EP0143190A2 - Heat exchanger for under-ground mining and tunnelling - Google Patents

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EP0143190A2
EP0143190A2 EP84109991A EP84109991A EP0143190A2 EP 0143190 A2 EP0143190 A2 EP 0143190A2 EP 84109991 A EP84109991 A EP 84109991A EP 84109991 A EP84109991 A EP 84109991A EP 0143190 A2 EP0143190 A2 EP 0143190A2
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EP
European Patent Office
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heat exchanger
housing
exchanger according
weather
deflection
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP84109991A
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German (de)
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EP0143190A3 (en
Inventor
Helge Dr. Dipl.-Ing. Uhlig
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Bergwerksverband GmbH
Original Assignee
Bergwerksverband GmbH
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Publication date
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Publication of EP0143190A2 publication Critical patent/EP0143190A2/en
Publication of EP0143190A3 publication Critical patent/EP0143190A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F3/00—Cooling or drying of air

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger as a weather and / or cooling water recooler, in particular for underground mining and tunnel construction, which essentially consists of a housing with cooling surfaces and a droplet separator connected on the weather side and can be connected to a fan and / or a lute tour.
  • the heat exchangers currently used underground as part of the air conditioning technology are surface-mounted weather coolers with so-called strip or plate pipe systems that are flowed through horizontally by the weather.
  • strip or plate pipe systems are also used.
  • finned tube or finned tube systems are also used.
  • strip and plate pipe systems are known underground.
  • a disadvantage of the known designs of grease or water coolers is that very large heat exchange surfaces with a considerable need for pipes and sheets made of expensive copper are required for the transmission of the usual cooling capacities underground.
  • a further disadvantage of such weather coolers is that the apparatuses through which the weather flows horizontally are extremely susceptible to soiling of the cooling surfaces because self-cleaning of the cooling surfaces by condensation water can occur only to a limited extent because of the horizontal weather flow with essentially vertical condensation water outflow.
  • the invention has set itself the task of creating a heat exchanger for underground mining and tunneling fen, in which the cooling surfaces with smaller dimensions and weights entail a correspondingly lower material requirement, which has a higher mechanical stability, which makes it possible to keep the cooling surfaces in weather coolers clean by self-cleaning, which has a lower need for cleaning water for weather cooling or spray water is required for water coolers and has the smallest possible height.
  • This object is achieved in that the housing receiving a compact ri p pen tube bundle and on the weather side a drop separator downstream of the finned tube bundle is arranged at an angle of 10 to 20 degrees to the horizontal plane, the underside of the box-shaped housing in connection with a deflection hood as Weather entry is trained.
  • the weather flow or a partial flow is conducted essentially upwards, the weather giving off heat to the cold water flowing in the opposite direction in the finned tubes when the apparatus is used as a weather cooler, and absorbing heat from the cooling water flowing in the opposite direction when used as a water cooler.
  • the upward flow of the weather through the finned tube bundle requires, when used as a weather cooler, that in the event of condensation from the weather this thawing water is partially lifted by the weather and conveyed through the entire finned tube bundle, so that the cooling surfaces are constantly sprinkled with the thawing water and are of sufficient size Defrosting water self-cleaning of the cooling surfaces from dust occurs.
  • the cooling surfaces can be maintained by spraying a small amount of cleaning water via the spray device in front of the finned tube bundle.
  • the task of a small amount of spray water is also sufficient because of the entrainment by the weather current and because of the resulting irrigation of the heat transfer surfaces to increase the heat exchanger performance and to keep the heat transfer surfaces free.
  • the condensation water that may occur during operation as a weather cooler is retained and returned to the cooler for self-cleaning.
  • the cleaning water injected into the inlet weather stream is also retained by the droplet separator and returned to the cleaning process, so that, in contrast to the operation of cleaning devices of conventional weather coolers, minimal amounts of cleaning water are sufficient.
  • the thawing and / or cleaning water laden with dust can be collected and drawn off in the bottom trough of the deflection hood of the heat exchanger covered by a perforated plate.
  • the spray water injected into the weather stream in front of the finned tube bundle is also separated from the weather by the downstream droplet separator and drips back onto the heat exchange surface.
  • Excess spray water is collected in the bottom plate of the deflection hood, which is covered by a perforated plate, and is fed back to the spraying device again with the help of a pump if the spray water is continuously clarified.
  • the described options for keeping the heat exchange surfaces free from condensation or cleaning water in combination with an upward flow of the weather and a droplet separator above the finned tube bundle refutes the prejudice that compact finned tube systems are unsuitable for use in underground weather cooling.
