EP1730459A1 - Coolant circulation device - Google Patents

Coolant circulation device

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EP1730459A1
EP1730459A1 EP04718903A EP04718903A EP1730459A1 EP 1730459 A1 EP1730459 A1 EP 1730459A1 EP 04718903 A EP04718903 A EP 04718903A EP 04718903 A EP04718903 A EP 04718903A EP 1730459 A1 EP1730459 A1 EP 1730459A1
Authority
EP
European Patent Office
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heat exchanger
line
cooling
consumer
cooling medium
Prior art date
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EP04718903A
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German (de)
French (fr)
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EP1730459B1 (en
Inventor
Achim Mathar
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Otto Junker GmbH
Original Assignee
Otto Junker GmbH
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28BSTEAM OR VAPOUR CONDENSERS
    • F28B9/00Auxiliary systems, arrangements, or devices
    • F28B9/005Auxiliary systems, arrangements, or devices for protection against freezing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28BSTEAM OR VAPOUR CONDENSERS
    • F28B1/00Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser
    • F28B1/06Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser using air or other gas as the cooling medium

Definitions

  • the refrigeration cycle device The refrigeration cycle device
  • the invention relates to a cooling circuit device comprising a) a drainable heat exchanger, b) a cooling medium basin, c) an inflow line from the cooling medium basin to the heat exchanger, d) an outflow line from the heat exchanger to the cooling medium basin, e) a pump interposed in the inflow line, for pumping the cooling medium into Towards the heat exchanger.
  • the invention also relates to a cooling method with the cooling circuit device according to the invention, wherein a) in normal operation, the cooling medium coming from the consumer / consumers flows in a main circuit through the heat exchanger, is cooled by it and is fed back to the consumer or the consumers via the cooling medium basin and b) in special operation, the cooling medium contained in the heat exchanger flows out.
  • a cooling circuit device with cross-flow heat exchanger is already known from DE 196 13 910 A1. With the cross-flow heat exchanger presented there, the heat exchanger tubes can be quickly emptied during downtimes and the freezing of the heat exchange liquid prevented and in this way the heat exchanger being prevented from being destroyed.
  • a disadvantage of the known device is that after switching off the cross-flow heat exchanger, there is no further supply of a consumer with cooling water. This is also not necessary with the disclosed cooling circuit device, as long as it is used in areas in which post-cooling can be dispensed with. This is e.g. B. in the plastics industry with cooled injection molding machines.
  • a consumer connected in the inflow line, which is arranged after the pump, g) a short line which opens into the cooling medium basin at its lower end and via a three-way valve at its upper end or two two-way valves is connected to the inflow line between the consumer and the heat exchanger and h) an intermediate line with a shut-off valve which opens into the cooling medium basin with its lower end and with the upper end to the inflow line between the three-way valve and the heat exchanger or between the two two-way valves and the Heat exchanger is connected.
  • the cooling circuit device impresses with its simple construction with only one pump. After switching off the heat exchanger, the consumer can still be cooled with water without the aid of a second pump circuit. Water consumption can be minimized and the use of glycol can be completely dispensed with. Usually, about 35% glycol must be added as an anti-freeze so that anti-freeze can be guaranteed down to minus 20 ° C. A circuit requires approx. 2000 liters of water mixed with glycol. Glycol is too expensive, adversely increases the conductivity of water by around 35 microsiemens and also has to be disposed of in an environmentally friendly manner.
  • the object is achieved in a cooling process of the type mentioned at the outset in that the heat exchanger is removed from the cooling circuit in special operation and the cooling medium only circulates in a makeshift circuit between the cooling medium basin and consumers.
  • a cooling circuit device according to the prior art DE 196 13 910 A1 (there Fig. 2) is presented.
  • the cross-flow heat exchanger 1 is connected to a cold container 3 via a drain line 2. From there, the chilled water flows into one Warm container 4. The heated water is then pumped again via an inflow line 5 to the crossflow heat exchanger 1 with the pump 6. The consumer itself is not shown in the cooling circuit device.
  • the cross-flow heat exchanger 1 is provided with a ventilation device 7. During operation, a small amount of heat exchange fluid constantly emerges from the ventilation nozzle 8. This is collected by the funnel 9 and returned to the cold container 3 via the overflow line 10.
  • This cross-flow heat exchanger 1 which can also be used in the present invention, comprises a frame 12 which is supported on six legs 11 and which carries a housing 13.
  • Fans 14, which are driven by an electric motor, are provided on the upper side of the housing. These ensure that air flows through the cross-flow heat exchanger 1 from bottom to top. The air flowing through is indicated by arrows.
  • the heat exchange liquid (e.g. water) is supplied to the cross-flow heat exchanger 1 via an inflow element 15. This leaves the cross-flow heat exchanger 1 via a drain element 16.
  • the inflow element 15 and drain element 16 each have a collector 17 or 18, in each of which a connection piece 19 or 20 having a connecting flange opens.
  • a heat exchange element 21 is arranged within the housing 13 of the crossflow heat exchanger 1. This comprises a plurality of tubes 22 running parallel to one another and heat exchange fins 23 extending at right angles to them. Half of the tubes 22 are connected to the collector 17 of the inflow element 15, the other half to the collector 18 of the outflow element 16.
  • the heat exchange element 21 is shown in FIG the housing 13 is arranged inclined with respect to the horizontal; thus the tubes 22 also have an identical inclination with respect to the horizontal.
  • a collector 24 is arranged on the side of the cross-flow heat exchanger 1 opposite the inflow element 15 and the outflow element 16. These are velvet tubes 22 connected. In addition, a ventilation nozzle 8 is connected to the collector 24.
  • the heat exchange medium flows via the inflow element 15 into the pipes 22 connected to its collector 17 and exits from the latter at the mouth thereof into the collector 24. From there it enters those tubes 22 which are connected to the collector 18 of the drain element 16.
  • drains 25 arranged on the collectors 17 and 18 of the inflow or outflow element 15, 16 are opened after the circulating pump of the heating or cooling circuit has been put out of operation beforehand. Air flows into the collector 24 through the ventilation connection 8, and the heat exchange liquid flows due to the inclination of all the pipes 12 to both the inflow element 15 and the outflow element 16 and leaves the heat exchange element 21 through the outlets 25.
  • the flow monitor 26 shown in FIG. 1 and the frost protection thermostat 27 can be used to initiate an automatic emptying.
  • FIG 3 shows a cooling circuit device according to the invention with a main and auxiliary circuit.
  • the main circuit comprises a cross-flow heat exchanger 101 arranged at the highest point, similar to that which was explained in FIG. 2.
  • the air flowing through the cross-flow heat exchanger 101 is indicated by arrows.
  • the direction of circulation of the water in the main circuit and in the auxiliary circuit is also indicated by arrows.
  • a cooling medium basin 102 which is filled with water and is connected to the cross-flow heat exchanger 101 via a drain line 103, is arranged lower.
  • This drain line 103 ends below the water level in the cooling medium pool 102. It should end below the water level in order to absorb the oxygen Reduce cooling water to a minimum.
  • a collector 105 is provided on the side of the heat exchanger 101 opposite the inflow line 104 and outflow line 103, to which the heat exchanger tubes 106 and on the other hand a ventilation device 107 are connected.
  • the ventilation device 107 has a ventilation water line 109.
  • the aeration water line 109 connects the aeration device 107 to the cooling medium basin 102.
  • the aeration water line 109 ends above the water level, so that air and no water enter the crossflow heat exchanger 101.
  • a ventilation valve can also be provided.
  • the inflow line 104 has a slight upward or downward slope of at least 2% in the area just before and the outflow line 103 in the area shortly after the heat exchanger 101.
  • the cooling medium basin 102 is connected again to the cross-flow heat exchanger 101 by means of the inflow line 104 and via an intermediate pump 110 and an intermediate consumer 111.
  • the cooling medium basin 102 is preferably made of plastic.
  • the cooling medium basin 102 is provided with a vent fitting 112 with a safety pressure valve and with an overflow 113, which opens briefly when the pressure rises ⁇ 0.1 bar. Water is used as the cooling medium.
