DE2340003A1

DE2340003A1 - Entnebelungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2340003A1
Application number: DE19732340003
Authority: DE
Inventors: Gamal El Din Nasser
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1973-08-07
Filing date: 1973-08-07
Publication date: 1975-02-20
Also published as: JPS5072442A; FR2240413B3; CA1007049A; FR2240413A1; GB1462295A; US3916644A; IT1017855B; CH570594A5

Description

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

H 7o9 H 73/60

Μβ/Κρ

27. Juli 1973

Entnebelungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Entnebelungsvorrichtung mit einem Verdampfer und einem Verflüssiger eines geschlossenen Kältekreislaufes, sowie einem Lüfter, mit dessen Hilfe die angesaugte Nebelluft nacheinander den Verdampfer und den Verflüssiger durchströmt.

Bei derartigen Entnebelungsvorrichtungen sind der Verdampfer und der Verflüssiger des K&ltekreislaufes als Rippenrohraustauaoher ausgeführt, wobei dem Verdampfer ein Tropfenabsoheider nachgeschaltet werden mufl, um das Wasser aus der Nebelluft

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zu entfernen und diese Luft auf diese Art zu entnebeln. Dies hat aber einige wesentliche Nachteile. Rippenrohraustauscher benötigen einen sehr großen Einbauraum, weiterer Einbauraum wird benötigt, da außerdem noch der Tropfenabscheider in die Entnebelungsvorrichtung eingebaut werden muß. Da Nebel Luft mit starktai Feuchtigkeitsgehalt ist, müssen die einzelnen Bauteile aus teurem, korrosionsfestem Material gefertigt werden, wobei auch bei der Montage der Rippenrohre zu dem Verdampfer erhebliche Kosten auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, für eine Entnebelungsvorrichtung eine raumsparende und billige Konstruktion zu finden, deren Betriebssicherheit gegenüber den bekannten Ausfuhrungen nicht geringer ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgeraäß dadurch gelöst, daß der Verdampfer ein Plattenwärmetauscher ist.

Plattenwärmetauscher weisen gegenüber Rohrwärmetauschern bei gleichem Volumen erheblioh bessere WärmeübergangsVerhältnisse auf, so daS bei gleichem Wärmetausohergebnis der Plattenwärmetauscher ein geringeres Volumen einnimmt. Dabei müssen lediglich eine Anzahl von Platten aus korrosionsbeständigem, Jedoch gut wärmeleitendem Material so aufeinandergelegt und zusammengefügt

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werden, daß sie abwechselnd zwischen sich Durchgangsräume fUr die Nebelluft bzw. für das Kühlmedium bilden.

Dabei j st es von ganz besonderem Vorteil, wenn der Plattenwärmetauscher aus einem Stapel von im wesentlichen in gleicher Weise wellenähnlich verformten Blechtafeln besteht, wobei abwechselnd zwei benachbarte Blechtafeln spiegelbildlich zur gemeinsamen Berührungsebene als Plattenpaare aufeinanderliegen und dadurch zwischen sich einzelne parallele Strömungsquerschnitte bilden und henachbarte Plattenpaare zueinander mittels Quersicken mit Abstand und um eine halbe Wellenlänge versetzt, angeordnet sind und dadurch zwischen sich wellenförmige Strömungsquerschnitte bilden. Bei derartigen Plattenwärmetauschern können die Blechtafeln auch dann, wenn zwischen den wärmetauschenden Medien relativ große Druckunterschiede bestehen, aus relativ dünnem Material bestehen. DarUberhinaus kann durch geeignete konstruktive Ausführung der Blechtafeln lediglich eine einzige Plattenart benötigt werden. Der Druckabfall ist dabei gegenüber dem bei Rippenrohraustauschern erheblich vermindert.

Bei einer bevorzugten Weitergestaltung des Erfindungsgedankens sind zwischen den die Plattenpaare bildenden Blechtafeln dünne metallische Folien angeordnet, die mit den aufeinanderliegenden Teilen der Plattenpaare in gutem wärmeleitendem Kontakt sind

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und dadurch Sekundärheizflächen bilden. Wird nämlich das Medium mit niederem Druck durch die parallelen Strömungsquerschnitte bewegt und das andere Medium mit höherem Druck dazu im Kreuzstrom durch die wellenförmigen Strömungsquerschnitte, so verursacht der Druck des letzteren Mediums einen Druck der Blechtafeln auf die Folie, somit einen guten metallischen Kontakt, wodurch die Folie dann als zusätzliche Wärmetauschflttche wirken kann, ohne die Masse des Wärmetauschers wesentlich zu vergrößern, wobei die Folie aus relativ billigem Material bestehen kann, da sie zur Trennung der Medien nicht beiträgt.