  • the relatively small dimensions of the finned tube bundle and its low weight advantageously allow the tube bundle, including the droplet separator, to be replaced easily at the place of use. Therefore, defective units or units with a certain number of Pohr rows can be replaced in a short time by units with a different number of tubes to adapt to the required heat exchange capacity or the permissible weather-side pressure loss without the substructure of the cooler including the control cabinet and the associated fan should be removed from their location.
  • the possible use of quick connections in place of the screw flanges makes the assembly and disassembly of the actual heat exchanger unit even easier.
  • grids are attached below the finned tube bundle and above the droplet separator.
  • the known weather and water coolers can only be replaced as a whole, with at least the fans also having to be removed. Because of the use of finned tubes with a larger inner diameter and shorter overall length, the water is side pressure loss in the heat exchanger according to the invention is considerably lower than in conventional weather or water coolers. This is associated with advantages in the technical distribution of the water flows to various devices within a water supply system. In addition, the pump power required to pump the water is lower.
  • the upper deflection hood is not required.
  • the cooled weather exits the apparatus according to the invention obliquely upward substantially across the stream of uncooled bypass weather.
  • direct blowing of the workforce by a cold weather jet is avoided and faster mixing of the cooled and uncooled weather is achieved.
  • Physiological impairments of the workforce such as those caused by the cold air jet behind the apparatus when using the known horizontally flowed weather cooler, are largely prevented by the heat exchanger according to the invention.
  • Appropriate training of the droplet separator redirects the emerging weather by an angle of around 30 ° to the horizontal.
  • the underlying weather inlet duct rectangular cross-section finally has the advantage that it can be extended by an element supporting a control cabinet, in which all switching, regulating and monitoring devices for the heat exchanger, including fans, such as, for. B. Switchgear for the fan, regulation and spraying, hose rupture protection and temperature displays can be installed.
  • the heat exchanger consists essentially of a cuboid or box-shaped housing 1 made of sheet steel, in which a finned tube bundle 2 is arranged in the lower region in a direction parallel to the arrangement of the housing 1) and a droplet separator 3 is arranged in the upper region above the finned tube bundle 2.
  • the housing 1 is inclined at an angle between 10 and 20 degrees to the horizontal plane.
  • the underside of the housing 1 is designed in connection with a deflection hood 5 as a weather entry. The direction of the weather is indicated by arrows.
  • the upper and lower sides of the housing 1 are each covered by gratings 4 connected to the housing 1, for example by screwing, for protection against mechanical damage.
  • the deflection hood 5 deflects the weather flow obliquely upwards from the horizontal.
  • additional guide plates 6 are attached in the upper region of the deflection hood.
  • nozzles 7 in the form of, for example, one or more nozzle assemblies for spraying cleaning water or spray water.
  • the deflection hood 5 rests on two slide rails 8 connected to it. Between the slide rails 8 there is a floor pan 9 which is firmly connected to the deflection hood 5 and is covered by a perforated plate 10.
  • the heat exchanger When the heat exchanger is operating as a weather cooler, the contaminated thawing and cleaning water can collect in the floor pan 9 and can be drawn off from there.
  • the excess spray water is collected in the Bodon pan 9 and fed to the nozzles 7 for further spraying in a known manner with the aid of a pump.
  • the distributor pipe 11 of the finned tube bundle 2 is connected to the cold or cooling water line via a flange or a quick-action coupling.
  • the collecting pipe 12 the water is collected again after passing through the finned tube bundle.
  • the connection of the manifold 12 to the return of the water supply is done as in the flow.
  • the support plates 13 are attached between the two ends of the distributor and the collecting tube, and the protective boxes 14 and 15.
  • the deflection hood 5 can, as can be seen from the exemplary embodiment in FIG. 1, by a piece of duct 16 of sufficient length and same cross-section are extended, which rests on slide rails 17.
  • the connection between the slide rails 17 and the slide rails 8 of the deflection hood 5 takes place via a strain relief 18.
  • a switch cabinet 19 can be mounted on the lute 16, in which all the necessary switching, regulating and monitoring devices for the heat exchanger, including the fan, can be accommodated.
  • the heat exchanger is installed on the track base 25, it must be prevented that the fan sucks in an unnecessarily large amount of dust from the base 25.
  • the deflection 20, which opens into a transition piece 21, in which the rectangular cross section of the deflection hood 5 and the air ducts 16 and 20 is expanded to a circular cross section for the fan connection. If the heat exchanger is suspended in the route, the deflection 20, as can be seen in FIG. 2, can be omitted, and the transition piece 21 is flanged directly onto the ventilation piece 16.
  • a further deflection hood 22, as can be seen in FIG. 2, is placed on the housing 1 for use in special ventilation or in another lute tour.
  • the deflection hood 22 also contains additional baffles 23 for deflecting the weather.
  • the transition from the rectangular outlet cross section of the deflection hood 22 to the round air duct cross section takes place in the transition piece 24, which can be identical to the transition piece 21.

