DE1551412A1

DE1551412A1 - Built-in for cooling systems

Info

Publication number: DE1551412A1
Application number: DE19671551412
Authority: DE
Inventors: Fuhrmann Dipl-Ing Herbert; Wolfram Kuehn; Eberhard Schmutzler
Original assignee: INST CHEMIEANLAGEN
Current assignee: INST CHEMIEANLAGEN
Priority date: 1967-01-02
Filing date: 1967-01-02
Publication date: 1970-04-16

Description

Einbaut'en für-Kühleinrichtungen Die Erfindung betrifft Einbauten fÜr Kühleinrichtungen, bestehend aus nahezu senkrechten, parallelen, Kanäle bildenden Wänden, zwischen denen in der Benutzung eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, herabries-elt und ein Gas, insbesondere Luft, im Gegenstrom von unten nach oben zur Kühlung der Flüssigkeit geführt wird, Es sind Einbauten für Kühleinrichtungen bekannt, die aus einer Nabe bestehen, um die ein Streifen oder eine Bahn aus Wellpappe spiralförmig gewickelt ist, Die Wellpappe besteht aus einer ebenen und einer gewellten Papierschicht, die miteinander mit Hilfe eines wasserunlöslichen Bindemittels verbunden sind. Die zwischen den Schichten gebilderen rohrförmigen Kanäle stehen in den Einbauten senkrecht. Die Einbauten sind zum Zwecke der Dauerbeständigkeit mit einem geeigneten Kunstharz imprägniert. Die Wellpappeschichten sind an ihrer unteren Kante schräg zu Zipfeln, übev vier bis sechs Kanäle reichend, zur Verbesserung des Wasseraustritts geschnitten.Einbaut'en for cooling equipment The invention relates to fittings refrigeration equipment, consisting perpendicular from almost, parallel channels forming walls between which in use, a liquid, in particular water, elt down factories and a gas, in particular air, in counter-current from bottom to above for cooling the liquid, there are internals for cooling devices known, which consist of a hub around which a strip or a web of corrugated cardboard is wound in a spiral, the corrugated cardboard consists of a flat and a corrugated paper layer, which are connected to each other with the help of a water-insoluble binder are connected. The tubular channels formed between the layers are perpendicular in the internals. The internals are impregnated with a suitable synthetic resin for the purpose of durability. The corrugated cardboard layers are obliquely cut into corners at their lower edge, reaching over four to six channels, in order to improve the escape of water.

Diese Einbauten haben nur eine geringe Lebensdauer, da während des Betviebes-quell- und Fäulniserscheinungen auf. treten. Die oberen wassereintxittskanten der Kanäle werden mit der Zeit durch das auftreffende Wasser deformiert, wodLirch die Que2schnittsflächen und demzufolge der Wir. kungsgrad verringert wird. Die zipfelartigen Abschrägungen der unteren Kanten der Wellpappeschichten erfordern eine relativ komplizierte Herstellungstechnologie. Eine DurchspÜlung der Kanäle mit Laugen oder anderen Reinigungsflüssigkeiten zur Entfernung von Rückständen ist kaum möglich, da das Vlandungsmaterial angegriffen wirdo Es sind auch Einbauten für Kühleineichtungen bekannt, die aus Kunststoff-Folien oder Kunststoffgeweben bestehen und mittels Spannvbrrichtungen im Kühlturm befestigt sind* Diese Folien bzw, Gewebe in den Einbauten neigen zum Flatterns wodurch eine Erhöhung des Druckverlustes eintritt, und deshalb müssen die'Einbauten von Zeit zu Zeit nachgespannt werden.These fixtures only have a short lifespan, as swelling and putrefaction appear during operation. step. The upper water entry edges of the canals are deformed over time by the impacting water, where the cross-sectional surfaces and consequently the we. efficiency is reduced. The lobed bevels of the lower edges of the corrugated cardboard layers require a relatively complex manufacturing technology. A flushing of the channels with alkalis or other cleaning liquids for removing residues is hardly possible because the Vlandungsmaterial wirdo attacked are also fittings known for Kühleineichtungen which consist of plastic films or plastic tissues and are fixed by means Spannvbrrichtungen in the cooling tower * or these films, Tissues in the internals tend to flutter, which increases the pressure loss, and therefore the internals have to be re-tensioned from time to time.