  • a furnace system is particularly suitable as a consumer 111.
  • the water heats up at the consumer 111 and is fed through the inflow line 104 to the higher-level crossflow heat exchanger 101 and cools there.
  • the cooled water flows via the drain line 103 to the cooling medium basin 102 and is brought from there back to the consumer 111 by means of the downstream pump 110.
  • the cross-flow heat exchanger 101 In the event that the cross-flow heat exchanger 101 must be switched off, for. B. during maintenance work or risk of frost, the cross-flow heat exchanger 101 is ventilated. A portion of the water in the cross-flow heat exchanger 101 then flows due to gravity through the drain line 103 to the cooling medium basin 102. This also means that part of the water that is in the warehouses connected to the inflow line 104 Metal pipes 106 is located, can flow, an intermediate line 114 is provided with shut-off valve 115, which ends with its lower end in the cooling medium basin 102 below the water level and is connected with the upper end to the inflow line 104 in front of the cross-flow heat exchanger 101. The intermediate line 114 is intended to end with its lower end in the cooling medium basin 102 below the water level in order to minimize the oxygen absorption of the cooling water.
  • the shut-off valve 115 of the intermediate line 114 is closed.
  • the water drainage through the intermediate line 114 to the cooling medium basin 102 is then not possible. Only when the cross-flow heat exchanger 101 is switched off is the shut-off valve 115 opened and the cooled water can flow due to gravity from the section of the inflow line 104 shortly before the cross-flow heat exchanger 101 via the intermediate line 114 into the cooling medium basin 102.
  • the water is to continue to circulate without the cross-flow heat exchanger 101, it is switched via a three-way valve 116, which is arranged in the inflow line 104 behind the consumer 111 and in front of the intermediate line 112, in such a way that the water is led directly into the cooling medium basin 102 via a short line 117 flows.
  • a three-way valve 116 instead of the three-way valve 116, two two-way valves can also be used.
  • the short line 117 ends below the water level in the cooling medium basin 102.
  • the short line 117 should end below the water level in order to reduce the oxygen absorption of the cooling water to a minimum.
  • the water circulates between the consumer 111 and the cooling medium basin 102 based on the pump output.
  • the water level in the cooling medium basin 102 is controlled by a level monitor 125.
  • cooling circuit device presents its damped temperature rise and cooling behavior due to the intermediate cooling medium basin 102.
  • This cooling medium basin 102 absorbs the sudden changes in temperature that occur in consumers, in particular ovens. This considerably simplifies the control settings and the switching cycles of the Fans (14) minimized.
  • known closed cooling circuits with air coolers, in particular cross-flow heat exchangers great efforts must otherwise be made in terms of control technology in order to get this problem under control.
  • FIG. 4 shows a cross-flow heat exchanger 101 and a cooling circuit arrangement according to FIG. 3.
  • a consumer 111 two consumers 111 'and 111 "connected in parallel are shown in the form of two ovens. The coils of the ovens give off heat in the process.
  • a non-return flap 118 and an emergency water valve 119 are arranged in the respective supply section of the inflow line 104 in front of the respective consumer 111 ', 111 ". Should the temperature of the water at one or both consumers 111' and 111" rise too high, the pump fail or in the event of a power failure, cool water - usually normal water from the municipal utility company - can be supplied via the emergency water valve 119 in front of the consumers 11 T and 111 "and after cooling the consumers 111 " and 111 "can flow into an outflow channel 108 via the overflow 113
  • Check valve 118 is to bring the emergency water to the consumers in emergency water operation for cooling, ie to prevent direct drainage of the emergency water to the cooling medium basin 102 and via the overflow 113 into the outflow channel 108.
  • the emergency water can also be used to raise the water level the respective oven coil at a certain level If the water level drops unexpectedly, the oven coil to be cooled would otherwise be destroyed from top to bottom.
  • a temperature control valve 120 is arranged in the respective supply section of the inflow line 104 after the respective consumer 111 ', 111 ".
  • the temperature of the heated water is determined on this temperature control valve 120.
  • This should be> 70 ° C can be regulated by means of control valves (not shown) by throttling or expanding the water inflows at the respective consumer 111 ', 111 ".
  • Such a temperature control can also be used with a single consumer become.
  • the temperature of the water in the respective sections of the feed lines 104 immediately behind the ovens should be as high as possible. After cooling in the heat exchanger 101, the temperature of the water should still be at least 20 ° C.
  • the temperature of the cooled water is recorded with a means for temperature detection 124, in particular with a PT100.
  • the switchgear 121 is connected in series with the cooling circuit.
  • the switchgear assembly 121 is arranged via its own heat exchanger 122 with the inflow line 104 between the pump 110 and the furnaces 111 ', 111 ".
  • the switchgear assembly 121 heats the water assigned to it. This water can be mixed with 0.3% corrosion agent (inhibitor). It is also possible to work with demineralized water, which flows to the heat exchanger 122 of the switchgear and is cooled there by the cool water of the inflow line 104.
  • Such a series connection of the heat exchanger 122 is recommended for switchgear 121 with a lower output.
  • the advantage of switching in series is that the circulating quantities of water and thus the pump output can be kept low.
  • a switchgear of very high power should be separately via an independent, i.e. H. circuit independent of the furnace circuit.
  • FIG. 4 also shows a heat recovery device 123 in the form of a heat exchanger connected in series behind the furnaces.
  • This heat recovery device 123 is optional, i. H. can be switched on if required.
  • Heat recovered via the heat exchanger can e.g. B. be used for heating circuits or hot water circuits.
  • the cooling circuit presented in Fig. 4 is, for. B. used in furnaces in which 3000 KW heat loss must be carried away during operation. At the weekend, when the stove cannot be used, heat losses must continue to be be performed, which decrease continuously on z. B. up to 190 KW.
  • the cooling circuit must also be switched down accordingly. It may take 12 hours for a brick lining to cool down.
  • Aeration device 107 Aeration device

Abstract

The inventive coolant circulation device comprises an emptiable heat exchanger (101), a coolant medium reservoir (102), a feed line (104) from the coolant medium reservoir (102) to the heat exchanger (101), a discharge line (103) from the heat exchanger (101) to the coolant medium reservoir (102) and a pump (110) which is inserted into the feed line (104) and used to pump the coolant medium in the direction of the heat exchanger (101). The inventive device also comprises a consumer (111), a short line (117) whose lower end leads into the coolant medium reservoir (102) and whose upper end is connected to the feed line (104) between the consumer (111) and heat exchanger (101) by means of a three-way valve (116) or two two-way valves and an intermediate line (114) with a locking valve (115) whose lower end leads into the coolant medium reservoir (102) and whose upper end is connected to the feed line (102) between the three-way valve (116) and heat exchanger (101) or between the two two-way valves and heat exchanger (101).

Description

Kühlkreislaufvorrichtung The refrigeration cycle device
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Kühlkreislaufvorrichtung, umfassend a) einen entleerbaren Wärmetauscher, b) ein Kuhlmediumbecken, c) eine Zuflussleitung vom Kuhlmediumbecken zum Wärmetauscher, d) eine Abflussleitung vom Wärmetauscher zum Kuhlmediumbecken, e) eine in die Zuflussleitung zwischengeschaltete Pumpe, zum Pumpen des Kühlmediums in Richtung Wärmetauscher.The invention relates to a cooling circuit device comprising a) a drainable heat exchanger, b) a cooling medium basin, c) an inflow line from the cooling medium basin to the heat exchanger, d) an outflow line from the heat exchanger to the cooling medium basin, e) a pump interposed in the inflow line, for pumping the cooling medium into Towards the heat exchanger.
Die Erfindung betrifft zudem ein Kühlverfahren mit der erfindungsgemäßen Kühlkreislaufvorrichtung, wobei a) im Normalbetrieb das Kühlmedium vom Verbraucher /den Verbrauchern kommend in einem Hauptkreislauf durch den Wärmetauscher fließt, von diesem, gekühlt wird und über das Kuhlmediumbecken wieder dem Verbraucher oder den Verbrauchern zugeführt wird und b) im Sonderbetrieb das im Wärmetauscher enthaltene Kühlmedium abfließt.The invention also relates to a cooling method with the cooling circuit device according to the invention, wherein a) in normal operation, the cooling medium coming from the consumer / consumers flows in a main circuit through the heat exchanger, is cooled by it and is fed back to the consumer or the consumers via the cooling medium basin and b) in special operation, the cooling medium contained in the heat exchanger flows out.