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Abstract

Heat exchangers as air and/or cooling-water recoolers, in particular in underground mining and tunnelling, essentially consist of a housing with cooling surfaces as well as a drip separator arranged downstream on the air side and can be connected to a ventilator and/or an air duct system. With regard to a low consumption of cleaning water and provided with a self-cleaning effect, the housing (1) accommodating a compact bank of ribbed tubes and containing on the air side a drip separator (3) arranged downstream of the bank of ribbed tubes is arranged at an angle of 10 to 20 degrees to the horizontal plane, the underside of the box-shaped housing (1) being designed to be in connection with a baffle hood (5) as an air inlet. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher als Wetter- und/oder Kühlwasser-Rückkühler, insbesondere für den untertägigen Berg-und Tunnelbau, der im wesentlichen aus einem Gehäuse mit Kühlflächen sowie einem wetterseitig nachgeschaltetem Tropfenabscheider besteht und mit einem Lüfter und/oder einer Luttentour verbindbar ist.The invention relates to a heat exchanger as a weather and / or cooling water recooler, in particular for underground mining and tunnel construction, which essentially consists of a housing with cooling surfaces and a droplet separator connected on the weather side and can be connected to a fan and / or a lute tour.

Die zur Zeit im Rahmen der Klimatechnik unter Tage eingesetzten Wärmeaustauscher sind von den Wettern horizontal durchströmte Oberflächen-Wetterkühler mit sogenannten Streifen- oder Plattenrohrsystemen. In einigen Wärmeaustauschern werden auch Scheibenrippen-oder Lamellenrohrsysteme verwendet. Bei den Oberflächen-Wasserkühlern sind nur Streifen- und Plattenrohrsysteme im Einsatz unter Tage bekannt.The heat exchangers currently used underground as part of the air conditioning technology are surface-mounted weather coolers with so-called strip or plate pipe systems that are flowed through horizontally by the weather. In some heat exchangers, finned tube or finned tube systems are also used. With the surface water coolers, only strip and plate pipe systems are known underground.

Nachteilig bei den bekannten Ausführungen von fetter- oder Wasserkühlern ist, daß für die Übertragung der untertage üblichen Kühlleistungen sehr große Wärmeaustauschflächen mit einem erheblichen Bedarf an Rohren und Blechen aus teurem Kupfer erforderlich sind. Nachteilig ist weiterhin bei derartigen Wetterkühlern, daß die wetterseitig horizontal durchströmten Apparate äußerst anfällig gegenüber Verschmutzen der Kühlflächen sind, weil hier eine Selbstreinigung der Kühlflächen durch Tauwasser nur in begrenztem Maße wegen der horizontalen Wetterströmung bei im wesentlichen vertikalem Tauwasserabfluß eintreten kann.A disadvantage of the known designs of grease or water coolers is that very large heat exchange surfaces with a considerable need for pipes and sheets made of expensive copper are required for the transmission of the usual cooling capacities underground. A further disadvantage of such weather coolers is that the apparatuses through which the weather flows horizontally are extremely susceptible to soiling of the cooling surfaces because self-cleaning of the cooling surfaces by condensation water can occur only to a limited extent because of the horizontal weather flow with essentially vertical condensation water outflow.

Aus dem gleichen Grunde müssen zum Freihalten der Kühlflächen von Staub große Mengen an Reinigungswasser versprüht werden. Ebenso ist es als nachteilig zu bezeichnen, daß zur Vergrößerung der Wärmeübertragungsleistung bei Wasserkühlern erhebliche Mengen an Sprühwasser zur Berieselung der Wärmeaustauschflächen mit entsprechenden Pumpenleistungen aufgebracht werden müssen.For the same reason, large amounts of cleaning water must be sprayed to keep the cooling surfaces free of dust. It is also to be described as a disadvantage that, in order to increase the heat transfer capacity in water coolers, considerable amounts of spray water have to be applied with appropriate pump outputs in order to sprinkle the heat exchange surfaces.

Darüber hinaus sind in der Klimatechnik in Übertageanlagen luftseitig horizontal durchströmte kompakte Rippen- oder Lamellenrohrsysteme bekannt. Durch Versuche konnte jedoch ermittelt werden, daß derartige Systeme bei horizontaler wetterseitiger Durchströmung auch für die Wetterkühlung im Steinkohlenbergbau nicht zu verwenden waren, da sie in kürzester Zeit derartig verschmutzten, daß die angestrebten Kühlleistungen nicht erzielt werden konnten. Aufgrund dieser praktischen Erfahrungen wird ein Einsatz solcher kompakter Systeme im Steinkohlenbergbau heute allgemein abgelehnt.In addition, compact finned or finned tube systems with air flowing horizontally on the air side are known in air conditioning technology. However, tests have shown that such systems with horizontal flow through the weather side could not be used for weather cooling in hard coal mining as they became so dirty in such a short time that the desired cooling performance could not be achieved. Based on this practical experience, the use of such compact systems in hard coal mining is generally rejected today.

Demgegenüber hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, einen Wärmeaustauscher für den untertägigen Berg- und Tunnelbau zu schaffen, bei welchem die Kühlflächen bei geringeren Abmessungen und Gewichten einen entsprechend geringeren Materialbedarf mit sich bringen, der eine höhere mechanische Stabilität aufweist, der die Möglichkeit schafft, die Kühlflächen bei Wetterkühlern durch Selbstreinigung sauber zu halten, der einen geringeren Bedarf an Peinigungswasser bei Wetterkühlung bzw. an Sprühwasser bei Wasserkühlern benötigt und der eine möglichst geringe Bauhöhe aufweist.In contrast, the invention has set itself the task of creating a heat exchanger for underground mining and tunneling fen, in which the cooling surfaces with smaller dimensions and weights entail a correspondingly lower material requirement, which has a higher mechanical stability, which makes it possible to keep the cooling surfaces in weather coolers clean by self-cleaning, which has a lower need for cleaning water for weather cooling or spray water is required for water coolers and has the smallest possible height.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das ein kompaktes Rippenrohrbündel aufnehmende und wetterseitig ein dem Rippenrohrbündel nachgeschalteten Tropfenabscheider enthaltendes Gehäuse in einem Winkel von 10 bis 20 Grad zur horizontalen Ebene angeordnet ist, wobei die Unterseite des kastenförmigen Gehäuses in Verbindung mit einer Umlenkhaube als Wettereintritt ausgebildet ist.This object is achieved in that the housing receiving a compact ri p pen tube bundle and on the weather side a drop separator downstream of the finned tube bundle is arranged at an angle of 10 to 20 degrees to the horizontal plane, the underside of the box-shaped housing in connection with a deflection hood as Weather entry is trained.

