DE1812111A1 - Kuehler mit Einrichtungen zur Verhinderung von Nebel- und Eisbildung und zum Betrieb mit indirektem Kreislauf - Google Patents

Description

• Kühler mit Einrichtungen zur Verhinderung von Nebel- und Eisbildung und zum Betrieb mit indirekten Kreislauf Die Erfindung bezieht sich auf einen Wasserrückkühler mit Elnrichtungen nur Verhinderung von Nebel- und Eisbildung und zu Betrieb mit indirektem Kreislauf.
• Bei Wasserrückkühlern mit Rieseleinbauten besteht speziell in der kälteren Jahreszeit das Problem der Nebel- und Eiabildung.
• Beides ist nicht nur unangenehm und belästigend, sondern kann zu ernsten Unfällen fuhren. Die Ursache hierfür ist in der Tatsache zu schen, daß die Luft beim Durchströmen der Rieseleinbauten sowohl ihre Temperatur wie auch ihren Wassergehalt vergrößert. Beim Abkühlen auf Umgebungstemperatur nach Verlassen des Kühlers kann Taupunktunterschreitung eintreten, was zum Ausfallen des wasser in Form von Nebel oder Eis fUhrt e Der Zweck vorliegender Erfindung ist es, mittels entsprechender konstruktiver Maßnahmen diese Nachteile von Wasserrückkühlern zu eliminieren.
• Erfindungsgemäß wird das erreicht durch eine Ausführung des X;hlerE wie sie als mögliches Beispiel in Figur 1 schema tisch dargestellt ist: Die Luft tritt wie bein konventionellen Wasserrückkühler mit Umgebungstemperatur und Umgebungsfeuchte in den Kühler ein und durchströmt die Rieselgittereinbauten.
• Dabei kann die Strömungsrichtung dar Luft vertikal, (wie in Figur 1 als Beispiel dargestellt) schräg oder horizontal sein.
• Über den Rieselgittereinbauten ist irgendein bekanntes Aggregat zur Wasserverteilung angebracht. (Spritzdüsen, Segnersches Wasserrad, Überlaufka@äle stc.).
• Sodann umströmt die Luft ein Rohrbündel, welches je nach Witterungsverhältnissen ven dem zu kühlenden Wasser durchströmt wird. Aus Gründen des besseren Wärmeüberganges kommen hauptsächlich außenberippte Rohre in Frage.
• Dem Rohrbündel nachgeschaltet durchströmt die Luft in bekannter Weise einen Tropfenabschelder.
• Der Luftstrom kann in bekannter Weiee durch einen Ventilator entweder durch den Kühler -esaust (wie in Figur 1 angedeutet) oder gedrückt werden, falls der Kühler nioht selbst ventlliert0 Der Weg, den das zu kühlende Wasser durch den Kühler zurücklegt, ist je nach dem Zustand der Umgebungsluft verschieden: 1.) Di Umgebungstemperatur liegt in der Nahe oder unterhalb des Gefrierpunktes: In diesem Fall sind die Ventile 1 und 4 voll Ceöffneto Die Ventile 2 und 3 eind geschlossen. Die Drehzahl des Ventilators wird so eingestellt, daß T1 der Solltemperatur entspricht. In diesem Fall ist T2 = T1. Ventil 5 ist geöffnet, Ventil 6 geschlessen.
• Das ganze Wasser wird also nur durch die Rohrschlangen geleitet. Die Kühlung ist demnach eine reine Konvoktionskühlung.
• In Figur 2 ist ein Beispiel für diesen Betriebszustand dargestellt: in i-t Diagramm: Die Umgebungstemperatur betrage 20C, die Feuchte 100 *.
• Mit einer gewissen Luftmenge sollen dem Wasser 7 keal/kg Luft entzogen werden. Damit wird das Wasser von T0 (otwa 35°C) auf T, heruntergekühlt.
• T1 = T2 (T2 = 30°C).
• Bei einem herkömmlichen Kühler würde die Kühlluft, Cemäß der Linie I - III, auf 15°C aufgeheist werden. Der "assergehalt würde von x = 0,004kg/kg auf x = 0,011 kg/kg steigen.
• Nach Verlassen des Kühlers wird sich die Kühlluft wieder auf Umgebungstemperatur abkühlen. Dabei würde notgedrungen # x = 0,007 kg/kg "as@er in Tropfenform (Nebelbildung) ausfallen. Bei Umgebungstemperaturen unterhalb des Gefrierpunktes würde das überschüssige Wasser jedoch in Form von Eis niedergeschlagen werden.
