DE2143617A1 - Waermetauscher, insbesondere verdunstungsverfluessiger - Google Patents

Description

2U3617

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

339) S 71/72

Ulb/wi I9.8.1971

Wärmetauscher, Insbesondere Verdunstungsverflüssiger.

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere als VerdunstungsverflUssiger, mit einem BUndel gerader, im wesentlichen horizontal angeordneter Rohre für ein mittels eines von Ventilatoren erzeugten Luftstromes mit Wassereinspritzung zu kühlendes, insbesondere zu verflüssigendes Fluid, wie ein komprimiertes Kältemittel. Derartige Wärmetauscher können bekanntermaßen in der Röhrenkeeselbauart ausgeführt sein, wobei die horizontal angeordneten Rohre an den Enden fallweise U-förmig umgebogen sind und so Rohrschlangen ergeben. Diese Anordnung erfordert einen Sammelbehälter für verflüssigten Kältemittel, in den die Rohrschlangen einmünden. Es ist ferner

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bekannt, mehrere auch- in Reihe angeordnete Ventilatoren vorzusehen, die im Falle ihrer Anordnung über dem Schlangenrohrbündel die Luft aus diesem heraussaugen bzw. die im Falle eines Druckbetriebes der Ventilatoren und ihrer Anordnung neben dem Rohrbündel, die Luft durch dieses von unten nach oben drücken. Es ist ferner bekannt, die horizontal verlegten Rohre mit Wasser zu betropfen oder zu besprühen, wobei die Wassersprührichtung im wesentlichen auch nach abwärts gerichtet ist. Dabei ist schon bekannt, das Sprühwasser unterhalb der Wärmeaustauschrohre in einer Auffangwanne zu sammeln und von dieser zu der Wasseraufgabe- und sprüheinrichtung oberhalb des Rohrbündel s zu pumpen. Bei diesen geschilderten Wärmetauschern ist es üblich, oberhalb der Sprüheinrichtung und oberhalb des RohrbUndels einen Abscheider fUr die im Luftstrom nach oben mitgerissenen Wasserteilchen vorzusehen. Obwohl diese Bauart einen hohen Entwicklungsstand erreicht hat, ist der Erfindung die Aufgabe zugrunde gelegt, einen hinsichtlich seiner Wirkungswelse, seines baulichen und betrieblichen Aufwands noch wesentlich besseren und in seiner Kompaktheit vorteilhafteren Wärmetauscher zu schaffen. Nach einem besonders schöpferischen Gedanken konnte diese Aufgabe bei einem Wärmetauscher der eingangs erwähnten Art durch die Kombination einer Reihe von an sich bekannten bzw. neuen Merkmalen dadurch gelost werden, daß das Rohrbündel aus zwei nacheinander vom zu kühlenden Fluid durchströmten Sektionen besteht, die Stirnenden der

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Rohre beider Sektionen je in einen im wesentlichen rundflächigen Rohrboden eingeschweißt sind, in den beidseits einer vertikalen Mittelebene unterhalb der Rohre der unteren Sektion je ein Sammelrohr für gekühltes (verflüssigtes) Fluid und oberhalb der Rohre der unteren Sektion und seitlich der Rohre der oberen Sektion je ein SpUlwasserverteilrohr parallel zu den Rohren des Rohrbündels angeordnet, als Zuganker ausgebil- ■ det und ebenfalls an den Rohrboden angeschweißt sind, über der oberen Sektion des RohrbUndels in Reihe mehrere die Kühlluft durch das Rohrbündel drückende Ventilatoren und an den SprUhwasserverteilrohren eine Vielzahl von auf die untere Sektion des RohrbUndels gerichtete SprUhdUsen angeordnet sind und unterhalb des RohrbUndels und der Sammelrohre eine Auffangwanne mit Mitteln zur Abscheidung des mitgefUhrten Sprühwassers und zur Umlenkung des Luftstromes und zur Umwälzung des Auffangwassers vorgesehen sindr Ein beachtlicher Vorteil der Anordnung ist dadurch erzielbar, daß die Sammelrohre und die Sprühwasserverteilrohre, die etwa in den Eckpunkten eines dem Rohrboden eingeschriebenen Vierecks angeordnet sind und einen im Verhältnis zu den Wärmetauschrohren wesentlich größeren Durchmesser aufweisen, zwischen den Rohrböden eine feste Verbindung und damit dem Wärmetauscher insgesamt eine ausreichende Steifigkeit geben, so daß die üblichen Zuganker und Sammelflasche für gekühltes bzw. verflüssigtes Fluid entbehrlich sind.

