DE102007054703B4 - Wärmetauscher - Google Patents

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Abstract

Wärmetauscher, der in mehreren übereinander liegenden Reihen (R, R1, R2) nebeneinander angeordnete Austauscherrohre (2, 3, 4) aufweist, die innen mit einem zu kühlenden Produkt (P) beaufschlagt und von unten im Gegenstrom zu dem zu kühlenden Produkt (P) mittels Kühlluft (KL) angeströmt sind, wobei mindestens die Austauscherrohre (2) in der von der Kühlluft (KL) zunächst angeströmten unteren Rohrreihe (R) mit von einem Heizmedium (HM) beschickbaren Innenrohren (10) versehen sind, wobei das zu kühlende Produkt (P) im Gegenstrom zum Heizmedium (HM) strömt.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Ein derartiger Wärmetauscher wird unter anderem in einem chemischen Produktionsprozess eingesetzt, in welchem Produkte anfallen, die bei Temperaturen zwischen 0°C und 50°C stocken. Das heißt, sie werden zähflüssig oder fest. Dies ist beispielsweise bei Teer, Wachs oder Eis der Fall. Dennoch müssen derartige Produkte im noch flüssigen Zustand höherer Produktionstemperatur, zum Beispiel im Bereich von 100°C bis 120°C gekühlt werden, um sie in diesem flüssigen Zustand in Speichern oder Zwischentanks lagern bzw. weiter transportieren zu können.
  • Wenn bei dem zum Einsatz gelangenden Wärmetauscher Kühlluft in Form von Umgebungsluft zwischen etwa –20°C und +35°C benutzt wird, so kann es zu Problemen in einem solchen luftgekühlten Wärmetauscher kommen, da die Temperatur der Umgebungsluft nicht konstant ist. Wird beispielsweise ein Wärmetauscher für eine Temperatur von sommerlicher Umgebungsluft in Höhe von etwa +30°C ausgelegt, und zwar für eine Kühlung des Produkts von 120°C auf 50°C und unter der weiteren Voraussetzung, dass das Produkt einen Stockpunkt von +40°C hat, so besteht die Gefahr, dass in den in Strömungsrichtung der Kühlluft unteren Rohrreihen des Wärmetauschers wegen der dort niedrigsten Kühllufttemperatur das Produkt bereits bei +20°C Umgebungsluft den Stockpunkt erreicht und dann auf Grund seiner Konsistenz nicht mehr durch die Austauscherrohre des Wärmetauschers gepumpt werden kann. Dies führt dazu, dass in diesen unteren Rohrreihen keine Wärme mehr an die Umgebungsluft übertragen wird, die den Wärmetauscher querende Umgebungsluft also nicht mehr erwärmt wird und folglich im vergleichsweise kalten Zustand die oberen Rohrreihen des Wärmetauschers erreicht, so dass auch dort das Stocken des Produkts beginnt. Dies hat letztlich zur Folge, dass der gesamte Wärmetauscher mit festem Produkt gefüllt ist. Er kann dann seine Aufgabe nicht mehr erfüllen und muss mit vergleichsweise aufwändigen Maßnahmen von außen erwärmt werden.
  • Ähnlich wie in einem der Kühlung dienenden Wärmetauscher sind die Verhältnisse in Kondensatoren, bei denen sich in den unteren Rohrreihen Eis bilden kann, so dass diese vollständig einfrieren und ggf. sogar zerstört werden können.
  • Um vom Stocken gefährdete Produkte dennoch relativ sicher kühlen zu können, werden bislang in der Praxis mehrere Methoden angewendet. Bei einem Verfahren erfolgt die Schaltung des zu kühlenden Produkts im thermodynamisch ungünstigen Gleichstrom zur Kühlluft. Dies hat den Nachteil, dass der Wärmetauscher größer sein muss, als bei einer Gegenstromschaltung. Außerdem schützt dieses Verfahren nur bis zu einem bestimmten Temperaturbereich. Unterhalb dieses Temperaturbereichs kommt es dennoch zum Stocken des Produkts.
  • Eine weitere Methode ist das Einschalten eines Zwischenkühlkreises. In diesem wird mit Hilfe einer luftgekühlten Anlage zum Beispiel Wasser im Kreislauf auf eine Temperatur von über 45°C gekühlt und dann in einem weiteren Wärmetauscher genutzt, um das stockgefährdete Produkt zu kühlen.
