DE893955C

DE893955C - Process and device for cooling fresh water, brine or other liquids

Info

Publication number: DE893955C
Application number: DEF1043D
Authority: DE
Inventors: Fritz Fechner
Original assignee: F W Fechner & Co
Current assignee: F W Fechner & Co
Priority date: 1942-12-10
Filing date: 1942-12-10
Publication date: 1953-10-22

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen von Süßwasser, Sole oder anderen Flüssigkeiten ' Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kühlen von Süßwasser, Sole oder anderen Flüssigkeiten und besteht darin, daß die zu kühlende Flüssigkeit in einem Behälter in an sich bekannter Weise der Wirkung eines Verdampfers für ein Kältemittel ausgesetzt wird, wobei entlang den Wärmeaustauschflächen trockene Luft in die zu kühlende Flüssigkeit derart eingeblasen wird, daß eine rege Bewegung der zu kühlenden Flüssigkeit an allen Stellen des Flüssigkeitsbehälters und eine hohe Strömungsgeschwindigkeit entlang den Wärmeaustauschflächen des Verdampfers entsteht. Die Kühlung von Süßwasser, Sole und anderen Flüssigkeiten mit Hilfe eines in die zu kühlende Flüssigkeit eingesetzten Verdampfers ist an sich bekannt. Da jedoch die durchgehende Kühlung der Flüssigkeit in einem Behälter eine Bewegung der Flüssigkeit entlang den Wärmeaustauschflächen erfordert, war man bisher gezwungen, zu diesem Zweck Rührwerke zum Umwälzen der Flüssigkeit zu verwenden. Abgesehen davon, daß die Rührwerke einen erheblichen Kraftbedarf haben und durch die Rührwerke die ganze Kühlanlage einen großen Raumbedarf hat, sind bei den bisherigen Kühlanlagen noch verschiedene andere Nachteile vorhanden, deren Beseitigung bisher nicht möglich war.Method and device for cooling fresh water, brine or others Liquids The invention relates to a method and a device for cooling of fresh water, brine or other liquids and consists in that which is to be cooled Liquid in a container in a manner known per se has the effect of an evaporator for a refrigerant is exposed, with dry along the heat exchange surfaces Air is blown into the liquid to be cooled in such a way that a lively movement the liquid to be cooled at all points of the liquid container and one high flow velocity along the heat exchange surfaces of the evaporator arises. The cooling of fresh water, brine and other liquids with the help of a The evaporator used in the liquid to be cooled is known per se. There However, the continuous cooling of the liquid in a container is a movement which requires liquid along the heat exchange surfaces, one was previously forced to to use stirrers to circulate the liquid for this purpose. Apart from this, that the agitators have a significant power requirement and the agitators entire cooling system has a large space requirement are the previous ones Cooling Systems there are various other disadvantages that have not yet been possible to eliminate was.

Zunächst war es sehr schwer möglich, der gesamten Flüssigkeitsmenge in dem Behälter eine gleichmäßige Temperatur zu erteilen. Weiter war es nicht möglich, die Kühlung beispielsweise von Wasser so weit zu treiben, daß das Wasser mit einer Temperatur von o° an die Kaltwasserbedarfsstellen gebracht werden kann, @da ja auf dem Wege von der Kühlanlage bis zur Verbrauchsstelle immer eine bestimmte Erwärmung eintritt, die je nach der Entfernung der beiden Stellen voneinander mehr oder weniger groß ist. Ferner muß bei den bisher bekannten Kühlanlagen immer mit einem größeren Temperaturunterschied zwischen der Verdampfungstemperatur des Kältemittels und der Temperatur der zu kühlenden Flüssigkeit gearbeitet werden.At first it was very difficult to get the full amount of fluid to give a uniform temperature in the container. It was not possible any further To drive the cooling, for example, of water so far that the water with a Temperature of o ° can be brought to the cold water demand points, @ because yes on the way from the cooling system to the point of consumption always a certain warming occurs which, depending on the distance between the two bodies, is more or less is great. Furthermore, with the previously known cooling systems, always with a larger one Temperature difference between the evaporation temperature of the refrigerant and the Temperature of the liquid to be cooled.

Es wurde nun die überraschende Feststellung gemacht, daß die geschilderten Übelstände mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einem Schlag beseitigt werden können.The surprising finding has now been made that the above Problems can be eliminated with the method according to the invention in one fell swoop can.

