DE4443441A1 - Heat exchanger for air cooling of hot gases, esp. in compressors - Google Patents

Heat exchanger for air cooling of hot gases, esp. in compressors

Info

Publication number
DE4443441A1
DE4443441A1 DE19944443441 DE4443441A DE4443441A1 DE 4443441 A1 DE4443441 A1 DE 4443441A1 DE 19944443441 DE19944443441 DE 19944443441 DE 4443441 A DE4443441 A DE 4443441A DE 4443441 A1 DE4443441 A1 DE 4443441A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cooling
heat exchanger
networks
cooling air
flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19944443441
Other languages
German (de)
Inventor
Dieter Esche
Jochen Mueller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kloeckner Humboldt Deutz AG
Original Assignee
Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kloeckner Humboldt Deutz AG filed Critical Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority to DE19944443441 priority Critical patent/DE4443441A1/en
Publication of DE4443441A1 publication Critical patent/DE4443441A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/26—Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators
    • F28F9/262—Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators for radiators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

The heat exchanger has three cooling networks (1a-1c), each working on the cross-flow principle. They are also arranged behind one another in the manner of a contra-flow heat exchanger. They are all passed through by the hot gases, and by the cooling air in a reverse sequence.The networks may have direct connections to one another in the direction of the flow of the cooling air, and they may all be identical. These connections may be in the form of two similar guide boxes (2). The network sequence may also have an inlet box (3) at one and an outlet box (4) at the other end.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager zur Kühlung von Heißgas mit atmosphärischer Kühlluft, insbesondere bei mehrstufiger Verdichtung mit Zwischenkühlung.The invention relates to a heat exchanger for cooling hot gas with atmospheric cooling air, especially with multi-stage compression with intercooling.

Bei Kreuzstrom-Wärmeübertragern strömen im Kühlnetz das wärmeab­ gebende und das wärmeaufnehmende Medium senkrecht zueinander. Kreuzstrom-Wärmeübertrager sind einfach im Aufbau, doch werden, wenn das wärmeabgebende Gas bis nahe an die Temperatur der atmosphä­ rischen Luft rückgekühlt werden soll, relativ große Kühlluftmengen benö­ tigt.In cross-flow heat exchangers, the heat flows in the cooling network giving and the heat absorbing medium perpendicular to each other. Cross-flow heat exchangers are simple in construction, but will, if the heat-emitting gas up to the temperature of the atmosphere air is to be recooled, relatively large amounts of cooling air are required does.

Ideale Verhältnisse lassen sich in einem solchen Fall mit einem Gegen­ strom-Wärmeübertrager erzielen, bei dem beide Medien zueinander parallel und entgegengesetzt strömen. Bei gasförmigen Medien haben solche Wärmeübertrager jedoch einen aufwendigen konstruktiven Aufbau.In such a case, ideal conditions can be countered electricity heat exchangers achieve, in which both media to each other flow parallel and opposite. With gaseous media such heat exchangers, however, have a complex construction.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Wärmeübertrager anzuge­ ben, der die Einfachheit des Kreuzstrom-Wärmeübertragers mit der Effi­ zienz des Gegenstrom-Wärmeübertragers verbindet.It is therefore an object of the invention to provide a heat exchanger ben, the simplicity of the cross-flow heat exchanger with the Effi ciency of the countercurrent heat exchanger.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Ein aus mehreren, hintereinander geschalteten Kühlnetzen be­ stehender Wärmeübertrager, bei dem jedes Kühlnetz für sich im Kreuz­ strom durchströmt wird, jedoch alle drei Kühlnetze nach dem Gegen­ stromprinzip angeordnet sind, weist eine dem Gegenstrom-Wärmeüber­ trager nahekommende Charakteristik auf. Je größer die Anzahl der hin­ tereinander geschalteten Kühlnetze ist, desto stärker dominiert das Wirk­ prinzip des Gegenstrom-Wärmeübertragers.The object is achieved by the characterizing features of claim 1 solved. One of several cooling networks connected in series standing heat exchanger, in which each cooling network in the cross current flows through, but all three cooling networks after the opposite are arranged in the current principle, has a countercurrent heat  bear approaching characteristic. The greater the number of out interconnected cooling networks, the more dominant the effect principle of countercurrent heat exchanger.