Durch das Rippenrohrbündel wird der Wetterstrom oder ein Teilstrom im wesentlichen aufwärts geführt, wobei die Wetter beim Einsatz des Apparates als Wetterkühler an das in den Rippenrohren im Gegensinn strömende Kaltwasser Wärme abgeben, beim Einsatz als Wasserkühler von dem im Gegensinn strömenden Kühlwasser Wärme aufnehmen. Die Aufwärtsströmung der Wetter durch das Rippenrohrbündel bedingt bei einem Einsatz als Wetterkühler, daß bei Tauwasseranfall aus den Wettern dieses Tauwasser von den Wettern zum Teil gehoben und durch das gesamte Rippenrohrbündel gefördert wird, so daß die Kühlflächen mit dem Tauwasser ständig berieselt werden und bei genügend großem Tauwasseranfall eine Selbstreinigung der Kühlflächen von Staub eintritt.Through the finned tube bundle, the weather flow or a partial flow is conducted essentially upwards, the weather giving off heat to the cold water flowing in the opposite direction in the finned tubes when the apparatus is used as a weather cooler, and absorbing heat from the cooling water flowing in the opposite direction when used as a water cooler. The upward flow of the weather through the finned tube bundle requires, when used as a weather cooler, that in the event of condensation from the weather this thawing water is partially lifted by the weather and conveyed through the entire finned tube bundle, so that the cooling surfaces are constantly sprinkled with the thawing water and are of sufficient size Defrosting water self-cleaning of the cooling surfaces from dust occurs.

Bei ungenügendem Tauwasseranfall aus den Wettern (bei relativ trockenen Wettern) kann das Ereihalten der Kühlflächen durch das Versprühen einer geringen Menge an Reinigungswasser über die Besprühungseinrichtung vor dem Rippenrohrbündel erreicht werden. Bei Einsatz des Wärmeaustauschers als Wasserkühler genügt ebenfalls die Aufgabe einer geringen Menge Sprühwassers wegen der Mitnahme durch den Wetterstrom und wegen der dadurch erfolgenden Berieselung der Wärmeübertragungsflächen zur Steigerung der Wärmeaustauscherleistung und zur Freihaltung der Wärmeübertragungsflächen.If there is insufficient condensation from the weather (with relative dry weather), the cooling surfaces can be maintained by spraying a small amount of cleaning water via the spray device in front of the finned tube bundle. When using the heat exchanger as a water cooler, the task of a small amount of spray water is also sufficient because of the entrainment by the weather current and because of the resulting irrigation of the heat transfer surfaces to increase the heat exchanger performance and to keep the heat transfer surfaces free.

Durch den kurz oberhalb des Rippenrohrbündels angeordneten Tropfenabscheider wird das beim Betrieb als Wetterkühler gegebenenfalls anfallende Tauwasser zurückgehalten und dem Kühler zur Selbstreinigung wieder zugeführt. Bei Betriebszuständen mit keinen oder nur sehr geringen Mengen an Tauwasser wird das in den Eintrittswetterstrom eingedüste Reinigungswasser ebenfalls vom Tropfenabscheider zurückgehalten und wieder dem Reinigungsprozeß zugeführt, so daß im Gegensatz zum Betrieb von Reinigungseinrichtungen konventioneller Wetterkühler minimale Reinigungswassermengen ausreichen. In der durch ein Lochblech abgedeckten Bodenwanne der Umlenkhaube des Wärmeaustauschers kann das mit Staub beladene Tau-und/oder Reinigungswasser gesammelt und abgezogen werden. Beim Betrieb des Wärmeaustauschers als Wasserkühler wird das vor dem Rippenrohrbündel in den Wetterstrom eingedüste Sprühwasser ebenfalls von dem nachgeschalteten Tropfenabscheider aus den Wettern abgeschieden und tropft auf die Wärmetaustauschfläche zurück. Durch diesen Vorgang ist man in der Lage, mit erheblich geringeren Sprühwassermengen auszukommen als es bei den bisherigen Wasserkühlern der Fall ist. Überschüssiges Sorühwasser wird in der durch ein Lochblech abgedeckten Bodenwanna der Umlenkhaube gesammelt und bei fortwährender Sprühwasserklärung der Resprühungseinrichtung mit Hilfe einer Pumpe erneut zugeführt. Durch die beschriebenen Möglichkeiten zur Freihaltung der Wärmeaustauschflächen durch Tau- oder Reinigungswasser in Kombination mit einer Aufwärtsströmung der Wetter und einem Tropfenabscheider oberhalb des Rippenrohrbündels wird das Vorurteil widerlegt, daß kompakte Rippenrohrsysteme für den Einsatz bei der Wetterkühlung unter Tage ungeeignet seien.Due to the drop separator arranged just above the finned tube bundle, the condensation water that may occur during operation as a weather cooler is retained and returned to the cooler for self-cleaning. In operating conditions with no or only very small amounts of condensation, the cleaning water injected into the inlet weather stream is also retained by the droplet separator and returned to the cleaning process, so that, in contrast to the operation of cleaning devices of conventional weather coolers, minimal amounts of cleaning water are sufficient. The thawing and / or cleaning water laden with dust can be collected and drawn off in the bottom trough of the deflection hood of the heat exchanger covered by a perforated plate. When the heat exchanger is operated as a water cooler, the spray water injected into the weather stream in front of the finned tube bundle is also separated from the weather by the downstream droplet separator and drips back onto the heat exchange surface. Through this process you are able to manage with considerably smaller amounts of spray water than is the case with previous water coolers. Excess spray water is collected in the bottom plate of the deflection hood, which is covered by a perforated plate, and is fed back to the spraying device again with the help of a pump if the spray water is continuously clarified. The described options for keeping the heat exchange surfaces free from condensation or cleaning water in combination with an upward flow of the weather and a droplet separator above the finned tube bundle refutes the prejudice that compact finned tube systems are unsuitable for use in underground weather cooling.

