort zu verdampfen.
  • Dieser Effekt der Wärmeleitung ermöglicht in einem Fließbett aus Flüssigkeit eine gleichmäßige Temperaturverteilung. Zusätzlich ist eine Verbesserung der Wärmeaustauschkoeffizienten in Wärmetauschern gegenüber einer Umströmung von Austauschflächen mit reinen Phasen oder mit trockenen Gasen gegeben.
  • Die Wärmeübertragung erfolgt bei der Anwendung des Fließbettes in Kondensatoren/Verdampfern von Kühlanlagen indirekt über Austauschflächen in der fluidisierten Schicht. Diese Fließbetten können mit den Parametern wie in der thermischen Verfahrenstechnik aufgebaut werden. Von diesen ist bekannt:
    • – die Fluidisierungsgeschwindigkeit bei 0,3 bis 1,5 m/sec – bezogen auf den freien Querschnitt (Fließbettfläche);
    • – den Abstand von Rohren mit dem 2- bis 3-fachen des Rohrdurchmessers;
    • – die freie Fläche bei der Aufgabe des Fluidisierungsgases bei 1 % bis 5 % der Fließbettfläche; und
    • – die Bauweise von Kältemittelverdampfern, die mit Flossenrohren für das Gehäuse und Kühlrohre in der Schicht analog zu den vielfach gebauten Dampferzeugern mit Wirbelschicht ausführbar sind.
  • Bei Kühleinrichtungen für gasförmige Medien, für die Behandlung von Prozessgas oder zur Heizung und Klimatisierung von Gebäuden kann es erforderlich sein, neben der eigentlichen Kühlung, den Gehalt an Dämpfen in dem Gas zu ändern und die Gase zu reinigen.
  • Im Falle von Kühleinrichtungen in den Kühlanlagen für Lebensmittel ist eine Kaltluft auf 1 bis 5 °C abzukühlen und gleichzeitig sollten die Verunreinigungen aus der Luft abgeschieden werden. Die abgeschiedenen Schadstoffe reichern sich vorteilhaft in dem Kondensat an und können durch einen Kondensataustausch aus dem Wärmetauscher abgeführt werden.
  • Eine neuartige Behandlung zur Kühlung von Lebensmitteln ist dadurch ermöglicht, dass diese, vergleichbar einer Friteuse, direkt in dem fluidisierten Kondensat gekühlt werden und der Wärmefluss auf direktem Weg aus dem Behandlungsgut über das Fließbettsystem in den Kältemittelverdampfer erfolgt.
  • Eine weitere Möglichkeit einer Kühlung, Wäsche und Reinigung von heißen Abluftströmen kann vorteilhaft nach den Merkmalen des Anspruchs 7 ausgeführt werden. Wobei hier die erforderliche Kälte zur Kühlung durch Verdampfung der Waschflüssigkeit entsteht und das dampfförmige Kältemittel mit der Abluft abgeführt wird.
  • Mögliche Aerosole einer Verunreinigung z.B. eines Öles werden in dem Fließbett eingebunden und Tropfen und in diesem Fall Ölnebel können in einem nachfolgenden Tropfenabscheider abgeschieden werden.
  • Als Vorteile dieser gleichzeitigen Kühlung, Sättigung und Reinigung ist eine technische Vereinfachung gegeben, die an der Reduzierung der mechanischen Antriebe erkennbar ist.
  • Eine weitere Aufgabe zur Kühlung von Abluft aus Gebäuden ist bei einem Luftaustausch aus Gebäuden und der Befeuchtung der Frischluft insbesondere in der Heizperiode gegeben. Diese Aufgabe des Wärmerückgewinns und der Befeuchtung der Frischluft kann vorteilhaft nach der Darstellung in 6 gelöst werden. Die gute Wärmeleitfähigkeit des Fließbettes wird dazu genutzt, um die Wärme über das gemeinsame Kondensat zwischen beiden Gasströmen auszutauschen.
  • Bei dem anderen Betrieb von Wärmetauschern als Kondensatoren für Kältemittel, die auch als Rückkühlwerke bezeichnet werden, kann ein Kältemittel nach der Verdichtung bei Umgebungstemperatur kondensiert werden. Sofern die Kondensationswärme über Austauschflächen in ein Fließbett, gebildet aus Wasser und Luft, abgeführt wird, so wird die Wärme an das Fleißbettsystem übertragen und die Abwärme mit der befeuchteten Luft abgeführt. Auf diese Weise ist es möglich, überschüssige Wärme zur Befeuchtung einer Luft zu verwenden.
  • Eine derartige Luft kann gesundheitsfördernd als Atmungsluft verwendet werden oder kann einer Raumluft unter Nutzung des Wärmeinhaltes als Feuchtigkeitsträger untergemischt werden.