Ein bezüglich des konstruktiven Aufwands akzeptabler Kompromiß stellt das Hintereinanderschalten von drei Kühlnetzen dar. Mit einem solchen Wärmeübertrager kann aufgrund der bis zu dreifach größeren Kühlluftauf­ heizung der Kühlluftbedarf im Vergleich zum Kreuzstrom-Wärmeübertra­ ger stark herabgesetzt werden. Dadurch werden neben einer Verkleine­ rung der kühlluftseitigen Wärmeübertrager-Stirnfläche eine Reduktion der Antriebsleistung und der Geräuschemission des Kühlgebläses erreicht.A compromise that is acceptable in terms of design effort the connection of three cooling networks in series. With one Heat exchanger can open up to three times larger cooling air heating the cooling air requirement compared to cross-flow heat transfer be greatly reduced. This will be next to a little one a reduction of the Drive power and the noise emission of the cooling fan reached.

Von Vorteil ist, daß die Kühlnetze in Strömungsrichtung der Kühlluft gese­ hen unmittelbar hintereinander und fluchtend angeordnet sind. Dadurch werden die Kühlluftwiderstände und -verluste und damit die Leistung und Geräuschemission des Kühlgebläses und dessen Bauraum minimiert.It is advantageous that the cooling networks are seen in the flow direction of the cooling air hen are arranged one behind the other and aligned. Thereby the cooling air resistances and losses and thus the performance and Noise emission of the cooling fan and its installation space minimized.

Der Bau- und damit der Kostenaufwand werden durch die gleiche Ausbil­ dung der Kühlnetze und des Einström- und Ausströmendkastens sowie der zwei Umlenkkästen in Grenzen gehalten.The construction and thus the costs are the same training the cooling networks and the inflow and outflow end boxes and of the two deflection boxes kept within limits.

Einen Kostenvorteil bietet auch die erfindungsgemäße Lösung, daß die Umlenkkästen zugleich Verbindungselemente der Kühlnetze sind.The solution according to the invention also offers a cost advantage in that the Deflection boxes are also connecting elements of the cooling networks.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Be­ schreibung und der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung schematisch dargestellt ist.Further features of the invention result from the following Be writing and the drawing in which an embodiment of the inven is shown schematically.

Die einzige Figur zeigt eine Ansicht des erfindungsgemäßen Wärmeüber­ tragers mit drei Kühlnetzen 1a, 1b, 1c, die jeweils in Kreuzstrom von Heißgas und Kühlluft durchströmt werden. Das Kühlnetz 1a ist mit einem Einströmendkasten 3 für den Eintritt des Heißgases, das Kühlnetz 1c mit Ausströmendkasten 4 für dessen Austritt versehen. Die drei hintereinan­ der geschalteten Kühlnetze 1a, 1b, 1c sind heißgasseitig durch zwei Um­ lenkkästen 2 zu einer Baueinheit verbunden. Die beiden Umlenkkästen 2 einerseits und der Einströmendkasten 3 sowie der Ausströmendkasten 4 andererseits sind jeweils baugleich ausgeführt. Dadurch wird der Ferti­ gungsaufwand klein gehalten. Durch eine Variation der Zahl der Kühlnetze ist eine Anpassung des Mehrelemente-Wärmeübertragers an den jeweili­ gen Einsatzzweck unter ausschließlicher Verwendung der oben angeführ­ ten Bauelemente möglich.The single figure shows a view of the heat exchanger according to the invention with three cooling networks 1 a, 1 b, 1 c, which are each flowed through in cross flow by hot gas and cooling air. The cooling network 1 a is provided with an inflow end box 3 for the entry of the hot gas, the cooling network 1 c with an outflow end box 4 for its outlet. The three in series of the switched cooling networks 1 a, 1 b, 1 c are connected on the hot gas side by two order steering boxes 2 to form a structural unit. The two deflection boxes 2 on the one hand and the inflow end box 3 and the outflow end box 4 on the other hand are each constructed identically. As a result, the manufacturing outlay is kept low. By varying the number of cooling networks, an adaptation of the multi-element heat exchanger to the respective application is possible using only the above-mentioned components.

