DE2334086A1 - HEAT EXCHANGER - Google Patents

HEAT EXCHANGER

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DE2334086A1
DE2334086A1 DE19732334086 DE2334086A DE2334086A1 DE 2334086 A1 DE2334086 A1 DE 2334086A1 DE 19732334086 DE19732334086 DE 19732334086 DE 2334086 A DE2334086 A DE 2334086A DE 2334086 A1 DE2334086 A1 DE 2334086A1
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hollow fibers
heat exchanger
liquid
fibers
gas
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Gilbert Christen
Bernard Favre
Xavier Marze
Michel Salmon
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Rhone Poulenc SA
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Rhone Poulenc SA
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    • F28F21/062—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material the heat-exchange apparatus employing tubular conduits
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description

RHONE-POULENC S.A., Paris / FrankreichRHONE-POULENC S.A., Paris / France

WärmeaustauscherHeat exchanger

Die vorliegende Erfindung betrifft einen neuen Wärmeaustauscher 'sowie ein Wärmeaustauschverfahren unter Anwendung dieses WärmeaustauschersThe present invention relates to a new heat exchanger as well a heat exchange method using this heat exchanger

In der französischen Patentschrift 1 445 549 sind Wärmeaustauscher mit Hohlfasern beschrieben. Die gemäss dieser Patentschrift verwendeten Hohlfasern sind Fasern aus dichtem, d.h. für die verwendeten Fluide impermeablen polymeren Material.In French patent specification 1 445 549 there are heat exchangers described with hollow fibers. The ones used according to this patent specification Hollow fibers are fibers made of dense polymeric material, i.e. impermeable for the fluids used.

Es wurde nun ein neuer Wärmeaustauscher mit verbesserten Leistungengefunden, d.h. ein Austauscher, der einen grosseren Wärmeaustausch für eine gegebene Abmessung der AustauschvorrichtungA new heat exchanger with improved performance has now been found, i.e. an exchanger which has a greater heat exchange for a given dimension of the exchange device

ermöglicht.enables.

Der erfindungsgemässe Wärmeaustauscher ist ein Austauscher zwi-3ch3n einem Gas und einer Flüssigkeit (vorzugsweise Wasser), der eine Vielzahl von Hohlfasern aus gegenüber der Flüssigkeit inertem polymeren Material sowie Einrichtungen zur Zirkulation des Gases una gegebenenfalls der Flüssigkeit aufweist und der dadurch gekennzeichnet 1st, dass diese Hohlfasern für die Flüssigkeit permeabel sind.The heat exchanger according to the invention is an exchanger between two a gas and a liquid (preferably water), which consists of a plurality of hollow fibers which are inert towards the liquid polymeric material as well as devices for the circulation of the gas and optionally the liquid and the thereby characterized is that these hollow fibers are permeable to the liquid.

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Unter Hohlfasern sind hier Pasern zu verstehen,die einen kontinuierliehen zentralen Kanal, der frei von polymeren) Material ist, aufweisen.Hollow fibers here are to be understood as fibers that are continuous central channel which is free of polymeric material.

Die erfindungsgemäss verwendbaren Hohlfasern haben im allgemeinen einen Aussendurchmesser unter 1 mm und vorzugsweise unter 600 /U> Die Dicke der Wandung dieser Fasern beträgt im allgemeinen zwischen 20 und 70 % des Viertels der Summe der Aussen- und Innendurchmesser. The hollow fibers which can be used according to the invention generally have an outside diameter of less than 1 mm and preferably less than 600 / U. The thickness of the wall of these fibers is generally between 20 and 70 % of the sum of the outside and inside diameters.