• Bei der erfindungsgemäßen Bauart wird die Luft entsprechend der Linie 1 - II aufgeheizt. Dabei nimmt die Luftfeuchtigkeit nicht zu. Nach Abkü@len auf Umgebungstemperatur kann also aus der Kühlluft kein Wasser ausfallen.
• 2.) Die Umgebungstemperatur liegt merklich über dem Gefrierpunkt, ist aber nicht wesentlich größer als 20°C.
• In diesel Fall wird das Ventil 1 voll geöffnet und das Ventil 2 geschlossen. Die Ventile 3 und 4 werden so eingestellt, daß die Temperatur T der Solltemper: tur ntspricht. Die Drehzahl des Ventil: tors wird auf max. Drehtahl eingestellt. Ventil 5 ist geöffnet, Ventil 6 geschlessen.
• In diesem Fall wird ebenfalls das ganze Wasser zunächst durch die Rohrschlangen geleitet. Wahrend nur ein Teil direkt der Wasserfangschale zugeleitet wird, durchfließt der andere Teil die Rieselein auten. In diesem Fall liegt also eine Kombination von Konvektions- und Verdunstungskühlung vor.
• In Figur 3 ist auch hierfitr ein Beispiel dargestellt: Die Umgebungstemperatur betrage 10°C. Die relative Feuchte 60 %. Die Kühlluft soll wieder 7 keal/kg Wärme abführen, und das Wasser soll wiederum von 35°auf 30°C gekühlt werden. In diesen Fall ist Ti nicht sehr r T,. Die Temperatur T2 ergibt sich als Mischungstemperatur aus T1 und der Wassertemperatur an Austritt au den Rieseleinbauten TR Bei konventioneller Bauart würde die Kühlluft auf 18°C aufgeheizt werden und der Wassergehalt wurde von 0,005 kg/kg auf 0,012 kg/kg steigen.
• Erfindangsgemäß wird jedoch, gemäß Linie I - II, mir noch einen wassergehalt von x = 0,008 kg/kg erreicht, welcher nur geringfügig über dem Sättigungsgchalt bei Umgebungstemperatur von ca. x n 0007 kg/kg liegt.
• 3.) Die Umgebungstemperatur ist größer als 20°C: In diesem Fall ist Ventil 2 voll geöffnet, und die Ventile 1, 3 und 4 sind geschlossen. Die Drehzahl des Yentilstors wird so eingestellt, daß T2 der Solltemperatur entspricht. Ventil 5 ist geöffnet, Ventil 6 geschlessen.
• Das ganze Wasser wird in diesem Fall direkt über die Rieseleinbauten geleitet. Der Kühler arbeitet also genau wie die bekannten Bauarten.
• In Figur 4 ist wiederum ein Beispiel dargestellt: Das Wasser soll wieder von 35°C auf 30°C heruntergekühlt verderb und die Kühlluft soll wieder 7 koal/kg abführen. Die Umgebungstemperatur sei 30°C. Die relative Luftfeuchte 30 %. Der Prozess wird eich also entlang der Linie I - II abspielen. Da in diesem Fall der Kühler praktisch als konventionelle Anlage arbeitet, entspricht die Linie I - II der Linie 1 - III. Der Wassergehalt der Kühlluft wird sich von 0,008 kg/kg auf 0,0 21 kg/kg erhöhen.
• Da bei Umgebungstemperatur der Sättigungsg@halt 0,027 kg/kg beträgt, ist Nebelbildung ausgeschlossem.
• Der der Erfindung zugrunde liegende Kühler kann durch ntsprechende Schaltung auch als Kühler mit indir@ktem Kreislauf arbeiten.
• In dieses Falle sind die Ventile 1 und 6 geöffnet, die Ventile 2, 3, 4 und 3 sind geschlossen. Die Pumpe 7 fördert Wasser aus der Wasserfangschale zu einem zwischen Rippenrohrbündel und Tropfenabscheider angeordnetem Wasserverteilungsaggregat 8.
• Das Kühlwasser fließt über die Rippenrohrschlangen, die von der zu kühlenden Flüssigkeit durchströmt werden und erwärmt sich dabei, sodann durchfließt das Kühlwasser die Rieseleinbauten, kühlt sich dabei in bekannter Weise ab und gelangt wieder in die Wasserfangschale.
• Der Vorteil dieser Schaltung ist darin zu sehen, daß das au kühlende Medium in völlig geschlossenem Kreislauf geführt werden kann.
• Eine nicht unwesentliche Verminderung der Herstellungskosten kann durch den Versich@t auf die Tropfenabscheider erzielt werden. In vielen Anwendungsfällen dürfte nämlich die Tropfenabscheiderwirkung der Ri@penrchrbündel durchaus ausreichend sein.

