EP0911156A1 - Tempering assembly in printing machines - Google Patents
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- EP0911156A1 EP0911156A1 EP98109590A EP98109590A EP0911156A1 EP 0911156 A1 EP0911156 A1 EP 0911156A1 EP 98109590 A EP98109590 A EP 98109590A EP 98109590 A EP98109590 A EP 98109590A EP 0911156 A1 EP0911156 A1 EP 0911156A1
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- circulation system
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- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
- F28F27/02—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus for controlling the distribution of heat-exchange media between different channels
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- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
- F28D2021/0077—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for tempering, e.g. with cooling or heating circuits for temperature control of elements
Definitions
- the invention relates to a temperature control arrangement for Temperature control of a dampening solution and / or selected rollers a printing press according to the preamble of claim 1.
- the invention has for its object a Tempering arrangement to create that in less expensive Made way and for different heat exchange functions can be set up.
- a changeover from one heat exchange function to another under otherwise unchanged structure of the temperature control arrangement may be possible.
- a essential feature of the invention Temperature control arrangement is the provision of a single one Three-media heat exchange device instead of several separate heat exchangers. This enables the Fluid all circulation systems in different to bring heat exchange relationship to each other so that a Variety of heat exchange functions can be realized. As a result, the invention can easily be applied to different ones Customize use cases. Despite the high flexibility and Customizability are those for providing the invention required costs lower than for plants of the known Kind, since a three-media heat exchange device according to the Invention only slightly more expensive than a single one conventional heat exchanger needs to be. Furthermore, the Basic structure of the tempering arrangement for various Heat exchange functions cannot be changed. It is only a retrofit of the only three-media heat exchange device required. All you need is her distribution device designed for a heat exchange function by another distribution device at otherwise unchanged basic structure of the heat exchange device be converted. Advantageous developments of the invention are listed in the subclaims.
- a temperature control arrangement comprises a dampening solution circulation system U I , a coolant circulation system U II and a refrigerant circulation system U III .
- the dampening solution circulation system U I is designed as an open system and contains a buffer memory 30 for storing a suitable amount of dampening solution.
- a pump 34 and a temperature sensor 35 are provided one behind the other at a point downstream of the buffer store 30.
- a line 33 branches off from the main circuit on the downstream side of the temperature sensor 35 in order to lead a partial quantity of the dampening solution circulating in the main circuit U I to a storage container 32 of a dampening solution application device.
- the dampening solution can flow back from the storage container 32 into the buffer container 30 via a line 31.
- Suitable devices for example in the form of a throttle 35, are provided in the branch line 33 to ensure that the branched-off amount of dampening solution is always smaller than the amount that circulates in the main circuit.
- the dampening solution circulating in the circulation system U I is also passed through a three-medium heat exchange device which bears the general reference number 1 in FIG. 1 and which will be discussed in more detail below.
- the coolant circulation system U II which is preferably designed as a closed system, contains a control valve 40 and a pump 41 on the upstream side of a roller cooling device (not shown) and a temperature sensor 42 on the downstream side of the roller cooling device.
- the coolant circulating in the circulation system U II is likewise passed through the three-medium heat exchange device 1 .
- a bypass line 43 is provided on the downstream side of the control valve 40 and contains a flow restriction throttle 44 and a heating device 45.
- the refrigerant circulation system U III is part of a refrigeration device which, in a manner known per se, consists of at least one compressor 20, a condenser 21, a collecting container 22, a control valve 23, preferably in the form of a solenoid valve, a dryer 24, a sight glass 25 and an expansion valve 26.
- the three-medium heat exchange device 1 is supplied with refrigerant by integrating it into the refrigerant circulation system U III like the other two circulation systems U I and U II .
- the refrigerant circulation system U III is designed as a closed system.
- a control device 50 is provided in order to operate each such system independently or jointly by switching the pumps 34 or 41 of the dampening solution or coolant circulation system U I or U II on and with cooling energy from the refrigerant.
- To supply circulation system U III depending on the heat exchange function in which the three-media heat exchange device 1 is operated, which will be discussed in more detail below.
- the control device 50 also controls the operation of the refrigerant circulation system U III and can monitor the temperature of the dampening solution and coolant circulation system U I and U II .
- top and bottom refer to the location the structural parts of the heat exchange device 1, as in the Drawing is shown.
- the invention is based on a such position of use of the heat exchange device 1 is not limited.
- the heat exchange device 1 can preferably be designed in the form of a plate exchanger, consisting of a multiplicity of plates 2 arranged side by side in succession, for example plates 2 1 , 2 2 , 2 3 ... 2 n , in whose respective surfaces complementary grooves or grooves are made, so that flow channels 10, in particular 10 1 , 10 2 , 10 3 ... 10 n , each with an inlet and an outlet end, are formed after assembly between adjacent plate surfaces, cf. e.g. Figures 4A and 4B.
- a fluid for example water, can be introduced into a relevant flow channel 10 via a distributor device and can be discharged to the outside again after flowing through the flow channel 10.
- the flow channels 10 are hermetically sealed from one another and can each be distributed in a meandering manner or in some other suitable manner over the plate surfaces.
- the distributor device comprises a two-chamber distributor arrangement 3 for the separate supply and discharge of the dampening solution or coolant originating from the circulation systems U I and U II , and a single-chamber distributor arrangement 6 for the supply and discharge of the refrigerant from the circulation system U III , in each case into the relevant flow channels 10.