Durch das Einblasen von trockener Luft in die zu kühlende Flüssigkeit entlang den Wärmeaustauschflächen wird mit geringstem .Kraftaufwand, der nur ein Zehntel des Kraftbedarfs eines die gleiche Wirkung erzielenden Rührwerkes beträgt, eine an allen Stellen des Flüssigkeitsbehälters genau gleiche Temperatur erzielt. Durch die entstehende hohe lokale Flüssigkeitsgeschwindigkeit wird ein besonders hoher Wirkungsgrad erzielt, und es ergibt sich eine sehr geringer Temperaturunterschied zwischen dem verdampfenden Kältemittel und der an den Wärmeaustauschflächen vorbeiströmenden Flüssigkeit, so daß mit einer VerdampfungstemperaturdesKältemittels gearbeitet werden kann, die nur i oder 2° tiefer liegt als die Temperatur der zu kühlenden Flüssigkeit.By blowing dry air into the liquid to be cooled along the heat exchange surfaces with the least Tenth of the power requirement of an agitator that achieves the same effect, achieved exactly the same temperature at all points of the liquid container. The resulting high local liquid velocity makes a special high efficiency is achieved, and there is a very small temperature difference between the evaporating refrigerant and the refrigerant flowing past the heat exchange surfaces Liquid, so that one works with an evaporation temperature of the refrigerant which is only i or 2 ° lower than the temperature of the liquid to be cooled.

Bei der Kühlung von Wasser tritt durch die intensive Wasserbewegung an den Wärmeaustauschflächen ein Gefrierverzug ein, so daß das Wasser auf eine Temperatur von minus i bis 11/z° gebracht werden kann, ehe sich eine isolierende Eisschicht an den Wärmeaustauschflächen bildet. Durch diese überraschende Wirkung ist es möglich, daß z. B. in Brauereien, Gummifabriken u. dgl., wo ein großer Bedarf an tiefgekühltem Süßwasser besteht, das Wasser mit einer Temperatur von o° an die Kaltwasserbedarfsstellen gebracht werden kann, was .bei allen bisher bekannten Wasserkühlern nicht möglich war.When cooling water occurs due to the intense movement of water a freeze delay on the heat exchange surfaces, so that the water has a temperature from minus i to 11 / z ° before an insulating layer of ice forms forms on the heat exchange surfaces. This surprising effect makes it possible that z. B. in breweries, rubber factories and the like. Where there is a great need for frozen food Fresh water exists, the water with a temperature of 0 ° to the cold water demand points can be brought, which is not possible with all previously known water coolers was.

Wird ein Verdampfer benutzt, der aus senkrechten, unten und oben oder nur oben offenen doppelwandigen Rohren besteht, bei denen die Zwischenräume zwischen den äußeren und inneren Rohren die Räume für das Kältemittel bilden, so kann man eine vorzügliche Wirkung erzielen, wenn man die Luft in die unten und oben oder nur oben offenen Rohre einbläst. Dadurch entsteht eine intensive Bewegung der Flüssigkeit in .den Rohren, die sich auf die außen um die Verdampferrohre befindliche Flüssigkeit überträgt, so daß die gesamte zu kühlende Flüssigkeit in intensive Bewegung gerät.If an evaporator is used, which consists of vertical, bottom and top or only consists of double-walled tubes open at the top, in which the spaces between the outer and inner tubes form the spaces for the refrigerant, so you can achieve an excellent effect if you let the air in the below and above or only blows in pipes that are open at the top. This creates an intense movement of the liquid in .den tubes, which are located on the outside of the evaporator tubes transfers, so that the entire liquid to be cooled is in intense motion.

Die einzublasende trockene Luft wird vorteilhaft als kalte Luft unmittelbar über der brodelnden Oberfläche der zu kühlenden Flüssigkeit abgesaugt, in einem Verdichter durch Erwärmen getrocknet und als trockene Luft- in die zu kühlende Flüssigkeit wieder eingeblasen.The dry air to be blown is advantageous as cold air immediately suctioned over the bubbling surface of the liquid to be cooled, in one Compressor dried by heating and as dry air in the liquid to be cooled blown back in.

In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens beispielsweise, teilweise schematisch, dargestellt; es zeigt Abb. i einen Aufriß der Kühlanlage, Abb. 2 einen Grundriß derselben, Abb. 3 einen Seitenriß bei geschnittenemFlüssigkeitsbehälter.In the drawing is an apparatus for carrying out the method for example, partially shown schematically; Fig. i shows an elevation of the cooling system, Fig. 2 is a plan view of the same, Fig. 3 is a side elevation with the liquid container cut away.