  • Die Erfindung wird im folgenden nach den Beispielen in 1 bis 11 beschrieben. Dabei betreffen:
  • 1 Fließbettwärmetauscher für Gase;
  • 2 Fließbettwärmetauscher und Wäscher für Gase;
  • 3 Fließbettwärmetauscher für Flüssigkeiten;
  • 4 Fließbettwärmetauscher/-Kühler für Feststoffe;
  • 5 Fließbettkühler/-Wäscher für Gase;
  • 6 Fließbettwärmetauscher für 2 Gase;
  • 7 Fließbettwärmetauscher/-Kondensator;
  • 8 Fließbettwärmetauscher/-Verdampfer;
  • 9 Kühlanlage mit Kältemittelkreislauf;
  • 10 Kühlanlage für Feuerungsgase;
  • 11 Verteilung des Luftstromes.
  • Zur Beschreibung von 1:
  • Ein Wärmetauscher 1 mit einem Gehäuse 2, welchem ein zu kühlender Luftstrom 3 oder ein anderes Gas zugeführt werden, enthält ein Fließbettsystem, welches aus mehreren Phasen bestehen kann und von einer Flüssigkeit 4 und dem Luftstrom 3 gebildet wird, indem der Luftstrom 3 über ein Düsensystem 5 in der Flüssigkeit 4 verteilt wird und diese dadurch zur Fluidisierung bringt.
  • Auch ein sich über der Flüssigkeit 4 bildender Dampf sowie mögliche Dampfanteile in dem Luftstrom 3 sind Phasen von Stoffen, die in dem Fließbettsystem behandelt werden.
  • Die Verteilung des Luftstromes 3 durch die Ausbildung eines Düsensystems wird im Zusammenhang mit 11 beschrieben.
  • Weiter ist vorgesehen, über eine Leitung 6 Flüssigkeit in den Wärmetauscher 1 zu führen und überflüssige Flüssigkeit aus dem Fließbettsystem über einen Überlauf 7 abführen zu können. Über der Flüssigkeit 4 ist ein Freeboard 8 vorgesehen, aus welchem der behandelte Luftstrom über einen Austrittsstutzen 9 und eine Leitung 10 zur weiteren Behandlung abgezogen werden kann. Der Luftstrom 3 kann durch einen Ventilator gefördert werden, der in 1 nicht dargestellt ist.
  • Zur Abfuhr von überschüssiger Wärme aus dem Luftstrom 3 und zur Kühlung des Fließbettsystems sind in dieses als eine weitere Phase die Heizflächen 11 eines Kältemittelverdampfers 12 eingesetzt. Dieser Kältemittelverdampfer, der Bestandteil einer Kälteanlage sein kann, besteht aus einer Dampf-/Kondensattrommel 13, die teilweise mit flüssigem Kältemittel 14 gefüllt ist. Von dieser Trommel gelangt das Kältemittel in die Heizflächen 11, durch welche es durch den natürlichen Auftrieb oder mit Zwangsumlauf über eine Pumpe gefördert wird, zurück in die Dampftrommel 13. Das verdampfte Kältemittel kann über eine Leitung 15 zu einem nicht gezeigten Kältekompressor entweichen und flüssiges Kältemittel wird über eine Leitung 16 zugeführt werden.
  • Der Wärmestrom verläuft von der eintretenden Luft in die fluidisierte Flüssigkeit 4 und von dort auf die in der Schicht befindlichen Heizflächen 11 des Verdampfers 12, die durch das verdampfende Kältemittel gekühlt werden. Durch das Vorhandensein von Gasen, Flüssigkeit und Dämpfen in der Grenzschicht nahe der Verdampferflächen ist in der Grenzschicht eine gute Kühlwirkung zu erwarten mit hohen Wärme- und Stoffaustauschraten.
  • Mögliche Verunreinigungen in dem Luftstrom 3 sowie überschüssige Dampfanteile und entstehende Aerosole werden in dem Fließbettsystem ausgewaschen und können über den Überlauf 7 abgezogen werden.
  • Zur Beschreibung von 2:
  • Die Darstellung in 2 ist übereinstimmend mit der in 1 beschriebenen Darstellung, doch ist zur Behandlung von im Reingas verbliebenden Aerosolen und Tropfen ein Demister 17 vorgesehen. Dieser kann aus einem Gestrick von Drähten und/oder Kunststoffen aufgebaut sein, in welchem zunächst Tropfen zurückgehalten werden bis sie mit dem Gasstrom von dem Demister 17 abreißen und in einem weiteren Demister 18 zurückgehalten werden. Über eine weitere Leitung 19 können die Tropfen aus dem Demister 18 abgeleitet werden.
  • In obigen Aerosolen können gesundheits-schädliche Keime angereichert werden und durch die Abscheidung der Aerosole kann ein sauberes Reingas z.B. zur Klimatisierung von Räumen erzeugt werden.
  • Zur Beschreibung von 3:
  • In 3 ist ein Fließbettwärmetauscher dargestellt, der, vergleichbar mit dem Wärmetauscher unter 1, für eine Kühlung von Flüssigkeit vorgesehen ist, die über die Leitung 6 oder direkt in das Fließbettsystem geführt wird. Diese Flüssigkeit kann kontinuierlich zugeführt werden und entweicht nach einer Kühlung über den Überlauf 7.
  • Der zur Fluidisierung verwendete Gasstrom 3 kann wie bisher über die Leitung 10 abgezogen werden und über einen Ventilator 20 erneut zur Fluidisierung der Flüssigkeit über die Leitung 3 zurückgeführt werden.
