DE2828094A1 - Hochleistungswaermeaustauscher - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Värmeaustauscheinheiten, bei denen ein Kältemittel durch das Innere eines Rohres hindurchstromen kann, während gleichzeitig das zu kühlende Strömungsmittel über die Außenseite desselben Rohres strömt. Insbesondere richtet sich die Erfindung auf Hochleistungs-Direktverdampfungsktihler mit einem Gehäuse und einem Rohr*

Wärmeaustauscher mit einem Gehäuse und einem Rohr werden allgemein bei Klimatisierungs- und Kühlanlagen größeren Umfangs kommerziell verwendet, wobei ein Umwälzströmungsmittel, im allgemeinen Wasser in dem Wärmeaustauscher gekühlt und anschließend im Gebäude umgewälzt und den bestimmten Bereichen zugeführt wird, wo eine Kühlung erforderlich ist. Häufig wird ein Wärmeaustauscher mit Gehäuse und Rohr als ein Bestandteil einer kompletten Kühleinheit mit einem herkömmlichen Dampfdruckkühltakt verkauft. Hierbei strömt das Kältemittel durch einen Kompressor, wo seine Temperatur und sein Druck erhöht werden, strömt dann weiter zu einem Kondensator, wo das Kältemittel gekühlt wird. Von dem Kondensator strömt das Kältemittel durch eine Expansionssteüereinrichtung, in welcher der Druck des Kältemittels vermindert wird, und schließlich strömt das Kältemittel zu dem aus einem Gehäuse und einem Rohr bestehenden Wärmeaustauscher, in welchem das flüssige Kältemittel seinen Zustand in ein gasförmiges Kältemittel verändert und Wärme aus der in dem Verfahren zu kühlenden Flüssigkeit absorbiert.Danach kehrt das gasförmige Kältemittel zu dem Kompressor zurück, wo es wiederum komprimiert wird, um den nächsten Takt zu beginnen.

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Aus Gehäuse und Rohr bestehende Wärmeaustauscher sind in der Kälteindustrie auch bereits getrennt verkauft worden, und zwar hauptsächlich als ¥asserkühleinheiten in Kühlmaschinen für kommerzielle und Geschäftsanlagen·

Die typische Direktverdampfungsabkühl- oder -kühlanlage besitzt eine Vielzahl paralleler, kältemittelführender Rohre, die zwischen Sammelrohren gelagert sind, welche mit Einlaß- und Auslaßleitungen innerhalb des zylindrischen Gehäuses in Verbindung stehen. Das Kältemittel wird durch die Rohre umgewälzt, während das zu kühlende Strömungsmittel über die Rohre umgewälzt wird. Das Kältemittel ändert seinen Aggregatzustand innerhalb der Rohre des Wärmeaustauschers, während es Wärme aus dem zu kühlenden Strömungsmittel absorbiert. Das nun gekühlte Strömungsmittel kann umgewälzt werden, um die notwendigen Kühlerfordernisse der Installation zu befriedigen. Bekannte Wärmeaustauscher haben mit Kupferrohren oder Rohren aus anderem Material gearbeitet, die eine glatte Innen- und Außenfläche hatten, und die insbesondere als primäre Oberflächenrohre bezeichnet wurden. Es waren sternförmige Einsätze vorhanden, um innere Rippen innerhalb der Rohre zu bilden, jedoch haben sich diese als kostspielig erwiesen und wurden in der Industrie nicht übermäßig gut aufgenommen«

Rohre mit angeformten inneren spiralförmigen Rippen sind seit geraumer Zeit bekannt und bilden den Gegenstand der folgenden US-Patente, alle von French, Nr. 3 422 518, 3 622 4O3, 3 622 582, 3 750 709 und 3 776 018. Andere US-Patente, die sich auf Metall-

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rohre mit inneren Rippen beziehen, sind folgende: 511 900 von Laine, 3 768 2<?1 von Rieger, 3 58O 026 von Luca, 3 118 328 von Issott, 3 292 kO8 von Hill, 3 298 451 von Koch et al., 3 83O von Nakamura, 1 k65 073 von Davis, 1 985 833 von Lampart, 1 989 507 von Diescher, 2 392 797 von Hackett und 2 397 5kh von Garand.

