DE2132265C3 - Verdunstungskühler zum Kühlen von in einem Rohrsystem geförderten Dämpfen oder Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verdunstungskühler zum Kühlen von in einem Rohrsystem geförderten Dämpfen oder Flüssigkeiten nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein Verdunstungskühler nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist aus der DE-AS 10 06 440 bekannt, wobei allerdings die Luft durch ein Gebläse gefördert wird und das Wasser entgegen dem erzeugten Luftstrom eingesprüht wird. Die Nebelabscheidung erfolgt bei dem bekannten Verdunstungskühler dadurch, daß das Rohrsystem in so großem Abstand von der Sprühvorrichtung angeordnet wird, daß das gesamte Sprühwasser vor dem Erreichen des Rohrsystems verdampft oder in die Aufnahmevorrichtung absinkt. Durch die zusätzliche Anordnung eines Gebläses ist der bauliche Aufwand bei dem bekannten Verdunstungskühler groß. Ein ähnlicher Verdunstungskühler ist aus der GB-PS 5 88 062 bekannt, wobei die Düs^n der Sprühvorrichtung vertikal nach unten gerichtet sind. Zwischen Sprühvorrichtung und Rohrsystem sind dabei Nebelabscheider angeordnet. Wegen der zusätzlichen Notwendigkeit von Gebläsen zur Luftförderung ist auch hier der bauliche Aufwand groß.

Aus der US-PS 24 98 Ö17 ist ebenfalls ein Verdunstungskühler nach dem Oberbegriff des Patentanspruches I bekannt, jedoch mit der Abweichung, daß die Wassereinsprühung vertikal nach unten erfolgt und dem Luftstrom entgegengesetzt ist. Zwischen der Sprühvorrichtung und dem Rohrsystem erfolgt keine Nebelabscheidung. Dh bei dem bekannten Verdunstungskühler der LuftMmni durch ein Gebläse cr/cugt wird, ist der bauliche Aufwand ebenfalls groß.

Aus der US-PS 29 33 904 ist ein Verdunstungskühler bekannt, bei dem der Luftstrom waagrecht auf das Rohrsystem trifft, während die Sprühvorrichtung senkrecht von oben Wasser auf das Rohrsystem sprüht Die Ebene des Rohrsystems ist dabei gegenüber der Vertikalen geneigt, damit dieses sowohl dem Luftstrom als auch dem versprühten Wasser eine möglichst große Fläche darbietet. Die Einsprühung des Wassers erfolgt nicht in horizontaler Richtung und die Luft wird nicht durch das eingesprühte Wasser gefördert Es besteht daher die Notwendigkeit eines Gebläses, das einen zusätzlichen baulichen Aufwand bedeutet

Aus der US-PS 32 59 112 ist eine Halterung für ein Rohrsystem bekannt, das aus parallelen Rohrgruppen besteht, die durch senkrecht zu ihnen verlaufende Stützrohre gehalten werden. Die Druckschrift betrifft jedoch keinen Verdunstungskühler oder eine ähnliche Vorrichtung, sondern den Konvektionsabschnitt einer Heizvorrichtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugnjp.de, einen Verdunstungskühler zu schaffen, der bei horizontaler Wassereinspritzung eine gute Nebelabscheidung bei geringem baulichem Aufwand besitzt.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen de=' Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die durch die Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß einerseits das Rohrsystem unmittelbar besprüht wird und dadurch ein sehr guter Wärmeaustausch stattfindet, daß andererseits jedoch nicht die Gefahr der Kesselsteinbildung besteht. Dadurch, daß der Luftstrom durch das eingesprühte Wasser erzeugt wird, erübrigt sich ein Gebläse.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in Seitenansicht und im Schnitt nach 1-1 von Fi g. 2 den Verdunstungskühler;

F i g. 2 den Verdunstungskühler von vorne und

F i g. 3 und 4 das Rohrsystem von hinten bzw. oben.

Die Fig. 1 und 2 zeigen den Verdunstungskühler, bei dem die Sprühvorrichtung etwa horizontal wirkt. Er ist als, ein Gehäuse n ti einem Lufteinlaß 50 an dem einen Ende und einem Luftauslaß 51 an dem anderen Ende dargestellt. Das Gehäuse wird durch zwei senkrechte Seitenwandungen 52 und 53 und geneigte obere und untere Wandungen 54 und 55 gebildet. Der Lufteinlaß 50 ist rechteckig ausgebildet, wobei die Längsachse des Lufteinlasses 50 horizontal und die kurze Achse vertikal verläuft. Der obere Randbereich 56 des Lufteinlasses 50 ist umgebogen, um eine trichterförmige Öffnung zu bilden. Gleiches gilt auch für den unteren Randbereich 57. Hierbei führen diese trichterförmigen Randbereiche 56 und 57 durch einen sich verengenden Bereich, der durch obere und untere Wandungen 58 und 59 begrenzt ist, zu einem Durchlaß 60, so daß Lufteinlaß 50, Durchlaß 60 und Wandungen 54 und 55 wie eine Venturidüse wirken.

