DE839946C

DE839946C - Waermeaustauscher

Info

Publication number: DE839946C
Application number: DEP52314A
Authority: DE
Inventors: Hans Richter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-08-18
Filing date: 1949-08-18
Publication date: 1952-05-26

Description

Wärmeaustauscher l@ci dampfhelicizten Wärmeaustauschern, wozu praktisch alle dampfbeheizten Einrichtungen gehören, wie Lufterhitzer, Wassererwärmer, Kochapparate, halander u. dgl., treten oft große Verluste durch undichte Kondensatableiter und durch das unvermei<lhare Nacliverdampfen des austretenden heißen Kondensats auf. Diese Verluste sind um so größer, je höher der Dampfdruck ist, mit dem die Apparate betrieben werden. Auch eine Rückgewinnung des Kondensats kann diese Verluste nicht völlig ausschalten, da das erwähnte Nachverdampfen dazu zwingt, eine Verbindung mit der Außenluft zu schaffen, durch die die Dampfschwaden entweichen können.
Durch die vorliez;ende Erfindung werden diese Nachteile und \-erliiste dadurch beseitigt, daß erfindungsgemäß die dampfberührte Heizfläche der genannten und ähnlicher Apparate aufgeteilt wird in zwei Abschnitte, die nacheinander durchströmt werden. In dem ersten Abschnitt fließt der Dampf mit seiner normalen Beheizungsspannung. Zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt ist erfindungsgemäß eine Drosselstelle eingeschaltet. In dieser Drosselstelle tritt ein starker Druckabfall (Drucksturz) ein. Gleichzeitig begrenzt diese Drosselstelle die Dampfmenge, welche vom ersten Abschnitt in den zweiten überströmen kann, und zwar wird der Querschnitt und damit die Begrenzung der Dampfmenge so gewählt, daß aller Dampf, der überhaupt durch die Drosselstelle strömen kann, mit Sicherheit in dem zweiten Abschnitt kondensiert wird. Die Größe des zweiten Heizflächeiiabscbnittes wird also so auf den Querschnitt der Drosselstelle abgestimmt, daß die Wärmeabgabe des zweiten Abschnittes größer ist als der Wärmeinhalt des Dampfes, der durch die Drosselstelle strömen kann.
Infolge des Drucksturzes entspannt sich auch das in dem ersten Heizflächenabschnitt gebildete und in den zweiten Heizflächenabschnitt überströmende Kondensat. Bei dieser Entspannung verdampft das Kondensat zum Teil, und dieser so neu entstehende Dampf vermischt sich mit dem durch die Drosselstelle übertretenden Dampf. Die zweite Heizfläche ist so bemessen, daß auch dieser Entspannungsdampf, dessen Menge durch die Größe des ersten Heizflächenabschnittes bestimmt ist, mit Sicherheit kondensiert wird. Weiterhin ist der zweite Heizflächenabschnitt aber auch noch so groß bemessen, daß das übertretende und das sich neu bildende Kondensat stark unterkühlt wird, und zwar mindestens auf eine Temperatur unter ioo° C abgekühlt wird.
Gemäß der Erfindung wird weiterhin am Austritt des zweiten Heizflächenabschnittes eine Entgasungskammer vorgesehen, in der sich die durch die restlose Kondensierung des Frischdampfes und des Entspannungsdampfes von dem Dampf getrennten Gase (Luft, Sauerstoff, Kohlensäure) vom Kondensat trennen. Wenn das Kondensat drucklos in die Abflußleitung oder einen Sammelbehälter fließt, wird die Gasscheidekammer mit der Atmosphäre direkt verbunden, bei Ableitung des Kondensats unter Druck wird ein durch Schwimmer oder Ausdehnungskörper betätigtes Ventil vorgeschaltet, welches die Entgasungskammer nur dann mit der Atmosphäre verbindet, wenn eine ausreichende Gasmenge angesammelt ist.