Mit Innenrippen versehene Rohre sind seit vielen Jahren im Handel erhältj.ich. Bereits durchgeführte Prüfungen dieser Rohre in allgemein üblichen aus Gehäuse und Rohr bestehenden Austauschern haben in der Gesamtleistungsfähigkeit der Einheit nur geringfügige Verbesserungen gezeigt. Diese früheren Prüfungen wurden durchgeführt durch Ersatz eines Rohres mit Innenrippen anstelle des vorhandenen Rohres mit glatter Oberfläche. Es ist nunmehr festgestellt worden, daß eine leistungsfähige Verwendung eines mit Innenrippen versehenen Rohres einen geringeren Temperaturabfall über die Länge des Rohrkreislaufs verlangt als den Temperaturabfall über einen üblichen Kreislauf mit glattem Rohr. Außerdem zeigt das mit Innenrippen versehene Rohr - wenn überhaupt - vernachlässigbare Verbesserungen in der Gesamtleistung, wenn es bei demselben Temperaturabfall über den Rohrkreislauf wie dem eines glatten Rohres betrieben wird. Demzufolge ist es für die Erlangung der von einem mit Innenrippen versehenen Rohr erwünschten Hochleistung erforderlich, einen Innenkreislauf innerhalb des Wärmeaustauschers derart zu wählen, daß der Temperaturabfall an dem Kreislauf beträchtlich geringer ist als an einem ähnlichen Kreislauf mit glatten Rohren.

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Es ist außerdem festgestellt worden, daß die bekannten »it Innenrippen versehenen Rohre auf einen Steigungswinkel begrenzt sein können, den Winkel, den die Rippe mit der Achse des Rohres bildet, und zwar annähernd I5 · Es ist außerdem festgestellt worden, daß die Rohrleistung bei Yergrößerung dieses Winkels verbessert wird, und zwar wird die Rohrleistung bei Winkeln von erheblich mehr als 20° maximiert.

Um wirksamen Gebrauch von den Xnnenrippenrohren zu machen, hat es sich als notwendig erwiesen, sowohl den Steigungswinkel der Innenrippe zu vergrößern als auch den Väraeaostauscher alt eine« Temperatürabfall über den Kältemittelkreis zu betreiben,der erheblich kleiner ist als der vorher benutzte· Unter Beachtung der obigen Bedingungen ist es möglich, axt einem Innenrippenrohr die Kapazität vorhandener Gehäuse- und Rohrwärmeaustauscher erheblich zu erhöhen, indem man den Kreislauf innerhalb des Wärmeaustauschers so abwandelt, daß in etwa der richtige Temperatur abfall entsteht, und den Steigungswinkel innerhalb der Rohre so abzuwandeln, daß ihre Värmeaustaurchleistung aaximxert wird· Dieser Leistungsanstieg wird erreicht mit sehr geringfügig gesteigerten Kosten und mit nur sehr wenig zusätzlich erforderlicher Zusammenbauzeit·

D;le Aufgabe der Erfindung besteht im Betrieb eines aus Gehäuse und Rohr bestehenden Wärmeaustauschers mit Hochleistungs-Innejirippenrohren, so daß der Temperaturabfall an dem Kältemittelkreislauf innerhalb eines Bereiches zur vollen Ausnutzung der

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mit den Innenrippenrohren erzielbaren erhöhten Leistung liegt·

Bin besonderes Merkmal der Erfindung besteht in der Benutzung eines Innenrippenrohres innerhalb eines aus Gehäuse und Rohr bestehenden Wärmeaustauschers, wobei dies Rohr einen Steigungswinkel hat, der zur Optimierung des Wärmeaustauschkoeffizienten der Rohre ausreicht·

Ein weiterer Vorzug der Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung und eines Verfahrens, um die gegenwärtig vorhandenen, aus Gehäuse und'Rohr bestehenden Wärmeaustauscher leistungsfähiger zu machen und die Kapazität dieser Wärmeaustauscher zu erhöhen, ohne die Kosten wesentlich zu steigern.