  • Der vorstehend beschriebene Wärmetauscher kann vorteilhaft zur Erzeugung von kaltem Wasser eingesetzt werden oder zur Bereitstellung einer kalten Prozessflüssigkeit. Die überschüssige Wärme wird, wie in 1 beschrieben, über die Heizflächen 11 des Kältemittelverdampfers 12 als Dampf des Kältemittels in der Leitung 15 abgeleitet.
  • Zur Beschreibung von 4:
  • In 4 ist ein Fließbettwärmetauscher 1 dargestellt, in welchem eine Produkt 21 zur Kühlung in der fluidisierten Flüssigkeit angeordnet ist. Bei dem Produkt 21 kann es sich auch um Naturprodukte wie Fleisch oder Früchte handeln, welche durch den guten Wärmeaustausch in dem Fließbettsystem des Wärmetauschers 1 gekühlt und gefroren werden können. Da die Wärmeübertragung proportional zur Fluidisierungsgeschwindigkeit verläuft, kann örtlich bei großen Oberflächen des Produktes 21 ein zusätzliches Gas über ein Verteilsystem 22 zugeführt werden. Um derartige Produkte einzufrieren, kann der Gefrierpunkt der Flüssigkeit 4 durch Beimischen eines Lösungsmittel in flüssiger Form, wie Alkohol oder durch ein Mischen mit einem in der Flüssigkeit löslichen Stoff nach dem Raoult'schen Gesetz abgesenkt werden.
  • Dies ermöglicht eine weitere Produktbehandlung z.B. in einer Lösung mit Salzen oder Zucker. Damit können erntereife Früchte für eine spätere Verwendung im Speise-/Früchteeis auch angezuckert werden.
  • Die überschüssige Wärme wird wie in den Darstellungen der 1–3 über den Dampf des Kältemittels in der Leitung 15 abgeleitet.
  • Zur Beschreibung von 5:
  • In 5 ist ein Fließbettwärmetauscher dargestellt, in welchem die Wärme von einem Gasstrom 3 durch ein Verdampfen von Flüssigkeit aus dem Fließbettsystem abgeführt wird. Bei dieser Direktverdampfung der Flüssigkeit 4 kann der Dampf zusammen mit dem gekühlten Gas 3 über die Leitung 10 abgezogen werden. Ein Demister 18 kann zusätzlich eingebaut werden, um mit Schadstoffen belastete Tropfen, welche aus dem Fließbettsystem ausgetragen werden, aus dem austretenden Gasstrom der Leitung 10 abzutrennen. Von dem Demister 18 führt eine Leitung 71 für Flüssigkeit zu einer Abzweigung, von welcher die Flüssigkeit über eine Leitung 72 zurückgeführt wird oder mindestens teilweise die Schadstoffe in der Flüssigkeit aus dem Wärmetauscher 1 über die Leitung 73 abgezogen werden.
  • Beispiel:
  • Die Zufuhr eines warmen mit Öldämpfen belasteten Gasstromes 3. Dieser wird in der Flüssigkeit 4 gekühlt. Die überschüssige Wärme wird als Dampf der Flüssigkeit über die Leitung 10 abgeleitet. Öldämpfe kondensieren durch die Abkühlung und Teile des Kondensates werden in dem Demister 18 zurückgehalten. Über einen Ventilator 74 können die gekühlten Gase abgeleitet werden. Durch einen Abzug von Flüssigkeit über die Leitung 73 werden die Ölnebel aus dem Wärmetauscher 1 abgeleitet.
  • Hierdurch wird vermieden, dass sich Öl in einem der Leitung 10 nachgeschalteten Rohrsystem ablagern kann und dort eine permanente Brandgefahr darstellt.
  • Das Verteilsystem 5 für das Fluidisierungsgas hat durch kleine Ausströmöffnungen die Wirkung einer Flammsperre oder Flammdurchschlagsicherung. Die überschüssige Wärme, auch die einer Flamme, wird in der Flüssigkeit als Dampf abgeleitet.
  • Eine weiterer Einsatz für den in 5 beschrienen Wärmetauscher ist ein Löschen und Kühlen von heißen Gasen, welche bei Bränden in abgeschlossenen Räumen und innerhalb von Tunnelröhren entstehen. Hierbei ist in der Kühlflüssigkeit bereits eine Kältekapazität für einen sofortigen Beginn einer Kühlung von heißen Rauchgasen gespeichert. Der Gasstrom 3 ist ein Gemisch aus Stoffen wie Luft, CO2, CO und organische Verbindungen sowie Schadstoffen. In dem Fließbettsystem 4, 5 kann ein Gemisch hoher Temperatur auf die Temperatur der Flüssigkeit 4 gekühlt werden.