Eine Kühlkreislaufvorrichtung mit Querstromwärmetauscher ist bereits aus der DE 196 13 910 A1 bekannt. Mit dem dort vorgestellten Querstromwärmetauscher können die Wärmetauscherrohre während der Stillstandzeiten schnell entleert und ein Einfrieren der Wärmetauschflüssigkeit verhindert und auf diese Weise der Wärmetauscher vor Zerstörung bewahrt werden. Nachteilig an der bekannten Vorrichtung ist, dass nach dem Herausschalten des Querstromwärmetauschers eine weitere Versorgung eines Verbrauchers mit Kühlwasser nicht mehr gegeben ist. Dies ist bei der offenbarten Kühlkreislaufvorrichtung auch nicht von Nöten, solange sie in Bereichen eingesetzt wird, in denen auf eine Nachkühlung verzichtet werden kann. Dies ist z. B. in der Kunststoffin- dustrie bei gekühlten Spritzgussmaschinen der Fall.A cooling circuit device with cross-flow heat exchanger is already known from DE 196 13 910 A1. With the cross-flow heat exchanger presented there, the heat exchanger tubes can be quickly emptied during downtimes and the freezing of the heat exchange liquid prevented and in this way the heat exchanger being prevented from being destroyed. A disadvantage of the known device is that after switching off the cross-flow heat exchanger, there is no further supply of a consumer with cooling water. This is also not necessary with the disclosed cooling circuit device, as long as it is used in areas in which post-cooling can be dispensed with. This is e.g. B. in the plastics industry with cooled injection molding machines.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kühlkreislaufvorrichtung und ein Kühlverfahren der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, womit auch nach dem Herausschalten des Wärmetauschers der Verbraucher noch mit Wasser gekühlt werden kann.It is therefore the object of the present invention to provide a cooling circuit device and a cooling method of the type mentioned at the outset, with which also after switching off the heat exchanger, the consumer can still be cooled with water.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst durch f) einen in die Zuflussleitung zwischengeschalteten Verbraucher, der nach der Pumpe angeordnet ist, g) eine Kurzleitung, die mit ihrem unteren Ende in dem Kuhlmediumbecken mündet und mit ihrem oberen Ende über ein Dreiwegeventil oder zwei Zweiwegeventile mit der Zuflussleitung zwischen Verbraucher und Wärmetauscher verbunden ist und h) eine Zwischenleitung mit Sperrventil, die mit ihrem unteren Ende in dem Kuhlmediumbecken mündet und mit ihrem oberen Ende mit der Zuflussleitung zwischen dem Dreiwegeventil und dem Wärmetauscher oder zwischen den zwei Zweiwegeventilen und dem Wärmetauscher verbunden ist.This object is achieved in a device of the type mentioned at the beginning by f) a consumer connected in the inflow line, which is arranged after the pump, g) a short line which opens into the cooling medium basin at its lower end and via a three-way valve at its upper end or two two-way valves is connected to the inflow line between the consumer and the heat exchanger and h) an intermediate line with a shut-off valve which opens into the cooling medium basin with its lower end and with the upper end to the inflow line between the three-way valve and the heat exchanger or between the two two-way valves and the Heat exchanger is connected.
Die erfindungsgemäße Kühlkreislaufvorrichtung besticht durch ihren einfachen Aufbau mit nur einer Pumpe. Nach dem Herausschalten des Wärmetauschers kann der Verbraucher noch mit Wasser gekühlt werden ohne Zuhilfenahme eines zweiten Pumpenkreises. Der Wasserverbrauch kann minimiert werden und auf den Einsatz von Glykol kann vollständig verzichtet werden. Üblicherweise müssen ca. 35 % Glykol als Frostschutzmittel zugesetzt werden, damit ein Frostschutz bis minus 20 ° C garantiert werden kann. Ein Kreislauf benötigt ca. 2000 I mit Glykol versetztes Wasser. Glykol ist zu teuer, steigert nachteilig den Leitwert von Wasser um ca. 35 Mikrosiemens und muss zudem umweltfreundlich entsorgt werden. Da die Wärmekapazität von Glykol- Wassergemischen schlechter ist als die von Wasser, muss eine mit Glykol-Was- sergemisch arbeitende Anlage größer ausgelegt werden als eine allein mit Leitungswasser arbeitende Anlage. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann auf eine Fremdheizung verzichtet werden. Diese Fremdheizungen, die ein Gefrieren des Wärmetauschers bei tiefen Temperaturen verhindern sollen, arbeiten mit Strom. Es darf bei diesen Anlagen zu keinem Stromausfall kommen, da ansonsten die sehr teuren Wärmetauscher zerstört würden. Durch den kurzgeschlossenen Behelfs-Kreislauf ist eine Nachkühlung der Verbraucher garantiert. Eine solche Kühlkreisvorrichtung ist insbesondere im Metallbereich mit Öfen als Verbrauchern einsetzbar.The cooling circuit device according to the invention impresses with its simple construction with only one pump. After switching off the heat exchanger, the consumer can still be cooled with water without the aid of a second pump circuit. Water consumption can be minimized and the use of glycol can be completely dispensed with. Usually, about 35% glycol must be added as an anti-freeze so that anti-freeze can be guaranteed down to minus 20 ° C. A circuit requires approx. 2000 liters of water mixed with glycol. Glycol is too expensive, adversely increases the conductivity of water by around 35 microsiemens and also has to be disposed of in an environmentally friendly manner. Since the heat capacity of glycol-water mixtures is poorer than that of water, a system that works with glycol-water mixture must be designed larger than a system that works solely with tap water. External heating can be dispensed with in the device according to the invention. These external heaters, which are intended to prevent the heat exchanger from freezing at low temperatures, work with electricity. There must be no power failure in these systems, otherwise the very expensive heat exchangers would be destroyed. After-cooling of the consumers is guaranteed by the short-circuited makeshift circuit. Such a cooling circuit device can be used in particular in the metal sector with furnaces as consumers.
Vorteilhafte Ausbildungsformen der erfindungsgemäßen Kühlkreislaufvorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the cooling circuit device according to the invention are specified in the subclaims.
Die Aufgabe wird bei einem Kühlverfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass im Sonderbetrieb der Wärmetauscher aus dem Kühlkreislauf genommen wird und das Kühlmedium nur noch in einem Behelfskreislauf zwischen Kuhlmediumbecken und Verbraucher oder Verbrauchern zirkuliert.The object is achieved in a cooling process of the type mentioned at the outset in that the heat exchanger is removed from the cooling circuit in special operation and the cooling medium only circulates in a makeshift circuit between the cooling medium basin and consumers.
Vorteilhafte Ausführungsformen dieser erfindungsgemäßen Kühlverfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of this cooling method according to the invention are specified in the subclaims.
Zur Erläuterung und Abgrenzung zum Stand der Technik sind die ersten beiden Figuren aufgenommen worden.The first two figures have been included in order to explain and differentiate them from the prior art.
Zwei Ausbildungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden im Folgenden anhand der 3. und 4. Figur erläutert. Es zeigen:Two forms of embodiment of the device according to the invention are explained below with reference to the 3rd and 4th figures. Show it:
Fig. 1: eine Kühlkreislaufvorrichtung mit Querstromwärmetauscher nach DE 196 13 910 A1,1: a cooling circuit device with cross-flow heat exchanger according to DE 196 13 910 A1,
Fig. 2: einen Querstromwärmetauscher nach DE 196 13 910 A1 ,2: a cross-flow heat exchanger according to DE 196 13 910 A1,
Fig. 3: eine erfindungsgemäße Ausbildungsform einer Kühlkreislaufvorrichtung und3: an embodiment of a cooling circuit device according to the invention and
Fig. 4: eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform einer Kühlkreislaufvorrichtung.4: Another embodiment of a cooling circuit device according to the invention.
