DE19709176A1 - Lamellenwärmetauscher - Google Patents
LamellenwärmetauscherInfo
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- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
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- F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
Description
Die Erfindung betrifft einen Lamellenwärmetauscher zur
Abkühlung von gasförmigen Medien gemäß dem Oberbegriff
von Patentanspruch 1.
Derartige bekannte Lamellenwärmetauscher bestehen aus einem
Kernrohr, auf das Lamellen aufgebracht sind, die mit dem
Kernrohr zur Wärmeleitung in metallischem Kontakt stehen.
Durch das Kernrohr strömt während der Kühlzeit ein
Kühlmittel. Beim Kühlvorgang wird an den Lamellen laufend
Wasserdampf in Form von Reif niedergeschlagen, wodurch
sich die Lamellen mit einer Reifschicht überziehen. Je
länger der Kühlvorgang andauert, desto dicker wird die
Reifschicht und umso enger wird der Spalt zwischen zwei
Lamellen. Aus diesem Grund darf der Lamellenabstand nicht
zu klein sein. Normalerweise wird hier ein Abstand von 8 mm
gewählt. Am Ende einer Kühlzeitperiode wird der Kühlvorgang
abgebrochen. Durch eine Heizung wird danach der
Lamellenwärmetauscher aufgeheizt, um die Lamellen abzutauen.
In dieser Abtauphase kann der Wärmetauscher natürlich nicht
kühlen. Es liegt also ein diskontinuierlicher Kühlvorgang
vor.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die mit dem
diskontinuierlichen Kühlvorgang und der Aufheizung
verbundenen Nachteile zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß
der Lamellenwärmetauscher aus zwei gleichgroßen
parallelgeschalteten Teilwärmetauschern besteht, die so
arbeiten, daß abwechselnd ein Teilwärmetauscher sich im
Kühlbetrieb befindet, während der andere Teilwärmetauscher
durch das zu kühlende gasförmige Medium abgetaut wird.
Das zu kühlende Medium muß hierbei eine Temperatur von
über Null Grad Celsius haben. Durch diese Art der Abtauung
wird eine maximale Rückgabe des aus dem Medium entnommenen
Wasserdampfes an das Medium erreicht. Zusätzlich wird die
im Reifansatz gespeicherte Latentenergie zur Kühlung des
durchströmenden Mediums verwandt.
In den Unteransprüchen werden Fortbildungen und
Betriebsverfahren des Lamellenwärmetauschers nach der
Erfindung beansprucht.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung
wiedergegeben. Es zeigen
Fig. 1 einen aus zwei Teilwärmetauschern bestehender
Wärmetauscher mit Lamellenblöcken und Leerräumen,
Fig. 2 einen Wärmetauscher wie Fig. 1, jedoch ohne
Leerräume,
Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 und
Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 2.
Der Lamellenwärmetauscher 1 besteht aus zwei gleichgroßen
parallelgeschalteten Teilwärmetauschern 2, 3. Beide
Teilwärmetauscher 2, 3 haben grundsätzlich den gleichen
Aufbau: In einer ersten Ausführungsform nach den Fig.
1, 3 bestehen sie jeweils aus einem Kernrohr 21, 31, auf
dem abwechselnd Lamellenblöcke 22, 32 und Leerräume 23, 33
angeordnet sind. Beide Teilwärmetauscher 2, 3 sind so
zueinander versetzt angeordnet, daß ein Lamellenblock 22
des ersten Teilwärmetauschers 2 einem Leerraum 33 des
zweiten Teilwärmetauschers 3 gegenübersteht und umgekehrt.
In den Leerräumen 23, 33 sind die dort liegenden jeweiligen
Kernrohrabschnitte 211, 311 thermisch isoliert, um einen
Reifansatz an diesen Rohrabschnitten zu vermeiden.
In jedem Teilwärmetauscher 2, 3 ist ein Lamellenblock 22,
32 und ein Leerraum 23, 33 durch eine Trennlamelle 24
thermisch gegeneinander isoliert und strömungsmäßig getrennt.