Bei einer sehr vorteilhaften Weitergestaltung sind die metallischen Folien mit V-förmigen Erhöhungen versehen, die in den Quersicken der Plattenpaare liegen.

Bei einer weiteren vorteilhaften Weitergestaltung sind die parallelen Strömungsquersohnitte zwischen den benachbarten Quersicken zum Teil verengt.

Dabei ist es dann sehr vorteilhaft, die parallelen Strömungsquerschnitte für die Nebelluft und die wellenförmigen Strömungsquerschnitte für das Kühlmedium vorzusehen.

Die V förmigen Erhöhungen wirken, ebenso wie die Verengungen als Tropfenabscheider, so daß sich ein zusätzlicher dem

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Verdampfer nachgeachalteter Tropfenabscheider erübrigt und somit eine weitere bedeutende Raumeinsparung eintritt und ein zusätzlicher Druckabfall vermieden ist, ganz abgesehen davon, daß auch Fertigungskapazitäten frei werden. Außerdem wirken die V-förmigen Erhöhungen darüber hinaus noch als Turbulenzerzeuger, wodurch sich die Auetauschwirkung noch weiter erhöht. Dabei ist die Fläche der V förmigen Erhöhungen auch eine weitere zusätzliche Wärmeflache. Durch die Erhöhung der Wärmetauschwirkung können, um die Betriebssicherheit weiter zu erhöhen, bei gleichen Materialkosten, wie bei den bisher bekannten Verdampfern und Tropfenabscheidern, hochwertigere Materialien verwendet werden, z.B. V2A-Stahl für die Blechtafeln und Aluminiumfolie fllr die Folien und die Erhöhungen.

Bei einer weiteren vorteilhaften Weitergestaltung sind die Quersicken gegen die Senkrechte und/oder die parallelen Strömungsquerschnitte gegen die Waagerechte geneigt angeordnet, wobei abgeschiedenes Wasser in einem der parallelen Strömungsquerschnitte am Rand des Plattenpaares gesammelt und abgeleitet wird. Durch eine derartige Anordnung sind keine zusätzlichen Vorrichtungen vorzusehen, um das kondensierte Wasser zu entfernen. Dadurch werden z.B. zusätzliche Druckabfälle und zusätzliche Kosten vermieden.

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O-

Bei einer vorteilhaften Weitergestaltung des Erfindungsgedankens weist der Verflüssiger die gleiche Bauart auf wie der Verdampfer.

Es ist weiterhin sehr vorteilhaft, wenn Verdampfer, Verflüssiger und Lüfter in einem sie umgebenden Gehäuse angeordnet sind, das öffnungen für den Eintritt der Hebelluft, den Austritt der getrockneten Luft und das kondensierte Wasser aufweist. Dann sind die Einrichtungen der Entnebelungsvorrichtung gegen mechanische und äußere Einflüsse weitgehend geschützt und führen außerdem den Nebelluftstrom in geeigneter Weise durch die Vorrichtung.

Die Erfindung wird in den Figuren anhand eines AusfUhrungsbeispleles näher erläutert:

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer Entnebelungsvorrichtung!

Fig. 2 zeigen in Aufriß und Schnitten den Aufbau eines bis 4

Verdampfers.

Die Figur 1 zeigt ein Oehäuse 1, in dem ein Verdampfer 2, ein Verdichter 5, ein Verflüssiger 4 und Entspannungsventil 5 eines Kühlkreislaufes gemäß Pfeil 26 untergebracht sind. In dem Oehäuse 1 befindet sich eine Eintrittsöffnung 6, durch die zu

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entnebelnde Nebelluft eintritt und eine Auetrittsöffnung 7* durch die entnebelte Luft wieder austritt. Diese Luft wird gemäß den Pfeilen 8 über den Verdampfer 2 des Kühlkreislaufes und den Verflüssiger 4 des Kühlkreislaufes geführt, und zwar mittels des Gebläses Io und der Wände 9. Während das Kühlmedium im Verdampfer 2 verdampft, kondensiert dort das in der Nebelluft enthaltene Wasser und wird durch einen Entwässerungestutzen 11 aus dem Gehäuse entfernt. Das im Verdichter? verdichtete Kühlmedium verflüssigt, zumindest teilweise in dem Verflüssiger 4, wobei der trockenen Luft Kälte entzogen, d.h. diese aufgeheizt wird, wobei die Temperatur der den Verflüssiger 4 verlassenden trockenen Luft über der Eintrittsteraperatur der Nebelluft in die Entnebelungsvorrichtung liegen kann.