Andere bekannte Einbauten bestehen zur Vermeidung des Flatterns aus dickerem Kunststoff- oder Asbestzementschichten, die durch Steck- oder äpannvorrichtungen mit. einander verbunden sin d und dann als Blöcke bzw, Einbaueinheiten in der Kühieinrichtung angeordnet werden. Diese Einbauten erfordern jedoch einen relativ hohen Energieaufwand und Materialeinsatz und eine aufwendige Montagetechboldgie, Weiterhin sind Einbauten für Kühleinrichtungen bekanntldie aus parallelen, im gleichen Abstand nebeneinander senkrecht angeordneten Rieselplatten aus Asbest-Zement oder Kunststoff bestehen. In den Rieselplatten sind Öff- nungen in Form von waagerechteng in Längsrichtung zueinancLe2 versetzten Schlitten vorhandeng deren Länge ein Vielfaches ihre.V'Höhe und deren gegenseitiger Abstand ein Mehrfaches der Schlitzhöhe beträgt& Sie dienen zur Erhöhung der Aufenthaltszeit der zu kühlenden Flüssigkeit und zur Versprühung dieser Flüssigkeit Innerhalb der Einbauten, Ähnliche #Lusführungen dieser Art besitzen noch zusätzlich eine oder mehrere duxch#ehende horizontale Rillen auf einer oder beiden Seiten der Rieselplatte',i-Diese Einbauten haben den Nachteil, daß die Rieselplatten aus dickeren Materialschichten besteheng wodurch ein hoher Materialeinsatz und ein besonderer Aufwand für Haltevorrichtungen erforderlich ist. Außerdem ist die Oberfläche dieser Eini-auten relativ klein.Other known internals consist of thicker layers of plastic or asbestos cement to avoid fluttering, which are connected by plug-in or clamping devices. connected to one another and then arranged as blocks or built-in units in the cooling device. However, these internals require a relatively high expenditure of energy and material and a complex assembly technology. Furthermore, internals for cooling devices are known, which consist of parallel, at the same distance next to each other vertically arranged trickle sheets made of asbestos cement or plastic. In the trickle plates there are openings in the form of slides that are horizontally offset in the longitudinal direction, the length of which is a multiple of their height and the mutual spacing of which is a multiple of the slot height & They serve to increase the residence time of the liquid to be cooled and to spray this liquid Within the internals, similar # Lusführung this type also have one or more duxch # ehende horizontal grooves on one or both sides of the pouring plate ', i-These internals have the disadvantage that the pouring plates consist of thicker layers of material, resulting in a high use of material and a special effort is required for holding devices. In addition, the surface area of these cavities is relatively small.

Zweck der Erfindung ist es, Einbaut-en für Kühleinrichtungen zu entwickeln, die sich durch eine intensive Berührung zwischen der zu kühlenden Flüssigkeit und dem Gas bei einem geringen Materialeinsatz auszeichnen und bei geringem Kostenaufwand hergestellt werden.The purpose of the invention is to develop built-in components for cooling systems, due to an intense contact between the liquid to be cooled and the gas with a low material input and low cost getting produced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Einbauten für Kühlein2ichtungen zu schaffen, die eine große Oberfläche pro Volumeneinheit bei geringer spezifischer Masse aufweisen, dennoch eine hohe Verschleißfestigkeit besitzen und so widerstandsfähig sindg daß sie von den Ablagerungen der durchlaufenden Flüssigkeit unter Einsatz von chemischen Mitteln gereinigt werden können, Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei Einbauten für Kühleinrichtungen, bestehend aus nahezu senkrechten, parallelen, Kanäle bildenden Wänden, zwischen denen eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, herabrieselt und zwischen denen ein Gas, insbesondere Luftl im Gegenstrom von unten nach oben zur Kühlung der Flüssigkeit geführt wird$ wobei die Wände äus Folie bestehen, beispielsweise Kunst. Stoff-Folieg die Dicke der Folie erfindungsgemäß 0,1 bis 0,5 mm beträkt, die Folie trapezförmig ge2iffelt isti wobei die offene Seite eines Trapezes sich zur geschlos-m senen Seite wie 3 , 1 bis 20 t 1 verhält, die Folien so verbunden sind$ daß die Auflageflächen aufeinanderfolgen" der Schichten sich berühren und die Folien mit Aussparungen versehen sind, beispielsweise Schlitzen oder Löchern.The invention is based on the object of creating internals for cooling devices which have a large surface area per unit volume with a low specific mass, yet have high wear resistance and are so resistant that they can be cleaned of the deposits of the flowing liquid using chemical agents The object is achieved in that in internals for cooling devices, consisting of almost vertical, parallel, channel-forming walls, between which a liquid, especially water, trickles down and between which a gas, especially Luftl in countercurrent from bottom to top to cool the Liquid is guided $ with the walls made of foil, for example art. Fabric Folieg 0.1 to 0.5 mm beträkt the thickness of the film according to the invention, the film isti ge2iffelt trapezoidal with the open side of a trapezoid is related to the CLOSED-m Senen side as 3, 1 to 20 t 1, the films thus connected are $ that the contact surfaces "successive" of the layers touch each other and the foils are provided with recesses, for example slots or holes.