Die Kühlanlage besteht aus einem mit einer Zu-. und Ableitung versehenen Behälter a, der mit der zu kühlenden Flüssigkeit gefüllt ist, wobei die kalte Flüssigkeit kontinuierlich entnommen und im Kreislauf wieder zugeführt wird. In den Behälter d ist ein Verdampfer eingesetzt, der in dem dargestellten Beispiel aus einem mehrreihigen System senkrechter, unten und oben offener Rohre b, die doppelwandig ausgeführt sind, besteht. DieZwischenräume zwischen den Außen- und Innenrohren bilden den Verdampfer. Die Verdampferräume sind oben und unten durch Sammelrohre c miteinander verbunden, die in einen Flüssigkeitsabscheider d münden. In die Innenrohre sind von oben Düsenrohre e eingesetzt, die am unteren Ende mit Düsen f versehen sind. Die oberen Enden der Düsenrohre e sind durch Verteilungsrohre g miteinander verbunden, die ihrerseits wiederum durch Zuleitungsrohre la mit einem Luftverdichter in Verbindung stehen.The cooling system consists of a with a supply. Container a provided with a discharge line and filled with the liquid to be cooled, the cold liquid being continuously withdrawn and fed back into the circuit. An evaporator is inserted into the container d, which in the example shown consists of a multi-row system of vertical tubes b, which are open at the bottom and at the top and which are double-walled. The spaces between the outer and inner tubes form the evaporator. The evaporator spaces are connected to one another at the top and bottom by collecting pipes c which open into a liquid separator d. In the inner pipes nozzle pipes e are inserted from above, which are provided with nozzles f at the lower end. The upper ends of the nozzle pipes e are connected to one another by distribution pipes g, which in turn are connected to an air compressor by supply pipes la.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung gestaltet sich folgendermaßen: In .die denVerdampfer bildendenZwischenräurne zwischen den Außen- und Innenrohren wird das Kältemittel, z. B. Ammoniak od. dgl., eingeführt, welches über ein automatisches Reduzierventil i in .den unteren Teil des Flüssigkeitsabscheiders d eingespritzt und in, Dampfform aus dem oberen Teil des Flüsssgkeitsabscheiders d von dem Verdichter k abgesaubgt wird. Die indem Dampfdes Kältemittels enthaltenen Flüssigkeitsteilchen. scheiden sich im oberen Teil .des Flüssigkeitsabscheiders. d ab und fallen in die Flüssigkeit zurück, so daß ein reger Umlauf in dem Verdampfer benvirkt wird.The operation of the device is as follows: The refrigerant, e.g. As ammonia, od. Like. Introduced, which through an automatic pressure reducing i d and injected in, vapor form from the upper portion of the Flüsssgkeitsabscheiders d from the compressor is abgesaubgt k in .the lower part of the liquid separator. The liquid particles contained in the vapor of the refrigerant. separate in the upper part of the liquid separator. d and fall back into the liquid, so that a brisk circulation is caused in the evaporator.

Gleichzeitig wird durch dieDüsen:rohree trockene Luft in, -die zu kühlende Flüssig-keit eingeblasen, wodurch eine rege Bewegung der zu kühlenden Flüssigkeit an allen Stellen des. Flüssigkeitsbehälters und eine hohe Strömungsgeschwindigkeit an .denn Wärmeaustauschflächen .des Verdampfers erzielt werden.At the same time through the nozzles: rohree dry air in, -die closed cooling liquid is blown in, causing a lively movement of the liquid to be cooled at all points of the liquid container and a high flow rate because heat exchange surfaces .of the evaporator are achieved.

Durch diese Arbeitsweise wird erreicht, daß die Temperatur der zu kühlenden Flüssigkeit an. allen Stellen der Vorrichtung genau die gleiche .ist, wobei ,der Kraftbedarf der als Rührwerk arbeitenden Lufteinblasevorrichtung ein äußerst geringer ist.This procedure ensures that the temperature of the to cooling liquid. is exactly the same in all parts of the device, where, the power requirement of the air injection device working as a stirrer is extremely lower.

Selbstverständlich kann an Stelle des dargestellten Doppelrohrverdampfers auch jeder beliebige andere Verdampfer Verwendung finden, wobei nur Bedingung ist, daß die Luft entlang .den Wärmeaustauschflächen eingeblasen und (damit die in.tens,ive Flüssigkeitsbewegung entlang ,den Wärmeaustauschflächen erzielt wird.Of course, instead of the double tube evaporator shown also anyone other vaporizers can be used, with The only condition is that the air is blown in along the heat exchange surfaces and (so that the in.tens, ive fluid movement along, achieves the heat exchange surfaces will.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for cooling, fresh water, brine or other liquids, consisting in that the liquid to be cooled in one Container in a manner known per se. The effect of an evaporator. for a refrigerant is exposed, with endlang @ d @ en heat exchange surfaces dry air in the liquid to be cooled is blown in such a way that there is a lively movement of the liquid to be cooled Liquid at all points of the liquid container and a high flow rate along the heat exchange surfaces of the evaporator.

2. Procedure according to. claim i, consisting in that the dry air 4n filled with the liquid to be cooled tubular cavities is blown, which are surrounded by the refrigerant.

3. Method according to claim. i or 2, consisting in that immediately above, the seething Surface. Of the liquid to be cooled, cold air is sucked out in a compressor dried by heating -and, as: dry air in., the liquid to be cooled is blown back in. q .. Device for carrying out the Verf.ahrens according to claim i, 2 or 3, consisting of, one in, a liquid container (a) inserted single or multiple rows; generally a system more vertical, below and above or only more open at the top, double-walled tubes (b), the space between the double walls as an evaporator to take up the refrigerant, and in the from above, nozzle pipes (e) with at the bottom. End arranged nozzles (f) protrude. 5. Apparatus according to claim q., Characterized .that the evaporator is preceded by a liquid separator (d) is in circulation with a compressor (k).