  • Ferner gelangen mit Dampf oder Flüssigkeit beheizte Heizbündel zum Einsatz, die luftseitig vor dem eigentlichen Wärmetauscher angeordnet werden und die Kühlluft über das gesamte Jahr auf etwa 25°C bis 30°C geregelt vorheizen.
  • Schließlich ist es noch bekannt, sogenannte Umluftkühler einzusetzen, bei denen mit Hilfe von Jalousien und Luft-Leitkanälen die am oberen Ende des Wärmetauschers austretende erwärmte Kühlluft zumindest zum Teil wieder nach unten unter den Wärmetauscher geleitet und der neuen Umgebungsluft zugemischt wird, so dass diese sich auf zum Beispiel 30°C einpegeln kann.
  • In der DE 26 56 698 A1 ist ein luftgekühlter Wärmeaustauscher zur Kühlung industrieller Flüssigkeiten offenbart.
  • Aus der FR 647 675 A geht ein Wärmetauscher zum Wärmeaustausch zwischen zwei Medien mit von einem Heizmedium beschickbaren Innenrohr hervor.
  • Alle vorstehend beschriebenen Lösungen haben indessen insbesondere deshalb technische Nachteile, weil meistens ein erheblicher Mehraufwand an zu installierenden Geräten und Vorrichtungen getrieben werden muss.
  • Der Erfindung liegt – ausgehend vom Stand der Technik – die Aufgabe zu Grunde, einen luftgekühlten Wärmetauscher zu schaffen, der das Stocken oder Einfrieren des zu kühlenden oder zu kondensierenden Produkts auch bei niedrigen Temperaturen der Kühlluft sicher vermeidet.
  • Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Erfindungsgemäß weist der Wärmetauscher in mehreren übereinander liegenden Reihen nebeneinander liegende Austauscherrohre auf, die innen mit einem zu kühlenden Produkt beaufschlagt und von unten im Gegenstrom zu dem zu kühlenden Produkt mittels Kühlluft angeströmt sind. Danach sind mindestens die Austauscherrohre in der von der Kühlluft zunächst angeströmten unteren Rohrreihe eines Wärmetauschers (Flüssigkeitskühler oder Kondensator) mit von einem Heizmedium beschickbaren Innenrohren versehen, wobei das zu kühlende Produkt im Gegenstrom zum Heizmedium strömt. Das Heizmedium ist bevorzugt Dampf oder warmes beziehungsweise heißes Wasser. In einigen Betriebssituationen kann es aber auch denkbar sein, dass das Produkt selber als Heizmedium verwendet wird. In den Ringspalten zwischen den Innenrohren und den Austauscherrohren strömt das zum Stocken oder Gefrieren neigende Produkt. Bei normalen Umgebungstemperaturen, zum Beispiel oberhalb 20°C, wird das Produkt ohne Gefahr des Stockens gekühlt. Es wird kein Heizmedium benötigt. Sinkt jedoch die Temperatur der Kühlluft unter 20°C ab, so werden je nach den örtlichen Temperaturen zumindest die Innenrohre in der untersten Rohrreihe mit dem Heizmedium beschickt Ggf. ist es auch nötig, die Innenrohre mindestens einer weiteren Rohrreihe mit einem Heizmedium zu beaufschlagen. So kann zum Beispiel ein Heizmedium in Form von Wasser mit einer Temperatur von 40°C in die Innenrohre geleitet werden. Damit wird dem zu kühlenden Produkt die notwendige Wärme zugeführt und folglich das Stocken im Wärmetauscher verhindert. Sinkt die Kühllufttemperatur weiter ab, so kann geregelt noch wärmeres Heizmedium verwendet werden, um das Stocken des Produkts zu verhindern.
  • Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist die sehr kompakte Bauart eines Wärmetauschers gegenüber solchen Wärmetauschern, die mit Lamellenpaketen und Rezirkulationseinrichtungen versehen sind. Zwar bedeutet die Integration von Innenrohren zur Führung des Heizmediums einen fertigungstechnischen Mehraufwand. Indessen kann der Querschnitt der Innenrohre im Verhältnis zur Querschnittsfläche der das Produkt führenden Austauscherrohre so gering gehalten werden, dass in Anbetracht des Bauraumgewinns der etwas höhere Druckverlust innerhalb des Wärmetauschers unbeachtet bleiben kann. Außerdem ist bei der Auslegung des erfindungsgemäßen Wärmetauschers zu berücksichtigen, dass die Rohrlängen oftmals mehr als 10 Meter betragen. Es handelt sich also in der Regel um sehr große Anlagen. Solche Anlagen müssen ihre Leistungen auch bei maximaler Lufttemperatur erbringen, das heißt, auch im Sommerbetrieb zuverlässig kühlen. Folglich wird im Sommerbetrieb ein Gegenstrom von Kühlluft und Produkt ohne zusätzliche Beheizung angestrebt, während im Winterbetrieb das Heizmedium gegensinnig mm Produkt strömen sollte.
