DE1601191A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verhueten des Einfrierens von Waermetauschern - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Verhüten des Einfrierens von Wärmetauschern Die Erfindung-betrifft ein Vörfahren-und eineNörrichtung zum #Verhüten des Einfrierens von Wärmetauschern, In-denen ein,zuströmendes# kaltes Medium-von einem warmen Medlum Wärmeenergie übernimmt und danach-als erwärmtes Medium abströmt.
• Bei den bekannten Wärme'tauschern besteht die Gefahr, daß der-Tauscher auf der wärmeren Seite einfriert.-, wenn-das kältere Medium die-Tausebfläcben bis zum-Gefrierpunkt -des-küblenden Mediumä abkühlt-. Diese Gefahr besteht insbesondere bei Wärmetauscherng die mit geaförmigen Medien betrieben werden oder bei denen das wärmere Medium gasförmig ist und - eine kondensierbare Be.imischung, z. B. Wasserdampf, enthält. Das Einfrieren des Tauschers auf der wärmeren Seite tritt in diesem Falle dann ein, wenn das kältere Medium die Tauschfläcben so weit abkühlt, daß auf der wärmeren Seite nicht nur Kondensationg sondern Vereisung des Kondensats entsteht. Es Ist klar, daß hierbei der Wärmetauscher in seiner Funktion erheblich behindert oder sogar beschädigt werden kann.
• Man kann der Einfriergefahr dadurch begegneng daß das zuströmende, kalte Medium mittels eines dem Tauscher direkt vorgeschalteten, beheizten Vorwärmers so weit erwärmt wird, daß ein Einfrieren des Tauschers nicht mehr möglich ist. Dabei muß aber der Nachteil in Kauf genommen werden, daß nunmehr die Gefahr eines Einfrierens des Vorwärmers besteht. Die Erfindung geht von der Aufgabe- ausq -den geschilderten Mängeln abzuhelfen und ein Verfahren vorzuschlagen, mit dessen Hilfe das Einfrieren von Wärmetauschern verhUtet werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungegemäß dadurch gelö stg daß ein Teil des aus dem Wärmetauseber abströmeAden, er-wärmten Mediums abzweigt und mit dem zuströmendene kalten Redlum zum Zwecke dessen Temperaturerhöhung vermischt wird.
• Auf diese Weise läßt sich die Temperatur des einetrömenden', durch Wärmätausch zu erwärmenden Mädiume leicht so weit erböheng daß ein Einfrierein des Wärmetauschers nicht mehr eintritt.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen. Verfahrens ist vorgeseben, daß bei Verwendung eines dem Wärmetauscher.naebgeaobalteten Nachwärmers des abstAmende, erwärmte Medium erst nach dem Verlassen des N.achwä=erg abgezweigt und dem in den Wärmetauscher einetrömendeng: kalten,Medium beigemischt wird. Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrene besteht im Wesentlichen darin, daß von- einer-das ab-strömende. erwärmte Bedium führenden leitung, des Wä=eteugebern eine Nebenleitung iabzweigt, die in eine das dem Wärmetauecher zuströmende, kalte Nedlum führende leitung eInmUndet. Palle den! Wärmetauscher ein Nachwärmex nächgesehaltet Ist" kann, die- Xebenleitung au-eh erst hinter dem Naobwä=er ebzweigen. Be . i einer bevorzugten Ausführungsform einer VorrichtU - ng zur Dur . chführung den erfindungegemäßen Verfahrens ist vorgeseheng daß in der das zuströmende# kalte Medium führenden Leitung hinter der Einmündung der Nebenleitung ein Temperaturfühler angeordnet istgder ein-in der Nebenleitung vorgesehenen Ventii und/Odereime in der Nebenleitung angeordnete Nachwärmeinrichtungeteuert. Auf diese Weise wird die Nischtemperatur in der das zuströmende Medium führenden Leitung automatisch immer so hoch gehalten, daß keine Zinfriergefahr am Wärmetausclier besteht.
• Die naobstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungaformen der Brfindung di,ent*im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen: pig. 1 eine an sich bekannte Anordnung zur Verhütung des- Einfrierens- von Wärmetau-Achern und Pig. 2 erfindungegemäß vorgeschlagene Atordnunge-#möglichkeiten zur Verimeidung -des von Wä:t#meteuäcberh.