Weitere Merkmale und Vorzüge gehen aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen hervor·

Die oben genannten Merkmale werden gemäß einer bevorzugten Ausführungsfora der Erfindung erreicht durch Schaffung eines aus Gehäuse und Rohr bestehenden Wärmeaustauschers mit einer Anzahl paralleler Innenrippenrohre, die so angeordnet sind, daß der Kühlkreislauf die richtige Länge hat und der Temperaturabfall des Kältemittels an dem Kreislauf 5⁰F nicht überschreitet und unter Vollastbedingungen innerhalb des Bereichs von 3 bis k optimal ist· Insbesondere wird dieser Temperaturabfallbereich herbeigeführt durch eine Verminderung der Gesamtlänge des Kreislaufs gegenüber der bei glatten langen Rohren verwendeten Länge. Es kommt in dem Wärmeaustauscher ein mit angeformten Innenrippen

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versehenes Rohr zur Anwendung, welches einen Steigungswinkel zwischen den Rippen und der Achse des Rohres von wenigstens 20°, optimal im Bereich von 20 bis h$ aufweist. Die Kombination des Innenrippenrohres mit dem höheren Steigungswinkel und der Betrieb des Wärmeaustauschers bei dem geringeren Temperaturabfall über die Länge des Kreislaufs wirken zusammen zur Bildung eines Hochleistungswärmeaustauschers· Es zeigen»

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht eines aus Gehäuse und Rohr bestehenden "Wärmeaustauschers,

Fig. 2 eine fortgeschnittene Darstellung des Rohres mit angeformten Innenrippen,

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Kapazität in BTU je Stunde gegenüber dem Temperaturabfall eines gesättigten Kältemittels über die Länge des Kreislaufs für ein Rohr mit glatter Oberfläche und für z\a. mit Innenrippen versehene Rohre,

Fig. h eine graphische Pars teilung des durchschnittlichen Wärmeübertragungskoeffizienten eines mit Innenrippen versehenen Rohres gegenüber dem Steigungswinkel der Rippen in Grad,

Fig. 5 eine graphische Darstellung des Wärmeübertragungskoeffizienten eines mit Innenrippen versehenen Rohres gegenüber dem Steigungswinkel der Rippen, wo das Kältemittel innerhalb der Rohre zu J?0^ aus Dampf besteht.

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Die Ausführungsform der Erfindung, die im folgenden besenrieben wird, ist geeignet zum Gebrauch in eine» Direktentspannungsvärmeaustauscher, obwohl die Erfindung selbstverständlich ebenso Anwendung findet bei anderen Formen von ¥ärmeaustauschereinheiten und anderen Gebrauchsformen mit angeformten Rippen versehener Rohre. Der aus Gehäuse und Rohr bestehende Wärmeaustauscher, der im Anschluß hieran beschrieben vird, ist zum Gebrauch als Verdampfer in der herkömmlichen Direkt-entspannungs-Dampfkompressor-Kühlanlage ausgelegt· In einer solchen Anlage komprimiert der Kompressor gasförmiges Kältemittel, häufig R-12 (Trichlormonofluormethan) oder R-22 {Dichlordif luormethan), das dann durch einen Verdampfer umgewälzt wird, wo es gekühlt

und verflüssigt und dann durch eine gesteuerte Entspannungsvorrichtung zur Niederdruckseite der Anlage geführt wird» Nach dem Einströmen in die Niederdruckseite der Anlage wird der Kälteträger, innerhalb des aus Gehäuse und Rohr bestehenden Wärmeaustauschers verdampft, während er aus dem zu kühlenden Strömungsmittel Wärme absorbiert und dabei seine Phase von teilweise flüssig und teilweise dampfförmig zu einem überhitzten Dampf ändert. Der überhitzte Dampf strömt zum Kompressor, um den Takt zu vollenden.

Es wird nunmehr auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen Fig. 1 einen typischen aus Gehäuse und Rohr bestehenden Wärmeaustauscher oder eine Kühleinrichtung teilweise in Ansicht zeigt, axt einer Anzahl Rohre 20. Die Rohre sind in den Rohrplatten 56 an jedem Ende des Wärmeaustauschers gelagert. Eine Zwischenrohrlagerung ist allgemein durch Verwendung von Leitplatten gegeben, die auch zur wiederholten Lenkung des Flusses der durch das Rohr

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gekühlten Normalflüssigkeit zum Rohrbündel dienen» In dem Gehäuse 10 ist eine Strömungsmitteleinlaßöffnung 12 für den Eintritt des zu kühlenden Strömungsmittels vorgesehen, welches durch den Einlaß 12 eintritt,über die Rohre 20 strömt und dann durch den Strömungsmittelauslaß lh aus dem Gehäuse austritt· Das Strömungsmittel, allgemein Wasser, Ethylenglykol, Seewasser oder andere Salzlösung, wird beim Durchgang durch den Wärmeaustauscher durch das in den Rohren 20 vorhandene Kältemittel gekühlt.