  • Die Beaufschlagung der Innenrohre mit einem Heizmedium kann mit weiteren Maßnahmen kombiniert werden, um in Abhängigkeit von den jeweiligen Temperaturen der Umgebungsluft den wirtschaftlichsten Betriebszustand des Wärmetauschers zu gewährleisten. So ist es gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 möglich, dass die Austauscherrohre in Strömungsrichtung der Kühlluft von Rohrreihe zu Rohrreihe mit einer jeweils größeren Anzahl an Rippen versehen sind. Mit dieser Maßnahme wird dem Sachverhalt Rechnung getragen, dass sich die Kühlluft in einem luftgekühlten Wärmetauscher von Rohrreihe zu Rohrreihe von unten nach oben erwärmt, so dass die Kühlung in den unteren Rohrreihen am intensivsten ist und damit auch die Gefahr des Stockens dort am größten ist. Um diese Gefahr zu reduzieren, biete es sich an, die Rippenteilung von Rohrreihe zu Rohrreihe zu ändern. Im Extremfall kann die unterste Rohrreihe sogar nur aus Glattrohren bestehen, um dann mit zunehmender Temperatur der Kühlluft die Rippenteilung von Rohrreihe zu Rohrreihe nach oben kleiner werden zu lassen.
  • Vorzugsweise sind nach Anspruch 3 der Produkteinlass im Bereich der obersten Rohrreihe und der Produktauslass im Bereich der untersten Rohrreihe vorgesehen. Das heißt, das Produkt strömt im Kreuzstrom in Gegenstromwende zur Kühlluft durch den Wärmetauscher.
  • In diesem Zusammenhang kann es gemäß Anspruch 4 von Vorteil sein, dass die Innenrohre gleichsinnig zu den mit dem Produkt beaufschlagten Austauscherrohren mit dem Heizmedium beschickt sind. Diese Schaltungsweise bietet sich dann an, wenn sich die Temperatur der Umgebungsluft noch in einem höheren Bereich befindet. Das Heizmedium würde sich nämlich in Strömungsrichtung abkühlen, ebenso wie das Produkt. Das heißt, der Bereich des Wärmetauschers in der Nähe des Produktauslasses ist gefährdet, weil es hier am kältesten ist und folglich am ehesten zu Stockungen kommen kann.
  • Bei geringer werdenden Temperaturen der Umgebungsluft ist demnach eine Schaltung entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 5 vorteilhafter. Danach sind die Innenrohre gegensinnig zu den mit dem Produkt beaufschlagten Austauscherrohren mit dem Heizmedium beschickt. Das heißt, der Bereich des Wärmetauschers in der Nähe des Produktauslasses würde früher mit dem temperaturmäßig noch hohen Heizmedium in Kontakt gelangen, so dass Stockungen wirkungsvoll vermieden werden können.
  • Noch vorteilhafter ist die erfindungsgemäße Variante nach Anspruch 6. Hierbei wird das Produkt auf seinem Weg vom oberen Produkteinlass zum unteren Produktauslass mehrfach von Rohrreihe zu Rohrreihe S-förmig umgelenkt, wobei die Innenrohre jeweils gegensinnig mit dem Heizmedium beschickt werden.
  • Sinken die Temperaturen der Kühlluft, so ist es vorteilhafter, die Merkmale des Anspruchs 7 anzuwenden, wonach das Produkt auf seinem Weg vorn oberen Produkteinlass zum unteren Produktauslass mehrfach von Rohrreihe zu Rohrreihe S-förmig umgelenkt wird, jedoch die Innenrohre jeweils gleichsinnig mit dem Heizmedium beschickt sind.
  • Die gegensinnige oder gleichsinnige Schaltung des Produktstroms zum Heizmedium und umgekehrt kann mit Hilfe von 3-Wege-Ventilen oder auch von üblichen Absperrarmaturen erfolgen.