  • Bei 1000 °C reduziert sich das Volumen des Gasstromes 3 in der Leitung 10 auf etwa 1/3 des Wertes und die Absaugleistung eines Ventilators bezogen auf den Massendurchsatz bleibt erhalten. Der kalte Gasstrom in der Leitung 10 kann erneut dem Brandherd zugeführt werden. Vorteilhaft wird dadurch frische Luft von dem Brandherd verdrängt und durch die Volumenverkleinerung kann das ursprüngliche Gas praktisch am Brandherd gehalten werden. Die Wärmeabfuhr, der rückläufige Sauerstoff sowie der Anstieg des CO2 Gehaltes machen ein Ersticken des Brandes möglich. Gleichzeitig wird verhindert, dass organische Stoffe im Abgas in andere Bereiche weitergetragen werden, weil sie in der Flüssigkeit kondensiert und ausgewaschen werden.
  • Durch eine Erhöhung der Flüssigkeitsmenge in der Leitung 6 kann die Kühlleistung gesteigert werden.
  • Zur Beschreibung von 6:
  • In 6 ist ein Fließbettwärmetauscher dargestellt, der wie die Darstellung unter 5 für die Behandlung von Gasströmen aufgebaut ist. Aber durch das Durchleiten des Gasstromes 3 und des Stromes 23 wird über das Fließbettsystem ein Wärmeaustausch zwischen dem Gasstrom 3 und dem Gas 23 über die Wärmeleitung in der Flüssigkeit 4 ermöglicht.
  • Dieser Gas-Gaswärmetauscher kann dafür verwendet werden, um eine feuchte verbrauchte Luft 3 aus Räumen abzuführen und gleichzeitig eine kalte frische Luft 23 zu erwärmen. Die Wärmeabfuhr erfolgt über die erwärmte Frischluft 24 und ein Teil der Wärme wird als Dampf der Flüssigkeit 4 abgeführt. Dies bewirkt eine vorteilhafte Befeuchtung des kalten Gases zur Belüftung von Wohnräumen.
  • Der Wärmefluss erfolgt in diesem Fall durch die Wärmeleitung in dem Fließbettsystem in horizontaler Richtung.
    Beispiel: Raumbelüftung – Winterbetrieb
    Abluft 3 – ein 22 °C/8 g-H2O/kg-Luft
    Abluft 10 – aus 9 °C mit 7,5 g-H2O/kg
    Frischluft 23 – ein 0 °C
    Frischluft 24 – aus 9 °C mit 7,5 g-H2O/kg-Luft
    Warmluft ohne Befeuchtung 18 °C (theoretisch)
    Luftmenge 20 m3/h
    Wärmetauscher (0,1 × 0,1 × 0,5) m
  • Zur Beschreibung von 7:
  • Hier ist ein Fließbett-wärmetauscher/-kondensator 25 dargestellt, in welchem ein von einem Kältemittelverdampfer kommendes Kältemittel 26 in Kühlflächen 27 aufgegeben wird, welche in ein Flüssigkeitsbett 28 eingesetzt sind, um die Kondensationswärme bei der Verflüssigung des Kältemittels abzuführen. Aus diesen Kühlflächen kann das Kältemittel über ein Dichtelement 29 abgezogen werden, welches als Kondensattopf dargestellt ist.
  • Für die Ausgestaltung der Kühlflächen im Fließbett können Rohre in dem Maßen 20 × 2 mm verwendet werden, welche in horizontalen Reihen übereinander angeordnet sind. Die Wärmeabfuhr aus dem Wärmetauscher 25 erfolgt zum Teil über eine zugeführte Luft 30, welche im Flüssigkeitsbett 28 mittels eines Düsensystem 31 verteilt wird. Der andere Teil der Wärmeableitung kann über die Zufuhr der Waschflüssigkeit erfolgen, über welcher die durchgeleitete Luft 30 sich mit Wasserdampf aufsättigt und mit der angefeuchteten Luft ausgetragen wird. Die Wärme wird also über das Verdampfen von Wasser zusammen mit der Luft 30 abgeführt.
    Beispiel: vgl. DREES, S. 180, Beispiel 5.6
    Kühlleistung 1200 kcal/ h
    Lufttemperatur 22 °C
    Kondensationstemperatur 31 °C
    Ablufttemperatur 30 °C
    Luftbedarf 86 Nm3/h
    Fließbettwärmetauscher
    Fläche (0,2 × 0,2)m 0,04 m2
    Heizfläche – Bedarf 0,3 m2
  • Wärmetauscher in Kühlanlagen, welche nach der Darstellung in 5 bis 7 mit Wasser als Kältemittel aufgebaut sind, nutzen die Eigenschaften dieses Kältemittel in der Weise, dass das Kältemittel zur Verdampfung mit einem inerten Gas, hier mit Luft in Kontakt gebracht wird, und dadurch die Kälte bei Umgebungsbedingungen bezüglich Druck und Temperatur erzeugt werden kann. Hierdurch ist ein einfacher Bau von Kühlanlagen möglich.