In Fig. 1 ist eine Kühlkreislaufvorrichtung nach dem Stand der Technik DE 196 13 910 A1 (dort Fig. 2) vorgestellt. Der Querstromwärmetauscher 1 ist über eine Abflussleitung 2 mit einem Kaltbehälter 3 verbunden. Von dort fließt das gekühlte Wasser in einen Warmbehälter 4. Anschließend wird das aufgewärmte Wasser wieder über eine Zuflussleitung 5 zum Querstromwärmetauscher 1 mit der Pumpe 6 gepumpt. Der Verbraucher selbst ist in der Kühlkreislaufvorrichtung nicht dargestellt. Der Querstromwärmetauscher 1 ist mit einer Belüftungseinrichtung 7 versehen. Im Betrieb tritt aus dem Be- lüftungsstutzen 8 ständig eine geringe Menge Wärmetauschflüssigkeit aus. Diese wird vom Trichter 9 aufgefangen und über die Überlaufleitung 10 zum Kaltbehälter 3 zurückgeführt.In Fig. 1, a cooling circuit device according to the prior art DE 196 13 910 A1 (there Fig. 2) is presented. The cross-flow heat exchanger 1 is connected to a cold container 3 via a drain line 2. From there, the chilled water flows into one Warm container 4. The heated water is then pumped again via an inflow line 5 to the crossflow heat exchanger 1 with the pump 6. The consumer itself is not shown in the cooling circuit device. The cross-flow heat exchanger 1 is provided with a ventilation device 7. During operation, a small amount of heat exchange fluid constantly emerges from the ventilation nozzle 8. This is collected by the funnel 9 and returned to the cold container 3 via the overflow line 10.
In Fig. 2 ist der Querstromwärmetauscher aus dem Stand der Technik DE 196 13 910 A1 (dort Fig. 1 ) dargestellt. Dieser Querstromwärmetauscher 1 , der auch bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann, umfasst einen sich auf sechs Beinen 11 abstützenden Rahmen 12, welcher ein Gehäuse 13 trägt. Auf der Oberseite des Gehäuses sind elektromotorisch angetriebene Ventilatoren 14 vorgesehen. Diese stellen eine von unten nach oben gerichtete Durchströmung des Querstromwärmetauschers 1 mit Luft sicher. Die durchströmende Luft ist mit Pfeilen angedeutet.2 shows the cross-flow heat exchanger from the prior art DE 196 13 910 A1 (there FIG. 1). This cross-flow heat exchanger 1, which can also be used in the present invention, comprises a frame 12 which is supported on six legs 11 and which carries a housing 13. Fans 14, which are driven by an electric motor, are provided on the upper side of the housing. These ensure that air flows through the cross-flow heat exchanger 1 from bottom to top. The air flowing through is indicated by arrows.
Die Wärmetauschflüssigkeit (z. B. Wasser) wird dem Querstromwärmetauscher 1 über ein Zuflusselement 15 zugeführt. Diese verlässt den Querstromwärmetauscher 1 über ein Abflusselement 16. In bekannter Weise weisen Zuflusselement 15 und Abflussele- ment 16 jeweils einen Sammler 17 bzw. 18 auf, in welchen jeweils ein einen Anschlussflansch aufweisender Anschlussstutzen 19 bzw. 20 mündet.The heat exchange liquid (e.g. water) is supplied to the cross-flow heat exchanger 1 via an inflow element 15. This leaves the cross-flow heat exchanger 1 via a drain element 16. In a known manner, the inflow element 15 and drain element 16 each have a collector 17 or 18, in each of which a connection piece 19 or 20 having a connecting flange opens.
Innerhalb des Gehäuses 13 des Querstromwärmetauschers 1 ist ein Wärmetauschelement 21 angeordnet. Dieses umfasst eine Vielzahl zueinander parallel verlaufender Rohre 22 und sich rechtwinklig zu diesen erstreckende Wärmetauschlamellen 23. Die Hälfte der Rohre 22 steht mit dem Sammler 17 des Zuflusselements 15 in Verbindung, die andere Hälfte mit dem Sammler 18 des Abflusselements 16. Das Wärmetauschelement 21 ist in dem Gehäuse 13 bezüglich der Horizontalen geneigt angeordnet; somit besitzen auch die Rohre 22 eine identische Neigung gegenüber der Horizontalen.A heat exchange element 21 is arranged within the housing 13 of the crossflow heat exchanger 1. This comprises a plurality of tubes 22 running parallel to one another and heat exchange fins 23 extending at right angles to them. Half of the tubes 22 are connected to the collector 17 of the inflow element 15, the other half to the collector 18 of the outflow element 16. The heat exchange element 21 is shown in FIG the housing 13 is arranged inclined with respect to the horizontal; thus the tubes 22 also have an identical inclination with respect to the horizontal.
Auf der dem Zuflusselement 15 und dem Abflusselement 16 gegenüberliegenden Seite des Querstromwärmetauschers 1 ist ein Sammler 24 angeordnet. An diesen sind samt- liehe Rohre 22 angeschlossen. Darüber hinaus ist an den Sammler 24 ein Belüftungsstutzen 8 angeschlossen.A collector 24 is arranged on the side of the cross-flow heat exchanger 1 opposite the inflow element 15 and the outflow element 16. These are velvet tubes 22 connected. In addition, a ventilation nozzle 8 is connected to the collector 24.
Während des Betriebs des Querstromwärmetauschers 1 strömt das Wärmetauschme- dium über das Zuflusselement 15 in die an dessen Sammler 17 angeschlossenen Rohre 22 ein und tritt aus diesen an deren Mündung in den Sammler 24 aus. Von diesem tritt es in diejenigen Rohre 22 ein, welche mit dem Sammler 18 des Abflusselements 16 in Verbindung stehen.During the operation of the cross-flow heat exchanger 1, the heat exchange medium flows via the inflow element 15 into the pipes 22 connected to its collector 17 and exits from the latter at the mouth thereof into the collector 24. From there it enters those tubes 22 which are connected to the collector 18 of the drain element 16.
Zur Entleerung des Querstromwärmetauschers 1, beispielsweise für Stillstandszeiten, werden an den Sammlern 17 und 18 des Zu- bzw. Abflusselements 15, 16 angeordnete Ablässe 25 geöffnet, nachdem zuvor die Umwälzpumpe des Heiz- bzw. Kühlkreislaufs außer Betrieb gesetzt wurde. Durch den Belüftungsstutzen 8 strömt Luft in den Sammler 24 ein, und die Wärmetauschflüssigkeit fließt aufgrund der Neigung sämtlicher Rohre 12 sowohl zum Zuflusselement 15 als auch zum Abflusselement 16 hin ab und verlässt das Wärmetauschelement 21 durch die Ablässe 25.To drain the cross-flow heat exchanger 1, for example for downtimes, drains 25 arranged on the collectors 17 and 18 of the inflow or outflow element 15, 16 are opened after the circulating pump of the heating or cooling circuit has been put out of operation beforehand. Air flows into the collector 24 through the ventilation connection 8, and the heat exchange liquid flows due to the inclination of all the pipes 12 to both the inflow element 15 and the outflow element 16 and leaves the heat exchange element 21 through the outlets 25.
Der in Fig. 1 dargestellte Strömungswächter 26 und das Frostschutzthermostat 27 können zur Initiierung einer automatischen Entleerung eingesetzt werden.The flow monitor 26 shown in FIG. 1 and the frost protection thermostat 27 can be used to initiate an automatic emptying.
In Fig. 3 ist eine erfindungsgemäße Kühlkreislaufvorrichtung mit Haupt- und Behelfskreislauf dargestellt.3 shows a cooling circuit device according to the invention with a main and auxiliary circuit.
Der Hauptkreislauf umfasst einen an höchster Stelle angeordneten Querstromwärme- tauscher 101, ähnlich dem, der in Fig. 2 erläutert wurde. Die den Querstromwärmetauscher 101 durchströmende Luft ist mit Pfeilen angedeutet. Ebenso ist die Kreislaufdurchflussrichtung des Wassers im Hauptkreislauf und im Behelfskreislauf mit Pfeilen angedeutet.The main circuit comprises a cross-flow heat exchanger 101 arranged at the highest point, similar to that which was explained in FIG. 2. The air flowing through the cross-flow heat exchanger 101 is indicated by arrows. The direction of circulation of the water in the main circuit and in the auxiliary circuit is also indicated by arrows.