  In Pig. 1 bezeichnet das Bezugezeichen 11 ein-en Wärmetauscher,

  in den e.in zu erwärmendes# kaltes Medium.über eine leitung.12

  in Pfeilrichtung einetrömt* Das erwärmte, Medium, --das flüs.sig

  oder gasförmig sein kann-5"-strömt»nach erfolgtem.Wärmeiauach

  über eine Leitung 13-ab. Das den Wätmeaustausch vollziähende

  d. h. in diesem Pallewärmeabgebende Medium wird über eine le-I»W

  tung 14 -dem Wärmetaus,cher 1 1 zugeführt und strömt.über eine le:L:-

  -tung 15 in abgekühltem Zustand ab.

  Bei, dieser Anordnung besteht,-wie eingange-bäreits gesagt, und

  zwar insbesondere dann" wehnAas wärmere Medium gasförmig-ist

  und eine-kondensierbare Beimischung, wie z. 3.-elasserdempf,

  enthält, die Gefahr des ßinfrierene des Wäremtauachers 11 auf-

  der wärmeren Seite. Ein Einfrieren folgt-immer-danng wenn des

  kältere Medium die Tauschflächen so weit abkühlt, daß- auf der

  wärmeren Seite-nicht nur Kondensation sondern eine'Verfest i-

  gung des Kondensats eintritt.- In Pig. 1 ist dieser-Binfrier-

  gefahr dadurob-.'begegnet, daß das kältere Medium mittels eines

  demWärmetauscher 1-1 vorg-esebhlteten Vorwärmers 169 in-den' das

  vorzuwärmende Medi.um über eine Leitung 17 einstr - ömt und der

  über eine Leitung 18-mit einem Warmeng Wärmee.ner-gie abgeben--

  den Medium gespeist wird, so weit vorgewärmt--wird" daß ein

  Einfrieren des Wärmetauaebers 11 nicht --me-hr möglich ist. Diese

  Vorwärmung bat aber den Nachteil,-daß nun die Gefa b-r--be-Steht,

  daß der Vorwärmer 16 sEinerseits unt

  er Umständen- -einfriert.

  Die gleiche Einfriergefahr fürden Vorwärmer 16 würde im'übrigen auch bestehen, wenn bei der Anordnung, entsprechend Fig.- 1 ein Teil des kalten Mediums um den Vorwärmer 16 herum geführt und nur der restliche Teil den Vorwärmer-durchströmt.
• In Pig. 2 sind schematisch Möglichkeiten dargestellt, mit deren Hilfe erfindungegemäß das Einfrieren des Wärmetauschers und gegebenenfalls auch eines vorgeschalteten Vorwärmers.-verhütet werden kann. In Fig,. 2 sind- entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in Pig. 1 versehen.
• Wie sich aus 2ig.-2 ergibt" besteht der allgemeine Erfindungsgedanke darint einen Teil des den Yürmetauscher 11 durch die Leitung 13 verlassenden.' erwärmten Mediums mittels einer gestrichelt gezeichneten Nebenleitung 21 abzuzweigen und in-die dem elärmetauscber 11 das kalte-Nedium zuführende Leitung 1-2-einzuführen. In der Leitung 12 vermischt sich das aus dex Leitung 21 zuströmendel bereits warme Medium mit dem kalten Medium" wobei eine Nischtemperatur entsteht, die ein Einfrieren des Wärmetauschers 11 unmöglich macht.
• Falle, wie in Pig. 2 angegeben, dem Wärmetauseber 11 noch ein Nachwärmer 22 nachgesobaltet istg kann das warme Medlum auch hinter diesem Nachwärmer in die Leitun- 21 abgezweigt werdeng 9

  obwohl grundsätzlich auch in diesem Falle eine Abzweigung zwi-.

  sehen dem# -Wärmetaus-cher 11 und dem- Nachwäriner 22 möglich.iat

  Die Nebenleitung 21.wird erfindungegemäß in-geeignete . r Weise

  dimensioniertg so daß durch sie nur ein solcher Teil des War-

  men Mediums abgezweigt und in der Leitung 12 mit dem kalten*Me-

  dium-vermiacht wird# daß-die Klee Mp#IIeratur einen die Einfr'ier-

  gefahr ausschließenden Vert«erräieht-.