Die verhältnismäßig kleinen Abmessungen des Rippenrohrbündels und sein geringes Gewicht erlauben entsprechend der Erfindung vorteilhaft ein leichtes Auswechseln des Rohrbündels einschließlich Tropfenabscheider am Einsatzort. Daher können in kurzer Zeit defekte Einheiten oder Einheiten mit einer bestimmten Pohr-Reihenzahl durch Einheiten mit einer anderen Rohr-Reihanzahl zur Anpassung an die erforderliche Wärmeaustauschleistung oder an den zulässigen wetterseitigen Druckverlust ausgetauscht werden, ohne daß der Unterbau des Kühlers einschließlich Schaltschrank und der zugehörige Lüfter von ihrem Standort entfernt werden müßten. Die mögliche Verwendung von Schnellverbindungen an Stelle der Schraubflansche erleichtert die Montage und Demontage der eigentlichen Wärmeaustauscherainheit noch zusätzlich. Zum Schutz gegenüber mechanischen Schäden beim Transport oder Betrieb des Wärmeaustauschers sind unterhalb des Rippenrohrbündels und oberhalb des Tropfenabscheiders Gitterroste angebracht. Die bekannten Wetter- und Wasserkühler können dagegen nur insgesamt ausgetauscht werden, wobei wenigstens auch die Lüfter demontiert werden müssen. Wegen des Einsatzes von Rippenrohren größeren Innendurchmessers und kürzerer Gesamtlänge ist der wasserseitige Druckverlust bei dem Wärmeaustauscher entsprechend der Erfindung erheblich geringer als bei konventionellen Wetter-oder Wasserkühlern. Damit verknüpft sind Vorteile bei der regeltechnischen Verteilung der Wasserströme auf verschiedene Apparate innerhalb eines Wasserversorgungssystemes. Zusätzlich fällt eine geringere erforderliche Pumpenleistung für die Förderung des Wassers an.According to the invention, the relatively small dimensions of the finned tube bundle and its low weight advantageously allow the tube bundle, including the droplet separator, to be replaced easily at the place of use. Therefore, defective units or units with a certain number of Pohr rows can be replaced in a short time by units with a different number of tubes to adapt to the required heat exchange capacity or the permissible weather-side pressure loss without the substructure of the cooler including the control cabinet and the associated fan should be removed from their location. The possible use of quick connections in place of the screw flanges makes the assembly and disassembly of the actual heat exchanger unit even easier. To protect against mechanical damage during transport or operation of the heat exchanger, grids are attached below the finned tube bundle and above the droplet separator. The known weather and water coolers, on the other hand, can only be replaced as a whole, with at least the fans also having to be removed. Because of the use of finned tubes with a larger inner diameter and shorter overall length, the water is side pressure loss in the heat exchanger according to the invention is considerably lower than in conventional weather or water coolers. This is associated with advantages in the technical distribution of the water flows to various devices within a water supply system. In addition, the pump power required to pump the water is lower.

Bei einem Einsatz des Wärmeaustauschers zur Kühlung eines Teilstromes der Wetter in Strecken entfällt die obere Umlenkhaube. Infolgedessen verlassen die abgekühlten Wetter den Apparat entsprechend der Erfindung schräg nach oben im wesentlichen quer zu dem Strom der ungekühlten Bypaßwetter. Dadurch wird aufgabengemäß ein direktes Anblasen der Belegschaft durch einen kalten Wetterstrahl vermieden und eine schnellere Durchmischung der gekühlten und der ungekühlten Wetter erreicht. Physiologische Beeinträchtigunqen der Belegschaft, wie sie beim Einsatz der bekannten horizontal durchströmtem Wetterkühler durch den Kaltluftstrahl hinter dem Apparat entstehen, werden durch den Wärmeaustauscher entsprechend der Erfindung weitgehend verhindert. Durch entsprechende Ausbildung des Tropfenabscheiders werden die austretenden Wetter um einen Winkel von rund 30° zur Horizontalen hin umgelenkt. Dadurch wird vermieden, daß die gekühlten Wetter direkt gegen die Streckenfirste geblasen werden und dort unnötig viel Wärme aufnehmen. Die untenliegende Wettereintrittslutte rechteckigen Querschnitts bietet schließlich den Vorteil, daß sie um ein einen Schaltschrank tragendes Element verlängert werden kann, in dem alle Schalt-, Regel- und Überwachungseinrichtungen für den Wärmeaustauscher einschließlich Lüfter, wie z. B. Schaltanlage für den Lüfter, Regelung und Bedüsung, Schlauchbruchsicherunqen und Temperaturanzeigen installiert werden können.When using the heat exchanger to cool a partial flow of weather in sections, the upper deflection hood is not required. As a result, the cooled weather exits the apparatus according to the invention obliquely upward substantially across the stream of uncooled bypass weather. As a result, direct blowing of the workforce by a cold weather jet is avoided and faster mixing of the cooled and uncooled weather is achieved. Physiological impairments of the workforce, such as those caused by the cold air jet behind the apparatus when using the known horizontally flowed weather cooler, are largely prevented by the heat exchanger according to the invention. Appropriate training of the droplet separator redirects the emerging weather by an angle of around 30 ° to the horizontal. This prevents the chilled weather from being blown directly against the top of the line and absorbing unnecessarily much heat there. The underlying weather inlet duct rectangular cross-section finally has the advantage that it can be extended by an element supporting a control cabinet, in which all switching, regulating and monitoring devices for the heat exchanger, including fans, such as, for. B. Switchgear for the fan, regulation and spraying, hose rupture protection and temperature displays can be installed.