Bei einer anderen Ausführung der Einbauten.sind zwischen den geriffelten trapezfö2migen Folien annähernd glatte Folien angeordneti Weiterhin ist vorgesehen, daß das Verhältnis der Höhe der Aussparungen zur Kanalhöhe 1 1 1 bis 1 t 4 beträgtt und das Verhältnis des Abstandes zwischen zwei Aussparungen an deren Schmalseite zur Höhe der Aussparungen 1 a 1 bis 1 1 2 und das Verhältnis des Abstemdes zwischen zwei Aussparungen an deren Breitseite zur Breite der.Zussparungen 2 t 1 bis 1 t 2'beträgt*li Bei einer Weiterentwicklung sind mehrere Pollenschichten zu einem Block zusammengefaßtg dessen Dicke sich zur Kanalhöhe wie 5 t 1 bis 20 t 1 verhält# Dabei sind die Blöcke nur mit einer schrägen Schnittfläche versehen, Die-schrägen Schnittflächen der Blöcke sind in der Kühl. einrichtung so angeordnet, daß sie dem anströmenden Gas zugewandt sind@ Die Erfindung wird an einem AusfÜhrungsbeispiel näher erläuterte In der zugehörigen Zeichnung zeigen Fig. 1 eine Kühleineichtung Im Schnitt Fig. 2 trapezförmig geriffelte Folie Fig- 3 trapezförmig geriffelte Folien, deren Auflage. flächen aufeinanäerfolgender Schichten sich be. rühren Fig, 4 annähernd glatte Folien zwischen trapezförmig geriffelten Folien Fig. 5 mit Aussparungen versehene glatte Folie Fig. 6 einen Block Fig,u 9 den Schnitt A -A der Fig. i Das Gehäuse 1 der Kühleinrichtung weist im unteren Abwo schnitt Öffnungen 2 mit jalousieartigen Gittern aufg um der.Luft einen Durchtritt in das Innere des Gehäuses 1 zu gestatten. Im oberen Abschnitt ragt eine Zuführungsleitung 3 in das Gehäuse 1, durch welche die zu kühlende_ Flüssigkeit in,die Kübleinrichtung eingeführt und auf die Einbauten 4 verteilt wirdg die aus.nebeneinander an-* geordneten Blöcken 5 bestehen. Die nach unten rieselnde Flüdsigkeit erfährt durch die Einbauten 4 eine Intensive Berührung mit der ihr entgegen-strömenden Luft und dann am Boden des-Gehäuses 1, der als Wanne 6 ausgebildet ist, gesammelt. Durch die Berührung mit dem Luft und durch die Verdunstung eines Teiles de2 Flüssigkeit wird die Flüssigkeit gekühlt& Die Blöcke 5 bestehen aus nahezu senkrechten, -paralleleng Kanäle bildenden Wänden, Als Material wird PVC (hart)-Folie verwendete deren Dicke 021 bis 085 mm beträsti Diese Folie kommt in annähernd glatter oder -brapezförmig gei-iffelter Form zur Anwendungt Die in Pig, 2 dixgestellte Form der Kanalwände 7 zeigt eine vollkommen ebene Ausführung, die naturgemäß die g-,-ößte Knickfestigkeit seuko# recht zur Kanalachse aufweist, Die Verklebung bzw, Ver.» schweißung der einzelnen Folionzahichten erfolgt an den Auflageflächen 8. Diese AuflIageflächen 8 sollen zum Er. zielaug einer möglichst BerWirungsfläche pro Raun>* einheit zwischen W t und FIÜSsigkAit se klein wie technologisch möglich sein. Die geschlossene Seite 9 eines Trapezes beträgt deshalb 095 bis 2 mmi so daß-das Verhältnis der offenen Seite 10 eines Trapezes zur geschlossenen Seite 9 eines Trapezes 3 8 1 bis 20 beträgt.In another embodiment of the internals, approximately smooth foils are arranged between the corrugated trapezoidal foils. Furthermore, it is provided that the ratio of the height of the recesses to the channel height is 1 1 1 to 1 t 4 and the ratio of the distance between two recesses on their narrow side The height of the recesses 1 a 1 to 1 1 2 and the ratio of the distance between two recesses on their broad side to the width of the cut-outs 2 t 1 to 1 t 2 'amounts to * li to the channel height as 5 t 1 to 20 t 1 # The blocks are only provided with an inclined cut surface, the inclined cut surfaces of the blocks are in the cooling. means arranged so as to face the oncoming gas @ The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment In the accompanying drawings FIG. 1 shows a Kühleineichtung On average, Fig. 2 trapezoidal corrugated sheet Fig- 3 trapezoidal corrugated foils, the pad. surfaces of successive layers. stir Fig, 4 is approximately smooth films between trapezoidal corrugated sheets Fig. 5 provided with recesses smooth film Fig. 6 is a block Fig. u 9 shows the section A -A of FIG. i The housing 1 of the cooling device has in the lower Abwo cut openings 2 louvered gratings aufg der.Luft to a passage in the interior of the housing 1 to allow. In the upper section, a supply line 3 protrudes into the housing 1, through which the liquid to be cooled is introduced into the bucket device and distributed over the internals 4, which consist of blocks 5 arranged next to one another. The liquid trickling downward experiences intensive contact with the air flowing towards it through the internals 4 and is then collected on the bottom of the housing 1, which is designed as a tub 6. The liquid is cooled by the contact with the air and by the evaporation of a part of the liquid & The blocks 5 consist of almost vertical walls that form parallel channels, PVC (hard) film is used as the material, the thickness of which is 021 to 085 mm Foil is used in an approximately smooth or trapezoidal shape, the shape of the channel walls 7 shown in Pig, 2 shows a completely flat design, which naturally has the greatest buckling resistance right to the channel axis. Ver. " The individual folio numbers are welded to the support surfaces 8. These support surfaces 8 are intended to be The aim is to achieve the maximum possible coverage area per room> * unit between W t and FIÜSsigkAit se small as technologically possible. The closed side 9 of a trapezoid is therefore 095 to 2 mmi so that the ratio of the open side 10 of a trapezoid to the closed side 9 of a trapezoid is 3 8 1 to 20.