Tiefer angeordnet ist ein mit Wasser gefülltes Kuhlmediumbecken 102, welches mit dem Querstromwärmetauscher 101 über eine Abflussleitung 103 verbunden ist. Diese Abflussleitung 103 endet dabei unterhalb des Wasserspiegeis im Kuhlmediumbecken 102. Sie soll unterhalb des Wasserspiegels enden, um eine Sauerstoffaufnahme des Kühlwassers auf ein Minimum zu reduzieren. Auf der der Zuflussleitung 104 und Abflussleitung 103 gegenüberliegenden Seite des Wärmetauschers 101 ist ein Sammler 105 vorgesehen, an dem einerseits die Wärmetauscherrohre 106 und andererseits eine Belüftungseinrichtung 107 angeschlossen sind. Die Belüftungseinrichtung 107 weist eine Belüftungswasserleitung 109 auf. Die Belüftungswasserleitung 109 verbindet die Belüftungseinrichtung 107 mit dem Kuhlmediumbecken 102. Die Belüftungswasserleitung 109 endet oberhalb des Wasserspiegels, damit Luft und kein Wasser in den Querstromwärmetauscher 101 eintritt. Anstelle der Belüftungswasserleitung 109 kann auch ein Belüftungsventil vorgesehen sein. Die Zuflussleitung 104 weist im Bereich kurz vor und die Abflussleitung 103 im Bereich kurz nach dem Wärmetauscher 101 eine leichte Steigung bzw. ein Gefälle von mindestens 2% auf.A cooling medium basin 102, which is filled with water and is connected to the cross-flow heat exchanger 101 via a drain line 103, is arranged lower. This drain line 103 ends below the water level in the cooling medium pool 102. It should end below the water level in order to absorb the oxygen Reduce cooling water to a minimum. A collector 105 is provided on the side of the heat exchanger 101 opposite the inflow line 104 and outflow line 103, to which the heat exchanger tubes 106 and on the other hand a ventilation device 107 are connected. The ventilation device 107 has a ventilation water line 109. The aeration water line 109 connects the aeration device 107 to the cooling medium basin 102. The aeration water line 109 ends above the water level, so that air and no water enter the crossflow heat exchanger 101. Instead of the ventilation water line 109, a ventilation valve can also be provided. The inflow line 104 has a slight upward or downward slope of at least 2% in the area just before and the outflow line 103 in the area shortly after the heat exchanger 101.
Das Kuhlmediumbecken 102 ist mittels der Zuflussleitung 104 und über eine zwischen- geordnete Pumpe 110 und einen zwischengeschalteten Verbraucher 111 wieder mit dem Querstromwärmetauscher 101 verbunden. Das Kuhlmediumbecken 102 ist vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt. Das Kuhlmediumbecken 102 ist mit einer Entlüftungsarmatur 112 mit einem Sicherheitsdruckventil und mit einem Überlauf 113 versehen, das bei Drucksteigerungen ≥ 0,1 bar sich kurzzeitig öffnet. Als Kühlmedium wird Wasser eingesetzt.The cooling medium basin 102 is connected again to the cross-flow heat exchanger 101 by means of the inflow line 104 and via an intermediate pump 110 and an intermediate consumer 111. The cooling medium basin 102 is preferably made of plastic. The cooling medium basin 102 is provided with a vent fitting 112 with a safety pressure valve and with an overflow 113, which opens briefly when the pressure rises ≥ 0.1 bar. Water is used as the cooling medium.
Als Verbraucher 111 kommt insbesondere eine Ofenanlage in Betracht. An dem Verbraucher 111 erwärmt sich das Wasser und wird durch die Zuflussleitung 104 dem höher angeordneten Querstromwärmetauscher 101 zugeführt und kühlt dort ab. Das abgekühlte Wasser fließt über die Abflussleitung 103 zum Kuhlmediumbecken 102 und wird von dort mittels der nachgeordneten Pumpe 110 wieder zum Verbraucher 111 gebracht.A furnace system is particularly suitable as a consumer 111. The water heats up at the consumer 111 and is fed through the inflow line 104 to the higher-level crossflow heat exchanger 101 and cools there. The cooled water flows via the drain line 103 to the cooling medium basin 102 and is brought from there back to the consumer 111 by means of the downstream pump 110.
Für den Fall, dass der Querstromwärmetauscher 101 abgeschaltet werden muss, z. B. bei Wartungsarbeiten oder Frostgefahr, wird der Querstromwärmetauscher 101 belüftet. Einen Teil des Wassers im Querstromwärmetauscher 101 fließt dann aufgrund der Schwerkraft durch die Abflussleitung 103 zum Kuhlmediumbecken 102. Damit auch der Teil des Wassers, der sich in den sich an die Zuflussleitung 104 anschließenden War- metauschrohren 106 befindet, abfließen kann, ist eine Zwischenleitung 114 mit Sperrventil 115 vorgesehen, die mit ihrem unteren Ende in dem Kuhlmediumbecken 102 unterhalb des Wasserniveaus endet und mit dem oberen Ende mit der Zuflussleitung 104 vor dem Querstromwärmetauscher 101 verbunden ist. Die Zwischenleitung 114 soll mit ihrem unteren Ende in dem Kuhlmediumbecken 102 unterhalb des Wasserniveaus enden, um die Sauerstoffaufnahme des Kühlwassers auf ein Minimum zu reduzieren.In the event that the cross-flow heat exchanger 101 must be switched off, for. B. during maintenance work or risk of frost, the cross-flow heat exchanger 101 is ventilated. A portion of the water in the cross-flow heat exchanger 101 then flows due to gravity through the drain line 103 to the cooling medium basin 102. This also means that part of the water that is in the warehouses connected to the inflow line 104 Metal pipes 106 is located, can flow, an intermediate line 114 is provided with shut-off valve 115, which ends with its lower end in the cooling medium basin 102 below the water level and is connected with the upper end to the inflow line 104 in front of the cross-flow heat exchanger 101. The intermediate line 114 is intended to end with its lower end in the cooling medium basin 102 below the water level in order to minimize the oxygen absorption of the cooling water.
Im Normalfall, wenn das Wasser durch die Zuflussleitung 104 zum Querstromwärme- tauscher 101 gelangen soll, ist das Sperrventil 115 der Zwischenleitung 114 geschlossen. Der Wasserabfluss durch die Zwischenleitung 114 zum Kuhlmediumbecken 102 ist dann nicht möglich. Erst beim Abschalten des Querstromwärmetauschers 101 wird das Sperrventil 115 geöffnet und das abgekühlte Wasser kann schwerkraftbedingt vom Abschnitt der Zuflussleitung 104 kurz vor dem Querstromwärmetauscher 101 über die Zwischenleitung 114 in das Kuhlmediumbecken 102 fließen.In the normal case, when the water is to reach the cross-flow heat exchanger 101 through the inflow line 104, the shut-off valve 115 of the intermediate line 114 is closed. The water drainage through the intermediate line 114 to the cooling medium basin 102 is then not possible. Only when the cross-flow heat exchanger 101 is switched off is the shut-off valve 115 opened and the cooled water can flow due to gravity from the section of the inflow line 104 shortly before the cross-flow heat exchanger 101 via the intermediate line 114 into the cooling medium basin 102.