  • Bei der Variante gemäß den Merkmalen des Anspruchs 8 wird des Produkt selber als Heizmedium benutzt. Dazu wird das Produkt zunächst durch Innenrohre geführt und heizt hier das in den Austauscherrohren gegensinnig zurückströmende durch einen Luftstrom abgekühlte Produkt auf.
  • Entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 9 ist es in Abhängigkeit von der Jahreszeit und den dann herrschenden Temperaturen der Umgebungsluft aber auch möglich, dass der Produkteinlass im Bereich der untersten Rohrreihe und der Produktauslass im Bereich der obersten Rohrreihe vorgesehen sind.
  • Nach Anspruch 10 ist es zweckmäßig, dass die Lage der Innenrohre in den Austauscherrohren dadurch gesichert wird, dass die Innenrohre über Distanzstücke in den Austauscherrohren abgestützt sind.
  • In diesem Zusammenhang ist es dann gemäß Anspruch 11 von Vorteil, dass die Innenrohre in den Außenrohren konzentrisch angeordnet sind. Hierdurch können gleich lange Distanzstücke verwendet werden.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 im Schema einen vertikalen Längsschnitt durch einen luftgekühlten Wärmetauscher;
  • 2 ebenfalls im Schema einen vertikalen Längsschnitt durch einen luftgekühlten Wärmetauscher gemäß einer weiteren Ausführungsform;
  • 3 im Schema eine Schaltung für ein Heizmedium des Wärmetauschers der 2;
  • 4 im Schema eine Variante einer Schaltung für den Wärmetauscher der 2;
  • 5 einen Querschnitt durch die Darstellung der 1 entlang der Linie V-V in Richtung der Pfeile Va gesehen und
  • 6 im Schema einen vertikalen Längsschnitt durch einen luftgekühlten Wärmetauscher gemäß einer dritten Ausführungsform.
  • Mit 1 ist in der 1 ein Wärmetauscher bezeichnet, der in mehreren übereinander liegenden Rohrreihen R, R1, R2 nebeneinander angeordnete Austauscherrohre 2, 3, 4 aufweist, die innen mit einem zu kühlenden Produkt P beaufschlagt und von unten mittels Kühlluft KL angeströmt sind.
  • Die in der untersten Reihe R liegenden Austauscherrohre 2 sind als Glattrohre ohne Rippen ausgebildet. In den beiden darüber liegenden Reihen R1 und R2 befinden sich Austauscherrohre 3, 4 mit Rippen 5, wobei die Rippen 5 der Austauscherrohre 3 in der Reihe R1 einen größeren Abstand voneinander haben, als die Rippen 5 der Austauscherrohre 4 in der Reihe R2.
  • Die Austauscherrohre 2, 3, 4 sind an einem Ende an eine Verteilerkammer 6 angeschlossen, die mit einem oberen Einlass 7 für das Produkt P versehen ist.
  • Am anderen Ende der Austauscherrohre 2, 3, 4 befindet sich eine Sammelkammer 8, die am unteren Ende mit einem Auslass 9 für das Produkt P versehen ist.
  • In die Austauscherrohre 2, 3, 4 sind – wie auch die 5 erkennen lässt – konzentrisch angeordnete Innenrohre 10 eingezogen. Die Innenrohre 10 sind über Distanzstücke 11 gegenüber den Austauscherrohren 2, 3, 4 abgestützt und münden endseitig einerseits in eine Verteilerkammer 12 für ein Heizmedium HM und andererseits in eine Sammelkammer 13 für das Heizmedium HM. Entsprechend sind an der Verteilerkammer 12 ein Einlass 14 für das Heizmedium HM und an der Sammelkammer 13 ein Auslass 15 für das Heizmedium HM vorgesehen.
  • Wie die 1 anhand der in durchgezogener Linienführung eingezeichneten Pfeile erkennen lässt, strömt das Produkt P über den Produkteinlass 7 zunächst in die Verteilerkammer 6, von hier aus über die Ringräume 16 zwischen den Innenrohren 10 und den Austauscherrohren 2, 3, 4 zu der Sammelkammer 8 und aus dieser über den Produktauslass 9 zur Weiterverwendung.
  • Das Heizmedium HM gelangt vom Einlass 14 in die Verteilerkammer 12 und von hier aus gemäß den in unterbrochener Linienführung dargestellten Pfeilen durch die Innenrohre 10 in die Sammelkammer 13 und aus der Sammelkammer 13 über den Auslass 15 zu einer nicht dargestellten Heizquelle.