  • Zur Beschreibung von 8:
  • Hier ist ein Wärmetauscher/Verdampfer 1 für ein Kältemittel dargestellt, nach der Funktionsweise, wie sie bereits im Zusammenhang mit der 1 beschrieben ist. Insbesondere ist die Dampftrommel 32 für flüssiges Kältemittel 33 gezeigt, von welcher eine Leitung 34 zu Heizflächen 35 führt, die in einem Fließbettsystem 36 angeordnet sind. Dabei sind 2 horizontal verlaufende Sammler 37 und 35 für Kondensat vorgesehen, die über Steigleitungen 39 in Verbindung stehen. In diesen Steigleitungen kann flüssiges Kältemittel infolge der Wärmezufuhr und Verdampfung aufsteigen und gelangt zurück in die Dampftrommel 32. Von dort entweicht der Dampf über eine Leitung 40 über einen nicht gezeigten Kompressor. In dem gezeigten Verdampfer können unterschiedliche Phasen wie Gase, Feststoffe und Flüssigkeiten behandelt werden.
  • Zur Beschreibung von 9:
  • Die hier gezeigte Darstellung betrifft eine Kühlanlage, in welcher eine Kälteanlage zur Klimatisierung von Gebäuden bzw. zur Kühlung von warmer Umgebungsluft 48 verwendet wird. Dabei ist die Kälteanlage aus 2 Wärmetauschern, einem Verdampfer 42 und einem Kondensator 43 aufgebaut. Durch den Kältekreislauf, über eine Leitung 44 für Dampf und eine Leitung 45 für flüssiges Kältemittel sind die Wärmetauscher miteinander verbunden. Zur Unterkühlung des Kältemittels kann ein Wärmetauscher 75 vorgesehen werden, der vor einem Entspannungsventil 76 angeordnet ist. In diesem Wärmetauscher 75 kann eine Luft 50 vorgewärmt werden.
  • Die Wärmezu- und Abfuhr zu/von der Kälteanlage erfolgt in Wärmetauschern nach dem Fließbettprinzip. Dabei kann die Flüssigkeit um den Kältemittelkondensator 43 über einen Kreislauf 46, bestehend aus Luft und Wasserdampf fluidisiert werden. Hierbei kann die Enthalpie der Luft durch die Wasserverdampfung erhöht werden. Ein Teil dieser Wärme kann in einem Temperaturwechsler 47 auf die in dem Kälteteil getrocknete Raumluft 50 übertragen werden. Diese Luft kann nach der Entnahme aus Räumen oder einer Ansaugung von außen mit hoher Feuchte über eine Leitung 48 dem gekühlten Fließbettsystem zugeleitet werden und kühlt sich durch die Verdampfung des Kältemittels ab.
  • Der Wassergehalt der Luft ist beispielhaft nach dem i,x-Diagramm für feuchte Luft bei 16 °C oder 11,5 g-H2O/kg-Luft erreicht. Gleichzeitig kann eine Wäsche von Krankheitserregern und deren Abscheidung in der Flüssigkeit des Fließbettsystems 49 erreicht werden. Durch ein Aufheizen der Luft um 2–3 °C in dem Temperaturwechsler 47 oder Wärmetauscher 75 ist die Luft nach der Kühlung getrocknet und kann zur Kühlung in Räumen genutzt werden.
  • Eine derartige Kühlanlage hat die Vorteile, dass
    • – eine Reinigung der Luftmengen gegeben ist;
    • – die Abwärme aus dem Kondensator 43 in gesättigter Luft 46 anfällt und anderweitig nutzbar ist;
    • – ein kleiner Bedarf an Austauschfläche besteht;
    • – Energie gespart wird, durch die engeren Temperaturgrenzen des Kälteprozess.
  • Zur Beschreibung von 10:
  • Die Darstellung in 10 betrifft eine Kühlanlage gemäß dem Verfahren zur Löschung und Kühlung von Brandherden in Tunneln oder in brandgefährdeten Räumen. Es ist ein Querschnitt 51 einer Tunnelröhre 52 mit einer seitlichen Begrenzung 53 gezeigt, welche auch als Geh- oder Fluchtweg benutzbar ist. Ein möglicher Brandherd ist mit 54 bezeichnet. Diese Kühlanlage erfüllt ihre Funktion vorteilhaft einfach, durch eine Führung der Gase im Kreislauf, der um ein bestimmtes Segment der Tunnelröhre 52 aufgebaut ist.
  • Die Gase um den Brandherd 54 werden über ein druckfest ausführbares Ansaugrohr 55 einem Wärmetauscher 56 zugeführt, in welchem zum Aufbau eines Fließbettsystems mit den Gasen ein flüssiges Kältemittel 57, bevorzugt Wasser gelagert ist. Dieser Wärmetauscher ist gemäß der Beschreibung in 5 aufgebaut und zugeführte Gase werden durch das Verdampfen von Wasser gekühlt und gelangen über eine Sammelleitung 60, welche mehrere Wärmetauscher 56 eines Segmentes verbindet, zu einem gemeinsamen Ventilator 58, der die gekühlten und vermischten Gase über eine Leitung 59 in das Tunnelsegment zurückführt und über mehrere Auslassöffnungen von oben im Tunnel verteilt.
  • Diese Kühlanlage benötigt zur Bereitstellung der Kälteleistung eine Leitung 61 für Frischwasser, um die Füllstandhöhe im jeweiligen Wärmetauscher 56 mit Wasser an jedem Wärmetauscher sicherzustellen.