- Each two-chamber distributor arrangement and single-chamber distributor arrangement 3, 6 comprises a distributor pipe near the upper ends of the flow channels 10 and a distributor pipe near their lower ends.
- the distributor pipes penetrate the plate exchanger axially and are accommodated in the plates 2 in receiving bores that are aligned with one another. They also preferably extend parallel to one another.
- Each distributor pipe of the two-chamber distributor arrangement 3 comprises an upper longitudinal chamber 4 and a lower longitudinal chamber 5, which are hermetically sealed from one another by an intermediate partition wall.
- the upper chamber 4 has an open and a closed axial end 4a and 4b, and likewise the lower chamber 5 has an open and a closed axial end 5a and 5b.
- An open axial end 4a of the upper chamber 4 is adjacent to a closed axial end 5b of the lower chamber 5, and conversely a closed axial end 4b of the upper chamber 4 is adjacent to an open axial end 5a of the lower chamber 5.
- This arrangement facilitates the connection of the relevant manifold to the respective circulation system U I , U II , U III .
- the single chamber manifold assembly 6 includes, as shown in FIG. 4B shows, an upper and a lower simple manifold each with an open axial end 6a for supply and discharge of the refrigerant and an opposing closed one axial end.
- each manifold of the two-chamber manifold assembly 3 are at selected axial distances from each other Openings 7, 8 which the interior of the concerned Chamber 4 or 5 with selected flow channels 10 connect so that only the selected flow channels 10 be charged with the fluid that in the relevant chamber 4 or 5 was introduced.
- each manifold of the single chamber manifold assembly 6 at selected axial intervals from each other openings 9 are provided around the in the single chamber manifold assembly 6 introduced refrigerants in selected Forward flow channels 10. This can be achieved be that adjacent flow channels 10 with different fluids are applied and they come into heat transfer relationship with each other.
- the first heat exchange function is shown in FIGS. 4A and 4B and is characterized in that the refrigerant flows through the single-chamber distributor arrangement 6 connected to the circulation system U III and the openings 9 formed therein into the sequence of flow channels 10 2 , 10 6 , 10 10 , 10 14 , etc. are introduced, which are indicated in FIGS. 4A and 4B by cross-dashed lines.
- Each upper and lower distributor pipe consequently has openings 9 which lie at an axial distance along the distributor pipe, which corresponds to the sequence of four flow channels 10 arranged one behind the other.
- Openings 7 are provided on each distributor pipe of the two-chamber distributor arrangement 3 and connect the upper chamber 4, which is connected to the coolant circulation system U II , to the flow channels 10 4 , 10 8 , 10 12 etc.
- the coolant of the circulation system U II introduced into the chamber 4 therefore only reaches these selected flow channels, as is shown in FIGS. 4A and 4B by non-hatched areas.
- the sequence of the openings 8 of the lower chamber 5 of the two-chamber distributor arrangement 3 connected to the dampening solution circulation system U I is such that only the flow channels 10 1 , 10 3 , 10 5 etc. are acted upon with the dampening solution which is in the circulation system U I circulates as hatched in Figures 4A and 4B.
- one flow channel, for example 10 2 for the refrigerant between a pair of flow channels, for example 10 1 , 10 3 for the dampening solution and one flow channel, for example 10 4 , for the coolant between a pair of flow channels, for example 10 3 , 10 5 , for the dampening solution comes to rest.
- Cold energy can thus be transferred directly from the refrigerant to the dampening solution, but not directly to the coolant. Rather, the coolant will only be able to obtain cooling energy indirectly via the dampening solution.
- the first heat exchange function therefore enables primary transfer of cooling energy to the dampening solution circulation system U I. Excessive cooling energy can be stored in the buffer store 30 and, if necessary, can also be passed on to the coolant circulation system U II via the heat exchange device 1.
- the second heat exchange function is shown in FIGS. 5A and 5B and is characterized in that, analogously to the above-described mode of operation, the openings 9 of the single-chamber distributor arrangement 6 are spaced such that the sequence of flow channels 10 2 , 10 4 , 10 6 etc. is charged with the refrigerant.
- the openings 7, 8 of the two-chamber distributor arrangement 3 are provided such that the flow channels 10 3 , 10 6 , 10 9 etc. with the dampening solution and the flow channels 10 1 , 10 5 , 10 9 , 10 13 etc. with the coolant be supplied.
- the refrigerant has a direct heat-exchanging relationship with the other two fluids, without these having a direct heat-exchanging relationship with one another.
- the third heat exchange function is shown in FIGS. 6A and 6B and is characterized in that the refrigerant acts on the flow channels 10 3 , 10 6 , 10 9 etc., while the openings 7, 8 of the two-chamber distributor arrangement 3 are arranged in such a way that the dampening agent acts on the flow passages 10 2 , 10 5 , 10 8 , 10 11 etc. and the coolant acts on the flow passages 10 1 , 10 4 , 10 7 , 10 10 etc.
- the third heat exchange function therefore has an immediate heat exchange relationship among all fluids. This enables the integration of a buffer memory similar to the buffer memory 30 in both circulation systems U I and U II .
- the heat exchange preferably takes place between neighboring ones Flow channels 10 take place in countercurrent by this in opposite directions from the respective fluid be flowed through.