Soll nun das Wasser ohne den Querstromwärmetauscher 101 weiterhin zirkulieren, so wird es über ein Dreiwegeventil 116, dass in der Zuflussleitung 104 hinter dem Verbraucher 111 und vor der Zwischenleitung 112 angeordnet ist, derart geschaltet, dass das Wasser über eine Kurzleitung 117 direkt ins Kuhlmediumbecken 102 fließt. Anstelle des Dreiwegeventils 116 können auch zwei Zweiwegeventile eingesetzt werden. Die Kurzleitung 117 endet dabei unterhalb des Wasserniveaus im Kuhlmediumbecken 102. Die Kurzleitung 117 soll unterhalb des Wasserniveaus enden, um die Sauer- stoffaufnahme des Kühlwassers auf ein Minimum zu reduzieren. In diesem Behelfs- kreislauf zirkuliert das Wasser aufgrund der Pumpenleistung zwischen Verbraucher 111 und Kuhlmediumbecken 102. Das Wasserniveau in dem Kuhlmediumbecken 102 wird mit einem Niveauwächter 125 kontrolliert.If the water is to continue to circulate without the cross-flow heat exchanger 101, it is switched via a three-way valve 116, which is arranged in the inflow line 104 behind the consumer 111 and in front of the intermediate line 112, in such a way that the water is led directly into the cooling medium basin 102 via a short line 117 flows. Instead of the three-way valve 116, two two-way valves can also be used. The short line 117 ends below the water level in the cooling medium basin 102. The short line 117 should end below the water level in order to reduce the oxygen absorption of the cooling water to a minimum. In this makeshift circuit, the water circulates between the consumer 111 and the cooling medium basin 102 based on the pump output. The water level in the cooling medium basin 102 is controlled by a level monitor 125.
Ein Vorteil der vorgestellten Kühlkreislaufvorrichtung besteht in ihrem gedämpften Tem- peraturanstieg- und Abkühlverhalten durch das zwischengeschaltete Kuhlmediumbecken 102. Dieses Kuhlmediumbecken 102 nimmt die bei Verbrauchern, insbesondere Öfen, plötzlich auftretenden Temperaturveränderungen gut auf. Dadurch werden die Steuerungseinstellungen wesentlich vereinfacht und die Schaltspiele der Ventilatoren (14) minimiert. Bei bekannten geschlossenen Kühlkreisläufen mit Luftkühlern, insbesondere Querstromwärmetauschern, müssen sonst steuerungstechnisch große Anstrengungen unternommen werden, um diese Problematik in den Griff zu bekommen.One advantage of the cooling circuit device presented is its damped temperature rise and cooling behavior due to the intermediate cooling medium basin 102. This cooling medium basin 102 absorbs the sudden changes in temperature that occur in consumers, in particular ovens. This considerably simplifies the control settings and the switching cycles of the Fans (14) minimized. In known closed cooling circuits with air coolers, in particular cross-flow heat exchangers, great efforts must otherwise be made in terms of control technology in order to get this problem under control.
Fig. 4 ist ein Querstromwärmetauscher 101 und eine Kühlkreislaufanordnung nach Fig. 3 zu entnehmen. Jedoch sind hier anstelle eines Verbrauchers 111 zwei parallel geschaltete Verbraucher 111' und 111" in Form zweier Öfen dargestellt. Die Spulen der Öfen geben dabei Wärme ab.FIG. 4 shows a cross-flow heat exchanger 101 and a cooling circuit arrangement according to FIG. 3. However, instead of a consumer 111, two consumers 111 'and 111 "connected in parallel are shown in the form of two ovens. The coils of the ovens give off heat in the process.
In dem jeweiligen Zuleitungsabschnitt der Zuflussleitung 104 vor dem jeweiligen Verbraucher 111', 111" ist eine Rückschlagklappe 118 und ein Notwasserventil 119 angeordnet. Sollte einmal die Temperatur des Wassers an einem oder beiden Verbrauchern 111' und 111" zu hoch steigen, die Pumpe ausfallen oder ein Stromausfall eintreten, kann schnell kühles Wasser - üblicherweise normales Wasser der Stadtwerke - über das Notwasserventil 119 vor den Verbrauchern 11 Tund 111" zugeführt und nach der Kühlung der Verbraucher 111"und 111" über den Überlauf 113 in einen Ausflusskanal 108 abfließen. Aufgabe der Rückschlagklappe 118 ist es, im Notwasserbetrieb zur Kühlung der Verbraucher das Notwasser an diese heranzuführen, d.h. ein direktes Abfließen des Notwassers zum Kuhlmediumbecken 102 hin und über den Überlauf 113 in den Ausflusskanal 108 zu verhindern. Das Notwasser kann auch dazu eingesetzt werden, den Wasserspiegel an der jeweiligen Ofenspule auf einem bestimmten Niveau zu halten. Bei einem unvorhergesehenen Absinken des Wasserniveaus würde die zu kühlende Ofenspule ansonsten von oben nach unten zerstört werden.A non-return flap 118 and an emergency water valve 119 are arranged in the respective supply section of the inflow line 104 in front of the respective consumer 111 ', 111 ". Should the temperature of the water at one or both consumers 111' and 111" rise too high, the pump fail or in the event of a power failure, cool water - usually normal water from the municipal utility company - can be supplied via the emergency water valve 119 in front of the consumers 11 T and 111 "and after cooling the consumers 111 " and 111 "can flow into an outflow channel 108 via the overflow 113 Check valve 118 is to bring the emergency water to the consumers in emergency water operation for cooling, ie to prevent direct drainage of the emergency water to the cooling medium basin 102 and via the overflow 113 into the outflow channel 108. The emergency water can also be used to raise the water level the respective oven coil at a certain level If the water level drops unexpectedly, the oven coil to be cooled would otherwise be destroyed from top to bottom.
Jeweils ein Temperaturregelventil 120 ist in dem jeweiligen Zuleitungsabschnitt der Zuflussleitung 104 nach dem jeweiligen Verbraucher 111', 111" angeordnet. An diesem Temperaturregelventil 120 wird die Temperatur des erwärmten Wassers bestimmt. Diese sollte > 70° C betragen. Entsprechend der jeweiligen Verbrauchsleistung kann die Wasserzuflussmenge über nicht dargestellte Regelventile durch Drosselung oder Erweiterung der Wasserzuflüsse am jeweiligen Verbraucher 111', 111" geregelt werden. Eine derartige Temperaturregelung kann auch bei einem Einzel Verbraucher eingesetzt werden. Die Temperatur des Wassers in den jeweiligen Abschnitten der Zuflussleitungen 104 direkt hinter den Öfen sollte so hoch wie möglich sein. Die Temperatur des Wassers sollte nach der Abkühlung im Wärmetauscher 101 mindestens noch 20° C betragen. Die Temperatur des abgekühlten Wassers wird mit einem Mittel zur Temperaturerfassung 124 -insbesondere mit einem PT100- erfasst.In each case a temperature control valve 120 is arranged in the respective supply section of the inflow line 104 after the respective consumer 111 ', 111 ". The temperature of the heated water is determined on this temperature control valve 120. This should be> 70 ° C can be regulated by means of control valves (not shown) by throttling or expanding the water inflows at the respective consumer 111 ', 111 ". Such a temperature control can also be used with a single consumer become. The temperature of the water in the respective sections of the feed lines 104 immediately behind the ovens should be as high as possible. After cooling in the heat exchanger 101, the temperature of the water should still be at least 20 ° C. The temperature of the cooled water is recorded with a means for temperature detection 124, in particular with a PT100.
In Fig. 4 ist die Schaltanlage 121 in Reihe mit dem Kühlkreislauf geschaltet. Die Schaltanlage 121 ist über einen eigenen Wärmetauscher 122 mit der Zuflussleitung 104 zwischen Pumpe 110 und den Öfen 111', 111" angeordnet. Die Schaltanlage 121 erwärmt das ihr zugeordnete Wasser. Dieses Wasser kann mit 0,3 % Korrosionsmittel (Inhibitor) versetzt sein. Es kann auch mit voll entsalztem Wasser gearbeitet werden. Dieses erwärmte Wasser fließt zu dem Wärmetauscher 122 der Schaltanlage und wird dort von dem kühlen Wasser der Zuflussleitung 104 gekühlt.In Fig. 4, the switchgear 121 is connected in series with the cooling circuit. The switchgear assembly 121 is arranged via its own heat exchanger 122 with the inflow line 104 between the pump 110 and the furnaces 111 ', 111 ". The switchgear assembly 121 heats the water assigned to it. This water can be mixed with 0.3% corrosion agent (inhibitor). It is also possible to work with demineralized water, which flows to the heat exchanger 122 of the switchgear and is cooled there by the cool water of the inflow line 104.