Wasser wird durch mehrere Düsen 6i in den Durchlaß 60 eingospriiht. Die Düsen 61 sind in vier horizontalen Reihen mit jeweils einer Wasscr/ufiihrleitung 62 angeordnet, die alle von einer gemeinsamen Verteilerleitung 63 versorgt werden.

Das die Diiien 61 '.erlassende Wasser bildet einen Sprühstrahl, der im Querschnitt allgemein oval ist, siehe I-j ir 2. wnhi'i di-· langen Achsen Sprühstralilcnquer-

schnitte parallel zueinander und den senkrechten Seitenwandungen 52, 53 sind. Die Wasserzuführleitungen 62 werden im Abstand senkrecht so voneinander angeordnet, daß die oberen und unteren Ränder eines jeden Sprühstrahls sich gerade in der Ebene des s Durchlasses 60 schneiden. Darüberhinaus sind die Düsen 61 so im Abstand ßntlang der Wasserzuführleitungen 62 angeordnet, daß sich die Ränder des Sprühstrahls gerade etwa in der Ebene des Durchlasses 60 berühren, siehe wieder F i g. 2. ">

Die Wirkungsweise dieser Sprühstrahlen beim Pumpen von Luft in ein horizontales System ist in der DE-OS 21 32 356 näher erläutert und braucht daher hier nicht wiederholt zu werden.

Die Sprühstrahlen durchströmen nun eine Mischkam- is mer und benetzen ein Rohrsystem 64. Das Rohrsystem 64 wird von Rohrgruppen 24a, 24b gebildet, die zwischen einem Kopfstück 25 und einem Kopfstück 26 liegen. Der Dampf oder die Flüssigkeit, die kondensiert bzw. gekühlt werden sollen werden dem Kopfstück 25 über eine Leitung 65 zugeführt, die die Seilenwandung 52 durchdringt, siehe Fig.3 und 4. Dabei durchströmt der Dampf bzw. die Flüssigkeit die Rohre 24, die zwischen dem Kopfstück 25 und dem Kopfstück 26 liegen, tritt in das Kopfstück 26 ein und wird an dem Kopfstück 26 durch eine Leitung 66 abgeleitet, die gleichfalls die Seitenwandung 52 durchdringt.

Die Rohre 24 sind in diagonal versetzten Rohrgruppen 24a, 246 angeordnet Dabei laufen die Rohre 24 von dem Kopfstück 25 zu der Seitenwandung 53 und von dort zu der Seitenwandung 52, von wo sie wieder zu der Seitenwandung 53 zurücklaufen usw. Es sind genügend Rohrgruppen 24a, 24b vorgesehen, um den Raum zwischen den Seitenwandungen 52, 53 in Querrichtung abzudecken. Dabei ist das Rohrsystem 64 so gehalten, daß die volle Länge eines Rohres 24 frei liegt, und durch die Sprühvorrichtung benetzt wird.

Die Rohre 24 bilden ein durchlässiges rechteckiges Rohrsystem 64 von im wesentlichen gleichmäßiger Dicke. Die Länge des Rohrsystems 64 entspricht im wesentlichen dem Abstand der Seitenwandungen 52,53.

Die Rohre 24 sind durch Stützrohre 33 abgestützt, die mittels Winkeln 34, 35 abgestützt werden, die an den Seitenwandungen 52,53 angebracht sind.

Die Rohre 24 sind so angeordnet, daß sie nicht nur einen Wärmeaustausch bewirken, sondern daß sie auch in erheblichem Umfang Tröpfchen aus dem versprühten Wasser entfernen. Demgemäß ist die Luft, die nach außen tritt, im wesentlichen frei von Tröpfchen. Wenn ein weiteres Entfernen oer Tröpfchen erforderlich ist, so kann eine Reihe von Nebelabscheidern 67 vorgesehen sein.

Das Rohrsystem 64 ist unter dem kleinen Winkel geneigt, der etwa dem Neigungswinkel der unteren Wandung 55 entspricht, siehe Fig. 1. Durch diese Neigung wird sichergestellt, daß das Rohrsystem 64 vollständig über seine Fläche und in seiner Tiefe benetzt wird. Da das Rohrsystem 64 selbst auch als Nebelabscheider wirkt, ist im Normalfall nur eine einzige Bank der Nebelabscheider 67 erforderlich. Die Luft verläßt den Luftauslaß 51, nachdem sie den Nebelabscheider 67 durchströmt hat und wird durch Umlenkbleche 68 geleitet, die die mit Wärme und Feuchtigkeit beladene Luft nach oben und von dem Lufteinlaß 50 wegleitet, um eine Rezirkulation zu verhindern.