- Each opening 7, 8, 9 of the manifolds of the two-chamber manifold assembly 3 or single chamber manifold assembly 6 can with the relevant flow channel 10 corresponding to the desired heat exchange function soldered or in another Be hermetically sealed.
- A can Plate exchanger with basically unchanged basic structure be used.
- the distribution pipes 3, 6 could also can be arranged interchangeably Heat exchange device according to the invention by mere Exchange of the two-chamber distributor arrangement 3 and / or Single chamber manifold assembly 6 for another To be able to convert heat exchange function.
- Finally, could instead of a two-chamber distributor arrangement, also separate ones Single chamber manifold arrangements for each fluid be provided.
- the pump 34 When the refrigeration device is switched on and the three-media heat exchange device 1 is acted upon with refrigerant, the pump 34 is started, while the pump 41 of the coolant circulation system U II is out of operation.
- the buffer store 30 is thus continuously supplied with cooled dampening solution.
- a partial amount of the dampening solution circulated in the circulation system U II by the pump 34 circulates via the branch line 33 into the storage container 32 for further processing by the dampening solution application device.
- the pump 35 is dimensioned such that a sufficient volume flow of dampening solution always passes through the three-medium heat exchange device 1.
- the dampening solution is cooled in the three-medium heat exchange device 1 as a function of the dampening solution temperature determined by the temperature sensor 35 on the downstream side of the buffer store 30.
- the pumps 34 and 41 are in operation, so that all three fluids pass through the three-medium heat exchange device 1 when the refrigeration device is switched on.
- the coolant flowing through the three-media heat exchange device 1 draws cold energy from the direct heat exchange with the coolant-cooled dampening solution, the buffer accumulator 30 ensuring that a sufficient amount of dampening solution is always available for cooling the coolant. This can also be supported by the fact that the temperature of the dampening solution in the circulation system U I is preferably set to a sufficiently low value.
- the setting one for the roller application device suitable temperature of the coolant is carried out using the depending on the temperature sensor on the downstream side 42 measured temperature controlled control valve 40. At too low coolant temperature, the heater 45 in the bypass line 43 are put into operation by the the bypass line 43 constantly flowing coolant portion to warm up.
- This operating mode corresponds essentially to that with the exception that the The refrigeration system is only put into operation when required is by the necessary for cooling the coolant Cooling energy primarily that in the buffer storage 30 stored amount of dampening solution is withdrawn.
- a Loss of energy due to the circulation of dampening solution through the Secondary circuit is because of the dampening solution application device is out of order, negligible. If necessary, a could also be in the branch line 33 Shut-off valve can be arranged to flow the Completely switch off dampening solution by the secondary circuit.
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Abstract
Temperierungsanordnung zur Temperierung eines Feuchtmittels und/oder ausgewählter Walzen einer Druckmaschine, mit einem Feuchtmittel-Umlaufsystem (UI) zur Versorgung einer Feuchtmittel-Auftragseinrichtung mit einem Feuchtmittel, einem Kühlmittel-Umlaufsystem (UII) zur Versorgung einer Walzenkühleinrichtung mit einem Kühlmittel, einer Kälteerzeugungseinrichtung mit einem Kältemittel-Umlaufsystem (UIII), und einer Einrichtung (50) zum wahlweisen Betrieb eines oder gleichzeitig mehrerer der Umlaufsysteme. Den Umlaufsystemen (UI,UII,UIII) ist eine gemeinsame Wärmetauscheinrichtung (1) zugeordnet ist, welche eine Vielzahl von in wärmeübertragender Beziehung zueinander angeordneten Strömungspassagen und eine Verteilereinrichtung zur Verbindung jeweils des Feuchtmittel-Umlaufsystems (UI), Kühlmittel-Umlaufsystems (UII) und Kältemittel-Umlaufsystems (UIII) mit einer ausgewählten Folge von Strömungspassagen umfasst, wobei angrenzende Strömungspassagen mit einem unterschiedlichen Umlaufsystem verbunden sind. Je nach Abfolge der Beaufschlagung der Strömungspassagen können unterschiedliche Wärmetauschfunktionen zwischen den Umlaufsystemen bei geringem Umrüstungsaufwand erhalten werden. <IMAGE>Temperature control arrangement for temperature control of a dampening solution and / or selected rollers of a printing press, with a dampening solution circulation system (UI) for supplying a dampening solution application device with a dampening solution, a coolant circulation system (UII) for supplying a roller cooling device with a coolant, a cooling device with a Refrigerant circulation system (UIII), and a device (50) for the optional operation of one or more of the circulation systems. The circulation systems (UI, UII, UIII) are assigned a common heat exchange device (1), which has a plurality of flow passages arranged in a heat-transferring relationship and a distributor device for connecting the dampening solution circulation system (UI), coolant circulation system (UII) and Refrigerant circulation system (UIII) with a selected sequence of flow passages, wherein adjacent flow passages are connected to a different circulation system. Depending on the sequence of the flow passages, different heat exchange functions between the circulation systems can be obtained with little conversion effort. <IMAGE>