Der Kältemitteleinlaß 16 verbindet den Wärmeaustauscher mit der gesteuerten Entspanrmngseinrichtung(nicht gezeigt)innerhalb der Dampfdruckkühlajilage. Das Kältemittel tritt durch den Einlaß 16 in die EinlaßSammelleitung 22 ein. Wie in Fig. 1 gezeigt, strömt dann das Kältemittel längs eines Rohres zu der Auslaßsammelleitung 30. Beide Sammelleitungen sind in Abteile unterteilt, um das Kältemittel von einem Durchgang des Wärmeaustauschers zu dem nächsten Durchgang zu führen. Die Anzahl spezifischer Durchgänge, auf denen sich das Kältemittel von einer Seite des Wärmeaustauschers zu der anderen bewegt, bildet einen Kreislauf. Der Einfachheit halber wird in Fig. 1 nur ein Rohrkreislauf gezeigt, jedoch haben die üblichen aus Rohr und Gehäuse bestehenden Wärmeaustauscher mehrere parallele Kreisläufe, wobei die Sammelleitungen jeden Kreislauf an den verschiedenen Stufen verbinden. An jedem Ende der in Fig. 1 gezeigten Kühleinrichtung sind Röhrenplatten 56 vorgesehen, um die Rohrenden zu befestigen. Innerhalb des Gehäuses sind Leitplatten 19 vorgesehen, um die Rohre zu lagern und das zu kühlende Strömungsmittel durch die Kühleinrichtung hindurchzuführen.

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Im einzelnen tritt das Kältemittel von der Einlaßsammelleitung 22 von der Einlaßdüse 16 aus in die erste Kammer Zk der Einlaßsammelleitung ein· Yon der Einlaßkamner Zk strömt das
Kältemittel weiter durch ein Rohr zu der ersten Auslaßkammer 32, dann zurück durch ein weiteres Rohr und durch die zweite Einlaßkammer 26, dann durch ein drittes Rohr zu der zweiten
Auslaßkammer 3k_t dann durch ein viertes Rohr zur dritten Einlaßkammer 28 und dann durch ein fünftes und letztes Rohr zur dritten Auslaßkanraer 36 und danach zum Kältemittelauslaß 18, der an den Kompressor (nicht gezeigt) in der Dampfdruckanlage angeschlossen ist. Die Länge jedes einzelnen Kreislaufs wird bestimmt durch die Länge der Rohre in jeder gegebenen Reihe zwischen den Sammelleitungen, die innerhalb der Sammelleitungen zurückgelegte Entfernung, sowie die Anzahl Rohre in dem einzelnen Kreislauf.

Fig 2 zeigt eine abgeschnittene Darstellung eines einstückig ausgebildeten Innenrohres. ¥ie hier gezeigt, werden die Rippen auf der Innenseite des Rohres bei einem Winkel zwischen der Richtung der Rippe und der Achse kZ des Rohres geformt, dieser Winkel wird als Steigimgswinkel bezeichnet. Die Rippen kk
werden bei Bildung eines Steigungswinkels kO zur Achse k2
gezeigt.

Fig. 3 zeigt eine graphische Darstellung der Leistung bei verschiedenen Temperaturabfällen glatter Rohroberflächen gegenüber Innenrippenrohren. Vie aus Fig. 3 ersichtlich, zeigt die Linie 50,

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die die Leistung eines Rohres mit glatter Oberfläche gegenüber dem Temperaturabfall über die Kreislauflänge wiedergibt, daß die Leistungsspitze für dies Rohr im Bereiche eines Temperaturabfalls von 7°F liegt. Die Kurven 52 und 54 in Fig. 3 zeigen die Leistung für zwei getrennte Innenrippenrohre, die jeweils eine maximale Kapazität in einem Bereich von 3 bis 4° Temperaturabfall haben.