  • Das Heizmedium HM fließt also gleichsinnig zum Produkt P durch die Innenrohre 10. Sowohl das Produkt P als auch das Heizmedium HM strömen im Kreuzstrom zur Kühlluft KL.
  • Bei der Ausführungsform der 1 ist es aber auch denkbar, dass der Einlass 14 und der Auslass 15 für das Heizmedium HM ausgetauscht werden, so dass dann das Heizmedium HM gegensinnig zu dem Produkt P durch die Innenrohre 10 strömt.
  • Ferner ist es vorstellbar, dass das Produkt P von unten nach oben durch den Wärmetauscher 1 strömt.
  • Die 2 zeigt einen Wärmetauscher 1a, der prinzipiell so aufgebaut ist, wie der Wärmetauscher 1 der 1. Er besitzt in drei Reihen R, R1, R2 nebeneinander angeordnete Austauscherrohre 2, 3, 4, die jeweils von Innenrohren 10 gemäß 5 durchzogen sind. Die Austauscherrohre 2 in der untersten Reihe R besitzen keine Rippen, während die Austauscherrohre 3, 4 der Reihen R1 und R2 mit Rippen 5 versehen sind. Die Rippen 5 der Austauscherrohre 3 in der Reihe R1 haben einen größeren Relativabstand als die Rippen 5 der Austauscherrohre 4 in der obersten Reihe R2.
  • Bei der Ausführungsform der 2 strömt das Produkt P gemäß den in durchgezogenen Linien dargestellten Pfeilen zunächst über den Produkteinlass 7 und eine Verteilerkammer in die Ringräume 16 der Austauscherrohre 4 in der obersten Reihe R2.
  • Von hier aus gelangt das Produkt P in eine Umlenkkammer 18, wird in dieser um 180°C umgelenkt und strömt dann durch die Ringräume 16 der Austauscherrohre 3 in der Reihe R1 zu einer weiteren Umlenkkammer 19 am anderen Ende der Austauscherrohre 3. In der Umlenkkammer 19 wird das Produkt P nochmals um 180°C umgelenkt, strömt in den Ringräumen 16 der Austauscherrohre 2 der untersten Reihe R zu einer Sammelkammer 20 und von hier aus über den Auslass 9 zur Weiterverwendung.
  • Die Verteilerkammer 17 ist von der darunter liegenden Umlenkkammer 19 mittels einer Wand 21 abgetrennt. Ebenso ist die Umlenkkammer 18 zwischen den Austauscherrohren 4, 3 der obersten Reihe R2 und der darunter liegenden Reihe R1 von der Sammelkammer 20 mittels einer Wand 22 abgetrennt. Das Produkt P erfährt auf diese Weise eine mehrfache S-förmige Umlenkung auf seinem Weg vom Produkteinlass 7 zum Produktauslass 9.
  • Neben der Sammelkammer 20 für das Produkt P ist eine Verteilerkammer 23 mit einem Einlas 24 für ein Heizmedium HM vorgesehen. Von hieraus strömt das Heizmedium HM gemäß den in unterbrochener Linienführung eingezeichneten Pfeilen durch die Innenrohre 10 in den Austauscherrohren 2 der untersten Reihe R zu einer am anderen Ende vorgesehenen Umlenkkammer 25. Aus der Umlenkkammer 25 strömt das Heizmedium HM durch die Innenrohre 10 der Austauscherrohre 3 der Reihe R1 zu einer weiteren Umlenkkammer 26, die oberhalb der Verteilerkammer 23 vorgesehen und gegenüber der Verteilerkammer 23 ebenfalls mittels der Wand 22 abgetrennt ist. Aus dieser Umlenkkammer 26 gelangt das Heizmedium HM in die Innenrohre 10 der Austauscherrohre 4 der obersten Reihe R2 und von hier aus in eine Sammelkammer 27, die gegenüber der Umlenkkammer 25 auch mittels der Wand 21 abgetrennt ist. Über einen Auslass 28 gelangt das Heizmedium HM zu einer nicht näher dargestellten Heizquelle.
  • Es ist also aus der 1 zu erkennen, dass das Heizmedium HM in allen drei Rohrreihen R, R1 und R2 gegensinnig zu dem Produkt P strömt.