Auf diese Weise entfällt eine gesonderte Aufstellung eines Schaltschrankes abseits vom Kühler. Durch die feste Verbindung des Schaltschrankes mit dem Kühler ist weiterhin ein gemeinsamer Transport gewährleistet, wobei Beschädigungen von Kabeln oder Schläuchen zwischen dem Wärmeaustauscher und dem Schaltschrank weitgehend ausgeschlossen sind.In this way, a separate installation of a control cabinet away from the cooler is not necessary. Due to the fixed connection of the control cabinet with the cooler, a common transport is still guaranteed, whereby damage to cables or hoses between the heat exchanger and the control cabinet is largely excluded.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

  • Fig. 1 eine schematisierte Seitenansicht eines Wärmeaustauschers, der auf der Streckensohle aufgestellt ist, und
  • Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines Wärmeaustauschers, welcher am Streckenstoß bzw. an der Streckenfirste aufgehänc ist.
Two embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail below. Show it:
  • Fig. 1 is a schematic side view of a heat exchanger, which is set up on the track bottom, and
  • Fig. 2 shows an embodiment of a heat exchanger, which is suspended at the line joint or at the line top.

Der Wärmeaustauscher besteht im wesentlichen aus einem quader-oder kastenförmigen Gehäuse 1 aus Stahlblech, in dem im unteren Bereich in paralleler Richtung zur Anordnung des Gehäuses 1) ein Rippenrohrbündel 2 und im oberen Bereich oberhalb des Rippenrohrbündels 2 ein Tropfenabscheider 3 angeordnet sind. Das Gehäuse 1 ist in einem Winkel zwischen 10 und 20 Grad zur horizontalen Ebene schräg gestellt. Die Unterseite des Gehäuses 1 ist in Verbindung mit einer Umlenkhaube 5 als Wettereintritt ausgebildet. Die Richtung der Wetter ist durch Pfeile angedeutet. Die Ober- und Unterseite des Gehäuses 1 ist jeweils durch mit dem Gehäuse 1 beispielsweise durch Verschraubung verbundene Gitterroste 4 zum Schutz gegen mechanische Beschädigungen abgedeckt. Die Umlenkhaube 5 lenkt den Wetterstrom aus der horizontalen schräg nach oben um. Zur Erzielung einer gleichnäßigen Beaufschlagung des Rippenrohrbündels 2 sind im oberen Bereich der Umlenkhaube 5 zusätzliche Leitbleche 6 angebracht.The heat exchanger consists essentially of a cuboid or box-shaped housing 1 made of sheet steel, in which a finned tube bundle 2 is arranged in the lower region in a direction parallel to the arrangement of the housing 1) and a droplet separator 3 is arranged in the upper region above the finned tube bundle 2. The housing 1 is inclined at an angle between 10 and 20 degrees to the horizontal plane. The underside of the housing 1 is designed in connection with a deflection hood 5 as a weather entry. The direction of the weather is indicated by arrows. The upper and lower sides of the housing 1 are each covered by gratings 4 connected to the housing 1, for example by screwing, for protection against mechanical damage. The deflection hood 5 deflects the weather flow obliquely upwards from the horizontal. To achieve an equal Wet application of the finned tube bundle 2 5 additional guide plates 6 are attached in the upper region of the deflection hood.

Am Eintritt der Umlenkhaube 5 befinden sich Düsen 7 in Form beispielsweise eines oder mehrerer Düsenstöcke zur Versprühung von Reinigungs- oder von Sprühwasser. Die Umlenkhaube 5 ruht auf zwei mit ihr verbundenen Gleitschienen 8. Zwischen den Gleitschienen 8 befindet sich eine Bodenwanne 9, die mit der Umlenkhaube 5 fest verbunden ist und durch ein Lochblech 10 abgedeckt ist. In der Bodenwanne 9 kann sich beim Betrieb des Wärmeaustauschers als Wetterkühler das verschmutzte Tau- und Reinigungswasser sammeln und läßt sich von dort aus abziehen.At the inlet of the deflection hood 5 there are nozzles 7 in the form of, for example, one or more nozzle assemblies for spraying cleaning water or spray water. The deflection hood 5 rests on two slide rails 8 connected to it. Between the slide rails 8 there is a floor pan 9 which is firmly connected to the deflection hood 5 and is covered by a perforated plate 10. When the heat exchanger is operating as a weather cooler, the contaminated thawing and cleaning water can collect in the floor pan 9 and can be drawn off from there.