Die trapezförmig geriffelten Folien sind so angeordnet, daß sich die Auflageflächen 8 aufeinanderfolgender Schichten berühreng ohne sich vollständig decken zu müssen.The trapezoidal corrugated foils are arranged in such a way that the contact surfaces 8 of successive layers touch one another without having to completely coincide.

In den Folien befinden sich horizontal verlaufende Aussparungen 11 in Form von Schlitzeng die in Längsrichtung zueinander stufenförmig versetzt angeordnet sind. Durch die Aussparungen 11 wird die in den Kanälen durch das nach oben strömende Gas gebildete laminare Grenzschicht laufend unterbrochen, Außerdem entsteht durch die Tropfenbildung an der oberen Kante eines jeden Schlitzes eine Verengung des Gasdurchlasses in den Kanälen. Auf diese Weise entsteht sowohl eine t=bulente Gas- als auch Flüssigkeitsströmung, wodurch der Wärme- und Stoffübergang begünstigt wird, Bei Versuchen wurde nun gefundeng daß der Kühleffekt dann am größten ist, wenn das Verhältnis der Höhe 12 der Aussparungen 11 zur Kanalhöhe 13 1 : 1 bis 1 z 49 das Verhältnis des Abstandes 14 zwischen zwei Aussparungen 11 12 .an deren Schmalseite zur Höhe/de2 Aussparungen 11 1 -.-1 bis 1 : 2 und das Verhältnis des Abstandes 15 zwischen zwei Aussparungen 11 an deren Breitseite zur Breite 16 der Aussparungen 11 2 : 1 bis 1 z 2 beträgt, - Bei der Herstellung der Einbauten 4 werden die Folien zweck. mäßigerweise ei-wärmt und anschließend durch speziell peofilierte Walzen geführti wobei die trapezförmige Riffelung ent. steht. Mehrere dieser Folien werden übereinander gelegt, so daß sich die Auflageflächen aufeinanderfolgender Schichten berühren und danach verschweißt oder verklebtl so daß ein quader gebildet wJ-Vdo Diese Quader werden mittels einer Band. säge ze2sägt, wobei zwei Blöcke 5 entstehen$ die jeweils'nur eine schräge Schnittfläche 17 habews DU schräge Schmitt. fläche 17 ist voieteilbaft, damit die abtropfende Flüssigkeit die in den Kanälen herrschenden Kapillarkräfte überwinden kann* Der Winkel 18, unter dem die Schnittfläche 17 angebracht iatg ist dabei abhängig von den- Kanalabmeeaungen und der Luftgeschwindigkelt# er nimmt mit steigenden Kanalab-s adanväigon ab und kann bei sehr großen Äbaensungen gegen Null'o vermindert werden, bie Dielce 19 einen Blockes .5 =iß nach wirttschanlichen Ge# sichtspunkben gewalt worden, da, mit zuebmoder Dicke durch die Abschrägung an einer Seite des Blockes die Kanallänge zu gering wird, Der durchströmenden Luft wärde dann an diesem Teil das Blockes weniger Widerstand entgegentreten$ so daß die Luft vor allem durch diese Kanäle strömen wird und die längeren Kanäle nicht von der Iauft durchströmt wer.-den. Dadurch würde eine Verminderung des Wirkungsgrades der Kühleinrichtung eintreten, Bei Versuchen wurde gefunden, daß-der Wirk:ungsgrad, der einrichtung dann am größten istg wenn sich die Dicke 19 der-Blücke 5 zur Kamalhöhe 13 wie 5 t 1 bis 20 t 1 verhält, Die Kühleinrichtung ist so aufgebaut» daß die Kühllu durch die gegenüberliegenden öffnunffl 2 in das Gehäuse 1 eintritt; Die Blöcke 5 sind in der Kühleinzichtung In -elnee Reihe so angeo-rclnetg daß die schrägen Schnittf:Lächen 17 der queströmenden Luft zugewandt sin4- Dadurch entsteht In der Kühleinrichtung ein g#rJmgemr gas- bzwe luftseitiger Druckverlust und an den schrägen Schnitt-21 ächen 17 werden WasseMschle:Ler gebildete durch die die Iluft strömen Muße Bei einer ähnlichen Ausfübrung gev4 lig. 7 tritt die