In den Figuren 2, 3 und 4 ist der Verdampfer 2 der Entnebelungsvorri'chtung gemäß der Erfindung im Aufriß, Quer- und Längsschnitt näher erläutert.

Der Verdampfer ist aus einem Stapel von Bleohtafeln 12, 15, 14, 15 aufgebaut, die im wesentlichen gleichartig wellenähnlich verformt sind. Je zwei benachbarte Blechtafeln 12 und 13» 14 und 15 liegen spiegelbildlich zur gemeinsamen BerUhrungsebene aufeinander und bilden so Plattenpaare 12,13; 14,15.

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Benachbarte Plattenpaare 12,13 und 14,15 sind mit Abstand und um eine halbe Wellenlange versetzt zueinander angeordnet. Die Runder der Blechtafeln 12 bis 15 sind hier abwechselnd mit dem Rand der einen bzw. der anderen der jeweils benachbarten Blechtafel mittels Schweißnähten 27 abdichtend verbunden. Die wellenähnlichen Verformungen der ein Plattenpaar 12,13; 14,15 bildenden Blechtafeln 12 und 13 bzw. 14 und 15 liegen so aufeinander, daß zwischen den Blechtafeln 12 und 13 bzw. 14 und 15 parallele Strömungsquerschnitte 18 gebildet werden, durch die gemMfl den Pfeilen 8 die Nebelluft bewegt wird, wobei diese am Eintritt in den Stapel feucht und am Austritt aus dem Stapel getrocknet ißt. Quer au den wellenähnlichen, die parallelen Strömungsquerschnitte 18 bildenden Verformungen sind ftuersicken 19 in die Blechtafeln 12 bis 15 geprägt, die die parallelen StrSmungsquerschnitte 18 miteinander verbinden und die Verformungen benachbarter Blechtafeln 13, 14 benachbarter Plattenpaare 12,13; 14,15 gegeneinander abstutzen, so daß zusätzliche Stutzeinrichtungen zwischen benachbarten Plattenpaaren wie Abstandsleisten oder ähnliches nicht benötigt werden. Zwischen die Blechtafeln 12 bis 15 der Plattenpaare 12,13j 14,15 sind dUnne Folien 2o eingelegt, die beispielsweise aus o,2 mm starkem Aluminiumblech bestehen können. In den Quersicken 19 sind' an den Folien 2o V-förmige Erhöhungen 21 angebracht, die als Tropfenfänger und als

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Turbulenzerzeuger dienen. Das an den Erhöhungen 21 gefangene Wasser fließt, der Schwerkraft folgend, nach unten und sammelt sich in dem untersten parallelen Strömungsquerschnitt 22 der Plattenpaare 12,13; 14,15 und wird von dort gemMß den Pfeilen 23 entfernt und beispielsweise mittels einer Scheidewand 28 in einen Entwässerungsstutzen 11 gemäß Figur 1 gelenkt und aus der Entnebelungsvorrichtung abgeführt. Dazu ist es

die

zweckmäßig, die Quersicken 1$ und die/parallelen Verformungen bildenden Strömungsquerschnitte 18 bildenden Verformungen gegen die Senkrechte bzw. die Waagerechte geneigt auszuführen, um ein besseres Abfließen des Wassere zu ermöglichen. Zur Verbesserung der Güte des Wasserabscheideeffektes sind die die parallelen Strömungsquerschnitte 18 bildenden Verformungen der Blechtafeln 12 bis 15 im Bereich zwischen den Quer-r sicken 19 weniger tief ausgeprägt, so daß hier verengte Ströraungsquersohnitte 24 entstehen, wodurch die Strömung gegen die V förmigen Erhöhungen 21 gerichtet wird. Zwischen benachbarten Plattenpaaren 12, 13 und 14, 15 sind durch die genannte Anordnung wellenförmige Strömungsquerschnitte 25 gebildet, durch die das Kühlmedium von dem Entspannungeventil 5 kommend und zum Verdichter 3 fließend, gemMß den Pfeilen 26 strömt. .