Es ist üblich, einen aus Gehäuse und Pohr bestehenden Wärmeaustauscher so auszulegen, daß der in der Konstruktion festgelegte Temperaturabfall unter den Vollastbedingungen stattfindet, Stets dann, wenn die Einheit bei weniger als Vollast betrieben wird, ist der Temperaturabfall über den Kreislauf geringer, da weniger Kältemittel an den Kreislauf herangeführt wird und demzufolge die Geschwindigkeit des Kältemittels geringer ist. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist die Leistungsspitze des Hochleistungsrohres im Bereich von 3 bis 4° höher als die Leistungsspitze des glatten Rchres in dem Bereich von 7 bis 8°. Es ist ferner ersichtlich, daß beim Betrieb der Einheit bei Teillast die Leistung des einstückigen Rippenrohrs dem glatten Rohr bei weitem überlegen ist. Häufig kann bei sehr geringen Belastungen die Einheit nur mit einem halben Grad Temperatürabfall arbeiten. Bei diesem besonderen Temperaturabfall zeigt Fig. 3 eine erhebliche Unterscheidung in der Leistung zwischen dem Innenrippenrohr und dem glatten Rohr.

Es wird nunmehr auf Fig. 4 Bezug genommen, aus der ersichtlich ist, daß der Wärmeübertragungskoeffizient des Rohres mit dem

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Steigungswinkel der Rippe innerhalb des Rohres schwankt. Aus der graphischen Darstellung geht klar hervor, daß zur Erlangung der maximalen Kapazität für ein gegebenes Rohr der Steigungswinkel der Rippen 20° übersteigen sollte.

Es wird behauptet, daß das Kältemittel beim Eintritt in ein mit Innenrippen versehenes Rohr mit einem Steigungswinkel von mehr als 20 schneller im Inneren des Rohres herumgewirbelt wird, als wenn das Rohr einen geringeren Steigungswinkel hat. Das Kältemittel tritt allgemein in zwei Phasen in einen aus Gehäuse und Rohr bestehenden Wärmeaustauscher ein, und zwar in einer gasförmigen Phase von etwa 20 Gew. -$ und 80 Volumen-^ und einer flüssigen Phase von etwa 20 Vol.-$ und 80 Gew.-^. Die ¥irbeltätigkeit, die dem Kältemittelgemxsch durch die Rippen erteilt wird, zwingt die flüssige Phase des Kältemittels, die gesamte Rohroberfläche zu benetzen, was zu einem höheren Gesamtwärmeübertragungskoeffizienten zwischen dem Kältemittel und dem Rohr führt. Außerdem bieten die Rippen einen zusätzlichen Oberflächenbereich auf dem Inneren des Rohres, wodurch mehr Wärme von dem Rohr übertragen werden kann. Wenn eine Rippe mit geringerem Steigungswinkel verwendet wird, dann ist die Länge, welche das Kältemittel längs dem Rohr zurücklegen muß, bevor es einen Wirbel innerhalb des Rohres beendet, viel größer, als wenn der Steigungswinkel erhöht ist. Durch Zunahme der Wirbelwirkung verden die Wände des Rohres gleichmäßiger benetzt als bei einem geringeren Steigungswinkel. Außerdem wird in den Bereichen des Wärmeaustauschers von sehr hoher Dampfqualität die geringe ver-

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bleibende Flüssigkeitsmenge auf die Rohroberflächen und um die Innenfläche herumgedrückt, vas zu einer gleichmäßigeren Benetzung der Rohroberfläche führt und den von der verbleibenden Flüssigkeit unbenetzten Bereich verringert.In Versuchen hat sich gezeigt, daß die Bereiche des Rohres hoher Dampfqualität in der Gesamtleistung mit Innenrippen stark erhöht werden. Diese Leistungszunähme in Bereichen hoher Dampfqualität ist besonders nützlich, da sie eine Vollendung des Kältemittelkreislaufs ohne den Einschluß eines oder mehrerer Durchgänge lediglich für die Überhitzung des Kältemittels gestattet und zusätzliche Rohrlänge für den Yärmeaustausch, in dem leistungsfähigeren Bereich hoher Dampfqualitat verfügbar läßt. Fig. 5 zeigt eine versuchsweise interpolierte Beziehung zwischen dem Wärmeübertragungskoeffizienten und dem Steigungswinkel der Rippen, wenn das Kältemittel °0# Dampf und 10 Gew. -$> Flüssigkeit hat. Aus dieser graphischen Darstellung ist ersichtlich, daß eine deutliche Verbesserung in dem Wänaeübertragungskoeffizienten gegeben ist, wenn der Rippensteigungswinkel 20° überschreitet.