Description
Die Erfindung betrifft eine Temperierungsanordnung zur
Temperierung eines Feuchtmittels und/oder ausgewählter Walzen
einer Druckmaschine gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a temperature control arrangement for
Temperature control of a dampening solution and / or selected rollers
a printing press according to the preamble of
Bekannte Anordnungen der gattungsgemässen Art, wie sie z.B. in den Druckschriften DE-U-296 08 054, DE-A-44 26 083, EP-A-693372 beschrieben sind, weisen für das Feuchtmittel- und das Kühlmittelumlaufsystem je einen separaten Wärmetauscher auf. Die Wärmetauscher werden entweder einzeln mit Kälteenergie von einer Kälteerzeugungseinrichtung versorgt, oder es erfolgt eine derartige Versorgung nur eines Wärmetauschers, indem das direkt gekühlte Feuchtmittel als Kälteenergieüberträger zum weiteren Wärmetauscher des Kühlmittelumlaufsystems herangezogen wird. Die bekannten Bauarten von Temperierungsanordnungen sind wegen des baulichen Aufwandes für die Erzielung der gewünschten Wärmetauschfunktion verhältnismässig teuer, sowohl in der Anschaffung als auch was die Betriebs- und Unterhaltskosten betrifft. Ausserdem können die Temperierungsanordnungen nur in den durch die vorgegebene unveränderbare Wärmetauschfunktion bestimmten Betriebsweisen betrieben werden. Known arrangements of the generic type, e.g. in documents DE-U-296 08 054, DE-A-44 26 083, EP-A-693372 are described, have for the dampening solution and Coolant circulation system each on a separate heat exchanger. The heat exchangers are either individually using cooling energy supplied by a refrigeration device, or it such a supply takes place to only one heat exchanger, by using the directly cooled dampening solution Cold energy transfer to the further heat exchanger of the Coolant circulation system is used. The well-known Types of tempering arrangements are because of the construction effort to achieve the desired Heat exchange function relatively expensive, both in the Acquisition as well as what the operating and maintenance costs concerns. In addition, the tempering arrangements can only in the unchangeable by the given Heat exchange function operated certain operating modes become.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Temperierungsanordnung zu schaffen, die in preisgünstiger Weise hergestellt und für verschiedene Wärmetauschfunktionen eingerichtet werden kann. Insbesondere soll eine Umstellung von einer Wärmetauschfunktion auf eine andere unter ansonsten unverändertem Aufbau der Temperierungsanordnung möglich sein.The invention has for its object a Tempering arrangement to create that in less expensive Made way and for different heat exchange functions can be set up. In particular, a changeover from one heat exchange function to another under otherwise unchanged structure of the temperature control arrangement may be possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale im
kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst. Ein
wesentliches Merkmal der erfindungsgemässen
Temperierungsanordnung ist das Vorsehen einer einzigen
Dreimedien-Wärmetauscheinrichtung anstelle von mehreren
separaten Wärmetauschern. Dies ermöglicht es, die
Strömungsmittel sämtlicher Umlaufsysteme in verschiedene
wärmetauschende Beziehung zueinander zu bringen, so dass eine
Vielzahl von Wärmetauschfunktionen realisiert werden kann.
Dadurch lässt sich die Erfindung leicht an unterschiedliche
Anwendungsfälle anpassen. Trotz der hohen Flexibilität und
Anpassbarkeit sind die für die Bereitstellung der Erfindung
erforderlichen Kosten geringer als bei Anlagen der bekannten
Art, da eine Dreimedien-Wärmetauscheinrichtung nach der
Erfindung nur geringfügig teuerer als ein einziger
herkömmlicher Wärmetauscher sein braucht. Ferner braucht der
Basisaufbau der Temperierungsanordnung bei verschiedenen
Wärmetauschfunktionen nicht geändert zu werden. Es ist
lediglich eine Umrüstung der einzigen Dreimedien-Wärmetauscheinrichtung
erforderlich. Hierzu braucht nur deren
auf eine Wärmentauschfunktion ausgelegte Verteilereinrichtung
durch eine andere Verteilereinrichtung bei ansonsten
unverändertem Grundaufbau der Wärmetauscheinrichtung
umgerüstet werden. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen aufgeführt. This object is achieved by the features in
characterizing part of
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführungsform
und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Mit Bezug auf Fig. 1 umfasst eine Temperierungsanordnung nach der Erfindung ein Feuchtmittel-Umlaufsystem UI, ein Kühlmittel-Umlaufsystem UII und ein Kältemittel-Umlaufsystem UIII.With reference to FIG. 1, a temperature control arrangement according to the invention comprises a dampening solution circulation system U I , a coolant circulation system U II and a refrigerant circulation system U III .
Das Feuchtmittel-Umlaufsystem UI ist als offenes System
ausgebildet und enthält einen Pufferspeicher 30 zur
Bevorratung einer geeigneten Feuchtmittelmenge. An einer
Stelle abstromseitig des Pufferspeichers 30 sind
hintereinander eine Pumpe 34 und ein Temperatursensor 35
vorgesehen. Eine Leitung 33 zweigt abstromseitig des
Temperatursensors 35 vom Hauptkreis ab, um eine Teilmenge des
im Hauptkreis UI zirkulierenden Feuchtmittels zu einem
Vorratsbehälter 32 einer Feuchtmittel-Auftragseinrichtung zu
führen. Aus dem Vorratsbehälter 32 kann das Feuchtmittel über
eine Leitung 31 zurück in den Pufferbehälter 30 strömen.