Ein solches In-Reihe-Schalten des Wärmetauschers 122 ist bei Schaltanlagen 121 mit kleinerer Leistung zu empfehlen. Der Vorteil des In-Reihe-Schaltens besteht darin, dass die Umlaufmengen an Wasser und somit auch die Pumpenleistung gering gehalten werden kann. Es ist theoretisch auch möglich, den Wärmetauscher 122 der Schaltanlage 121 parallel zu den Verbrauchern zu schalten; das ist jedoch kostspielig. Es muss zudem gewährleistet sein, dass eine konstante Kühlleistung an der kostspieligen Schaltanlage erzielt wird. Eine Schaltanlage sehr großer Leistung sollte separat über einen eigenständigen, d. h. vom Ofenkreislauf unabhängigen Kreislauf, geregelt werden.Such a series connection of the heat exchanger 122 is recommended for switchgear 121 with a lower output. The advantage of switching in series is that the circulating quantities of water and thus the pump output can be kept low. In theory, it is also possible to connect the heat exchanger 122 of the switchgear 121 in parallel with the consumers; however, that is expensive. It must also be ensured that a constant cooling capacity is achieved on the expensive switchgear. A switchgear of very high power should be separately via an independent, i.e. H. circuit independent of the furnace circuit.
In Fig. 4 ist auch eine Wärmerückgewinnungseinrichtung 123 in Form eines hinter den Öfen in Reihe geschalteten Wärmetauschers zu entnehmen. Diese Wärmerückgewinnungseinrichtung 123 ist fakultativ, d. h. kann bei Bedarf zugeschaltet werden. Über den Wärmetauscher zurück gewonnene Wärme kann z. B. eingesetzt werden für Heizungskreise oder Brauchwasserkreise.4 also shows a heat recovery device 123 in the form of a heat exchanger connected in series behind the furnaces. This heat recovery device 123 is optional, i. H. can be switched on if required. Heat recovered via the heat exchanger can e.g. B. be used for heating circuits or hot water circuits.
Der in Fig, 4 vorgestellte Kühlkreislauf wird z. B. bei Öfen eingesetzt, bei denen 3000 KW Wärmeverlust während des Betriebes weggeführt werden müssen. Am Wochenende, wenn der Ofen nicht benutzt werden kann, müssen weiterhin Wärmeverluste ab- geführt werden, die ständig abnehmen auf z. B. bis 190 KW. Entsprechend muss auch der Kühlkreislauf heruntergeschaltet werden. Es kann 12 Stunden dauern bis sich eine Ofenausmauerung abgekühlt hat. The cooling circuit presented in Fig. 4 is, for. B. used in furnaces in which 3000 KW heat loss must be carried away during operation. At the weekend, when the stove cannot be used, heat losses must continue to be be performed, which decrease continuously on z. B. up to 190 KW. The cooling circuit must also be switched down accordingly. It may take 12 hours for a brick lining to cool down.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1. Querstromwärmetauscher 101. Querstromwärmetauscher1. Cross-flow heat exchanger 101. Cross-flow heat exchanger
2. Abflussleitung 102. Kuhlmediumbecken2. Drain line 102. Cooling medium basin
3. Kaltbehälter 103. Abflussleitung3. Cold container 103. Drain line
4. Warmbehälter 104. Zuflussleitung4. Warm container 104. Inflow line
5. Zuflussleitung 105. Sammler5. Inflow line 105. Collector
6. Pumpe 106. Wärmetauscherrohr6. Pump 106. Heat exchanger tube
7. Belüftungseinrichtung 107. Belüftungseinrichtung7. Aeration device 107. Aeration device
8. Belüftungsstutzen 108. Ausflusskanal8.Ventilation port 108. Outflow channel
9. Trichter 109. Belüftungswasserleitung9. Funnel 109. Ventilation water pipe
10. Überlaufleitung 110. Pumpe10. Overflow line 110. Pump
11. Bein 111. Verbraucher11. Leg 111. Consumer
12. Rahmen 111\ erster Verbraucher12. Frame 111 \ first consumer
13. Gehäuse 111". zweiter Verbraucher13. Housing 111 ". Second consumer
14. Ventilator 112. Entlüftungsarmatur14. Fan 112. Vent valve
15. Zuflusselement 113. Überlauf15. Inflow element 113. Overflow
16. Abflusselement 114. Zwischenleitung16. Drain element 114. Intermediate line
17. Sammler des Zuflusselement 15 115. Sperrventil17. Inflow element collector 15 115. Check valve
18. Sammler des Abflusselement 16 116. Dreiwegeventil18. Collector of the drain element 16 116. Three-way valve
19. Anschlussstutzen des Zuflusselement 15 117. Kurzleitung19. Connection piece of the inflow element 15 117. Short line
20. Anschlussstutzen des Abflusselement 16 118. Rückschlagklappe20. Connection piece of the drain element 16 118. Non-return valve
21. Wärmetauschelement 119. Notwasserventil21. Heat exchange element 119. Emergency water valve
22. Rohre 120. Temperaturregelventil22. Pipes 120. Temperature control valve
23. Wärmetauschlamellen 121. Schaltanlage23. Heat exchange fins 121. Switchgear
24. Sammler 122. Wärmetauscher24. Collector 122. Heat exchanger
25. Ablässe 123. Wärmegewinnungsein¬25. Drains 123. Heat recovery devices
26. Strömungswächter richtung26. Flow switch direction
27. Frostschutzthermostat 124. Mittel zur Temperaturerfas sung 125. Niveau Wächter 27. Frost protection thermostat 124. Means for temperature detection 125. Level guard

Claims

Patentansprüche claims
1. Kühlkreislaufvorrichtung, umfassend a) einen entleerbaren Wärmetauscher (101), b) ein Kuhlmediumbecken (102), c) eine Zuflussleitung (104) vom Kuhlmediumbecken (102) zum Wärmetauscher (101), d) eine Abflussleitung (103) vom Wärmetauscher (101 ) zum Kuhlmediumbecken (102), e) eine in die Zuflussleitung (104) zwischengeschaltete Pumpe (110) zum Pumpen des Kühlmediums in Richtung Wärmetauscher (101 ),1. A cooling circuit device comprising a) an emptied heat exchanger (101), b) a cooling medium basin (102), c) an inflow line (104) from the cooling medium basin (102) to the heat exchanger (101), d) an outflow line (103) from the heat exchanger ( 101) to the cooling medium basin (102), e) a pump (110) interposed in the inflow line (104) for pumping the cooling medium in the direction of the heat exchanger (101),
gekennzeichnet durchmarked by
f) einen in die Zuflussleitung (104) zwischengeschalteten Verbraucher (111), der nach der Pumpe (110) angeordnet ist, g) eine Kurzleitung (117), die mit ihrem unteren Ende in dem Kuhlmediumbecken (102) mündet und mit ihrem oberen Ende über ein Dreiwegeventil (116) oder zwei Zweiwegeventile mit der Zuflussleitung (104) zwischen Verbraucher (111) und Wärmetauscher (101) verbunden ist und h) eine Zwischenleitung (114) mit Sperrventil (115), die mit ihrem unteren Ende in dem Kuhlmediumbecken (102) mündet und mit ihrem oberen Ende mit der Zuflussleitung (104) zwischen dem Dreiwegeventil (116) und dem Wärmetauscher (101) oder zwischen den zwei Zweiwegeventilen und dem Wärmetauscher (101) verbunden ist.f) a consumer (111) interposed in the inflow line (104), which is arranged after the pump (110), g) a short line (117) which opens into the cooling medium basin (102) with its lower end and with its upper end is connected to the inflow line (104) between the consumer (111) and the heat exchanger (101) via a three-way valve (116) or two two-way valves and h) an intermediate line (114) with a shut-off valve (115), which has its lower end in the cooling medium basin ( 102) opens and is connected at its upper end to the inflow line (104) between the three-way valve (116) and the heat exchanger (101) or between the two two-way valves and the heat exchanger (101).