Claims (1)

1. KUhler mit Einrichtungen zur Verhinderung von Nebel-

   und Eisbildung und zum Betrieb mit indirektem Kreislauf.

   Patentansprüche: 1.) Kühler mit Rieseleinbauten, dadurch gekennzeichnet, daß luftstrommäßig hinter den Rieseleinbauten Rohrbündel, Rohrschlangen oder ähnliches angebracht Sind, welche die Kühlluft nach Passieren der Rieseleinbauten an ihrer Außen-Oberfläche umströmt, wobei zwischen den Rohrschlangen und den Rieseleinbauten Vorrichtungen aur Verteilung des Wassers auf die Rieseleinbauten angeordnet sind und das zu kühlende Wasser durch autematisches oder von Hand Betätigen entsprechend angebrchter Ventil., Hähne, Schieber oder dergl. nur über die Rieseleinbauten, nur durch die Rohrschlangen oder sowohl durch die Rohrschlangen als auch über die Rieseleinbauten geleitet wird, wobei es jedoch auch möglich ist, nur einen Teil des zu kühlenden Wassers sowohl durch dib Rohrbündel wie über die Rieseleinbauten zu leiten, 2.) Kühler nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß die Rohrbündel oder Rohrschlangen als Rippenrohre ausgebildet sind.

   30) Kühler nach Anspruch 1 und 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen rechteckige Konturen haben, dergestalt, daß ein geschlossenes, kompaktes Kühlerpaket entsteht.

   4.) Kühler nach einem dor vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über den Rohrschlangen, Rohrbündel oder ähnlichem Tropfenabscheider angebracht sind.

   5.) Kühler nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Ventilaters, welcher als Saug- oder Druckventilater angeordnet sein kann, automatisch oder von Hand se eingestellt wird, daß die gewünschte Wassertemperatur erreicht wird.

   6.) Kühler nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Rohrschlangen und Tropfenabscheider Vorrichtungen sur Verteilung des Wassers auf die Rohrschlangen angsordnet sind und daß das Wasser nach Umströmen der Rohrschlangen die Rieseleinbauten durchströmt und aus der Wasserfangschale wieder direkt der über den R@hrschlangen angeordneten Wasserverteilungsvorrichtung zugeführt wird, wobei das zu kühlende Medium, welches irgendeine Flüssigkeit oder ein Gas sein kann, nur die Rohrschlangen durchströmt und so mit der Atmosphäre nicht in Berührung kommt.

   7.) Kühler nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über den Rohrschlangen keine Tropfenabscheider ange@rdnet sind.

   8.) Kühler nach einen der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstruktion selbstventilierend, d.h., ohne Ventilator ausgeführt ist.