  • Eine Ableitung von Kühlwasser aus dem Wärmetauscher kann über einen nicht gezeigten Überlauf 7 erfolgen. Bei der hier beschriebenen Installation wird eine Ausbreitung der zündfähigen Gase eingeschränkt, indem diese im Bereich des Bodens abgezogen werden. Mit der Rückführung der gekühlten Gase unter die Decke, kann eine besondere Kühlung dieser statisch belasteten Bereiche (Bauteile) erreicht werden und im Tunnelsegment wird eine gleichmäßige Durchströmung möglich.
  • Die Leistung der Kühlanlage kann im Brandfall durch eine kontinuierliche Wassereinspeisung aus der Leitung 61 gesteigert werden, indem ein Teil der Kälteleistung über das erwärmte Wasser abgeleitet wird. Es ist selbstverständlich, dass die Kühlanlage bei einer Gasführung in umgekehrter Richtung, also von unten nach oben durch den Tunnelquerschnitt ebenfalls installierbar ist und dies in die Erfindung eingeschlossen wird.
  • Der eigentliche Löschvorgang kann als beendet betrachtet werden, sobald der freie Sauerstoff in der Tunnelatmosphäre verbraucht ist. Dann ist die Restluft mit CO, CO2 und einem Anteil von organischem Kohlenstoff C betastet.
  • In einer weiteren Ausgestaltung kann ein bestimmtes Gasvolumen aus dem Tunnelsegment abgeleitet werden. Hierzu kann das überschüssige Gas über eine Leitung 64 und eine Stellventil 63 aus dem Gaskreislauf und der Leitung 59 in eine zentrale Abgasleitung 65 geführt werden. Die Menge des überschüssigen Gasvolumens wirkt sich auf den Druck in der Tunnelröhre aus. Über eine Druckmessung 62, ausgeführt als PIC (pressure-indication-controll) kann der Volumenstrom in dem Ventil 63 geregelt werden.
  • Als weitere Regelgröße kann die Temperatur in der Röhre verwendet werden, über welche ein Ausbreiten von warmen Gasen erkennbar ist und der obige Abzug von Volumen geregelt werden kann.
  • Die beschriebene Kühlanlage wirkt durch die Verknappung des Sauerstoffes und durch die Kühlung und die Reduzierung der Volumenentwicklung am Brandherd.
  • Bei Brandherden, bei welchen noch Menschen zu bergen sind, kann ein Sauerstoffmangel auch Menschenleben gefährden.
  • Bei einem verspäteten Betrieb der Löscheinrichtung kann deshalb eine intensivere Kühl- und Löschwirkung vorteilhaft sein. Hierzu ist in der Tunnelröhre eine Versorgungsleitung 66 für inerte Gase wie CO2, Stickstoff oder Rauchgase vorgesehen. Die inerten Gase können über ein Ventil 67 in die Tunnelröhre zugeführt und verteilt werden, bevorzugt über Ausblasöffnungen, welche zwischen oder gegenüber den Ansaugrohren 55 gelegen sind. Ein an Sauerstoff reicheres, überschüssiges Volumen kann über die Leitungen 59, 64, 63, 65 abgeleitet werden. Durch diese Ableitung wird ein Ausbreiten der Gase in dem Tunnel reduziert und zündfähige Gase werden vom Brandherd weggeblasen und in dem Wärmetauscher(n) 56 gekühlt und kondensiert.
  • Im Falle eines Brandes können die Kühl- und Löschanlagen in Tunnelsegmenten betrieben werden, die nicht im Brandherd liegen. Hierdurch kann eine überschüssige Luft, welche den Brand zusätzlich anfachen würde, aus einem der vorgeschalteten Segmente des Tunnels über den Entlüftungsweg 55, 56, 60, 58, 59, 64, 63, und 65 abgeleitete werden.
  • Es ist selbstverständlich, dass weitere Löschmittel über eine Leitung mit einem Ventil 70 aus einer Vorlage 69 dem Brandherd 54 zugeleitete werden können. Weiter kann durch die Wärmetauscher die Wirkung, der vom Brandherd ausgehenden Schadstoffe, reduziert werden, indem ein Sorptionsmittel, wie Kalkmilch, der Flüssigkeit zugeführt wird.
  • Vorteile der beschriebenen Betriebsweise:
    • – explosionssichere Rohrleitung und Funktionssicherheit;
    • – Flammdurchschlagsicherung und Begrenzung der Brandschäden;
    • – Kühlung der Rauchgase und konstante Tunnelbelüftung;
    • – Einfache Apparate und hohe Betriebssicherheit;
    • – Optimale Kühlleistung und schnelle Brandbekämpfung.
  • Beispiel:
    Länge eines Tunnelabschnittes 50 m
    Volumen im Tunnelabschnitt 3000 m3
    Umwälzmenge 40 000 m3
    Anzahl der Wärmetauscher 10 Stück
    Arbeitsfläche pro Wärmetauscher 1,1 m2
    Höhe der Kühlflüssigkeit 0,5 m
    Volumen an Kühlflüssigkeit 0,550 m3
    Anfängliche Kühlreserve pro Wärmetauscher:
    Von 20 °C bis 45 °C 57 000 kJ
    bei Kühlung der Rauchgase auf zuzüglich Kältemittelverdampfung, 45 °C
    Wasser bei 45 °C/kg Luft 45 g/kg
    Inertisierung des Tunnelabschnittes:
    Stickstoffbedarf (Restluft) 3000 m3.