Jede Trennlamelle 24 verläuft einstückig durch beide
Teilwärmetauscher 2, 3.
In den Fig. 2, 4 ist eine zweite Ausführungsform des
Lamellenwärmetauschers 4 dargestellt, bei der es keine
Leerräume mehr gibt. Bei diesem Lamellenwärmetauscher 4
ragen die Lamellenblöcke 52, 62 in die jeweils
gegenüberliegenden bisherigen Leerräume hinein, sind aber
gegen die dort verlaufenden jeweiligen Kernrohrabschnitte
511, 611 der Kernrohre 51, 61 thermisch isoliert. Durch
diesen Aufbau der beiden Teilwärmetauscher 5, 6 wird eine
höhere Symmetrie des gesamten Lamellenwärmetauschers 4 in
Bezug auf den Strömungswiderstand und eine etwas erhöhte
Kühlleistung jedes Teilwärmetauschers 5, 6 erreicht. Die
einzelnen Lamellenblöcke 51, 61 sind wiederum durch
durchgehende Trennlamellen 54 thermisch gegeneinander
isoliert und strömungsmäßig getrennt.
Das normale Betriebsverfahren für die Lamellenwärmetauscher
1, 4 besteht darin, daß ein Teilwärmetauscher 2, 5 oder
3, 6 sich im Kühlbetrieb befindet, während der andere
Teilwärmetauscher 3, 6 oder 2, 5 abgetaut wird. Das zu
kühlende gasförmige Medium muß hierbei jedoch eine
Temperatur von über Null Grad Celsius haben. Die Steuerung
des Lamellenwärmetauschers 1, 4 erfolgt in Intervallen
durch die Magnetventile 25, 35. In voreingestellten
Zeitintervallen wird abwechselnd der Teilwärmetauscher
2, 5 oder der Teilwärmetauscher 3, 6 an den Kühlmittelstrom
angeschlossen. Im Unterschied zu einem konventionellen
Lamellenwärmetauscher mit einem Lamellenabstand von 8 mm
ist der Lamellenabstand in den Lamellenblöcken 22, 32; 52,
62 wesentlich kleiner und beträgt nur etwa 4 mm. Dieses ist
deshalb erforderlich, da die Lamellenwärmetauscher 1, 4
ohne Zwangsabtauung durch eine Heizung bei gleicher
Leistung die doppelte Austauscherfläche benötigen. Durch
das Fehlen der Zwangsabtauung ist ein wesentlich
wirtschaftlicherer Betrieb des Wärmetauschers möglich, da
beispielsweise kein elektrischer Heizstrom benötigt wird.
Außerdem kann die Luftfeuchtigkeit in dem zu kühlenden
Medium wesentlich höher gehalten werden, was bei gewissen
Prozeßabläufen anders nicht erreicht werden kann.
Zusätzlich wird die im Reifansatz gespeicherte Latentenergie
zur Kühlung des durchströmenden Mediums verwendet.
Sollte kurzfristig eine erhöhte Kühlleistung benötigt
werden, dann können beide Teilwärmetauscher 2, 3; 5, 6
parallelgeschaltet werden. Voraussetzung hierfür ist jedoch,
daß die erhöhte Kälteleistung zur Verfügung steht. Für den
Fall, daß die benötigte Abtauzeit kürzer als die mögliche
Kühlzeit ist, ist auch ein überlappender Betrieb beider
Teilwärmetauscher möglich.