Man stellt die Theorie auf, daß die Vorrichtung, die zu der Verbesserung der Gesamtleistung des integralen Rippenrohres bei einem geringeren Temperaturabfall führt, eine Funktion verschiedener Faktoren ist. Allgemein ist das Ausmaß der Wärmeübertragung von einem Yärmeaustauscherelement zu einem anderen Element gleich dem Gesamtkoeffizienten der Wärmeübertragung mal dem Bereich der Oberfläche mal dem Temperaturunterscbied zwischen dem Strömungsmittel, von welchem die Wärme auf das die Wärme absorbierende Strömungsmittel übertragen wird. Diese

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Beziehung wird allgemein in der folgenden Gleichung dargestellt:

In dem Innenrippenrohr wird der Temperaturabfall bestimmt durch die Reibungsverluste, die eine Funktion der Kältemittelgeschwindigkeit zum Quadrat sind, und den Wechsel in dem Wärmeübertragungskoeffizienten, der eine Funktion der Kälteträgergeschwindigkeit hoch 0,8 ist. Daher wird bei einer Erhöhung der Geschwindigkeit der Wärmeübertragungskoeffizient Ξ mit 0,8 potentiert· Jedoch wird gleichzeitig der Wert Δ T, der Unterschied in der Temperatur zwischen dem Kältemittel und dem durch den Wärmeaustauscher hindurchströmenden Strömungsmittel^ um die Reibungsverluste innerhalb des Rohres vermindert. Die graphische Darstellung der Fig. 3 zeigt diese beiden Faktoren in ihrer Zusammenwirkung. Es ist ersichtlich, daß bei niedrigeren Temperaturabfällen der Anstieg des Wärmeübertragungskoeffizienten vorherrscht und die Gesamtkapazität bei einer Zunahme des Temperaturabf alls ausgehend von Null erhöht wird. Bei weiterer Zunahme des Temperaturabfalls beginnt der Reibungsverlu&tfaktor entsprechend dem Geschwindigkeitsquadrat vorherrschend zu werden und erzeugt schließlich einen Abwärtsbogen auf der graphischen Darstellung in den Bereichen höheren Temperaturabf alls. Durch den Betrieb dieser Hochleistungsrohre in den unteren Bereichen der in Fig. 3 gezeigten graphischen Darstellung ist es möglich, den Wänneübertragungskoeffizienten als den primären Faktar zu benutzen und so eine erhöhte Leistung von dem Innenrippenrohr vorzusehen.

Ein Ergebnis des Betriebes bei einem geringeren Kreislauftem-

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peraturabfall besteht in der Erhöhung des durchschnittlichen Unterschieds zwischen der Temperatur des Kältemittels und der Temperatur der zu kühlenden Flüssigkeit. Durch Erhöhung dieses Unterschieds ( £± τ) wird die Wärmeübertragungsgeschwindigkeit (q) des Rohres erhöht.

Die hier beschriebene Erfindung lehrt die Verwendung von Hochleistungs-Innenrippenrohren in einem aus Gehäuse und Rohr bestehenden Wärmeaustauscher sowie das optimale Verfahren zum Betrieb einer solchen Einheit. Es liegt im Bereich und der Bedeutung dieser Erfindung, eine solche Vorrichtung zu betreiben, wie auch Innenrippenrohre mit entsprechenden Steigungswinkeln zur Erzielung der hier festgelegten Ergebnisse zu konstruieren.

Die Erfindung ist im einzelnen unter besonderer Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben worden, es können natürlich selbstverständlich Abwandlungen und Modifikation innerhalb des Gedankens und des Bereichs der Erfindung vorgenommen werden.