Das Kühlmedium entlieht der aus den Bl«ohtafeln 12 bis 15

und den Folien 2o mit den Erhöhungen 21 gebildeten Wärmetausch-

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fläche des Verdampfers 2 Wärme und verdampft dabei. Die Wärmetauschflache wiederum entzieht der Nebelluft Wärme, woraufhin der relative Feuchtegehalt der Luft, der bekanntlich temperatur abhHngig ist, den Wert loo % Überschreitet. Daraufhin konden siert Wasser aus der Nebelluft aus, inabesondere an den als Tropfenfänger dienenden Erhöhungen 21. Die aus dem Verdampfer austretende Luft ist somit kalt und trocken.

In dem Verflüssiger k des Kältekreislaufes, der die gleiche Bauart wie der Verdampfer aufweisen kann, wird das Kühlmedium verflüssigt, in dem es Wärme an die Wärmetauschflache des VerflUasigers 4 abgibt. Diese Wärmetauschfläche gibt die Wärme wiederum an den trockenen, vom Verdampfer 2 kommenden Luftstrom ab und erwärmt diesen. Somit verläßt trockene und deshalb nebelfreie warme Luft die Entnebeluiigs vorri oh tung.

9 Patentanspruch·

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Claims

H 7o9 H 73/60

Me/Kp

27- Juli 1975

Patentansprüche

/ 1.)Entnebelungevorrichtung mit einem Verdampfer und einem Verflüssiger eines geschlossenen Kältekreislaufes sowie einem Lüfter, mit dessen Hilfe die angesaugte Nebelluft nacheinander den Verdampfer und den Verflüssiger durchströmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer (2) ein Plattenwärmetauscher ist.
2. Entnebelungevorrichtung nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daQ der Plattenwärmetauscher aua einem Stapel von im wesentlichen in gleicher Weise wellenähnlioh verformten Blechtafeln (12 - I5) besteht, wobei abwechselnd zwei benachbarte Blechtafeln(12 - 1 5)spiegelbildlich zur gemeinsamen Berührungsebene als Plattenpaare (12,13; 1^»15) auseinanderliegen und daduroh zwischen sich einzelnen parallele Strömungsquerschnitte (18) bilden und benachbarte Plattenpaare (12,13} l^i 15) zueinander mittels Quersioken (19) mit Abstand und um eine halbe Wellenlänge versetzt angeordnet sind und dadurch zwischen sich wellenförmige Strönungsquerschnitte (25) bilden.

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3. Entnebelungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den die Plattenpaare (12,IJ; 14,15) bildenden Blechtafeln (12-15) dünne metallische Folien (2o) angeordnet sind, die mit den anfeinanderliegenden Teilen der Plattenpaare (12,1^j 14,15) in gutem wärmeleitendem Kontakt sind und dadurch Sekundärheizflächen bilden.
4. Entnebelungsvorrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Folien (2o) mit V-förmigen Erhöhungen (21) versehen sind, die in den Quersicken (19) der Plattenpaare 12,13; 14,15) liegen.
5. Entnebelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, daduroh gekennzeichnet, daß die parallelen Strömungequersohnitte zwischen benachbarten Quersicken (19) zum Teil verengt sind (24).
6. Entnebelungsvorrichtung nach einem der AnsrpUche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Strömungsquerschnitte (18) für die Nebelluft und die wellenförmigen Strömungsquerschnitte (25) für das Kühlmedium vorgeethen sind.

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7. Entnebelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Querslcken (19) gegen die Senkrechte und/oder die parallelen Strb'mungsquerschnitte (18) gegen die Waagerechte geneigt angeordnet sind, wobei abgeschiedenes Wasser in einem der parallelen Strömungsquerschnitte (22) am Rand der Plattenpaare (12,1^J 14,15) gesammelt und abgeleitet wird.
8. Entnebelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Verflüssiger (4) die gleiche Bauart wie der Verdampfer (2) aufweist.
9. Entnebelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, daduroh gekennzeichnet, daß Verdampfer (2), Verflüssiger (4) und Lüfter (lo) in einem sie umgebenden OehMuse (1, 9) Angeordnet sind, das öffnungen für den Eintritt der Nebelluft (6), den Austritt der getrockneten Luft (7) und das kondensierte Wasser (11) aufweist.

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