  In der Nebenleitung 21 kann erfindungsgemäß ebenfalls eine

  Nachwärmeinrichtung 23 Angeordnet werden, die derweiteren

  Aufwärmung des durch die leitung 21 strömenden Mediume-dient.

  'Weiterhin kann in der Nebenleitung 21 auch ein VeÜt - il oder

  Schieber 24 vorgesehen sei-n-g-die der Einstellung derb durch

  die-Leitung 21 etrömenden-Mediummenge dienen. Die Xathwärm-

  einrichtung 23, die vorzugsweise kleiner ausgebildet ist als

  .der-Nachwärbet 22# kann nun seinerseits nicht mehr

  weil das Medium in der Nöbeüleitung 21 lnfblge#de-r_Vör--wärmung

  durch den Wärmetauscher 11 » gegebenenf alle auch dürch. -den

  Nachwä rmer 22-. -ad weit angewärint ist$ d's-a ein ti-w# ±.ie.r,än

  nicht mehr stattfinden kann-.

  Ge-Mä_ß Wäitelrer AUsüdstältung der, de'r ZUi3t#ed - e

  le-itung- 12 noch ein üd',tle ehiWffltü-Li 25 änge-

  0-aid-iiet sein. Dieser Thol#möätm iii-t üti#,r ei3ü

  leitungen 26 bzw. .27 mit der Nachwärmeinrichtung 23 und/oder dem Ventil 24 verbunden. Auf diese Weise wird die jeweils in der Leitung 12 herrschende Nisehtemperatur auf einem zur Vermeidung des Einfriereno aue-reichenden Wert gebalteng wobeider Temperaturfühler oder Thermostat 25 automatisch die Nachwärmein-richtung 2# entsprechend ein- od er ausschaltet und/ oder die zugeführte Menge des warmen Medlums durch entspre.-obende Verstellung des Ventils 24 einregelt.
• Es verstebt sieh von selbst, daß die- in Pig-. 2 angegebenen. und#'im Voranstehenden beschriebenen Möglich-ketten in dergleichen Weise auch# dazu a.usgenutzt werde.n- können-, das, Einfriereri des in Pi-Z. l' geZeigten Vor-wärmers, 1,6 zu-, verhindern,.

Claims (1)

1. t e n a n 0 A? r c h e Verfahren zum Verbüten des- EinfrIerens- voll Wärmetauseberng, in-denen ein zuströmendeb,-kaltes Medium von einem warmen- Medium Wärmeenergie übernimmt und'danaeb als erwärmt« Me- dium-a-batrömt, d ä d u r- c h g e k e* n- -n- z- e i a-b#n e-t daß ein Teil des abströmendeng erwärmten,Medi-ums_abge.zw-eigt und Mit dem zust'römenden, kalten-Medium zum Zwecke dessen-- Temperatueerböbung vermischt wird. 2.. Verfahren nach Anspruch 19- d a d UT c b ge k e n-n z e i a b n e t.t daß bei Verwendung eines-dem-Wärmetau- seber (11) nachgeschalteten Nachwärmers (22) das abströmen- de, erwärmte Medium erst nach-.dem Verlassen des Nachwärmere (22) abgezweigt und dem in den Wärmetausch-er (11.) -einetrö-, menden, kalten Medium beigemischt-wird. 30 Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens--nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c b g e k e nn z e i o h n e t daß von-einer das abströmende" erwärmte-Medium-führenden --Leitung (131 des Wärmietausebers (11) eine_ Nebenleitung (21) abzweigt, die in eine-das dem Wärmetauscher-(1-1)_zuströmendeg .kalte Medium führende Leitung (12-) einmündet.- 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r e h g ffl ke n n - Z e i c h n e t 9 daß dem Wärmetauacher (11) ein Naebwärmer (22) nachgeschaltet'ist und die Nebenleitung (21) hinter dem Nachwärmer (22) abzweigt. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r o b ge k e n n z e i o b n e t daß in-der das zuströmende, kalte Medium führenden Leitung (12) hinter der Einmündung der Nebenleitung (21) ein TemperaturfUhler (25) angeordnet ist" der ein in-der Nebenleitung (21) vorgesehenes Ventil (24) steuert. 6. Vorrichtung-nach Anspruch 3, 4 oder 5" d a d u r c h g e k e n n z 9 1 c b n e t daß der Temperaturfühler-(25) eine in der Hebenleitung (21) angeordnete.Nächwärmeinrichtung -(23) steuert.