Beim Betrieb des Wärmeaustauschers als Wasserkühler wird das überschüssige Sprühwasser in der Bodonwanne 9 gesammelt und in bekannter Weise mit Hilfe einer Pumpe den Düsen 7 zur weiteren Versprühunq zugeführt.When the heat exchanger is operating as a water cooler, the excess spray water is collected in the Bodon pan 9 and fed to the nozzles 7 for further spraying in a known manner with the aid of a pump.

Das Verteilerrohr 11 des Rippenrohrbündels 2 ist über einen Flansch oder eine Schnellschlußkupplung mit der Klalt- oder Kühlwasserleitung verbunden. Im Sammelrohr 12 wird das Wasser nach dem Durchgang durch das Rippenrohrbündel wieder gesammelt. Die Verbindung des Sammelrohres 12 mit dem Rücklauf der Wasserversorgung geschieht wie beim Vorlauf. Zum Schutz vor mechanischen Beschädigungen der außenliegenden Teile des Rippenrohrbündels 2 wie Umlenkbögen, Verteil- und Sammelrohre sind die Stützbleche 13 zwischen beiden Enden des Verteiler-und des Sammelrohres sowie die Schutzkästen 14 und 15 angebracht.The distributor pipe 11 of the finned tube bundle 2 is connected to the cold or cooling water line via a flange or a quick-action coupling. In the collecting pipe 12, the water is collected again after passing through the finned tube bundle. The connection of the manifold 12 to the return of the water supply is done as in the flow. To protect against mechanical damage to the outer parts of the finned tube bundle 2, such as deflection bends, distribution and collecting tubes, the support plates 13 are attached between the two ends of the distributor and the collecting tube, and the protective boxes 14 and 15.

Die Umlenkhaube 5 kann bei Bedarf, wie aus dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 hervorgeht, um ein Luttenstück 16 ausreichender Länge und gleichen Querschnitts verlängert werden, das auf Gleitschienen 17 ruht. Die Verbindung zwischen den Gleitschienen 17 und den Gleitschienen 8 der Umlenkhaube 5 geschieht über eine Zugentlastung 18. Auf der Lutte 16 läßt sich ein Schaltschrank 19 montieren, in dem alle erforderlichen Schalt-, Regel- und Überwachungseinrichtungen für den Wärmeaustauscher einschließlich Lüfter unterqebracht werden können. Bei einer Aufstellung des Wärmeaustauschers auf der Streckensohle 25 muß verhindert werden, daß der Lüfter unnötig viel Staub von der Sohle 25 ansaugt. Dazu dient die Umlenkung 20, die in ein Übergangsstück 21 mündet, in dem der Rechteckquerschnitt der Umlenkhaube 5 und der Lutten 16 und 20 auf einen Kreisquerschnitt für den Lüfteranschluß erweitert wird. Wird der Wärmeaustauscher in der Strecke aufgehängt, so kann die Umlenkung 20, wie aus Fig. 2 zu entnehmen ist, entfallen, und das Übergangsstück 21 wird direkt an das Luttenstück 16 angeflanscht. Für den Einsatz in einer Sonderbewetterung oder in einer anderen Luttentour wird auf das Gehäuse 1 eine weitere Umlenkhaube 22, wie aus Fig. 2 hervorgeht, aufgesetzt. Die Umlenkhaube 22 enthält zur Umlenkung der Wetter ebenfalls zusätzliche Leitbleche 23. Der Übergang vom rechteckigen Austrittsquerschnitt der Umlenkhaube 22 auf den runden Luttenquerschnitt geschieht in dem Übergangsstück 24, welches baugleich mit dem Übergangsstück 21 sein kann.The deflection hood 5 can, as can be seen from the exemplary embodiment in FIG. 1, by a piece of duct 16 of sufficient length and same cross-section are extended, which rests on slide rails 17. The connection between the slide rails 17 and the slide rails 8 of the deflection hood 5 takes place via a strain relief 18. A switch cabinet 19 can be mounted on the lute 16, in which all the necessary switching, regulating and monitoring devices for the heat exchanger, including the fan, can be accommodated. When the heat exchanger is installed on the track base 25, it must be prevented that the fan sucks in an unnecessarily large amount of dust from the base 25. For this purpose, the deflection 20, which opens into a transition piece 21, in which the rectangular cross section of the deflection hood 5 and the air ducts 16 and 20 is expanded to a circular cross section for the fan connection. If the heat exchanger is suspended in the route, the deflection 20, as can be seen in FIG. 2, can be omitted, and the transition piece 21 is flanged directly onto the ventilation piece 16. A further deflection hood 22, as can be seen in FIG. 2, is placed on the housing 1 for use in special ventilation or in another lute tour. The deflection hood 22 also contains additional baffles 23 for deflecting the weather. The transition from the rectangular outlet cross section of the deflection hood 22 to the round air duct cross section takes place in the transition piece 24, which can be identical to the transition piece 21.