Die erfindungsgemäss verwendbaren Hohlfasern sind hauptsächlich zwei Arten, wobei die einer, ultrafiltrierende Fasern und die anderen osmotisch wirkende Fasern genannt werden,The hollow fibers usable in the present invention are mainly of two types, one being ultrafiltration fibers and the other osmotically acting fibers are called,

Die ultrafiltrierenden Hohlfasern weisen-im allgemeinen eine Permeabilität für die in dem Austauscher verwendete Flüssigkeit (im Inneren der Hohlfasern unter einem relativen Druck von 2 bar)The ultrafiltering hollow fibers generally have a permeability for the liquid used in the exchanger (inside the hollow fibers under a relative pressure of 2 bar)

2 22 2

über 5 1 je Tag und m und vorzugsweise über 30 I Je Tag und m~over 5 1 per day and m and preferably over 30 I per day and m ~

auf.on.

Die osmotisch wirkenden Hohlfasern weisen irr. allgemeinen gegenüber der in deir Wärmeaustauscher in- Inneren der Hchifasern unter einem relativen Druck von 2 oar verwendeten Flüssigkeit eine Permeabilität von irr, wesentlichen Nu:il und unter einem-relativen Druck von 30 bar irr, Innerer« cer Hohlf&gem eine Permeabilität fürThe osmotically acting hollow fibers show irr. general opposite the one in the heat exchanger inside the high-quality fibers a relative pressure of 2 oar a liquid used Permeability of irr, essential Nu: il and under one-relative Pressure of 30 bar irr, inner «cer Hohlf & gem a permeability for

diese Flüssigkeit Über
30 I je Tag und xvc auf,this liquid about
30 I per day and xv c on,

η-.1 vorzugsweise'Oberη-.1 preferably'Ober

Die Struktur der ultr-afll"; fasern kann von jsclar bek gensn (oder kompakten) Ty sehen Typ) oder vom !rikro variabler Mikroporosität) ,·The structure of the ultr-afll "; fibers can see from jsclar bek gensn (or compact) type) or from the! Rikro variable microporosity), ·

η Hohl- !s vom home»η hollow ! s from home »

Tip "-!lit- Kavt1* -f-odsr asymmetri-• Uyi Cvi'!*< ΓδΤώ!massiger oderTip "-! Lit- Kavt 1 * -f-odsr asymmetri- • Uyi Cvi '! * <ΓδΤώ! Massive or

Dde Wandungen der crfijioii rend en Fasern seilte"; kei: The walls of the crfijioii rend en fibers roped "; kei:

trafiltrie-
·, Man kontrol-trafiltrie
·, Man control

liert dies* indem man feststellt, dass der Zurückhaltegrad gegenüber Proteinen mit einem Molekulargewicht über 1 000 000 über 99 % beträgt (in wässriger Lösung unter 2 bar durchgeführte Mes.-sung). This is achieved * by determining that the degree of retention towards proteins with a molecular weight of over 1,000,000 is over 99 % (measurement carried out in an aqueous solution under 2 bar).

Die Permeabilitatsgrenze einer Hohlfaser für eine gegebene Flüssigkeit lässt sich durch deren Tropfpunkt ausdrücken, d.h. den Druckunterschied zwischen dem Inneren und dem A'usseren der Paser, ab welchem eine Permeation der Flüssigkeit durch die Fa.ser stattfindet. Mit.anderen Worten entspricht der Tropfpunkt dem Fliesswiderstand der durch die Faser hindurchgehenden Flüssigkeit oder auch dem Widerstand der Faser gegen ein hydraulisches Strömen durch ihre Wandungen. Die osmotisch wirkenden Fasern haben praktisch stets einen Tropfpunkt. Für die ultrafiltrierenden Fasern kann der Tropfpunkt in gewissen Fällen Null sein.The permeability limit of a hollow fiber for a given liquid can be expressed by its drop point, i.e. the pressure difference between the inside and the outside of the paser, from which a permeation of the liquid through the Fa.ser takes place. In other words, the dropping point corresponds to the flow resistance the liquid passing through the fiber or the resistance of the fiber to hydraulic flow through their walls. The osmotically acting fibers practically always have a dropping point. For the ultrafiltrating fibers the dropping point may be zero in certain cases.