In Abb. i ist ein Ausführungsbeispiel dieser Erfindung in Anwendung bei einem Lufterhitzer, und zwar insbesondere einem Wandlufterhitzer, wie er zum Beheizen von Fabrikräumen verwendet wird, gezeigt. Der Heizflächenteil I ist mit a bezeichnet; zwischen ihn und den mit b bezeichneten Heizflächenteil 11 ist die Drosselstelle c geschaltet, in der der Drucksturz einsetzt und die nach obengenannten Richtlinien bemessen sind. Am Austritt des zweiten Heizflächenabschnittes ist die Entgasungskammer d angeordnet, die bei diesem Beispiel mit einem Rohr e direkt ins Freie mündet. Durch ein Gebläse f wird die Luft durch das Heizsystem getrieben. Erfindungsgemäß ist der Heizflächenabschnitt 11 so angeordnet, daß die zu erwärmende Luft zuerst durch diesen Abschnitt strömt und dann erst durch den Abschnitt I. Durch eine Jalousie g kann der Austritt der Luft der . Richtung und der Menge nach eingestellt werden.
Die Summe der beiden Heizflächenabschnitte wird so bemessen, daß die gesamte Wärmeübertragung der erforderlichen Wärmemenge entspricht. Die Regelung bei veränderlicher Außentemperatur erfolgt durch Abschalten des ganzen Wärmeaustauschers, so daß also das Gleichgewicht zwischen den beiden Heizflächenabschnitten nie gestört wird. Wird trotzdem die Regelung auch durch Drosselung des Zudampfventils h'bewirkt, so ändert sich auch der Druck vor der Drosselstelle c.
Das Diagramm in Abb. 3 zeigt den Wärmeaustausch durch die beiden Heizflächenabschnitte. Es ist deutlich der Drucksturz zu erkennen und die durch das Nachverdampfen bei der Entspannung entstehende Neubildung von Dampf, dessen Kondensieren zusammen mit dem übertretenden Frischdampf und das Unterkühlen des Kondensats. Ebenso ist der erfindungsgemäße,Gegenstrom dargestellt.
In Abb. 2 ist als weiteres Ausführungsbeispiel die Anwendung des Erfindungsgedankens bei einem Flüssigkeitserwärmer dargestellt, für den sinngemäß die bezüglich Abb. i gemachten Ausführungen gelten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Wärmeaustauscher mit Dampfbeheizung, dadurch gekennzeichnet, daß die die Wärme übertragende Heizfläche in zwei Abschnitte unterteilt ist, zwischen denen eine Drosselstelle für den Heizdampf angeordnet ist.
2. Wärmeaustauscher mit Dampfbeheizung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Heizflächenabschnitt in seiner Heizflächengröße so auf den Querschnitt der Drosselstelle abgestimmt ist, daß der durch die Drosselstelle übertretende und in seiner Menge durch deren Querschnitt begrenzte Dampf zusammen mit dem beim Drucksturz in der Drosselstelle aus dem durchströmenden Kondensat infolge des Nachverdampfens entstehenden zusätzlichen Dampf restlos kondensiert wird und das gesamte Kondensat auf eine Temperatur unter ioo° C unterkühlt wird.
3. Wärmeaustauscher nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zu erwärmende Mittel zuerst den zweiten und anschließend daran den ersten Heizflächenabschnitt durchströmt.
4. Wärmeaustauscher nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des zweiten Heizflächenabschnittes eine Entgasungskammer angeordnet ist, welche bei drucklosem Abfluß des Kondensats unmittelbar mit der Atmosphäre und im anderen Falle durch ein Schwimmer- oder ausdehnungskörperbetätigtes Ventil mit der Atmosphäre verbunden ist.
5. Wärmeaustauscher nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Heizflächenabschnitt mit einem direkt in die Kondensatabflußleitung führenden Anschluß versehen ist, ohne daß ein Kondenswasserableiter (Kondenstopf) dazwischengeschaltet wird.
6. Wärmeaustauscher nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung grundsätzlich durch zeitweiliges Abschalten des ganzen Wärmeaustauschers erfolgt. ,
7. Wärmeaustauscher nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle einstellbar ist und so verstellt wird, daß nur unterkühltes Kondensat austritt.