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Claims (1)

1. ( 1 · JHochleistungswäxmeaustauscher zur Verwendung in einem Kühlkreis mit einem durch ein Kältemittel zu kühlenden Strömungs-

   (20) mittel, gekennzeichnet durch ein Rohr/mit schneckenförmigen,

   (kh) (10)

   innen angeformten Ripper/, Einrichtungen/zur Zufuhr des Kältemittels zu dem Rohr, Einrichtungen zur Aufnahme des

   (26, 28, 32, 3*0 Kältemittels aus dem Rohr, Einrichtungen/zum Führen des Kältemittels durch, das Rohr von der Zuführeinrichtung zu dor Aufnahme einrichtung, wobei jede Einrichtung zur Führung einen getrennten Durchflußkreis bildet, so daß dsr Temperaturabfall bei Vollast infolge der Rohrform 5 F nicht überschreitet, sowie Einrichtungen, die das zu kühlende Strömungsmittel mit dem das Kältemittel führenden Rohr din

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   ORtGINAL INSPECTED

   Wärmeaustausch bringen, wodurch. ¥ärme von dem Strömungsmittel auf das Kältemittel übertragen wird.

   2. Hochleistungswärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohr ein Rohrbündel mit einer Anzahl beabstandeter Rohre einschließt.

   3· Hochleistungswärmeaustauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenrippenrohre parallel zueinander angeordnet sind und die Einrichtung, die das zu kühlende Strömungsmittel in Wärmeaustausch mit den Rohren bringt,

   (10) · . ein. das Rohrbündel einschließendes Gehäuse/enthält, durch

   welches das zu kühlende Strömungsmittel hindurchgeführt wird.

   k, Hochleistungswärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steigungswinkel der Rippen in dem Rohr im Bereiche von 20-45° liegt.

   5. Hochleistungswärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreislauflänge derart ist, daß der Temperaturabfall bei Vollast zwischen 3 W 4°P liegt.

   6. Verfahren zum Betrieb eines HocfcJLeistungswärmeaustauschers mit einem Strömungsmittel, welches durch ein Kältemittel gekühlt wird, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

   Hindurchführen, des Kältemittels durch ein mit angeformten

   Rippen, versehenes löinenroh^, Lenken des zu kühlenden Ströinungs· mittels in wärmeaustauschender Beziehung mit dem Rohr, durch

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   welches das Kältemittel strömt, sowie Umwälzen des Kältemittels, so daß der Temperatur abfall des Kältemittels innerhalb des Rohres unter Vollast 5°F nicht überschreitet·

   7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Verfahrens schritt des Hindurchführens des Kältemittels durch das Rohr um ein Hindurchführen des Kältemittels durch eine Anzahl Rohre handelt, die ein Rohrbündel bilden·

   8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Umwälzung des Kältemittels ein Temperaturabfall in dem Kältemittel innerhalb des Rohres bei Vollast im Bereich von 3 bis 4°F stattfindet.

   9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das mit angeformten inneren Rippen versehene Rohr so ausgebildet ist, daß die inneren Rippen schneckenförmig verlaufen und der Steigungswinkel der Rippen 20° oder größer ist.

   10, Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Formvorgang der Rippensteigungswinkel im Bereich von 20-45° gehalten wird,

   11. Verfahren zum Betrieb eines Verdampfers einer Kühlanlage mit einem Strömungsmittel, das durch ein Kältemittel gekühlt wird, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Hindurchführen des Kältemittels durch das mit angeformten Rippen ver-

   (20)
   sehene Innenrohr/ Lenken des zu kühlenden Strömungsmittels in

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   wärmeaustauschender Beziehung mit dem Rohr, durch we lebe β das Kältemittel hindurchströmt, Übertragen von Värme von dem zu kühlenden Strömungsmittel auf das Kältemittel, sowie Umwälzen des Kältemittels, so daß bei Betrieb der Kühlanlage bei der in der Konstruktion vorgesehenen Vollast der Ten— peraturabfall des Kältemittels in dem Rohr 5°F nicht überschreitet«

   12» Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt der Umwälzung des Kältemittels einen Temperaturabfall des Kältemittels innerhalb des Rohres bei in der Konstruktion vorgesehener Vollast im Bereich von 3 bis 4°F beinhaltet.

   13· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der. Schritt der Übergabe einen Zustandewechsel des Kältemittels beinhaltet, so daß das Kältemittel bei Beendigung der Umwälzung vollständig Dampf ist.

   14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das mit angeformten Rippen versehene Innenrohr so geformt wird, daß die inneren Rippen von spiralförmiger Gestalt sind und der Steigungswinkel der Rippen 20° oder größer ist,

   15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Steigungswinkel beim Formen im Bereich von 20 bis h$ liegt.

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