  • Mit der Aufgabe von 3000 bis 6000 m3 inerter Gase kann also ein Brand in einem bestimmten Tunnelabschnitt oder in Räumen vergleichbarer Größe kontrolliert werden.
  • Zur Beschreibung von 11:
  • Hier ist die Anordnung mit dem Gasstrom 3 und dem Prinzip der Gasverteilung in der Flüssigkeit 4 dargestellt, um mit einem zugeführten Gas in der Flüssigkeit ein Fließbettsystem aufzubauen.
  • Eines von mehreren möglichen Verteilrohren 75 ist als Ausschnitt dargestellt. Der nicht fluidisierte Zustand ist mit der Flüssigkeitshöhe 76 angegeben und der fluidisierte Zustand mit dem Niveau 77. Das Niveau 77 kann durch die Höhe der Abzugsleitung, dem Überlauf 7, begrenzt werden.
  • Der Gasstrom wird über das Verteilrohr zugeleitet und kann über Öffnungen 78 mit erhöhter Geschwindigkeit in die Flüssigkeit 4 entweichen. Die Durchmesser der Öffnungen 78 werden allgemein proportional zur Größe des Gasstromes gewählt.
  • Mit einem Durchmesser von 2 mm bis 10 mm konnten bisher gute Ergebnisse erzielt werden. In kleinen Wärmetauschern mit einem Gasstrom von weniger als 10 m3/h kann in einer fluidisierten Schicht von 5 cm eine gute Kühlung eines warmen Gasstromes erreicht werden. Beispiel – Aufbau der Gasverteilung
    Fließbettgrundfläche – 12 cm2
    Offene Fläche 3 % 0,36 cm2
    Einzelloch – Durchmesser 0,2 cm
    Fläche der Öffnung 0,031 cm2
    Anzahl der Löcher 12 Stück/Fließbett
    Fließbettgrundfläche – 1,1 m2
    Offene Fläche 4 % 0,044 m2
    Einzelloch-Durchmesser 0,8 cm
    Fläche pro Loch 0,5 cm2
    Anzahl der Löcher 880 Stück/Fließbett
  • Die Pressung zum Aufbau eines Fließbettes im Wasser kann von einem Ventilator erzeugt werden.

Claims (12)

  1. Wärmeaustauscher zur Verwendung in Kühlanlagen mit einem Fließbettsystem, das aus mehreren Phasen verschiedener Stoffe aufgebaut ist, wobei eine erste Phase eine Flüssigkeit ist, die sich im Wärmeaustauscher befindet und eine zweite Phase ein Dampf ist, wobei der Dampf in den Wärmeaustauscher einleitbar ist zum direkten Wärmeaustausch mit der ersten Phase, und wobei die überschüssige Wärme als Gemisch Gas/Wasserdampf ableitbar und der verdampfte Wasseranteil als Flüssigkeit zuführbar ist.
  2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine feste Phase in Form von Wärmeaustauschflächen in dem Fließbettsystem vorgesehen ist.
  3. Wärmeaustauscher, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Wärmeaustauschflächen ein Kältemittel behandelt wird.
  4. Wärmeaustauscher, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel verdampft wird.
  5. Wärmeaustauscher, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel kondensiert wird.
  6. Wärmeaustauscher, nach Anspruch 1, dass eine feste Phase in Form eines Feststoffs in dem Fließbettsystem zur Kühlung einsetztbar ist.
  7. Wärmeaustauscher, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Phase als Dampf zu Kühlung in das Fließbettsystem eingeleitet wird, die dampfförmige Phase durch Kondensation abgeschieden wird, und die Wärme durch die Verdampfung von flüssiger Phase abgeleitet wird.
  8. Wärmeaustauscher, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fließbettsystem als Flammsperre für das Dampf/Gasgemisch verwendbar ist.
  9. Verfahren zur Behandlung eines Abgasstromes in einem Wärmeaustauscher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasstrom dem Fließbettsystem zugeführt wird, dampfförmige Verunreinigungen z.B. Ölnebel durch Kondensation abgeschieden werden, und die Wärme zur Kühlung als Gemisch Abgas/Wasserdampf abgeleitet wird.
  10. Verfahren, nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch Abgas/Wasserdampf in einem Demister gereinigt wird.
  11. Verfahren, nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein von einem Brand kommender Abgasstrom dem Fliessbettsystem zugeführt wird.
  12. Verfahren zur Behandlung von 2 Gasströmen in einem Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fließbettsystem mit 2 unterschiedlichen Gasströmen aufgebaut ist, die überschüssige Wärme innerhalb des Fließbettsystems von einem Teil dem anderen Teil zugeleitet wird und diese Wärme als Gemisch Gas/Wasserdampf aus dem kälteren Teil abgeleitet wird.