Geeignete Einrichtungen, z.B. in Gestalt einer Drossel 35,
sind in der Abzweigleitung 33 vorgesehen, um sicherzustellen,
dass die abgezweigte Menge an Feuchtmittel stets kleiner als
die Menge ist, die im Hauptkreis zirkuliert.The dampening solution circulation system U I is designed as an open system and contains a
Das im Umlaufsystem UI zirkulierende Feuchtmittel wird ferner
durch eine Dreimedien-Wärmetauscheinrichtung geführt, die in
Fig. 1 das allgemeine Bezugszeichen 1 trägt und auf die
nachfolgend noch näher eingegangen wird.The dampening solution circulating in the circulation system U I is also passed through a three-medium heat exchange device which bears the
Das vorzugsweise als geschlossenes System ausgebildete
Kühlmittel-Umlaufsystem UII enthält aufstromseitig einer
Walzenkühleinrichtung (nicht gezeigt) ein Regelventil 40 und
eine Pumpe 41 sowie abstromseitig der Walzenkühleinrichtung
einen Temperatursensor 42. Das im Umlaufsystem UII
zirkulierende Kühlmittel wird ebenfalls durch die Dreimedien-Wärmetauscheinrichtung
1 geführt. Abstromseitig des
Regelventiles 40 ist eine Bypassleitung 43 vorgesehen, die
eine Durchflussbegrenzungsdrossel 44 sowie eine
Heizeinrichtung 45 enthält.The coolant circulation system U II , which is preferably designed as a closed system, contains a
Das Kältemittel-Umlaufsystem UIII ist Teil einer
Kälteerzeugungseinrichtung, die in an sich bekannter Weise
besteht aus wenigstens einem Verdichter 20, einem Kondensator
21, einem Sammelbehälter 22, einem Stellventil 23,
vorzugsweise in Gestalt eines Magnetventils, einem Trockner
24, einem Schauglas 25 sowie einem Expansionsventil 26.
Ausserdem wird der Dreimedien-Wärmetauscheinrichtung 1 vom
Kältemittel beaufschalgt, indem dieser in das Kältemittel-Umlaufsystem
UIII wie die beiden anderen Umlaufsysteme UI und
UII integriert ist. Das Kältemittel-Umlaufsystem UIII ist als
geschlossenes System ausgebildet.The refrigerant circulation system U III is part of a refrigeration device which, in a manner known per se, consists of at least one
Eine Steuereinrichtung 50 ist vorgesehen, um durch Ein- bzw.
Abschalten der Pumpen 34 bzw. 41 des Feuchtmittel- bzw.
Kühlmittel-Umlaufsystems UI bzw. UII jedes derartige System
unabhängig vom anderen oder gemeinsam zu betreiben und mit
Kälteenergie aus dem Kältemittel-Umlaufsystem UIII zu
versorgen, je nachdem in welcher Wärmetauschfunktion die
Dreimedien-Wärmetauscheinrichtung 1 betrieben wird, worauf
nachfolgend näher eingegangen wird. Die Steuereinrichtung 50
steuert ferner den Betrieb des Kältemittel-Umlaufsystems UIII
und kann die Temperatur des Feuchtmittel- und Kühlmittel-Umlaufsystems
UI bzw. UII überwachen.A
Nachfolgend wird auf die Fig. 2 und folgende Bezug genommen,
die die Dreimedien-Wärmetauscheinrichtung 1 zeigen. Dabei
beziehen sich die Begriffe "oben" und "unten" auf die Lage
der Aufbauteile der Wärmetauscheinrichtung 1, wie sie in der
Zeichnung gezeigt ist. Die Erfindung ist jedoch auf eine
derartige Verwendungslage der Wärmetauscheinrichtung 1 nicht
beschränkt.2 and the following reference is made,
which show the three-media
Wie in Fig. 2 und 3 gezeigt ist, kann die
Wärmetauscheinrichtung 1 vorzugsweise in Form eines
Plattentauschers ausgebildet sein, bestehend aus einer
Vielzahl von Seite an Seite hintereinander angeordneten
Platten 2, z.B. den Platten 21, 22, 23 ... 2n, in deren
jeweiligen Oberflächen komplementäre Nuten oder Rillen
eingebracht sind, so dass nach Montage zwischen benachbarten
Plattenoberflächen Strömungskanäle 10, insbesondere 101, 102,
103 ....10n mit je einem Ein- und Auslaufende gebildet
werden, vgl. z.B. Fig. 4A und 4B. Ein Strömungsmittel, z.B.
Wasser, kann über eine Verteilereinrichtung in einen
betreffenden Strömungskanal 10 ein- und nach Strömung durch
den Strömungskanal 10 nach aussen wieder abgeführt werden.
Die Strömungskanäle 10 sind gegeneinander hermetisch
abgedichtet und können jeweils mäanderförmig oder in anderer
geeigneter Weise über den Plattenoberflächen verteilt sein.As shown in FIGS. 2 and 3, the
Die Verteilereinrichtung umfasst eine Zweikammer-Verteileranordnung
3 für die getrennte Zu- und Abfuhr des aus
den Umlaufsystemen UI und UII stammenden Feuchtmittels bzw.