Der erfindungsgemäße Mehrelemente-Wärmeübertrager weist folgende Funktionsweise auf:
Das wärmeabgebende Gas strömt in den Einströmendkasten 3 ein, durchströmt dann von dem Umlenkkästen 2 geleitet, hintereinander die Kühlnetze 1a, 1b, 1c bis es zum Ausströmendkasten 4 gelangt. Die Kühl­ luft durchströmt zunächst das Kühlnetz 1c und dann die beiden Kühlnetze 1b und 1a. Da die Kühlnetze 1a, 1b, 1c von der Kühlluft im Gegenstrom durchströmt werden, treten auch an den Elementen 1b und 1c hohe Ein­ trittstemperaturdifferenzen auf. Dies hat eine im Vergleich zum Kreuz­ strom-Wärmeübertrager hohe Aufheizung der Kühlluft zur Folge, was den Kühlluftbedarf und damit die Antriebsleistung und das Geräusch des Kühlgebläses senkt.The multi-element heat exchanger according to the invention has the following mode of operation:
The heat-emitting gas flows into the inlet box 3 , then flows through the deflection box 2 , one behind the other, the cooling networks 1 a, 1 b, 1 c until it reaches the outlet box 4 . The cooling air first flows through the cooling network 1 c and then the two cooling networks 1 b and 1 a. Since the cooling networks 1 a, 1 b, 1 c are flowed through by the cooling air in countercurrent, high temperature differences occur at the elements 1 b and 1 c. This results in a high heating of the cooling air compared to the cross-flow heat exchanger, which reduces the cooling air requirement and thus the drive power and the noise of the cooling fan.

Claims (5)

1. Wärmeübertrager zur Kühlung von Heißgas mit atmosphärischer Kühlluft, insbesondere bei mehrstufiger Verdichtung mit Zwischenkühlung, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, vorzugsweise drei Kühlnetze (1a, 1b, 1c) so angeordnet sind, daß sie sowohl vom Heißgas als auch von der Kühlluft hintereinander, jedoch in umgekehrter Reihenfolge durchströmt werden.1. Heat exchanger for cooling hot gas with atmospheric cooling air, especially in multi-stage compression with intermediate cooling, characterized in that several, preferably three cooling networks ( 1 a, 1 b, 1 c) are arranged so that they are both from the hot gas and from the Cooling air flows through one after the other, but in reverse order. 2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlnetze (1a, 1b, 1c) und in Strö­ mungsrichtung der Kühlluft gesehen unmittelbar hintereinander sowie fluchtend angeordnet sind.2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the cooling networks ( 1 a, 1 b, 1 c) and viewed in the flow direction of the cooling air are arranged immediately one behind the other and in alignment. 3. Wärmeübertrager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlnetze (1a, 1b, 1c) gleich ausgebil­ det sind.3. Heat exchanger according to claim 2, characterized in that the cooling networks ( 1 a, 1 b, 1 c) are identically ausgebil det. 4. Wärmeübertrager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlnetz (1a) einen Einströmendkasten (3) und das Kühlnetz (1c) einen Ausströmendkasten (4) aufweisen, die gleich ausgebildet sind.4. Heat exchanger according to claim 3, characterized in that the cooling network ( 1 a) an inflow end box ( 3 ) and the cooling network ( 1 c) have an outflow end box ( 4 ), which are of the same design. 5. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlnetze (1a, 1b, 1c) durch zwei gleiche Umlenkkästen (2) in Strömungs- und Wirkverbindung stehen.5. Heat exchanger according to claim 4, characterized in that the cooling networks ( 1 a, 1 b, 1 c) are in flow and operative connection through two identical deflection boxes ( 2 ).
DE19944443441 1994-12-07 1994-12-07 Heat exchanger for air cooling of hot gases, esp. in compressors Withdrawn DE4443441A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19944443441 DE4443441A1 (en) 1994-12-07 1994-12-07 Heat exchanger for air cooling of hot gases, esp. in compressors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19944443441 DE4443441A1 (en) 1994-12-07 1994-12-07 Heat exchanger for air cooling of hot gases, esp. in compressors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4443441A1 true DE4443441A1 (en) 1996-06-13

Family

ID=6535078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19944443441 Withdrawn DE4443441A1 (en) 1994-12-07 1994-12-07 Heat exchanger for air cooling of hot gases, esp. in compressors

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4443441A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE455491C (en) * 1924-02-07 1928-02-02 Eugen Haber Heat exchange device
DE505307C (en) * 1926-11-30 1930-08-18 Max & Ernst Hartmann Connection piece for air heater working in cross flow
DE3618225A1 (en) * 1986-05-30 1987-12-03 Funke Waerme Apparate Kg Heat exchanger
DE3700920A1 (en) * 1987-01-15 1988-07-28 Wilfried Prof Dr Ing Roetzel Cross counter-current heat exchanger
DE9214613U1 (en) * 1992-10-28 1992-12-24 Buderus Heiztechnik GmbH, 6330 Wetzlar Heat exchanger for insertion into the exhaust gas stream of a boiler

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE455491C (en) * 1924-02-07 1928-02-02 Eugen Haber Heat exchange device
DE505307C (en) * 1926-11-30 1930-08-18 Max & Ernst Hartmann Connection piece for air heater working in cross flow
DE3618225A1 (en) * 1986-05-30 1987-12-03 Funke Waerme Apparate Kg Heat exchanger
DE3700920A1 (en) * 1987-01-15 1988-07-28 Wilfried Prof Dr Ing Roetzel Cross counter-current heat exchanger
DE9214613U1 (en) * 1992-10-28 1992-12-24 Buderus Heiztechnik GmbH, 6330 Wetzlar Heat exchanger for insertion into the exhaust gas stream of a boiler

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0177751B1 (en) Gas-liquid or gas-gas heat exchanger
WO2004065876A1 (en) Heat exchanger, particularly exhaust gas cooler for motor vehicles
CH701074B1 (en) The gas turbine inlet filter housing for a gas turbine engine and method for improving the efficiency of a gas turbine engine.
EP0964218A2 (en) Heat exchanger with flat finned tubes, more particularly radiator,cooler,condenser or evaporator for automotive vehicle
DE102018106936A1 (en) Intercooler consisting of a liquid-cooled pre-cooler and an air-cooled main cooler
EP0818663A3 (en) Heat exchanger,more particularly radiator
DE19509654A1 (en) Heat exchange unit for IC engine
DE202004011489U1 (en) Heat exchanger especially for turbocharged IC engine has pairs of parallel plates linked by edge profile strips with improved aerodynamic shapes
DE19547928C2 (en) Plate heat exchanger
DE4205234A1 (en) Flat profile high performance radiator for IC engine - has split construction with central inlet and common outlet and integral return flow ducts in outer support frame
DE4443441A1 (en) Heat exchanger for air cooling of hot gases, esp. in compressors
DE3209760C2 (en) Heat exchanger
EP1724544A1 (en) Method of heat exchanging and heat exchanger
DE2556660A1 (en) CROSS FLOW HEAT EXCHANGER
EP1139055B1 (en) Heat exchanger with multiple tube bundles
DE4020990A1 (en) Exhaust gas to air heat exchanger for IC engine exhaust - has air inlet and outlet connections at the ends and midpoint of heat exchanger, dividing it into two separate axial sections
DE102007027517A1 (en) Heating and/or cooling device has heat transfer elements on fixing arrangement with roll-up sleeve for fixing plastic capillary tube matting and side plates with bores for positioning feeds and outlets for heat transfer medium
DE3218984C2 (en) Heat exchanger arrangement for operation with the exhaust gases of a piston engine
EP0663580A1 (en) Heat exchanger, more particularly evaporator
DE3617765C2 (en)
DE330454C (en) Heat exchange device
DE102017130094B4 (en) Exhaust gas heat exchanger and method for operating the exhaust gas heat exchanger
EP0394758A2 (en) Heat exchanger
EP0952409A2 (en) Counterflow heat exchanger
AT410137B (en) Heat exchanger

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8139 Disposal/non-payment of the annual fee