  • Denkbar ist bei der Ausführungsform der 2 aber auch, dass der Einlass 24 und der Auslass 28 des Heizmediums HM ausgetauscht werden. In diesem Fall strömt das Heizmedium HM von oben nach unten durch den Wärmetauscher 1a und somit gleichsinnig zum Produkt P.
  • Die 3 und 4 lassen in diesem Zusammenhang im Schema eine Schaltung für die verschiedenen Strömungsrichtungen des zu kühlenden Produkts bzw. des Heizmediums HM erkennen. Lediglich beispielhaft werden anhand der 3 und 4 die möglichen Strömungswege des Heizmediums HM erläutert. Diese Erläuterungen lassen sich insbesondere auch auf den Produktstrom beziehen, dessen Strömungsrichtung auf die gleiche Weise geändert werden kann.
  • Soll das Heizmedium HM von oben nach unten durch den Wärmetauscher 1a strömen, gelangt das Heizmedium HM über ein 3-Wege-Ventil 29 und einen 1. Strang 30 in den Wärmetauscherweg WTW der Rohrreihen R2, R1, R und wird über einen 2. Strang 31 sowie ein 3-Wege-Ventil 32 einer Heizquelle zugeführt. Werden die beiden 3-Wege-Ventile 29, 32 umgeschaltet, so strömt das Heizmedium HM gemäß den Pfeilen in unterbrochener Linienführung über das 3-Wege-Ventil 29 und einen 3. Strang 33 in den Wärmetauscherweg WTW und gelangt von hier aus über einen 4. Strang 34 zu dem zweiten 3-Wege-Ventil 32 und über dieses zur Heizquelle.
  • Die Ausführungsform einer Schaltung für das Heizmedium HM gemäß 4 entspricht grundsätzlich derjenigen der 3, es sind nur anstelle der beiden 3-Wege-Ventile 29, 32 jetzt vier Absperrarmaturen 3538 vorgesehen, die je nach Schaltung dafür sorgen, dass das Heizmedium HM über den 1. Strang 30 und den Wärmetauscherweg WTW in den 2. Strang 31 und von hier aus zur Heizquelle bzw. über den 3. Strang 33 und den Wärmetauscherweg WTW in den 4. Strang 34 und von hier aus zur Heizquelle gelangt.
  • In der 6 ist eine Ausführungsform eines Wärmetauschers 1b veranschaulicht, der in zwei Reihen R und R1 Austauscherrohre 2, 3, aufweist, die von unten mit Kühlluft KL beaufschlagt werden. Die Austauscherrohre 2 in der unteren Reihe R sind unberippt, während die Austauscherrohre 3 der darüber liegenden Reihe R1 Rippen 5 besitzen.
  • Bei dieser Ausführungsform wird als Heizmedium HM das heiße Produkt P selber verwendet. Dazu werden in der unteren Reihe R vorgesehene Innenrohre 10 über einen Produkteinlass 38 mit dem Heizmedium HM beschickt. Von hier aus strömt das Heizmedium HM gegensinnig zu dem in den Austauscherrohren 2 fließenden Produkt P zu einer Umlenkkammer 35 und aus dieser Umlenkkammer 35 in Innenrohre 10, die in der oberen Reihe R1 in den Austauscherrohren 3 angeordnet sind. Aus diesen Innenrohren 10 tritt das Heizmedium HM in eine Umlenkkammer 36 ein, wo es in die Austauscherrohre 3 der oberen Reihe R1 überführt wird. Aus den Austauscherrohren 3 gelangt das abgekühlte Heizmedium HM in eine Umlenkkammer 37 und von hier aus durch die Austauscherrohre 2 der unteren Reihe R in eine Sammelkammer. über einen der Sammelkammer zugeordneten Produktauslass 39 wird das Produkt P der Weiterverwendung zugeführt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Wärmetauscher
    1a
    Wärmetauscher
    1b
    Wärmetauscher
    2
    Austauscherrohre in R
    3
    Austauscherrohre in R1
    4
    Austauscherrohre in R2
    5
    Rippen an 3, 4
    6
    Verteilerkammer f. P
    7
    Einlass f. P
    8
    Sammelkammer f. P
    9
    Auslass f. P
    10
    Innenrohre
    11
    Distanzstücke
    12
    Verteilerkammer f. HM
    13
    Sammelkammer f. HM
    14
    Einlass f. HM
    15
    Auslass f. HM
    16
    Ringräume zw. 24 u. 10
    17
    Verteilerkammer f. P
    18
    Umlenkkammer f. P
    19
    Umlenkkammer f. P
    20
    Sammelkammer f. P
    21