Kühl. Lift von allen vier Seiten durch. Mnungen 2 In das Gebäuse 1 eino Die Blöcke 5 oind d«entsprochend symetrisch mit den öffnungen 2 angeordnet# damit naoh allen vier seiten d" glei0b» lUfekt 4.Vatel-b W1Zde Danh dieue Anordnung wixd. 4134 alle -90«* mit Ian In the films are horizontally extending recesses 11 in the form of Schlitzeng which are arranged offset from one another in steps in the longitudinal direction. The laminar boundary layer formed in the channels by the upwardly flowing gas is continuously interrupted by the recesses 11. In addition, the formation of drops at the upper edge of each slot creates a narrowing of the gas passage in the channels. In this way a t = bulent gas as well as liquid flow arises, whereby the heat and mass transfer is favored. Experiments have now found that the cooling effect is greatest when the ratio of the height 12 of the recesses 11 to the channel height 13 1 : 1 to 1 z 49 the ratio of the distance 14 between two recesses 11 12 .on their narrow side to the height / de2 recesses 11 1 -.- 1 to 1: 2 and the ratio of the distance 15 between two recesses 11 on their broad side to the width 16 of the recesses 11 2 : 1 to 1 z 2, - In the production of the internals 4, the foils are useful. moderately egg-warmed and then passed through specially profiled rollers, resulting in the trapezoidal corrugation. Several of these foils are placed one on top of the other so that the contact surfaces of successive layers touch and then welded or glued together so that a cuboid is formed. These cuboids are made by means of a band. saw ze2säge, whereby two blocks 5 are created, each with only one inclined cut surface 17 habews DU inclined Schmitt. surface 17 is voieteilbaft so that the dripping liquid may overcome the pressure prevailing in the channels capillary forces * The angle 18 at which the sectional area is iatg mounted 17 where # is dependent on nevertheless Kanalabmeeaungen and Luftgeschwindigkelt it decreases with increasing Kanalab-s adanväigon, and can be reduced to zero in the case of very large areas, if the dielce 19 is a block. 5 = According to economic point of view, violence has been increased, because with excessive thickness due to the bevel on one side of the block, the length of the channel becomes too small Air would then face less resistance at this part of the block, so that the air will mainly flow through these channels and the longer channels will not be flowed through by the flow. This would result in a reduction in the efficiency of the cooling device. In tests it was found that-the efficiency of the device is greatest when the thickness 19 of the blocks 5 to the height of the chamber 13 is like 5 t 1 to 20 t 1 , The cooling device is constructed in such a way that the cooling air enters the housing 1 through the opposite openings 2; The blocks 5 are angeo-rclnetg in the Kühleinzichtung In -elnee series so that the oblique Schnittf: Lächen 17 of queströmenden air SiN4 facing This results in the cooling device, a g # rJmgemr gas- bzwe air side pressure drop and the oblique cut-21 surfaces 17 WasseMschle: Ler formed leisure through which the air flows. In a similar execution. 7 enters the cooling. Lift from all four sides. Mittings 2 In the housing 1 and the blocks 5 and d « are arranged symmetrically with the openings 2 so that they are on all four sides d " same0b» lUfekt 4.Vatel-b W1Zde Then the new arrangement wixd. 4134 all -90 «* with Ian

