Die Erfindung betrifft einen Wasser/Sole-Luft-Wärmetauscher.The invention relates to a water / brine-air heat exchanger.
Wasser/Sole-Luft-Wärmetauscher sind bei gleichem
Wärmekapazitätenstrom (m · Cp) durch den extremen Volumenstromunterschied
von 1 m³ Wasser zu ca. 3400 m³ Luft konstruktiv
vorbestimmt. Will man eine maximal mögliche Wärmemenge
übertragen und dabei auch das Temperaturniveau der Energie so hoch wie
möglich halten, so ist dies unabhängig von der Wärmetauscherfläche
nur bei geeigneter Wärmetauscher-
Bauart (Gegen- bzw. Kreuz-Gegenstromprinzip) nur bei
einem Wasserwertverhältnis von w=1,0 (w=ml · cl : m2 · c2)
möglich.Water / brine-air heat exchangers are the same
Heat capacity flow (m · Cp) due to the extreme volume flow difference
constructive from 1 m³ water to approx. 3400 m³ air
predetermined. If you want the maximum possible amount of heat
transmitted and the temperature level of the energy as high as
keep possible, this is independent of the heat exchanger area
only with suitable heat exchanger
Design (counter or cross-countercurrent principle) only with
a water value ratio of w = 1.0 (w = mlcl: m2c2)
possible.
Dies konnte bislang dadurch erreicht werden, daß jede Lage
eines Wärmetauschers ein separater Wasserkreislauf mit
Anschluß an den Sammelrohren hatte (Fig. 1)So far, this could be achieved in that each layer of a heat exchanger had a separate water circuit with connection to the header pipes ( Fig. 1)
Die Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit durch Aufteilung
der Wasserwege konnte durch Verringerung des Rohrquerschnittes
mittels speziell geformten und aus den verschiedensten
Materialien bestehenden Füllkörper (Fig. 1a)
nur bedingt ausgeglichen werden (z. B. EP 0 072 996).
In den meisten Fällen jedoch sind Wärmetauscher als
Gegen-Gleich-Kreuzströmer gefertigt (Fig. 2), wobei der
maximale Temperaturaustauschgrad an einem Wärmetauscher
auf ca. 65% (trocken), bei einer kreislaufverbundenen
Wärmerückgewinnung auf ca. 42% (trocken) begrenzt ist.The reduction in flow velocity by dividing the water paths could only be compensated for to a limited extent by reducing the pipe cross-section by means of specially shaped fillers ( FIG. 1a) consisting of a wide variety of materials (eg EP 0 072 996). In most cases, however, heat exchangers are manufactured as counter-equal cross-flows ( Fig. 2), whereby the maximum degree of temperature exchange on a heat exchanger is limited to approx. 65% (dry), and approx. 42% (dry) in the case of a circuit-connected heat recovery .
Durch eingelagerte Füllkörper (Fig. 1a) kann zwar die
Strömungsgeschwindigkeit erhöht werden, was jedoch nicht
in jedem Fall auch eine Erhöhung des Wärmeübergangskoeffizienten
an der Rohrinnenseite bedeutet. Diese Füllkörper bergen jedoch
noch die Gefahr der Ablagerung von Verunreinigungen.
des weiteren bedeutet das Einbringen der Füllkörper einen
erheblichen Mehraufwand bei der Fertigung.The flow velocity can be increased by embedded packing elements ( Fig. 1a), but this does not always mean an increase in the heat transfer coefficient on the inside of the pipe. However, these packing elements still harbor the risk of contaminants being deposited. furthermore, the introduction of the packing means a considerable additional effort in the production.
In anderen Fällen ähnlichen Aufbaus wie Fig. 1. in denen
keine Füllkörper eingebracht sind wird die Strömungsgeschwindigkeit
zu gering, so daß sich der Wärmewiderstand
an der Rohrinnenseite erhöht und damit die Wärmeübertragung stark
vermindert wird.In other cases of a structure similar to FIG. 1, in which no packing is introduced, the flow velocity becomes too low, so that the heat resistance on the inside of the tube increases and the heat transfer is thus greatly reduced.
Eine zweckmäßige Aufteilung der Rohrlagen auf weniger
Wasserwege wie in Fig. 3 jedoch ohne das wasserseitige
Absperrsystem, ist nicht möglich, da der Wärmetauscher
aufgrund von Luftpolstern im Wasserkreislauf nicht funktionsfähig
wäre.An expedient division of the pipe layers into fewer waterways, as in FIG. 3, but without the water-side shut-off system, is not possible since the heat exchanger would not be able to function due to air cushions in the water cycle.
Beide Forderungen - Gegenstromprinzip und Wasserwertverhältnis
w=1,0 - sind mit bisherigen Wärmetauschern
nicht realisierbar.Both requirements - countercurrent principle and water value ratio
w = 1.0 - are with previous heat exchangers
not feasible.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine konstruktive
Möglichkeit zu schaffen, die Forderung nach dem Wasserwertverhältnis
w=1,0 durch die zweckmäßige Aufteilung
der Rohrlagen auf wenige Wasserwege, bei gleichzeitig
ausreichender Strömungsgeschwindigkeit zu erfüllen.
Weiterhin soll eine Möglichkeit gefunden werden, jeden
Wasserweg des Wärmetauschers zu entlüften und damit
betriebs- und funktionsfähig zu machen.The object of the invention is a constructive
Possibility to create the demand for the water value ratio
w = 1.0 due to the appropriate division
the pipe layers on a few waterways, at the same time
sufficient flow velocity to meet.
Furthermore, a possibility should be found, everyone
Vent the water path of the heat exchanger and thus
to make it operational and functional.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen
des Patentanspruches vorgeschlagenen Merkmale gelöst.
Mit diesem Wärmetauscher ist es möglich, die
Strömungsgeschwindigkeit in einem Kreuz-Gegenstrom-Wärmetauscher,
der ein Wasserwertverhältnis von
w=1,0 aufweist, zu erhöhen und durch ein besonderes wasserseitiges
Anschlußsystem den Wärmetauscher betriebs- und funktionsfähig zu machen.
Das wasserseitige Anschlußsystem besteht dabei aus den in
Fig. 3 angeordneten Absperrungen sowie Füll-, Entleer-
und Entlüftungseinrichtungen (Fig. 3, Pos. 1-8).
Das Beispiel der Inbetriebnahme dient der Verdeutlichung:
Kaltwasseranschluß herstellen. Absperrung 1 und 2 geschlossen.
Absperrung 3 öffnen, danach Absperrung 4 (mit
Schlauchanschluß). Absperrungen 5-8 bleiben geschlossen.
Dann Absperrung 5 solange öffnen, bis im Schlauch keine
Luftblasen mehr sichtbar sind, danach Absperrung 5 schließen
und Absperrung 6 öffnen usw. bis alle Wasserwege mit
Wasser gefüllt und luftfrei sind.The object is achieved by the features proposed in the characterizing part of the patent claim. With this heat exchanger, it is possible to increase the flow rate in a cross-countercurrent heat exchanger, which has a water value ratio of w = 1.0, and to make the heat exchanger operational and functional by means of a special water-side connection system. The water-side connection system consists of the shut-offs shown in Fig. 3 as well as filling, emptying and venting devices ( Fig. 3, items 1-8). The example of commissioning serves to illustrate: Establish a cold water connection. Barrier 1 and 2 closed. Open barrier 3 , then barrier 4 (with hose connection). Barriers 5-8 remain closed. Then open barrier 5 until no more air bubbles are visible in the hose, then close barrier 5 and open barrier 6 , etc. until all waterways are filled with water and are free of air.