Kühlmittels und eine Einkammer-Verteileranordnung 6 für die
Zu- und Abfuhr des Kältemittels aus dem Umlaufsystem UIII,
jeweils in die betreffenden Strömungskanäle 10. Jede
Zweikammer-Verteileranordnung und Einkammer-Verteileranordnung
3, 6 umfasst ein Verteilerrohr nahe den
oberen Enden der Strömungskanäle 10 und ein Verteilerrohr
nahe deren unteren Enden. Die Verteilerrohre durchsetzen den
Plattentauscher axial und sind in zueinander ausgerichteten
Aufnahmebohrungen in den Platten 2 aufgenommen. Sie
erstrecken sich ausserdem vorzugsweise parallel zueinander.The distributor device comprises a two-
Jedes Verteilerrohr der Zweikammer-Verteileranordnung 3
umfasst eine obere longitudinale Kammer 4 und eine untere
longitudinale Kammer 5, die durch eine zwischenliegende
Trennwand hermetisch gegeneinander abgedichtet sind. Die
obere Kammer 4 hat ein offenes und ein geschlossenes axiales
Ende 4a bzw. 4b, und ebenso hat die untere Kammer 5 ein
offenes und ein geschlossenes axiales Ende 5a bzw. 5b. Ein
offenes axiales Ende 4a der oberen Kammer 4 liegt benachbart
einem geschlossenen axialen Ende 5b der unteren Kammer 5, und
umgekehrt liegt ein geschlossenes axiales Ende 4b der oberen
Kammer 4 benachbart einem offenen axialen Ende 5a der unteren
Kammer 5. Diese Anordnung erleichtert den Anschluss des
betreffenden Verteilerrohres an das jeweilige Umlaufsystem
UI, UII, UIII.Each distributor pipe of the two-
Die Einkammer-Verteileranordnung 6 umfasst, wie Fig. 4B
zeigt, je ein oberes und ein unteres einfaches Verteilerrohr
mit jeweils einem offenen axialen Ende 6a zur Zu- bzw. Abfuhr
des Kältemittels und einem gegenüberliegenden geschlossenen
axialen Ende.The single
Längs jedes Verteilerrohres der Zweikammer-Verteileranordnung
3 sind in ausgewählten axialen Abständen voneinander
Öffnungen 7, 8 vorgesehen, die das Innere der betreffenden
Kammer 4 bzw. 5 mit ausgewählten Strömungskanälen 10
verbinden, so dass nur die ausgewählten Strömungskanäle 10
mit dem Strömungsmittel beaufschlagt werden, das in die
betreffende Kammer 4 bzw. 5 eingeführt wurde. In ebensolcher
Weise sind längs jedes Verteilerrohres der Einkammer-Verteileranordnung
6 in ausgewählten axialen Abständen
voneinander Öffnungen 9 vorgesehen, um das in der Einkammer-Verteileranordnung
6 eingeführte Kältemittel in ausgewählte
Strömungskanäle 10 weiterzuleiten. Dadurch kann erreicht
werden, dass angrenzende Strömungskanäle 10 mit
unterschiedlichen Strömungsmitteln beaufschlagt werden und
diese in wärmeübertragender Beziehung miteinander gelangen.Along each manifold of the two-
Je nach Abfolge der Beaufschlagung der Strömungskanäle 10
können unterschiedliche Wärmetauschfunktionen erhalten
werden, worauf nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 4A,
4B; 5A, 5B und 6A, 6B näher eingegangen wird. Depending on the sequence of the
Die erste Wärmetauschfunktion ist in Fig. 4A und 4B gezeigt
und zeichnet sich dadurch aus, dass das Kältemittel über die
mit dem Umlaufsystem UIII verbundene Einkammer-Verteileranordnung
6 und die darin ausgebildeten Öffnungen 9
in die Folge von Strömungskanälen 102, 106, 1010, 1014 usw.
eingeführt wird, die in Fig. 4A und 4B durch
kreuzgestrichelte Linien angedeutet sind. Jedes obere und
untere Verteilerrohr hat demzufolge Öffnungen 9, die in einem
axialen Abstand längs des Verteilerrohres liegen, der der
Folge von vier hintereinander angeordneten Strömungskanälen
10 entspricht.The first heat exchange function is shown in FIGS. 4A and 4B and is characterized in that the refrigerant flows through the single-
An jedem Verteilerrohr der Zweikammer-Verteileranordnung 3
sind Öffnungen 7 vorgesehen, die die obere, mit dem
Kühlmittel-Umlaufsystem UII verbundene Kammer 4 mit den
Strömungskanälen 104, 108, 1012 usw. verbinden. Das in die
Kammer 4 eingeführte Kühlmittel des Umlaufsystems UII gelangt
daher nur in diese ausgewählten Strömungskanäle, wie dies in
Fig. 4A und 4B durch nicht-schraffierte Bereiche gezeigt ist.
Die Folge der Öffnungen 8 der unteren mit dem Feuchtmittel-Umlaufsystem
UI verbundenen Kammer 5 der Zweikammer-Verteileranordnung
3 ist so, dass nur die Strömungskanäle
101, 103, 105 usw. mit dem Feuchtmittel beaufschlagt werden,
das im Umlaufsystem UI zirkuliert, wie dies in Fig. 4A und 4B
schraffiert dargestellt ist.