Bei herkömmlichen Verdunstungskühlern fördern Gebläse Luft und gerade soviel Wasser, wie zur Benetzung der Kühlschlangen erforderlich ist. Wegen der Verwendung minimaler Wassermengen werden auf diese Weise manchmal Bereiche nur leicht abgedeckt, wodurch eine Neigung zur Kesselsteinbildung auf den Rohren besteht. Bei einem Verdunstungskühler mit einer Sprühvorrichtung dient das Wasser einem doppelten Zweck, nämlich dem Fördern der Luft und dem Benetzen des Rohrsystems. Die Energieaufnahme einer solchen Sprühvorrichtung ist etwa gleich der Summe de' Leitung der Pumpe und des Gebläses eines herkömmlichen Kühlers. Bei eine- sprühvorrichtung wird die Energieaufnahme durch den 'Wasserdruck in den Düsen und durch die Wasserdurchflußmenge bestimmt. Daher würde für einen gleichen Energiebetrag die geförderte Wassermenge viel größer sein als bei einem herkömmlichen Verdunstungskühler. Der Wasserdurchfluß würde nämlich pro Fläche des Rohrsystemquerschnitts, wenn man ihn von der Sprühvorrichtung aus betrachtet, annähernd zwei- bis dreimal so groß sein. Diese zusätzliche Wassermenge bringt den Vorteil, daß keinerlei »trockene« Flecken bestehen, bei denen die Tendenz zur Kesselsteinbildung besteht, und begünstigt darüberhinaus den Wärmeübergang von dem Rohrsystem zum Wasser und weiter zur Luft.

Der dargestellte Verdunstungskühler zeigt einen Wasserhahn 69, der der Aufnahmevorrichtung 70 unter Steuerung eines Schwimmers 71 Wasser zuführt. Das Wasser verläßt die Aufnahmevorrichtung 70 über eine Leitung 72 und wird durch nicht dargestellte Leitungen zu der Verteilerleitung 63 zurückgeführt. Wasser aus de· untersten Wasserzuführleitung 62 wird entnommen und fließt über eine Leitung 73 zu dem einen Ende einer Rinne, die einen Teil des trichterförmigen unteren Randbereichs 57 bildet. Das Wasser verläßt nun das andere Ende dieser Rinne über eine Leitung 74, die in eine Verbindung 75 mündet. Wenn die der Verteilerleitung 63 zugeführte Wassermenge reduziert wird, wird auch die geförderte Luftmenge reduziert, wodurch sich eine Leistungssteuerung ergibt. Wenn also z. B. die Außentemperaturen niedrig liegen oder wenn die Wärmebelastung klein ist, wird der Wasserstrom gedrosEelt, um den Verdunstungskühler an die kleinere Wärrnebelastung anzupassen.

Wenn eine erhöhte Kühlleistung erforderlich ist und es nicht möglich is', diese durch eine Vergrößerung des dargestellten Verdunstungskühlers zu erreichen, können mehrere übereinander angeordnete Verdunstungskühler verwende! werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verdunstungskühler zum Kühlen von in einem Rohrsystem geförderten Dämpfen oder Flüssigkeiten, mit einer einen Luftein- und einen Luftauslaß aufweisenden, horizontalen Mischkammer, in der lufteintrittsseitig eine Sprühvorrichtung zum Einsprühen von Wasser in im wesentlichen horizontaler Richtung unter Förderung der Luft und Benetzung der Innenfläche der Mischkammer und in der Iuftaustrittsseitig das Rohrsystem, bestehend aus parallelen und gegeneinander versetzten Rohrgruppen, angeordnet sind, und mit einer Aufnahmevorrichtung und einer Fördervorrichtung für das versprühte Wasser, dadurch gekennzeichnet,

daß die gegeneinander versetzten Rohrgruppen (24a, 24b) durch senkrech: zu ihnen verlaufende Stützrohre (33) gehalten sind

und daß die Ebenen der Rohrgruppen (24a, 24b) und die Stützrohre (33) gegenüber der Vertikalen geneigt sind.

2. Verdunstungskühler nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leistungssteuerungseinrichtung vorgesehen ist, durch die die der Sprühvorrichtung zugeführte Wassermenge reduziert werden kann.

3. Verdunstungskühler nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß das Rohrsystem (64) unter einem kleinen Winkel derart geneigt ist, daß das Pohrsystem (64) über seine Fläche und in seiner Tiefe vollständig durch das eingesprühte Wasser benetzt wird.