    Trennwand zw. 17 u. 19
    22
    Trennwand zw. 18 u. 20
    23
    Verteilerkammer f. HM
    24
    Einlass f. HM
    25
    Umlenkkammer f. HM
    28
    Umlenkkammer f. HM
    27
    Sammelkammer f. HM
    28
    Auslass f. KM
    29
    3-Wege-Ventil
    30
    1. Strang
    31
    2. Strang
    32
    3-Wege-Ventil
    33
    3. Strang
    34
    4. Strang
    35
    Umlenkkammer
    36
    Umlenkkammer
    37
    Umlenkkammer
    38
    Produktauslass
    39
    Produkteinlass
    HM
    Heizmedium
    KL
    Kühlluft
    P
    Produkt
    R
    Rohrreihe
    R1
    Rohrreihe
    R2
    Rohrreihe
    WTW
    Wärmetauscherweg

Claims (11)

  1. Wärmetauscher, der in mehreren übereinander liegenden Reihen (R, R1, R2) nebeneinander angeordnete Austauscherrohre (2, 3, 4) aufweist, die innen mit einem zu kühlenden Produkt (P) beaufschlagt und von unten im Gegenstrom zu dem zu kühlenden Produkt (P) mittels Kühlluft (KL) angeströmt sind, wobei mindestens die Austauscherrohre (2) in der von der Kühlluft (KL) zunächst angeströmten unteren Rohrreihe (R) mit von einem Heizmedium (HM) beschickbaren Innenrohren (10) versehen sind, wobei das zu kühlende Produkt (P) im Gegenstrom zum Heizmedium (HM) strömt.
  2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Austauscherrohre (2, 3, 4) in Strömungsrichtung der Kühlluft (KL) von Rohrreihe (R, R1) zu Rohrreihe (R1, R2) mit einer jeweils größeren Anzahl an Rippen (5) versehen sind.
  3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einlass (7) für das Produkt (P) im Bereich der obersten Rohrreihe (R2) und ein Auslass (9) für das Produkt (P) im Bereich der untersten Rohrreihe (R) vorgesehen sind.
  4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenrohre (10) gleichsinnig zu den mit dem Produkt (P) beaufschlagten Austauscherrohren (2, 3, 4) mit dem Heizmedium (HM) beschickt sind.
  5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenrohre (10) gegensinnig zu den mit dem Produkt (P) beaufschlagten Austauscherrohren (2, 3, 4) mit dem Heizmedium (HM) beschickt sind.
  6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt (P) auf seinem Weg von einem oberen Produkteinlass (7) zu einem unteren Produktauslass (9) mehrfach von Rohrreihe (R2, R1) zu Rohrreihe (R1, R) S-förmig umgelenkt wird, wobei die Innenrohre (10) jeweils gegensinnig mit dem Heizmedium (HM) beschickt sind.
  7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt (P) auf seinem Weg von einem oberen Produkteinlass (7) zu einem unteren Produktauslass (9) mehrfach von Rohrreihe (R2, R1) zu Rohrreihe (R1, R) S-förmig umgelenkt wird, wobei die Innenrohre (10) jeweils gleichsinnig mit dem Heizmedium (HM) beschickt sind.
  8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt (P) auf seinem Weg von einem Produkteinlass (39) zu einem Produktauslass (38) mehrfach von Rohrreihe (R, R1) zu Rohrreihe (R1, R) umgelenkt wird, wobei der Produkteinlass (39) an Innenrohre (10) der unteren Rohrreihe (R) angeschlossen ist, wobei das Produkt aus den Innenrohren (10) der oberen Rohrreihe (10) Austritt und über die Austauscherrohre (2, 3) gegensinnig zur Strömungsrichtung in den Innenrohren (10) einem Produktauslass (38) zuströmt.
  9. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Produkteinlass im Bereich der untersten Rohrreihe (R) und ein Produktauslass (9) im Bereich der obersten Rohrreihe (R2) vorgesehen sind.
  10. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenrohre (10) über Distanzstücke (11) in den Austauscherrohren (2, 3, 4) abgestützt sind.
  11. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenrohre (10) in den Austauscherrohren (2, 3, 4) konzentrisch angeordnet sind.
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