Auf diese Weise wird erreicht, dass jeweils ein Strömungskanal, z.B. 102, für das Kältemittel zwischen einem Paar Strömungskanälen, z.B. 101, 103 für das Feuchtmittel und ein Strömungskanal, z.B. 104, für das Kühlmittel zwischen einem Paar Strömungskanälen, z.B. 103, 105, für das Feuchtittel zu liegen kommt. Es kann somit Kälteenergie direkt vom Kältemittel auf das Feuchtmittel übertragen werden, nicht jedoch unmittelbar auf das Kühlmittel. Vielmehr wird das Kühlmittel Kälteenergie nur mittelbar über das Feuchtmittel beziehen können.In this way it is achieved that one flow channel, for example 10 2 , for the refrigerant between a pair of flow channels, for example 10 1 , 10 3 for the dampening solution and one flow channel, for example 10 4 , for the coolant between a pair of flow channels, for example 10 3 , 10 5 , for the dampening solution comes to rest. Cold energy can thus be transferred directly from the refrigerant to the dampening solution, but not directly to the coolant. Rather, the coolant will only be able to obtain cooling energy indirectly via the dampening solution.
Die erste Wärmetauschfunktion ermöglicht daher eine primäre
Übertragung von Kälteenergie auf das Feuchtmittel-Umlaufsystem
UI. Übermässige Kälteenergie kann im
Pufferspeicher 30 gespeichert und bei Bedarf via der
Wärmetauscheinrichtung 1 auch an das Kühlmittel-Umlaufsystem
UII weitergegeben werden.The first heat exchange function therefore enables primary transfer of cooling energy to the dampening solution circulation system U I. Excessive cooling energy can be stored in the
Die zweite Wärmetauschfunktion ist in Fig. 5A und 5B gezeigt
und zeichnet sich dadurch aus, dass analog zu der
vorbeschriebenen Funktionsweise die Öffnungen 9 der
Einkammer-Verteileranordnung 6 so beabstandet sind, dass die
Folge von Strömungskanälen 102, 104, 106 usw. mit dem
Kältemittel beaufschlagt wird. Dagegen sind die Öffnungen 7,
8 der Zweikammer-Verteileranordnung 3 so vorgesehen, dass die
Strömungskanäle 103, 106, 109 usw. mit dem Feuchtmittel und
die Strömungskanäle 101, 105, 109, 1013 usw. mit dem
Kühlmittel versorgt werden. Dies bedeutet, dass das
Kältemittel in direkter wärmeaustauschender Beziehung mit den
beiden anderen Strömungsmitteln steht, ohne dass diese
untereinander in unmittelbarer wärmeaustauschender Beziehung
zueinander stehen.The second heat exchange function is shown in FIGS. 5A and 5B and is characterized in that, analogously to the above-described mode of operation, the
Mit der zweiten Wärmetauschfunktion wird erreicht, dass das Feuchtmittel und Kühlmittel auf im wesentlichen die gleiche Temperatur gekühlt werden können, ohne sich gegenseitig zu beeinflussen. With the second heat exchange function it is achieved that Fountain solution and coolant to essentially the same Temperature can be cooled without mutually exclusive influence.
Die dritte Wärmetauschfunktion ist in Fig. 6A und 6B gezeigt
und zeichnet sich dadurch aus, dass das Kältemittel die
Strömungskanäle 103, 106, 109 usw. beaufschlagt, während die
Öffnungen 7, 8 der Zweikammer-Verteileranordnung 3 so
angeordnet sind, dass das Feuchtmittel die Strömungspassagen
102, 105, 108, 1011 usw. und das Kühlmittel die
Strömungspassagen 101, 104, 107, 1010 usw. beaufschlagt.The third heat exchange function is shown in FIGS. 6A and 6B and is characterized in that the refrigerant acts on the
Hierdurch wird erreicht, dass das Kältemittel in direkter
wärmeübertragender Beziehung mit beiden anderen
Strömungsmittel ähnlich wie bei der zweiten
Wärmetauschfunktion steht, jedoch ausserdem die beiden
anderen Strömungsmittel auch unmittelbar untereinander in
wärmeaustauschender Beziehung stehen. Bei der dritten
Wärmetauschfunktion ist daher eine unmittelbare
wärmeaustauschende Beziehung unter sämtlichen
Strömungsmitteln gegeben. Dies ermöglicht die Integration
eines Pufferspeichers ähnlich dem Pufferspeicher 30 in beiden
Umlaufsystemen UI und UII.This ensures that the refrigerant has a direct heat-transferring relationship with the other two fluids, similar to the second heat exchange function, but the two other fluids are also directly heat-exchanging with one another. The third heat exchange function therefore has an immediate heat exchange relationship among all fluids. This enables the integration of a buffer memory similar to the
Weitere Wärmetauschfunktionen sind ebenfalls möglich.
Vorzugsweise findet der Wärmeaustausch zwischen benachbarten
Strömungskanälen 10 im Gegenstrom statt, indem diese in
entgegengesetzten Richtungen vom jeweiligen Strömungsmittel
durchflossen werden.Other heat exchange functions are also possible.