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Die erfindungsgemäße Kombination hat weiter den Vorteil, daß die obere Sektion des Rohrbündels, in deren Rohren das Fluid die höchste Temperatur aufweist, von einem trockenen Eintrittsluftstrom ohne Zusatz von Sprtihwasser gekühlt wird, wodurch Ablagerungen von Lösungsbestandteilen, die infolge von auf höhere Temperatur erwärmten Sprlihwassers als Ausfällungen entstehen würden und damit kurzzeitig erforderliche Reinigungen mit Betriebsunterbrechungen vermieden sind.

Da bei der erfindungsgemäßen Kombination der KUhlluftstrom und das SprUhwasser in gleicher Richtung durch das Rohrbündel strömen, wirken die In beiden Fluiden enthaltenen Strömungsenergien nicht gegeneinander, sondern miteinander, so daß sehr hohe Strömungsgeschwindigkeiten erreichbar sind, wodurch die Querschnitte klein werden können, d.h. die Wärmeaustauschrohre in engem Abstand zueinander angeordnet sein können, wodurch sich eine große Heizfläche auf engem Raum ergibt, d.h. der Wärmetauscher insgesamt klein wird. Die in die Rohrböden eingeschweißten Rohre begünstigen eine gegenüber den üblicherweise U-förmig umgebogenen Rohren engere Aufteilbarkeit der Rohre. Durch den Gleichstrom von Luft und SprUhwasser entfällt in vorteilhafter Weise der sonst übliche Wasserabscheider zwischen Ventilatoren und Rohrbündel, wodurch sich eine weitere Einsparung an apparativem Aufwand ergibt.

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Eine besonders zweckmäßige Ausführung ist dadurch gekennzeichnet, daß an den Rohrböden je ein Klöpperboden zur Zuführung, Verteilung, Umlenkung, Sammlung und Abführung des zu kühlenden Fluids ausgebildet ist. Diese Ausführung verleiht dem Apparat insgesamt eine sehr kompakte Gestalt und verbessert den Ablauf des kondensierten Fluids. Die Wärmeübertragung wird dadurch günstiger und die Kondensationsfläche vergrößert.

In den Figuren 1 und 2 ist ein AusfUhrungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes teilweise in einem Längsschnitt, in der Seitenansicht, in einem Querschnitt und in der Stirnansicht dargestellt. Dieser Wärmetauscher ist ein Verdunstungsverflüssiger mit horizontal angeordneten Rohren 1, 2; 3* 4, für ein zu verflüssigendes Fluid, das z.B. als ein Kältemittel, gemäß Pfeil 5 in einem Rohrstutzen 6 eintritt, sich oberhalb der Trennwand 7 in ein liegendes Rohrbündel mit den Rohren 1, 2 verteilt, an dessen anderem Ende gemäß Pfeil 8 in einem Umlenkkasten 9 oberhalb der Trennwand 10 in ein darunterliegendes Rohrbündel mit den Rohren J>, 4 umgelenkt und aus diesem wiederum in dem Kasten 11 gemäß Pfeil 12 in zwei die Rohrböden 13 und 14 fest verbindende stabile Sammelrohre 15 umgelenkt wird, aus denen es durch die zweite Kammer 16 und den Austrittsstutzen 17 gemäß Pfeil 18 austritt. Die Kühlung des Fluids erfolgt mittels eines Luftstromes gemäß der Pfeile 20, 21, 22