Claims

Patent application for 1 internal fittings consisting of almost vertical walls that form parallel channels between which a liquid, in particular water, trickles down. between which a gas, in particular air, is passed in countercurrent from bottom to top to cool the airflow, the walls being made of film, for example plastic film, characterized in that the thickness of the film 091 is up to 0.5 mm for the film trapezoidal: Lg is corrugated, whereby the open side (10) of each trapezoid is related to the closed side (9) as 3 9 1 to 20 s 1 , -the foils are connected so that the contact surfaces (8) of successive layers touch and the walls are provided with recesses (11) , for example slots. 2-9 internals for cooling devices according to claim 1, characterized in that between two corrugated trapezoidal foils, approximately smooth fo. Lines are arranged in 3 * fixtures for furniture according to claims 1 and 2, characterized in that the ratio of the height (12) of the recesses (11) to the channel height (13) is 1 t 1 'to 1 t 4. 4. internals for cooling devices according to claim 1 to 39 ' characterized in that the ratio of the distance (14) between »two recesses (11) at their narrow. side to the height (12) of the recesses (11) 1: 1 to 1: 2 and the ratio of the distance (15) between two recesses (11) on their broad side to the width (16) of the recesses (11) 2 : 1 to 1 : 2 is. Fixtures for cooling devices according to claims 1 to 49 characterized in that several layers of film are combined to form a block (5) whose thickness (19) corresponds to the channel height (13) as 5 t 1 to 20 t 1 , 69 fixtures for cooling devices according to claim 5j characterized in that the blocks (5) at their lower. side are provided with an inclined cut surface (17) , fixtures for cooling devices according to claims 5 and 6 # characterized in that the blocks (5) are arranged in the cooling device so that the inclined cut surfaces (17) of the blocks (5) flow towards the Are facing gas @