DE4239455C2 - Querstromwärmetauscher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Querstromwärmetauscher, in dem eine fließende Wärme­ tauschflüssigkeit durch einen quer zur Flußrichtung dieser Flüssigkeit verlaufenden Kühl- oder Wärmestrom gekühlt bzw. erwärmt wird.

Bekanntlich bestehen Querstromwärmetauscher üblicherweise aus einer Einrichtung mit horizontal liegenden Leitungen für die Wärmetauschflüssigkeit und Ventilatoren, die einen Luftstrom erzeugen, der die Leitungen umströmt und somit das Medium z. B. kühlt, wobei als Wärmetauschflüssigkeit häufig Wasser verwendet wird. Um im Winter das Einfrieren solcher Leitungen während der Stillstandszeiten zu vermeiden, müssen diese Leitungen mit Druckluft entleert werden, oder der Wärmetauschflüssigkeit ist ein Frostschutzmittel zuzusetzen.

Zur Vermeidung von Korrosion oder Ablagerungen in den Leitungen ist es generell günstiger, während der Stillstandszeiten die Wärmetauschflüssigkeit, insbesondere also Wasser, aus den Leitungen zu entfernen. Das Entleeren der Leitungen mit Druckluft erfordert aber eine entsprechende Druckluftquelle und ist darüber hinaus mit einem erheblichen Arbeitsaufwand verbunden, wobei eine vollständige Entleerung gewöhnlich nicht mit absoluter Sicherheit erreichbar ist.

Aus der US-28 58 111 ist ein Querstromwärmetauscher bekannt, bei dem mehrere Rohre mit Kühlflüssigkeit unter einem Winkel von maximal 15° zur Horizontalen quer zu einem Luftstrom geführt werden. Die zu kühlende Flüssigkeit wird auf einer Seite des Quer­ stromwärmetauschers zugeführt und auf der anderen Seite über Auslässe abgeführt, so daß die Rohre zu beiden Seiten des Wärmetauschers Kühlflüssigkeitsanschlüsse aufweisen, die bei einer Entleerung abgetrennt werden müssen und darüber hinaus keinen besonders wirkungsvollen Wärmeaustausch ermöglichen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, einen verbesserten Querstrom­ wärmetauscher mit selbsttätiger Entleerung der Leitung der Wärmeaustauschflüssigkeit zu schaffen, der einen besonders wirkungsvollen Wärmeaustausch ermöglicht.

Die wesentlichen Merkmale der Lösung dieser Aufgabe sind im Anspruch 1 angegeben. Bei dieser Lösung geht die Erfindung von dem Grundgedanken aus, mindestens eine Leitung mit leichtem Gefälle in einer Schleife durch ein Querstromwärmeaustauschergehäuse quer zu einem Kühl- oder Wärmestrom zu führen, wobei der Zufluß und der Abfluß an derselben Seite angeordnet sind. Auf diese Weise umströmt der Kühl- oder Wärmestrom die Leitung zweimal und gewährleistet somit einen erhöhten Wärmeaustausch in Verbindung mit einer schnellen und kostensparenden Entleerung der Leitung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näherer läutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform,

Fig. 2 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform und

Fig. 3 ein Schaltschema der Zu- und Abflüsse der Wärme­ tauschflüssigkeit bei einer erfindungsgemäßen Aus­ führungsform.

Gemäß Fig. 1 besteht der Querstromwärmetauscher 1 aus einem Gehäuse 7 und Ventilatoren 8, die von unten nach oben Luft 4 durch das Gehäuse saugen. In dem Gehäuse 7 sind Leitungen (Rohre) 2 für die Wärmetauschflüssigkeit, von denen eine strichgepunktet dargestellt ist, mit einer Hin- und einer Rückleitung 2A bzw. 2B angeordnet, die von der angesaugten Luft umströmt werden. In üblicher Weise sind an den Rohren Lamellen (nicht dargestellt) zur Verbesserung des Wärmeüber­ gangs angeordnet.