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und 23, der von Ventilatoren 2h_s 25 erzeugt wird, die an der Oberfläche 26 eines beide Rohrbündel umgebenden Kesselmantels 2? angeordnet sind. In den das untere Rohrbündel mit den
Rohren 3 und 4 kühlenden Luftstrom wird mittels der Düsen 28 Wasser eingespritzt, das sich gemäß der Sprühkegel 29 möglichst gleichmäßig in den Luftstrom verteilt. Das Wasser wird durch 'Rohrstutzen 30 zugeführt und in horizontalen Sprühwasserverteilrohren 31* 32 über die ganze Länge der Rohre verteilt
und gelangt derart zu einer Vielzahl von SprUhdUsen 28. Durch die Umlenkung des Luftstromes gemäß der Pfeile 21 wird nichtverdunstetee Einspritzwasser in einer Auffangwanne 33 abgeschieden und kann mittels einer Ausfluß- und Pumpvorrichtung J>k zur neuerlichen Einspritzung umgewälzt werden. Um dem Luftstrom, der gemäß der Pfeile 22, 23 austritt, das Wasser mitgeführte Feuchtigkeit zu entziehen, sind zwei Abscheidebleche
35, 36 vorgesehen. Die Vorrichtung mit den bisher beschriebenen Teilen ruht auf einem Untergestell 37, auf dem auch eine von sämtlichen Rohren durchsetzte Stützwand 38 angebracht ist,
die eine infolge der großen Länge möglicherweise verursachte Durchbiegung der dünnen WärmetauSehrohre verhindert.

2 Patentansprüche
2 Blatt Zeichnungen

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Claims (2)

1. 2U3617

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   Patentansprüche

   ( 1JWärmetauscher, insbesondere als VerdunstungsverflUssiger, mit einem Bündel gerader, im wesentlichen horizontal angeordneter Rohre für ein mittels eines von Ventilatoren erzeugten Luftstromes mit Wassereinspritzung zu kühlendes, insbesondere zu verflüssigendes Fluid, wie ein komprimiertes Kältemittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrbündel aus zwei nacheinander vom zu kühlenden Fluid durchströmten Sektionen besteht, die IStirnenden der Rohre (l, 2; 3> 4) beider Sektionen je in einen im wesentlichen rundflächigen Rohrboden (13, 14) eingeschweißt sind, in den beidseits einer vertikalen Mittelebene unterhalb der Rohre der unteren Sektion Je ein Sammelrohr (15, 15a) für gekühltes (verflüssigtes) Fluid und oberhalb der Rohre der unteren Sektion und seitlich der Rohre der oberen Sektion Je ein Sprühwasserverteilrohr (31, 32) parallel zu den Rohren des Rohrbündels angeordnet, als Zuganker zwischen den Rohrböden ausgebildet und ebenfalls in den Rohrboden eingeschweißt bzw. angeschweißt sind, über der oberen Sektion des Rohrbündels in Reihe mehrere, die Kühlluft durch das Rohrbündel drückende Ventilatoren (24, 25) und an den SprUhwasserverteilrohren

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   (31, 32) eine Vielzahl von auf die untere Sektion des Rohrbündels gerichtete SprUhdtisen (28) angeordnet sind, und unterhalb der Sammelrohre (15* 15a) eine Auffangwanne (33) mit Mitteln zum Abscheiden (35» 36) des mitgefUhrten SprUhwassers und zur Umlenkung des Luftstromes uiid zum Umwälzen des aufgefangenen Sprtihwassers zu den Sprühwasserverteilrohren (31* 32) vorgesehen sind.
2. 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Rohrböden (13* 1*0 Je ein Klöpperboden zur Zuführung, Verteilung, Umlenkung, Sammlung und Abführung des zu kühlenden Fluids ausgebildet ist.

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