Die oben genannten ultrafiltrierenden oder osmotisch wirkenden Hohlfasern sind bekannt. Sie werden im allgemeinen mittels Spinndüsen mit ringförmiger oder sektorförmiger Öffnung auf nassem Wege (innere und/oder äussere Koagulation), auf trockenem Wege (Verdampfen von Lösungsmittel) oder auf dem Schmelzweg (Abkühlen eines geschmolzenen Polymeren) hergestellt. Die Arbeitsbedingungen (Temperatur, Konzentrationen, Art des Paars Lösungsrr.ittel/Nichtlösungsmittel) des Spinnens werden experimentell so gewählt, dass man die oben angegebene Permeabilität erhält.The above-mentioned ultrafiltration or osmotically acting hollow fibers are known. They are generally made using spinnerets with a ring-shaped or sector-shaped opening on the wet route (internal and / or external coagulation), on the dry route (evaporation by solvent) or by the melt route (cooling of a molten polymer). Working conditions (Temperature, concentrations, type of solvent / nonsolvent pair) of the spinning are chosen experimentally so that the permeability indicated above is obtained.

Die osmotisch wirkenden Hohlfasern werden vorzugsweise verwendet, wenn die am erfinoungsgemässen Wärmeaustausch beteiligte Flüssigkeit nicht-verdampfbare gelöste Stoffe enthält. Sie können insbesondere aus sulfonierten Polyaryläthersulfcnen bestehen.The osmotically acting hollow fibers are preferably used, if the liquid involved in the heat exchange according to the invention Contains non-evaporable solutes. You can in particular consist of sulfonated polyaryl ether sulfons.

Die ultrafiltrierenden Hohlfasern sind vorzugsweise von der Art "ohne Tropfpunkt" und bestehen daher üblicherweise aus hydrophilem polymeren Material und insbesondere aus regenerierter Cellulose, Celluloseestern und/oder -äthern, Polyvinylalkohol, Copolyir.eren von Vinylalkohol und Vinylestern, Polysacchariden,The ultrafiltration hollow fibers are preferably of the type "No dropping point" and therefore usually consist of hydrophilic polymeric material and in particular made of regenerated cellulose, cellulose esters and / or ethers, polyvinyl alcohol, Copolyers of vinyl alcohol and vinyl esters, polysaccharides,

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Casein oder Copolymeren von Acrylnitril und ionischen Monomeren, wie beispielsweise Monomeren mit Sulfonsäuregruppen. Diese letzteren Copolymeren weisen ausserdem den Vorteil auf, die eventuellen Arbeitsgänge der Kesselsteinentfernung zu erleichtern, da die so hergestellten Pasern ein Waschen mit sauren Lösungen aushalten können.Casein or copolymers of acrylonitrile and ionic monomers, such as monomers with sulfonic acid groups. These latter Copolymers also have the advantage of facilitating any scale removal operations, since the so manufactured fibers can withstand washing with acidic solutions.

Die Technologie der erfindungsgemässen Wärmeaustauscher entspricht der der für die Dialyse und die Ultrafiltration bekannten Vorrichtungen mit Hohlfasern oder auch derjenigen der in der französischen Patentschrift 1 445 549 beschriebenen Vorrichtungen; in den französischen Patentschriften 1 455 991 und 1 465 852 sind solche Vorrichtungen ebenfalls beschrieben.The technology of the heat exchangers according to the invention corresponds that of the devices with hollow fibers known for dialysis and ultrafiltration or that of those in the devices described in French Patent 1,445,549; in French patents 1,455,991 and 1,465,852 such devices are also described.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Durchführung von Wärmeaustauschvorgängen zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit mittels der erfindungsgenässen Wäremaustauscher.The present invention also relates to a method of implementation of heat exchange processes between a gas and a liquid by means of the heat exchangers according to the invention.

Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man in einem Wärrr.eaus tauscher mit Hohl fasernThis process is characterized by the fact that a heat exchanger with hollow fibers is used

a) ein Gas im Inneren oder ausserhalb der Hohlfasern, vorzugsweise außerhalb, zirkulieren lässt,a) a gas inside or outside the hollow fibers, preferably outside, circulates,

b) den Wärmeaustauscher mit Hohlfasern mittels einer Flüssigkeit speist, die sich an der anderen Seite der Wandung der Fasern als das Gas befindet, wobei diese Flüssigkeit gegebenenfalls durch den Austauscher bis zu einer Austrittsleitung hindurchgehen kann,b) the heat exchanger with hollow fibers by means of a liquid feeds, which is located on the other side of the wall of the fibers than the gas, this liquid optionally can pass through the exchanger to an outlet line,

c) zu beiden Seiten der Wandungan der Hohlfasern einen Druckunterschied erzeugt, derart, dass der absolute Druck der Flüssigkeit grosser als der absolute Druck des Gases ist, wobei dieser Druckunterschied über dem Tropfpunkt der Hohlfasern liegt, undc) a pressure difference on both sides of the wall on the hollow fibers generated in such a way that the absolute pressure of the liquid is greater than the absolute pressure of the gas, this being Pressure difference is above the dropping point of the hollow fibers, and

d) äen Gascurcrisatz in den; Wärrr.eaustauscher derart wählt, dassd) aen Gasurcrisatz in the; Select heat exchanger in such a way that

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das Permeat (durch die Wandung der Fasern hindurchgegangene Flüssigkeit) zumindest teilweise im Masse seiner Wanderung verdampft. the permeate (which has passed through the wall of the fibers Liquid) at least partially evaporated in the course of its migration.

Die Art der in den erfindungsgemässen Austauschern verwendeten Flüssigkeit hängt von der besonderen Anwendung der Wärmeaustauscher ab. Bei den meisten üblichen Anwendungen handelt es sich um wässrige Lösungen und selbst ganz einfach um reines Wasser.The type of used in the exchangers according to the invention Fluid depends on the particular application of the heat exchanger. Most common uses are about aqueous solutions and even quite simply about pure water.

Die Art des in den erfindungsgemässen Wärmeaustauschern verwendeten Gases hängt ebenfalls von der in Betracht gezogenen besonderen Anwendung ab. Es sei bemerkt, dass der Ausdruck "Gas" keine Beschränkung bezüglich der physikalischen Natur des in Betracht gezogenen Fluids bedeutet und hier Dämpfe umfassen soll. Als bei der Erfindung häufig verwendetes Gas kann man Luft nennen. In dem Austauscher ist diese Luft mehr oder weniger mit Flüssigkeitsdampf, der aus der Verdampfung an der Oberfläche der Fasern stammt, beladen.The type of used in the heat exchangers of the invention Gas also depends on the particular application being considered. It should be noted that the term "gas" does not Limitation on the physical nature of the fluid contemplated means and is intended to include vapors. as The gas frequently used in the invention can be called air. In the exchanger this air is more or less with liquid vapor, resulting from evaporation on the surface of the fibers.

Die Verdampfung des Permeats durch das Gas kann vollständig oder partiell sein. Vorteilhafterweise verdampft man 20 bis 100 % und vorzugsweise 100 % dieses Permeats. Wenn diese Verdampfung keine vollständige ist, kann man mit Vorteil die aus dem Austauscher fliessende Flüssigkeit in Fallen auffangen.The evaporation of the permeate by the gas can be complete or partial. Advantageously, 20 to 100 % and preferably 100 % of this permeate is evaporated. If this evaporation is not complete, the liquid flowing out of the exchanger can advantageously be collected in traps.

Der Druckunterschied zu beiden Seiten der Wandungen der Hohlfasern beträgt für die ultrafiltrierenden Hohlfasern im allgemeinen weniger als 20 bar und vorzugsweise zwischen 0,1 und 5 bar.The pressure difference on both sides of the walls of the hollow fibers for the ultrafiltrating hollow fibers is generally less than 20 bar and preferably between 0.1 and 5 bar.

Der Druckunterschied für die osmotisch wirkenden Hohlfasern liegt im allgemeinen zwischen 5 und 80 bar und insbesondere zwischen 10 und 40 bar.The pressure difference for the osmotically acting hollow fibers is generally between 5 and 80 bar and in particular between 10 and 40 bar.