DE10153452A 2001-11-04 2001-11-04 Wärmetauscher für Kühlanlagen Expired - Fee Related DE10153452B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10153452A DE10153452B4 (de) 2001-11-04 2001-11-04 Wärmetauscher für Kühlanlagen
DE2002116383 DE10216383A1 (de) 2001-11-04 2002-04-12 Verfahren zum Löschen von Brandherden

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10153452A DE10153452B4 (de) 2001-11-04 2001-11-04 Wärmetauscher für Kühlanlagen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10153452A1 DE10153452A1 (de) 2003-05-15
DE10153452B4 true DE10153452B4 (de) 2006-11-30

Family

ID=7704165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10153452A Expired - Fee Related DE10153452B4 (de) 2001-11-04 2001-11-04 Wärmetauscher für Kühlanlagen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10153452B4 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202022001893U1 (de) 2022-08-26 2022-12-16 Fritz Curtius Energieerzeuger mit Erdgas

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10311558B3 (de) * 2003-03-17 2004-10-21 Fritz Curtius Löschverfahren für Brandstellen
CN103791734A (zh) * 2012-10-30 2014-05-14 北京亿维德曼科技发展有限公司 高效微细雾化减温装置
FR3014548B1 (fr) * 2013-12-11 2018-11-30 Starklab Dispositf de production d'un flux d'air dont la temperature est controlee par echange thermique avec un liquide et avec mise en contact direct du flux d'air et du liquide
MA40912A (fr) * 2014-11-06 2017-09-12 Starklab Dispositif de production et de traitement d'un flux gazeux à travers un volume de liquide, installation et procédé mettant en oeuvre ce dispositif
FR3028304B1 (fr) * 2014-11-06 2019-10-04 Starklab Installation et procede de recuperation de calories dans flux gazeux

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4220850C1 (de) * 1992-06-25 1993-10-07 Alexander Lerch Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von im wesentlichen festen Bestandteilen aus einem Abgasstrom
DE4213475A1 (de) * 1992-04-24 1993-10-28 Metallgesellschaft Ag Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen heißer Feststoffe im Wirbelbett
DE10040548A1 (de) * 1999-08-18 2001-02-22 Fritz Curtius Einrichtung zur Trocknung von feuchter Luft
DE10118580A1 (de) * 2001-04-16 2002-10-31 Fritz Curtius Verfahren zur Behandlung der Atmosphäre in Autoklaven

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4213475A1 (de) * 1992-04-24 1993-10-28 Metallgesellschaft Ag Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen heißer Feststoffe im Wirbelbett
DE4220850C1 (de) * 1992-06-25 1993-10-07 Alexander Lerch Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von im wesentlichen festen Bestandteilen aus einem Abgasstrom
DE10040548A1 (de) * 1999-08-18 2001-02-22 Fritz Curtius Einrichtung zur Trocknung von feuchter Luft
DE10118580A1 (de) * 2001-04-16 2002-10-31 Fritz Curtius Verfahren zur Behandlung der Atmosphäre in Autoklaven

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202022001893U1 (de) 2022-08-26 2022-12-16 Fritz Curtius Energieerzeuger mit Erdgas

Also Published As

Publication number Publication date
DE10153452A1 (de) 2003-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2337549C3 (de)
DE69821088T2 (de) Ammoniakkälteaggregat mit verdunstungsverflüssigung
DE1945177A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von komprimierten Gasen
DE102017215488A1 (de) Kältegerät mit mehreren Temperaturzonen
DE1146237B (de) Klimaanlage
DE10153452B4 (de) Wärmetauscher für Kühlanlagen
DE3423561C2 (de) Vorrichtung zur Lufttrocknung
DE2709961C2 (de) Gas-Kältetrockner
DE112017004101B4 (de) Verfahren und Anordnung zum Rezirkulieren einer Luft in einem Trocknungsprozess
DE60309501T2 (de) Vorrichtung zum gleichzeitigen Kühlen und Entfernen von Flüssigkeit aus einem Gas aus einem Kompressor
DD283943A5 (de) Prozess und anordnung zur konditionierung von luft
DD294082A5 (de) Kompressionskuehlsystem mit oelabscheider
DE19952639A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Luftkonditionierung
DE3017488A1 (de) Luftkuehler
DE4024276C2 (de) Kuehl- und befeuchtungsvorrichtung fuer waren, wie blumen, gemuese, obst, kaese
DE4342598A1 (de) Vorrichtung zur Trocknung von Druckluft
DE102017007031B3 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Abscheiden von Dämpfen aus einem Gasstrom
DE143617C (de)
EP2397805B1 (de) Vorrichtung zur Rückkühlung von Wärmeträgern und Arbeitsstoffen aus der Kältetechnik und Flüssigkeitskühlern sowie Kälterückgewinnung in der Lüftungstechnik
DE2108743A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Kon densieren
DE102019201457A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Klimageräts, Klimagerät, mobile oder stationäre technische Einheit und Fahrzeug
DE2837892C2 (de) Vorrichtung zum Kondensieren von Dampf
DE10203229C1 (de) Wärmetauscher
CH326705A (de) Kühleinrichtung, insbesondere Verflüssiger für Kälteanlagen
DE2158617C3 (de) Verfahren und Anlage zur Absorptionskälteerzeugung

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee