DE7636336U1

DE7636336U1 - Vorrichtung zum abtauen bzw. enteisen von waermetauschern

Info

Publication number: DE7636336U1
Application number: DE19767636336U
Authority: DE
Original assignee: Carl Munters AB
Current assignee: Carl Munters AB
Priority date: 1975-11-18
Filing date: 1976-11-18
Publication date: 1978-07-06
Also published as: US4244422A; FI763113A; NO143040C; NO763918L; FI62727C; DE2652528A1; DE2652528B2; SE7512960L; CA1094542A; SU942610A3; FI62727B; DE2652528C3; SE419897B; NO143040B

Description

Vorrichtung zum Abtauen bzw.Enteisen von Wärmetauschern >

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtauen bzw. Enteisen von Wärmetauschern, bei denen ein Strom warmen, feuchten

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genannte Abluft - seine Wärme an ein Kühlmedium, z.B. ankommende frische Luft, abgibt, und bei denen

die beiden Medien durch eine große Anzahl von parallelen Schien ten strömen, die voneinander durch dünne Wände getrennt sind.

Bei sog. rekuperativen Wärmetauschern der oben bescnrxebenen Art wird ein Strom warmer, 'feuchter sog. Abluft, z.B. aus einem Zim-Imer oder einem Gebäude, durch einen kühlen Strom frischer Luft o.a. gekühlt. Die beiden Ströme tauschen Wärme, ohne dabei in direkte Berührung zu gelangen. Wenn der Kühlstrom aus frischer Luft

o.a. Wärme von der Abluft übernimmt und wenn die Temperatur der letzteren fällt, kondensiert Feuchtigkeit auf den Wärmetauschflachen der Abluftkanäle. Insbesondere in der kalten Jahreszeit führt dies häufig zur Ausbildung von Frost oder Eis in den Kanälen, durch welche die Abluft gelangt. Dadurch wird der Wirkungsgrad des Wärmetauschers stark reduziert; in ernsteren Fällen werden die Kanäle blockiert.

Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Narnteil

zu beseitigen und - eine Vorrichtung zu schaffen, mit der derjenige Teil des Wärmetauscherkörpers enteist bzw, abgetaut wird, durch welchen die Abluft gelangt.

Das Abtauen des Wärmetauschers soll dabei kontinuierlich erfolgen wobei der letztere mehr oder weniger in vollem Betrieb bleibt. Die Erfindung macht möglich, daß eine kleine Anzahl von Kanälen abgetaut wird, während alle übrigen Kanäle in Wärmetauschbetrieb bleiben. Auf diese Weise können ein kontinuierlicher Betrieb des Wärmetauschers, konstanter Druckgradient -und konstante Strömungsrate aufrecht erhalten werden.

Es ist außerdem von Bedeutung, daß mit der vorliegenden Erfindung j der Wärmetauscher so dimensioniert werden kann, daß ein besserer Wirkungsgrad erreicht wird, als er bei Wärmetauschern ohne konti-j

nuierlicnem Abtauen erzielt wird, ohne daß ein Halt bei niedrigen J Außentemperaturen erforderlich ist. Bei nicht abgetauten Wärme- I

- 3 - I

tauschern muß der Wirkungsgrad niedrig gehalten werden, um zu verhindern, daß die gekühlte Luft zu kalt wird und zu viel Frost ablagert. -»Die erfindungsgemäße Abtauvorrichtung läßt

sehr niedrige Außentemperaturen zu. Durch den regelmäßigen Abtauzyklus kann die Frostschicht zu allen Zeiten so dünn gehalten werden, daß sie keinen nennenswerten Effekt auf den WärmetauschVorgang und den Druckgradienten hat. Daher kann dieser Wärmetauscher so dimensioniert werden, daß er ökonomischer läuft als ein Tauscher ohne Abtaueinrichtung.

Die Wärmetauschsr-Abtauvorrichtung soll von einfacher Bauweise sein und dem Wärmetauscher zugefügt verdsn können, ohne daß besondere Abwandlungen des Wärmetauscherkörpers erforderlich wären. Aufgrund der Erfindung kann das Abtauen durch Xittel geschehen, die. außerhalb des Wärme tausche rkörpers angebracht sind und keine Modifikation des letzteren erforderlich machen. Auf diese Weise kann der wärmstauscherkörper ein Standardtyp sein, der sich für Tauscher mi-fc oder ohne Abtauvorrichtung eignet. Hierdurch werde" cie Herstellungskosten des Wärmetauscherkörpers verringert.

Die geschilderte Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ■ --- ' gelöst, wie sie in den Ansprüchen beschrieben sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Äusführungsbeispiels j

nit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert: Es zeigen:

Fig, 1 perspektivische Ansicht eines Wärmetauschers, der

irdLt einer Abtauvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist;

Fig. 2 ein Detail der Vorrichtung in größerem Maßstab;

Fig. 3 die perspektivische Ansicht in etwas größerem Maß

stab von einem Wärmetauscher, der aus einer Mehrzahl von Wärmetauscherkörpern besteht, die mit der Abtauainrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet sind.

Der in Fig. 1 gezeigte Rekuperator besteht aus einem Rahmen Io in Platten- und Trägerbauweise, der öffnungen 6,8 für den Eintritt und Austritt der Wärmetauschmedien, im vorliegenden Fall von Luft, besitzen kann. Das Gehäuse Io schließt einen Wärmetaus eherkörper 12 ein, der aus einer Anzahl getrennter Schichten zusammengesetzt ist. Ein Beispiel hierfür ist in der schwedischen Patentanmeldung 75o 8256-O beschrieben. Die einzeien Schichten des Körpers 12 können gefaltet oder gewellt sein und so Kanäle für der. Durchgang der Wärmetausehermedien bilden. Die Well'ingen alternierender Schichten verlaufen parallel und j bilden mit den Wellungen in zwischenliegenden Schichten einen Winkel. Die Ränder der Schichten sind miteinander verbunden, so daß abwechselnd offene und geschlossene Kanäle auf beiden Seiten

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des Körpers gebildet werden. So werden zwei Kanalsysteme unter einem Winkel zueinander gebildet, durch welche zwei getrennte Luftströir.e in den Körper und aus dem Körper herausgeführt werden können, ohne daß sie in direkte Berührung miteinander gelangen. Bei der dargestellten Ausführungsform wird beispielsweise ein Strom warmer, feuchter Abluft, beispielsweise gebrauchter Luft aus einem Zimmer, in Richtung des Pfeiles A eingeführt; sie strömt durch den Wärmetauscherkörper 12 schräg nach unten rechts in der Figur, verläßt den Körper beim Pfeil B. Gleichzeitig wird ein Strom kalter Luft, beispielsweise frischer Luft, aus der entgegengesetzten Richtung, wie durch den Pfeil C angedeutet, eingeführt; sie strömt durch den Körper in entgegengesetzter Richtung v;ie der erste Strom und verläßt den Körper beim Pfeil D. Auf diese Weise kann, während die beiden Ströme durch den Wärmetauscherkörper 12 gelangen, ein Wärmetausch zwischen diesan stattfinden, ohne daß sie sich vermischen. Der Wärmetauscherkörper! 12 ist in U-förmigen Trägerstreifen 14 im Gehäuse Io mittels Y-förmiger Dichtstreifen 16 oder auf ähnliche Weise befestigt. Fig. 2 zeigt ein Detail des Wärmetauschers von Fig. 1. Sie zeigt, daß jeder zweite Kanal 18 des Wärmetauscherkörpers an seinem oberen Rand abgedichtet, an den Seiten jedoch offen 1st, so daß die Ab- oder Zimmerluft nach der Kühlung durch die Berührung mit der

kalten Luft nach rechts aus der Fig. heraustritt, wie dies durch I

I die Pfeile B angedeutet ist. Die zwischenliegenden Kanäle 2o, die an den Seiten abgedichtet, eben jedoch offen sind, führen einen senkrechten, nach unten gerichteten Strom kalter, frischer Luft, wie dies durch die Pfeile C angedeutet ist. Wie Im einzelnen in

der oben angegebenen schwedischen Patentanmeldung beschrieben ist, können die Kanäle durch Stauchen, Kleben, Löten _r Schweißen, Ausfüllen mit einer Verbindung oder in ähnlicherWeise abgedichtet werden. In Fig. 2 sind sie schematisch durch Ausfüllen mit einer Verbindung 22 abgedichtet dargestellt.

Unter bestimmten Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen der beiden Luft-tröiTie führt die Abkühlung der wärmen Luft zur Kondensation von Feuchtigkeit in den Abluftkanälen des Wärmetauscherkörpers 12. In der kalten Jahreszeit führt dies zur Ausbildung von Frost und Eis in diesen Kanälen in einem solchen Ausmaß, daß die Kanäle vollscändig blockiert sein können. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Wärmetauscher abgetaut bzw. enteist, indem einige der Kaltluftkanäle von der ankommenden Luftversorgung periodisch abgeschirmt und abgeschlossen werden, so daß die Warmluft, welche durch die benachbarten Warmluftkanäle gelangt, nicht mehr gekühlt wird. Vielmehr wärmt sie die Wärmetauscherflächen der Frost überzogenen Kanäle auf und schmilzt das Eis in diesen Kanälen. Bei der dargestellten Ausführungsform werden die Kanäle mittels einer Baffle-Vorrichtung abgeschlossen, die aus zwei Rollen 24, 26 und einem Endlosband 28 besteht, welches über die Rollen verläuft und von diesen gespannt wird. Der untere Teil 3o des Endlosbandes liegt auf der Oberseite des Wärmetauscherkörpers 12 an, d.h. auf der Seite, von der her die Kaltluft in die Kanäle 2o eintritt. Wie symbolisch durch die Pfeile in Fig. 2, die auf dan unteren Teil 3o des Bandes zeigen, dargestellt, liegt die

Baffie-Einrichtung 24, 26, 28, 3o init einen gewissen Druck auf äar Oberfläche des Wärnietauscherkörpers 12 auf. Ein angemessener

!Druck läßt sich durch das Gewicht der Baffle-Einrichtung erhalten, VlsziTi_r wie in dein dargestellten Beispiel, die Baffie-Einrichtung auf dsr Kaltluft-einiaßseite liegt, und die abgeschlossenen Kanälej

2o mit der KaItI-Jiftauslaßseite kortmunizieren, wo der Luftdruck j j }

!geringer als air, SinlsS ist, addiert sich diese Druckdifferenz zirr. ■

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!Auflagedruck. Dadurch wird aktiv zu einem richtigen Kontakt zwi- '

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Ischen dein unteren Teil 3o des Bandes und oen Öffnungen der Kanäle ί !beigetragen. Bei auf den Kanalöffnungen aufliegenden; unterem Teil )

ι i

j3o bewegt sich die Baffie-Einrichtung in Richtung des Pfeiles Ξ ! j (oder in Rückwärtsrichtung) , wie dies ebenfalls durch den Pfeil 'auf der P-olle 24 angedeutet ist. Auf diese Weise bewegt sich die

jBc.ffle-Einrichtung über die Oberfläche das gesamten Körpers mit

Jeir.er bestimmten Geschwindigkeit. So wird eine Anzahl von KaItluftkanälen (bei der dargestellten Ausfuhrungsform 3) von der Kaltluftversorgung C abgeschlossen, wenn sich die Baffle-EintLchjtung über diesen wegbewegt. Daher werden die Wärmetauscherflächen ι durch die Warmluft aufgeheizt, welche durch die Kanäle 18 gelangt.

Auf diese Weise schmilzt etv;a vorhandenes Eis und wird aus den fraglichen Abluftkanälen abgezogen.

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist die Baffie-Einrichtung auf einem Träger 32 oder etwas ähnlichem angebracht, der sich über die gesamte Breite der Kaltlufteinlaßseite (C) des Wärmetauscherkörpers 12 und außerdem, bei der dargestellten Ausfuhrungsform, über die Dichtstreifen 16 hinweg erstreckt. Auf dem Träger 32 ist eine

Klammer 34 mit einem Gewindaloch angebracht, das von einer sich drehenden Gewindestange oder Schraube 36 durchquert wird. Diese Gewinde5tange 36 wird an beiden Enden des Wärmetsuscherkörpers in schräg verlaufenden Streifen 38, 4o gehalten, die mit dem Gehäuse Io einstückig sind* Die Gewindestange 36 wird voneinem Rotor 4 2 gedreht. Bei ihrer Bewegung bewegt sie den Trägsr 32 und damit die Baffle-Einrichtung 24, 26, 28, 3o hin und her über die Oberfläche des Kärmetauscherkörpers 12. Zum Wechsel der 3ewegungs-f richtung der Baffle- oder Rolleneinrichtung können magnetische, photoelektrische o.a. Endschalter 44 eingebaut sein, welche die j

Drehrichtung des Motors 4 2 und damit diejenige der Schraube 36 )

ändern, wenn die Baffle-Einrichtung ein Ende des Wärmetauscherkörpers erreicht hat. Selbstverständlich können auch andere Einrichtungen vorgesehen sein, welche die hin- und hergehende Bewegung der 3affle-Einrichtung zustande bringen, beispielsweise, mit Doppel gewinde versehene Schrauben o.a. Einrichtungen. Es ist klar,' | daß die Drehgeschwindigkeit der Schraube 36 und damit die Bewegung der Baffle-Einrichtung an die Betriebsbedingungen des fraglichen ! Viärnetauschers angepaßt wird. Sie kann auch dadurch einstellbar sein, daß ein Motor 42 mit variabler Geschwindigkeit verwendet wird oder ein Getriebe zwischen dem Motor 4 2 und der Schraube 36.

■ Wie in Fig. 3 dargestellt, ist es möglich, eine Anordnung aus einer ! '-!ehrzahl von Wärmetauscherkörpern zu verwenden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind daher zwei weitere Gehäuse loa und lob an dein in Fig. 1 gezeigten Gehäuse Io befestigt. Jeder Wärmetau-

scher Io bis Io b ist mit seiner eigenen Baffle-Einrichtung 46,48, 5o ausgestattet, die bei der dargestellten Ausführungsform durch einen gemeinsamen Antriebsmotor 42 über die Schraube 36 und weitere, j mit der letzteren verbundene Schrauben 36a, 36b angetrieben werden.

j Die Schrauben 36a, 36b werden in Klammern 52,54 an den Punkten ge-j halten, wo sie von einem Wärmetauscherkörper zum nächsten überwechseln.

Die Baffle-Einrichtung 23 - 3o kann erforderlichenfalls auch eine andere Bauweise aufweisen, obwohl die dargestellte Bauweise zu einem zuverlässigen und brauchbaren Abschluß der Kanäle führt, der zum Absperren der Luftzufuhr erforderlich ist. Die Details der Bauweise der Baffle-Einrichtung 24,26,28,3o und das für die ?lc__cn 2-.,25 tzit» —~s.~ üi3 ΙϋΓ»^»2.οο~ο«Γΐ<ί1 *.v>,3ö v\=i.Y>%±uui=Lc: ndtciiai νάϊΐ iert natürlich je nach der Umgebung und den Betriebsbedingungen, in denen der Wärmetauscher 12 benutzt wird. Dasselbe trifft, wie oben erwähnt, auf die Geschwindigkeit zu, mit der die Baffle-Einrichtung angetrieben werden mu3, damit die Abluftkanäle richtig enteist und'abgetaut werden.

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist zwar die Baffle-Einrich— ■

j j tung an der Kaltlufteinlaßseite angebracht; die Baffle-Einrichtung¹ j jkann jedoch in gleicher Weise auch an der Auslaßseite des Systems j j von Xaltluftkanälen angeordnet sein. Außerdem kann die Einrichtung-ι zum Schließen der Kanäle anstelle des im dargestellten Ausfüh- j

1 rungsbeispiels gezeigten Bandes ein System aus Klappen, Verschlüs-

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-losen oder ähnlichem enthalten.

