SE444362B - Sett och anordning for vermevexling mellan ett luftflode och ett vetskeflode der vetskan av gravitationen flyter i form av en kapillert bunden vetskefilm mellan tva membran - Google Patents

Description

8008235-7 .2 Med uppfinningen kan härigenom värmeväxlare ekonomiskt 7 dimensioneras med väsentligt större värmeväxlaryta .yta enligt sättet och fig. 4 ooh 5 i sektioner visar ' ¿ »med en kapillärt utbredd film 5 av en vätska 1¿ Genom än med tidigare känd teknik.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen nyttjad vid, Frysgrader är att åstadkomma enkel och energisnål tek- nik för rensning av frost- eller isbelagd värmeväxlaryta.

, ' I Uppfinningen beskrivas i det följande under hänvisning L { till figurerna, varvid fig. 1 1 vertkalsektion visar flödessohema för sättet, fig. 2 och 3_i annan verti-l kalsektion resp. horisontalsektion visar värmeväxlar- värmeväxlaranordning. ' V É Sättet att värmeväxla enligt uppfinningen beskrivas i det följande i anslutning till fig. 1-3. I Uppfinningen utnyttjar som värmeväxlaryta ett eller flera bandformade membranpar 3, bestående av tvenne tunna membran 4a och 4b, som sinsemellan är hopfogade att hänga eller spänna memoranparet 3 i vertikal led och utan övertryck tillföra ett svagt flöde av vätskan 1 längs dess övre horisontella mynning 31 åstadkommas en jämt utbredd, nedåtgående strömning i vätskefilmen 5 under inverkan av gravitation och strömningsmotstånd.

Vid små flöden är adhesionskrafterna-mellan membran- ytorna väsentligt större än de statiska vätsketrycken, ooh en likformig strömningsbild erhålles utmed mem- branparats 3 hela vertikala utsträckning.

Värmeväxling från det sålunda_utbredda vätskeflödet 1 sker genom membranväggarna till ett flöde av luft eller gas 2, vilket framdrives i smala spalter 6 omgivande membranparet 3. ' I Företrädesvis drivas luftflödet 2 motströms vätskeflödet 1.

Membraner 4a och 4b kan utföras av skilda material och tjocklekar men även vara lika; Membranyta vänd mot vätskefilman 5 bör ha låg ytspänning för att underlätta utbredning av filmen, medan mot luftspaltenlfi vättande membranyta med fördel är hydrofob för att underlätta ,¶ släppning av smuts, kondensat ooh is från ytan. a ' 8008235-7 Ur kostneds- och underhållssynpunkt väljas som membran- material företrädesvis folie av plast, exempelvis en: 5o my tjock polyesterfolie, vilken är kemiskt eller mekaniskt etsad å en yta för ökad vätbarhet. Med_nämda membrantjocklek blir värmeledningsmotståndet'i membran- väggen försumbart, i trots av att plastmaterialet i och för sig är en dålig värmeledare. ' Vid kontinuerlig drift inlemmas ovan beskrivna värme- växlaryta 3 i en flödeskrets enligt fig. 3..Ettfflüde av en vätska 1 tillföres övre mynning 31 av.membran-f paret 3 via ett öppet matningskärl 7 och en flödesfür- delande_strypanordning 8, genomströmmar membranytan under värmeutbyte med loftflödet.2, uppsamlas från nedre mynning 32 av membranparet 3 i ett uppsamlingskärl 9a, lades via sluttande ledning 10 till en fürrådstank 11, därifrån genom en vätskevärmeväxlare 12 ansluten till 'yttre kyl- eller uärmekälla 13 och vidare till cirkula- tionspump 14, vilken slutligen via en stigarledning 15 och flödesreglerande ventil 16 mynnar öppet i matnings- kärlet 7.

“Genom cirkulation av vätskan 1 värmeväxlae mellan kyl/ värmekällan 13 och ett luftflöde 2 framdrivet i spal~ terna 6.

Vid driftfall då luften i spalten 6 avkyles under frys- punkten och frost eller isbark kondenserar på övre gdelen av membranparet 3, kan denna enligt uppfinningen lätt fås att släppa och falla ut genom periodisk inmat- ning av varmare vätska i membranparet 3. För detta ändamål inlemmas i flödeskretsen att med förràdstanken 11 genom en ledning 18 kommunicerande kärl 17, som är delvis fyllt med vätska 1a uppvärmd av en värmeslinga 19.

' Pumpen 14 anslutes på sin sugsida med en magnetventil 20 till tanken 11 och med en magnetventil 21 till kärlet 17. Genom att periodvis stänga ventil 20 och öppna ventil 21 införas varm vätska 1a i övre delen av membranparet 3. Nedre mynning 32 av membranparet 3 förses med avbäraranordning 22 så att kondensat och ut- fallande isbark ej blandas med vätskan 1, som i detta driftsfall-utgöres av vattenlösning med exempelvis kalciumklorid eller monopropylenglykol. 8008235-7 I anslutning till figurer 4 och 5 beskrivas i det föl- jande en värmeväxlaranordning för luft/vätska utnytt- jande ovan beskrivet sätt. V Anordningen omfattar ett antal likformade bandformade membran 4, exempelvis av 1,0 m bred, 50 my tjock poly- esterfilm, som är kemiskt matterad å sin ena yta.