Die Leitung 2 bildet eine Schleife mit leichtem Gefälle und hat auf einer Seite (Vorderseite - links in Fig. 1) des Wärmetauschers 1 einen Zufluß 5 und einen Abfluß 6. Gemäß Fig. 1 ist die vom Zufluß 5 ausgehende Hinleitung 2A nach rechts unten geneigt und die Rückleitung 2B von rechts nach links unten zum Abfluß 6 geneigt. An den rechten Enden in Fig. 1 sind die beiden Leitungsstücke 2A und 2B über ein U- Rohrstück 2C miteinander verbunden. Die jeweilige Neigung der Hin- und Rückleitungen 2A und 2B gegenüber der Horizon­ talen beträgt jeweils z. B. -1 bis -2° bzw. +1 bis +2°. Meh­ rere derartige Rohrschleifen sind über Verteilerrohre 9 (für die Hinleitung 2A) und 9′ (für die Rückleitungen 2B) paral­ lel geschaltet. Über Anschlüsse 10 ist der Wärmetauscher 1 mit einem Kühlkreislauf (nicht dargestellt) verbunden. Außerdem sind zwischen den Anschlüssen 10 und den Verteiler­ rohren 9, 9′ Belüftungs- bzw. Entleerungsventile 11 bzw. 12 angeordnet. Nach einem Stillsetzen des Wärmetauschers 1 wer­ den die Anschlüsse 10 gelöst oder die Belüftungs- und Ent­ leerungsventile 11 bzw. 12 geöffnet, und die in den Leitun­ gen 2 enthaltene Wärmetauschflüssigkeit fließt selbsttätig und schnell ab, ohne daß weitere Maßnahmen ergriffen werden müssen.

Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Aus­ führungsform mit je zwei Zu- und Abflüssen 5 bzw. 6 für die Leitungen 2. Die Zu- bzw. Abflüsse 5 bzw. 6 sind durch die Verteilerrohre 9 bzw. 9′ jeweils parallel geschaltet. Die Zu- und Abflüsse 5 bzw. 6 sind seitlich versetzt und in ihrer Fortsetzung ins Innere des Wärmetauschers bilden die Leitungen 2 eine seitlich versetzte Schleife aus.

In Fig. 3 ist ein Schaltschema für die Verbindungen der Zu- und Abflüsse 5 bzw. 6 bei einer erfindungsgemäßen Ausführung mit einer Vielzahl von Leitungen 2 (gestrichelt) darge­ stellt. Die Zuflüsse 5 sind in Ebenen A, B, C übereinander angeordnet und über die Leitungen 2 mit den in den Ebenen A′, B′, C′ angeordneten Abflüssen 6 verbunden, so daß die Leitungen 2 im Inneren des Wärmetauschers ineinanderge­ schachtelte, seitlich versetzte Schleifen mit leichtem Ge­ fälle ausbilden.

Claims (8)

1. Querstromwärmetauscher (1) mit mindestens einer Leitung (2) für eine durchströmende Wärmetauschflüssigkeit (3), wobei ein Kühl- oder Wärmestrom (4) quer zu der Leitung (2) verläuft und diese umströmt und die Leitung (2) in Fließrichtung der Wärme­ tauschflüssigkeit (3) durchgängig ein leichtes Gefälle aufweist, wobei die Leitung (2) auf ein und derselben Seite des Querstromwärmetauschers (1) einen Zufluß (5) und einen Abfluß (6) aufweist, so daß die Leitung den Querstromwärmetauscher (1) schleifenförmig als Hin- und Rückleitung (2A bzw. 2B) durchläuft.

2. Querstromwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Leitungen (2) mit jeweils einem Zu- und Abfluß (5 bzw. 6) in einem Gehäuse (7) angeordnet sind.

3. Querstromwärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuflüsse (5) und die Abflüsse (6) der mehreren Leitungen (2) jeweils durch Verteilerrohre (9, 9′) parallel geschaltet sind.

4. Querstromwärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Verteilerrohren (9, 9′) Anschlüsse (10) mit Belüftungs- und Entleerungsventilen (11 bzw. 12) angeordnet sind.

5. Querstromwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Hin- und die Rückleitung (2A bzw. 2B) seitlich versetzt sind.

6. Querstromwärmetauscher nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Zuflüsse (5) und Abflüsse (6) jeweils in mehreren Ebenen (A, B, C bzw. A′, B′, C′) übereinander angeordnet sind.

7. Querstromwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühl- oder Wärmestrom (4) Luft ist, die durch auf dem Gehäuse (7) oberhalb der Leitung (2) angeordnete Ventilatoren (8) vertikal von unten nach oben gesaugt wird.

8. Querstromwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (2) als Rohr oder Rinne ausgebildet ist.