2. Kühlkreislaufvorrichtung (101 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, a) dass als Wärmetauscher ein an höchster Stelle angeordneter Querstromwärmetauscher (101) vorgesehen ist, a1 ) mit einer Mehrzahl von geneigt angeordneten durchströmbaren Wärmetauscher- röhren (106), welche von einem quer zu ihnen gerichteten Kühl- oder Heizstrom umströmbar sind und von denen die einen mit der Zuflussleitung (104) und die verbleibenden mit einer auf der selben Seite des Querstromwärmetauschers (101) angeordneten Abflussleitung (103) verbunden sind, a2) wobei die an die Zuflussleitung (104) angeschlossenen und die an die Abflussleitung (103) angeschlossenen Wärmetauscherrohre (106) in der Weise im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen, dass die mit der Zuflussleitung (104) verbundenen Wärmetauscherrohre (106) in Kreislaufdurchflussrichtung eine Steigung und die mit der Abflussleitung (103) verbundenen Wärmetauscherrohre (106) ein Gefälle aufweisen und a3) wobei auf der der Zufluss- und der Abflussleitung (103, 104) gegenüberliegenden Seite des Querstromwärmetauschers (101) ein Sammler (105) vorgesehen ist, an den einerseits die Wärmetauscherrohre (106) und andererseits eine Belüf- tungseinrichtung (107) angeschlossen sind.2. Cooling circuit device (101) according to claim 1, characterized in that a) that a cross-flow heat exchanger (101) arranged at the highest point is provided as the heat exchanger, a1) with a plurality of inclined flow-through heat exchanger tubes (106) which are arranged transversely Cooling or heating flow directed towards them can be flowed around and one of which is connected to the inflow line (104) and the remaining ones to an outflow line (103) arranged on the same side of the cross-flow heat exchanger (101), a2) wherein the heat exchanger tubes (106) connected to the inflow line (104) and the heat exchanger tubes (106) connected to the outflow line (103) run essentially parallel to one another in such a way that the heat exchanger tubes (106) connected to the inflow line (104) have an incline in the circuit flow direction and the heat exchanger tubes (106) connected to the outflow line (103) have a slope and a3) wherein a collector (105) is provided on the side of the crossflow heat exchanger (101) opposite the inflow and outflow line (103) on the one hand the heat exchanger tubes (106) and on the other hand a ventilation device (107) are connected.
3. Kühlkreislaufvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftungseinrichtung (107) über eine Belüftungswasserleitung (109) mit dem Kuhlmediumbecken (102) verbunden ist.3. Cooling circuit device according to claim 2, characterized in that the ventilation device (107) via a ventilation water line (109) is connected to the cooling medium basin (102).
4. Kühlkreislaufvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Verbraucher (111) zwei oder mehr parallel geschaltete Verbraucher (111', 111") vorgesehen sind.4. Cooling circuit device according to one of the preceding claims, characterized in that two or more consumers (111 ', 111 ") connected in parallel are provided as consumers (111).
5. Kühlkreislaufvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über Regelventile die Kühlmediumzufuhr zu dem Verbraucher (111) /den Verbrauchern (111', 111") individuell regelbar ist.5. Cooling circuit device according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling medium supply to the consumer (111) / the consumers (111 ', 111 ") is individually controllable via control valves.
6. Kühlkreislaufvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Zuflussleitung (104) zwischen dem Verbraucher (111)6. Cooling circuit device according to one of the preceding claims, characterized in that on the inflow line (104) between the consumer (111)
/den Verbrauchern (111', 111") und dem Wärmetauscher (101) eine zuschaltbare Wärmerückgewinnungseinrichtung (123) angeordnet ist./ the consumers (111 ', 111 ") and the heat exchanger (101) a switchable heat recovery device (123) is arranged.
7. Kühlkreislaufvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar vor dem Verbraucher (111) /den Verbrauchern (111',7. Cooling circuit device according to one of the preceding claims, characterized in that immediately in front of the consumer (111) / the consumers (111 ',
111") eine Notwasserzufuhrleitung vorgesehen ist. 111 ") an emergency water supply line is provided.
8. Kühlkreislaufvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass hinter dem Verbraucher (1 11 ) /den Verbrauchern (1 1 1 ',1 11 ") die Zuflussleitung (104) mit einem Temperaturregelventil (120) versehen ist.8. Cooling circuit device according to one of the preceding claims, characterized in that behind the consumer (1 11) / the consumers (1 1 1 ', 1 11 "), the inflow line (104) is provided with a temperature control valve (120).
9. Kühlkreislaufvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuflussleitung (104) zumindest im Bereich vor dem Wärmetauscher (101 ) eine leichte Steigung von mindestens 2 % und die Abflussleitung (103) zumindest im Bereich nach dem Wärmetauscher (101 ) ein leichtes Gefälle von mindestens 2 % aufweisen.9. Cooling circuit device according to one of the preceding claims, characterized in that the inflow line (104) at least in the area in front of the heat exchanger (101) has a slight slope of at least 2% and the outflow line (103) at least in the area after the heat exchanger (101) have a slight gradient of at least 2%.
10. Kühlverfahren mit einer Kühlkreislaufvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei10. Cooling method with a cooling circuit device according to one of the preceding claims, wherein
a) im Normalbetrieb das Kühlmedium vom Verbraucher (1 1 1 ) /den Verbrauchern (11 1 ', 1 11") kommend in einem Hauptkreislauf durch den Wärmetauscher (101 ) fließt, von diesem gekühlt wird und über das Kuhlmediumbecken (102) wieder dem Verbraucher (11 1 ) oder den Verbrauchern (1 1 1', 11 1 ") zugeführt wird unda) in normal operation, the cooling medium coming from the consumer (1 1 1) / the consumers (11 1 ', 1 11 ") flows in a main circuit through the heat exchanger (101), is cooled by this and is returned to the cooling medium basin (102) Consumer (11 1) or the consumers (1 1 1 ', 11 1 ") is supplied and
b) im Sonderbetrieb das im Wärmetauscher (101 ) enthaltene Kühlmedium abfließt,b) in special operation, the cooling medium contained in the heat exchanger (101) flows out,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
c) dass im Sonderbetrieb der Wärmetauscher (101 ) aus dem Kühlkreislauf genommen wird und das Kühlmedium nur noch in einem Behelfskreislauf zwischen Kühl- mediumbecken (102) und Verbraucher (1 11 ) oder Verbrauchern (1 1 1 ', 111") zirkuliert.c) that in special operation the heat exchanger (101) is removed from the cooling circuit and the cooling medium only circulates in an auxiliary circuit between the cooling medium basin (102) and consumer (1 11) or consumer (1 1 1 ', 111 ").
11. Kühlverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des erwärmten Kühlmediums, in Kreislaufrichtung gesehen, hinter dem Verbraucher (111 ) oder den Verbrauchern (111', 111") erfasst und bei zu hohen Temperaturen die Durchflussmenge des Mediums pro Zeiteinheit gesteigert und bei zu niedrigen Temperaturen gedrosselt wird. 11. Cooling method according to claim 10, characterized in that the temperature of the heated cooling medium, seen in the direction of circulation, is detected behind the consumer (111) or the consumers (111 ', 111 ") and increases the flow rate of the medium per unit of time at excessively high temperatures and throttled at too low temperatures.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1189571B (en) * 1954-12-22 1965-03-25 Licencia Talalmanyokat Method and device for preventing heat exchangers from freezing when there is a risk of frost
FR2365769A1 (en) * 1976-09-28 1978-04-21 Chausson Usines Sa Liquid cooling control in dry tower cooler - using cooled liquid recirculation and liquid injection between cooling elements
HU193135B (en) * 1985-10-24 1987-08-28 Energiagazdalkodasi Intezet Auxiliary plant for operating air-cooled equipments particularly preventing winter injuries and air-cooled cooling tower provided with such auxiliary plant
DE19613910B4 (en) 1996-04-06 2005-03-10 Tino Cabero Cross-flow heat exchanger and heating or cooling device comprising a cross-flow heat exchanger
DE10307065B4 (en) * 2003-02-19 2007-10-04 Otto Junker Gmbh Cooling circuit device and cooling method

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