Nambranan är hängda över övre horisontella, parallella runda stavar 23 så att de matterade ytorna berör varan- dra, utbildande membranpar 3.V5insemellan är membranen 4 hopsvatsade med en söm 43 utmed sina snett skurna ,nedre_kanter. Membranen 4 är sträckte mellan de övre ístavarna 23 och fjädrande spända undre stag 24 av platt- stål anliggande mot sömmen 43, varigenom mellan mem-' branparen 3 utbildas parallella luftspalter 6 av bredd, som motsvarar atavarnas 23 diameter. ï övre mynningar 31 av membranparen 3 är införda vätska- fördelande och flödesstrypande anordningar B; Fig. 4 illustrerar en utföringsform omfattande en sugande fiber- duk Ba vikt över ett rundstag Bb och sedan instoppad i mynningen 31. ' Stavarna 23 avtäcker botten i ett övre rektangulärt matningskärl 7, vara vertikala väggar är avtätade med en tätningsmassa 28 mot ändstyckena av resp. stavar 23, membrane: 4, rundstag Bb och fiberdukar Ba. pan vätska 1 pàfyllu 1 karlar 7 kommer att dels jam: far- delas över de skila membranparen 3 och dels att inmatas likformigt över hela bredden av vart separat membranpar.

Som tidigare beskrivits flyter vätskan nad genom mem- branparen 3 i form av an-kapillärt utbredd film 5 under värmeutbyte med ett uppàtgåande luftflödem2 i spaltarna 6.

Vätskan 1 avledes längs nederkanten via det snedställda steget 24 till ett gemensamt uppsamlingskärl 9a, medan _från värmeväxlarytorna eventuellt utfallande kondensat och isbark uppsamlas i ett under membranpaketet utsträckt kärl 9b.

Värmeväxlaranordningen omfattar vidare omalutningsväggar 27, övre utblàsningsöppníngar 26 och en nedre inblås- ningsöppning 25 för instyrning av luftflödet 2 genom spaltarna 6.

Claims (9)

5 8ÛÛ8235É7 Den ovan beskrivna värmeväxlaranordningen kan anpassas till ett mycket.brett register av driftsfall genom A variation av parametrar såsom bredd, höjd och antal av membranparen 3, bredd å luftspalten 6 samt flödeshas-_ _tigheter för luft 2 och vätska 1. Företrädesvis nyttjas låga lufthastigheter i storleksordning 2 m/S vilket ger laminär strömning i spelarna 6 och låg ljudnivå och kräver liten fläkteffekt för luftflödet. Som fram- går av ovanstående beskrivning kan anordningen ekono- misktddimensioneras med mycket stora värmeväxlarytor¿ eftersom det i dessa ingående membranmaterialet är utomordentligt billigt. I Inom uppfinningens ram inrymmes anordningar som i enskilheter skiljer sig från ovan beskrivna men^eljest lutnyttjar beskrivet sätt för värmeväxling. PATENTKRAU

1. satt för vännevakling mellan vätska (1) och luft (2) k ä n n e t e c k n a t därav, att vätskan (1) genom verkan av tyngdkraften bringas att strömma som en gkapillärt utbredd vätskefilm (5) mellan två fallande membran (4a och 4b), som sammannålles av adhesions- kraften i vätskefilmen (5) och att luft (2) ledes i beröring med membranens från vätskefilmen vända sidor _för uärmautbyte genom mambranen (ba och 4b). (

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att vätska (1) och luft (2) bringas att strömma i motsatta riktningar.

3. Anordning för värmeväxling mellan vätska (1) och luft (2), k ä n n e t e-c k n a d av en värmeväxlar- Å yta, bestående av minst ett par fallande, bandformade membran (4a,4b) som är anordnade med sina ytor mitt för och på ringa avstånd från varandra ooh som sam- manhålles medelst en kapillärt utbredd film av vätskan (1), organ (7,8) för inmatning och likformig fördelning av vätskeflüdet (1) i den övre delen av utrymmet mellan membranen (4a,4b), medel (Qa) för upptagning av vätskan (1) ur den nedre delen av utrymmet mellan membranen (4a,4u) sant organ att leda luften (2) till beröring med memnranans~(4a,4b) från varandra Vëflüê Ytfif- sooszss-7 6

4. , Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n à d därav, att den övre delen av utrymmet mellan membra- nen (4ä,4b) är ansluten till ett öppet matningskärl (7) med ett flödeereglerande stryporgan (8) för jämn inmatning av vätska (1) mellan membranen utöver dessas hela bredd.

5. S. Anordning enligt krav 3 eller 4, k ä n nje t a clk - n a df därav, att membranens (4a,4b) mot varandra vända ytor har låg ytspänning relativt vätskan (1).

6. Anordning enligt krav 3,4 eller 5, k ä'n n_e - t e c.k n a d_ därav,att nämde membran (4a,Äb) består av plaáfolie, vars för beröring med vätskan (1) av- sedda yta är kemiskt eller mekaniskt bearbetad till låg ytspänning. '

7. Anordning enligt något av krav 3-6 k ä n n e - t e c k n a d därav, av att nämda mamoranpar (da och 4b) i sin nederkant är hopfogade_längs en snedställdusöm (43) så att vätskeflödet sidledes kan avledas till ett uppsamlingsorganv(9a). .

8. Anordning enligt något av krav 3-7, k ä n n e - t e o k n a d därav, att membranen (4a ocháb) är in- spända mellan övre horisontella stavar (23) och nedre fjäderbelastade steg (24).

9. Anordning enligt något av krav 3-8, k ä n n e - t e\c k n a d därav, att vätskeflödet (1) är period- vis avstängbart och ersättbart med uppvärmd vätska (1a) för avlägsning av förekommande frostskikt på memoranens (4a och 4b) ytterytor.