The heat exchange preferably takes place between neighboring ones
Flow
Jede Öffnung 7, 8, 9 der Verteilerrohre der Zweikammer-Verteileranordnung
3 oder Einkammer-Verteileranordnung 6 kann
mit dem betreffenden Strömungskanal 10 entsprechend der
gewünschten Wärmetauschfunktion verlötet oder in anderer
Weise hermetisch dicht verbunden sein. Dabei kann ein
Plattentauscher mit grundsätzlich unverändertem Basisaufbau
herangezogen werden. Die Verteilerrohre 3, 6 könnten auch
austauschbar angeordnet werden, um eine
Wärmetauscheinrichtung nach der Erfindung durch blosses
Auswechseln der Zweikammer-Verteileranordnung 3 und/oder
Einkammer-Verteileranordnung 6 für eine andere
Wärmetauschfunktion umrüsten zu können. Schliesslich könnten
anstelle einer Zweikammer-Verteileranordnung auch getrennte
Einkammer-Verteileranordnungen für jedes Strömungsmittel
vorgesehen werden.Each
Nachfolgend wird mit Bezug auf Fig. 1 der Betrieb der
Temperierungsanordnung nach der Erfindung mit der Dreimedien-Wärmetauscheinrichtung
1 in der ersten Wärmetauschfunktion
beschrieben.In the following, the operation of the
Temperature control arrangement according to the invention with the three-media
Bei eingeschalteter Kälteerzeugungseinrichtung und damit
Beaufschlagung der Dreimedien-Wärmetauscheinrichtung 1 mit
Kältemittel wird die Pumpe 34 in Betrieb gesetzt, während die
Pumpe 41 des Kühlmittel-Umlaufsystems UII ausser Betrieb
steht. Der Pufferspeicher 30 wird damit kontinuierlich mit
gekühltem Feuchtmittel versorgt. Eine Teilmenge des im
Umlaufsystem UII durch die Pumpe 34 zirkulierten
Feuchtmittels zirkuliert über die Abzweigleitung 33 in den
Vorratsbeälter 32 zur weiteren Verarbeitung durch die
Feuchtmittel-Auftragseinrichtung. Die Pumpe 35 ist so
dimensioniert, dass stets ein ausreichender Volumenstrom an
Feuchtmittel die Dreimedien-Wärmetauscheinrichtung 1
durchsetzt. Die Kühlung des Feuchtmittels in der Dreimedien-Wärmetauscheinrichtung
1 erfolgt in Abhängigkeit von der
durch den Temperatursensor 35 ermittelten
Feuchtmitteltemperatur abstromseitig des Pufferspeichers 30. When the refrigeration device is switched on and the three-media
Die Pumpen 34 und 41 sind in Betrieb, so dass bei
eingeschalteter Kälteerzeugungseinrichtung die Dreimedien-Wärmetauscheinrichtung
1 von sämtlichen drei Strömungsmitteln
durchsetzt wird. Das durch die Dreimedien-Wärmetauscheinrichtung
1 strömende Kühlmittel entzieht dem in
Folge direkten Wärmetausches mit dem Kältemittel gekühlten
Feuchtmittel Kälteenergie, wobei der Pufferspreicher 30
sicherstellt, dass stets eine ausreichende Feuchtmittelmenge
zur Kühlung des Kühlmittels zur Verfügung steht Unterstützt
kann dies ferner dadurch werden, dass die Temperatur des
Feuchtmittels im Umlaufsystem UI vorzugsweise auf einen
ausreichend niedrigen Wert eingestellt wird.The
Die Einstellung einer für die Walzenauftragseinrichtung
geeigneten Temperatur des Kühlmittels erfolgt mit Hilfe des
in Abhängigkeit von der am abstromseitigen Temperatursensor
42 gemessenen Temperatur gesteuerten Regelventils 40. Bei zu
niedriger Kühlmitteltemperatur kann die Heizeinrichtung 45 in
der Bypassleitung 43 in Betrieb gesetzt werden, um die durch
die Bypassleitung 43 ständig strömende Kühlmittel-Teilmenge
zu erwärmen.The setting one for the roller application device
suitable temperature of the coolant is carried out using the
depending on the temperature sensor on the
Diese Betriebsart entspricht im wesentlichen der
vorbeschriebenen mit der Ausnahme, dass die
Kälteerzeugungseinrichtung nur bei Bedarf in Betrieb gesetzt
wird, indem die für die Kühlung des Kühlmittels erforderliche
Kälteenergie in erster Linie der im Pufferspeicher 30
bevorrateten Feuchtmittelmenge entzogen wird. Ein
Energieverlust durch Zirkulation von Feuchtmittel durch den
Nebenkreis ist, da die Feuchtmittel-Auftragseinrichtung
ausser Betrieb gesetzt ist, vernachlässigbar gering.
Gegebenenfalls könnte in der Abzweigleitung 33 auch ein
Absperrventil angeordnet werden, um eine Strömung des
Feuchtmittels durch den Nebenkreis gänzlich auszuschalten.This operating mode corresponds essentially to that
with the exception that the
The refrigeration system is only put into operation when required
is by the necessary for cooling the coolant
Cooling energy primarily that in the
Obschon dies im einzelnen nicht beschrieben ist, versteht es
sich, dass entsprechend der eingerichteten
Wärmetauschfunktion der Dreimedien-Wärmetauscheinrichtung 1
verschiedenen andere Betriebsweisen der
Temperierungsanordnung realisiert werden können. Insbesondere
in der zweiten oder dritten Wärmetauschfunktion kann eine
unmittelbare Übertragung von Kälteenergie vom Kältemittel des
Kältemittel-Umlaufsystems UIII auf die beiden anderen
Strömungsmittel erhalten werden, was bei einem hohen
Kälteenergiebedarf der durch das Kühlmittel-Umlaufsystem UII
gespeisten Walzenkühleinrichtung vorteilhaft sein kann.Although this is not described in detail, it goes without saying that, depending on the heat exchange function of the three-media
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