  • 1 Gehäuse1 housing
  • 2 Rippenrohrbündel2 finned tube bundles
  • 3 Tropfenabscheider3 droplet separators
  • 4 Gitterrost4 grating
  • 5 Umlenkhaube5 deflection hood
  • 6 Leitblech6 baffle
  • 7 Düsenstock7 nozzle assembly
  • 8 Gleitschiene8 slide rail
  • 9 ßodenwanne9 floor pan
  • 10 Lochblech10 perforated sheet
  • 11 Verteilrohr11 distribution pipe
  • 12 Sammelrohr12 manifold
  • 13 Stützblech13 support plate
  • 14 Schutzkasten14 protective box
  • 15 Schutzkasten15 protective box
  • 16 Luttenstück16 piece of lute
  • 17 Gleitschiene17 slide rail
  • 18 Zugentlastung18 strain relief
  • 19 Schaltschrank19 control cabinet
  • 20 Umlenkung20 deflection
  • 21 Übergangsstück21 transition piece
  • 22 Umlenkhaube22 deflection hood
  • 23 Leitblech23 baffle
  • 24 Übergangsstück24 transition piece
  • 25 Streckensohle25 track sole

Claims (11)

1. Wärmeaustauscher als Wetter- und/oder Kühlwasser-Rückkühler, insbesondere für den untertägigen Berg- und Tunnelbau, der im wesentlichen aus einem Gehäuse mit Kühlflächen sowie einem wetterseitig nachgeschalteten Tropfenabscheider besteht und mit einem Lüfter und/oder einer Luttentour verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das ein kompaktes Rippenrohrbündel aufnehmende und wetterseitig ein dem Rippenrohrbündel nachgeschalteten Tropfenabscheider (3) enthaltendes Gehäuse (1) in einem Winkel von 10 bis 20 Grad zur horizontalen Ebene angeordnet ist, wobei die Unterseite des kastenförmigen Gehäuses (1) in Verbindung mit einer Umlenkhaube (5) als Wettereintritt ausgebildet ist.1. Heat exchanger as a weather and / or cooling water recooler, in particular for underground mining and tunneling, which essentially consists of a housing with cooling surfaces and a droplet separator connected on the weather side and can be connected to a fan and / or a lute tour, characterized in that that the housing (1) containing a compact finned tube bundle and on the weather side containing a droplet separator (3) downstream of the finned tube bundle is arranged at an angle of 10 to 20 degrees to the horizontal plane, the underside of the box-shaped housing (1) in connection with a deflection hood (5) is designed as a weather entry. 2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) mit einem parallel zum Gehäusequerschnitt verlaufenden kompakt ausgebildeten Rippenrohrbündel versehen ist.2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the housing (1) is provided with a compact ribbed tube bundle running parallel to the housing cross section. 3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unter- und Oberseite des Gehäuses (1) und mit diesem verbunden Gitterroste (4) angeordnet sind.3. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that on the bottom and top of the housing (1) and connected to this grating (4) are arranged. 4. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der mit der Unterseite des Gehäuses (1) verbundenen Umlenkhaube (5) zusätzliche Leitbleche (4) angeordnet sind.4. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that in the with the underside of the housing (1) connected deflection hood (5) additional baffles (4) are arranged. 5. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Eintritt der Umlenkhaube (5) Düsen (7) beispielsweise in Form mindestens eines Düsenstockes angeordnet sind.5. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that at the inlet of the deflection hood (5) nozzles (7) are arranged for example in the form of at least one nozzle assembly. 6. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Gehäuse (1) tragende Umlenkhaube (5) auf Gleitschienen (8) angeordnet ist.6. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the housing (1) carrying deflection hood (5) is arranged on slide rails (8). 7. Wärmeaustauscher nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gkennzeichnet, daß zwischen den Gleitschienen (8) eine mit der Unterseite der Umlenkhaube (5) verbundene und mit einem Lochblech (10) abgedeckte Bodenwanne (9) angeordnet ist.7. Heat exchanger according to claims 1 and 6, characterized in that between the slide rails (8) connected to the underside of the deflection hood (5) and with a perforated plate (10) covered floor pan (9) is arranged. 8. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beispielsweise über ein Luttenstück (16) verlängerbare Umlenkhaube (5) über eine Umlenkung (20) mit einem Übergangsstück (21) verbunden ist.8. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the deflectable hood (5), which can be lengthened, for example, via a lute piece (16), is connected via a deflection (20) to a transition piece (21). 9. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberseite des Gehäuses (1) eine zusätzliche Umlenkhaube (22) angeordnet ist, die mit einem Übergangsstück (24) verbindbar ist.9. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that on the top of the housing (1) an additional deflection hood (22) is arranged, which can be connected to a transition piece (24). 10. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Umlenkhaube (22) zusätzliche Leitbleche (23) angeordnet sind.10. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that in the deflection hood (22) additional baffles (23) are arranged. 11. Wärmeaustauscher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rippenrohrbündel (2) im Gehäuse (1) der Wärmeaustauschleistung anpaßbar austauschbar angeordnet ist.11. Heat exchanger according to claims 1 and 2, characterized in that the finned tube bundle (2) in the housing (1) of the heat exchange performance is arranged exchangeably.
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