Schließlich fand bei der dargestellten Λusführungsform der Wärmetausch zwischen zwei Gasströnen, z.B. Luft, statt. Es ist aber auch möglich, daß der Tauscher zum Wärmetausch zwischen einer kalten Flüssigkeit, z.B. einer.Äthylen-Glykol-Lösung, und einem warmem, feuchtem Gasstrom bestimmt ist. In diesem Fall werden die Kanäle oder Schlitze 2o in Fig. 2 mit kalter Flüssigkeit anstelle von kalter Luft über geeignete Flüssigkeitsverteiler (nicht gezeigt) versorgt. Der Viärme taus ehe rkörper für Flüssigkeit sollte dann so orientiert werden, daß die durch die Pfeile C angedeutete Strömungsrichtung senkrecht ist. In diesem Fall kann die Abtaueinrichtung 28 -3o weiterhin im wesentlichen in der dargestellten Form arbeiten.

Claims

Vorrichtung zum Abtauen bzw. Enteisen von Wärmetauschern Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum Abtauen· bzw. Enteisen eines Wärmetauschers, bei dem innerhalb einer großen Anzahl von Trennwänden ein feuchtes Medium, z.B. warme Abluft strömt, und in den dazwischenliegenden Kanälen ein kälteres Medium strömt, gekennzeichnet durch eine Schließvorrichtung (3o), die mindestens einen Kanal (18,2o) des Wärmetauschers (12) überdeckt, wobei der Ein- und Austritt von Medium in bzw. aus dem Kanal unterbrochen ist und durch einen

mit dem
Antrieb (34,36),/die Schließvorrichtung über alle Kanäle

des Wärmetauschers bewegbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließvorrichtung eine Dichtfläche (3o) enthält, welche mindestens eine Kanalbreite überdeckt und dieselbe Längsausdehnung wie die Kanalöffnung besitzt und den Eintritt oder Austritt in bzw. aus dem Kanal bzw. den Kanälen (2o) unterbricht, über denen es jeweils angeordnet ist, indem es auf den Kanten der Kanalöffnung aufliegt, und daß die Dichtfläche (3o) über alle

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Kanäle auf der Seite des Wärmetauschers (12) bewegbar ist, an der das kalte Medium in den Wärmetauscher eintritt oder diesen verläßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfläche durch einen motorischen Antrieb (34,36) bewegbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließvorrichtung zwei Rollen (24,26) und ein über diese gespanntes Endlosband (28,3o) enthält, wobei ein Teil (3o) des Endlosbandes die Dichtfläche bildet und so angeordnet ist, daß es auf der Oberfläche der oben erwähnten Seite des Wärmetauschers (12) anliegt.

5. Vorrichtung nach Anbruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen drehbar in einem Träger (32) gelagert sind, der einen Teil (34) mit einer Gewindebohrung enthält, in die eine Gewindespindel (36) eingreift, die sich quer über alle Kanäle (2o) an der oben erwähnten Seite des Wärmetauschers (12) erstreckt und drehbar an ihren Enden gelagert ist und von einem Motor (4 2) angetrieben ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (4 2) reversibel ist und daß die Richtungsänderung des Motors durch Endschalter (44) ausgelöst wird/ die an beiden Enden der

Schraube (36) angebracht sind und durch die Dichtfläche (24-3o) oder daran befestigte Einrichtungen betätigt werden.

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7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, hei der eine Anzahl von Wärmetauschern in Reihe zusammengebaut sind und jeweils mit einer Schließvorrichtung versehen sind/ dadurch gekennzeichnet, daß die Spindeln (36,36a,36b) der Schließvorrichtungen (46,48,5o) miteinander verbunden und durch einen gemeinsamen Antriebsmotor (4 2) angetrieben sind. '

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