1
Lamellenwärmetauscher
2
Teilwärmetauscher
21
Kernrohr
211
Kernrohrabschnitt
22
Lamellenblock
23
Leerraum
24
Trennlamelle
25
Magnetventil
3
Teilwärmetauscher
31
Kernrohr
311
Kernrohrabschnitt
32
Lamellenblock
33
Leerraum
35
Magnetventil
4
Lamellenwärmetauscher
5
Teilwärmetauscher
51
Kernrohr
511
Kernrohrabschnitt
52
Lamellenblock
54
Trennlamelle
6
Teilwärmetauscher
61
Kernrohr
611
Kernrohrabschnitt
62
Lamellenblock
Claims (10)
1. Lamellenwärmetauscher zur Abkühlung von gasförmigen
Medien mit einer Temperatur von über Null Grad Celsius
mit einem Kernrohr für das Kühlmedium und mit auf das
Kernrohr aufgebrachten Lamellen, die mit dem Kernrohr
zur Wärmeleitung in metallischem Kontakt stehen,
dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (1, 4)
aus zwei gleichgroßen parallelgeschalteten
Teilwärmetauschern (2, 3; 5, 6) besteht.
2. Lamellenwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß jeder Teilwärmetauscher (2, 3) aus
mindestens einem Kernrohr (21, 31), auf dem abwechselnd
Lamellenblöcke (22, 32) und Leerräume (23, 33) gleicher
Größe angeordnet sind, besteht und beide
Teilwärmetauscher (2, 3) zueinander versetzt angeordnet
sind, so daß ein Lamellenblock (22) des ersten
Teilwärmetauschers (2) einem Leerraum (33) des zweiten
Teilwärmetauschers (3) und umgekehrt gegenübersteht.
3. Lamellenwärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kernrohr (211, 311) in den
Leerräumen (23, 33) thermisch isoliert ist.
4. Lamellenwärmetauscher nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß in jedem Teilwärmetauscher (2, 3)
ein Lamellenblock (22, 32) und ein Leerraum (23, 33)
durch eine Trennlamelle (24) thermisch gegeneinander
isoliert und strömungsmäßig getrennt ist und die
Trennlamelle (24) einstückig durch beide
Teilwärmetauscher (2, 3) verläuft.
5. Lamellenwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (4) aus
nebeneinander angeordneten Lamellenblöcken (52, 62) und
zwei Kernrohren (51, 61) besteht, wobei abwechselnd
ein Lamellenblock (52) an das erste Kernrohr (51)
und der nächste Lamellenblock (62) an das zweite
Kernrohr (61) angeschlossen ist.
6. Lamellenwärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß jeder Lamellenblock (52, 62) an ein
Kernrohr (51, 61) angeschlossen und gegen das andere
Kernrohr (61, 51) thermisch isoliert ist.
7. Lamellenwärmetauscher nach Anspruch 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lamellenblöcke (52, 62) durch
Trennlamellen (54) thermisch gegeneinander isoliert
und strömungsmäßig getrennt sind.
8. Verfahren zum Betrieb eines Lamellenwärmetauschers nach
einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
abwechselnd ein Teilwärmetauscher sich im Kühlbetrieb
befindet und der andere Teilwärmetauscher durch das zu
kühlende gasförmige Medium von über Null Grad Celsius
abgetaut wird.
9. Verfahren zum Betrieb eines Lamellenwärmetauschers nach
einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Erzeugung einer höheren Kühlleistung beide
Teilwärmetauscher parallelgeschaltet im Kühlbetrieb
arbeiten.
10. Verfahren zum Betrieb eines Lamellenwärmetauschers nach
einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen
überlappenden Kühlbetrieb beider Teilwärmetauscher,
wenn die benötigte Abtauzeit kürzer als die Kühlzeit ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19709176A DE19709176C2 (de) | 1997-03-06 | 1997-03-06 | Lamellenwärmetauscher |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19709176A DE19709176C2 (de) | 1997-03-06 | 1997-03-06 | Lamellenwärmetauscher |
Publications (2)
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---|---|
DE19709176A1 true DE19709176A1 (de) | 1998-09-17 |
DE19709176C2 DE19709176C2 (de) | 1999-07-29 |
Family
ID=7822449
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19709176A Expired - Lifetime DE19709176C2 (de) | 1997-03-06 | 1997-03-06 | Lamellenwärmetauscher |
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Legal Events
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