Die erfindungsgemässen Wärmeaustauscher und das erfindungsgemässe Verfahren können je nach den besonderen gewählten Arbeitsbedingungen die Wärmeübertragung sowohl vom Gas zu der FlüssigkeitThe heat exchangers according to the invention and the process according to the invention can, depending on the particular working conditions selected the heat transfer from both the gas to the liquid

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- 6 hin als auch von der Flüssigkeit zum Gas hin erfolgen lassen.- Allow 6 to take place as well as from the liquid to the gas.

Wie bereits oben ausgeführt wurde, kann bei dem erfindungsgemässen Austauschverfahren die am Austausch beteiligte Flüssigkeit gegebenenfalls durch den Austauscher bis zu einer Austrittslßitung hindurchgehen. Wenn sie nicht durch den Austauscher bis zu einer Ausgangsleitung hindurchgeht, geht die Flüssigkeit, die in den erfindungsgemässen Wärmeaustauscher eingeführt wird, vollständig (durch Permeation) durch die Wandungen der Hohlfasern hindurch. Wenn die Flüssigkeit in den« Austauscher bis zu einer Austrittsleitung zirkuliert, tritt nur ein Teil dieser Flüssigkeit durch die Wandungen der Hohl fasern hindurch. Es sei bemerkt, dass der Wärmeaustauscher, wenn die gesamte Flüssigkeit durch die Wandungen der Hohlfasern hindurchgeht, nur als Gaskühler wirkt.As has already been stated above, in the case of the inventive Exchange process, the liquid involved in the exchange may pass through the exchanger to an outlet line. If it does not go through the exchanger to an exit line, the liquid that is in the inventive heat exchanger is introduced, completely (by permeation) through the walls of the hollow fibers. When the liquid circulates in the exchanger up to an outlet line, only part of this liquid passes through the walls of the hollow fibers through it. It should be noted that the heat exchanger when all the liquid through the walls the hollow fibers passes through, only acts as a gas cooler.

Als Beispiele für besondere Anwendungen, bei denen die erfindungsgemässen Wärmeaustauscher eingesetzt werden können, kann man die Verdampfungskühler, beispielsweise für Wasser und insbesondere für Abwasser, Klimaanlagen und insbesondere Klimaanlagen für sterile Atmosphäre und Luftbefeuchter nennen. Da Keime, Bakterien oder Viren nicht durch die erfindungsgemässen Hohlfasern wandern können, ist die Permeatflüssigkeit bakteriologisch rein, was eine Klimatisierung ohne Verunreinigung ermöglicht.As examples of special applications in which the inventive Heat exchangers can be used, one can use the evaporative cooler, for example for water and in particular for sewage, air conditioning and especially air conditioning for sterile atmosphere and humidifiers. Because germs, bacteria or viruses cannot migrate through the hollow fibers according to the invention, the permeate liquid is bacteriologically pure, which enables air conditioning without pollution.

Die erfindungsgeir.ässen Wärmeaustauscher und das erfindungsgemässe Verfahren ermöglichen eine beträchtliche Verbesserung des Verhältnisses Wirkungsgrad/Volumen der Vorrichtung. Diese Verbesserung beruht hauptsächlich auf der Beteiligung der der Verdampiungswärme des flüssigen Permeats entsprechenden Kalorien. Ausserdem bieten sie den Vorteil, eine Austauschleistung zu haben, die leicht durch Veränderung der Durchsätze und des Drucks von Flüssigkeit und/oder Gas eingestellt werden !«ann. Sie sind insbesondere zum Kühlen von Flüssigkeiten und/oder Gas von Interesse.The heat exchangers according to the invention and the heat exchanger according to the invention Methods enable the efficiency / volume ratio of the device to be improved considerably. This improvement is mainly based on the participation of the heat of evaporation the calories corresponding to the liquid permeate. Besides that they offer the advantage of having an exchange performance that can be easily achieved by changing the throughputs and the pressure of Liquid and / or gas can be set! «Ann. You are particular for cooling liquids and / or gas of interest.

Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung. The following examples serve to further illustrate the invention.

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In diesen Beispielen wird mit relativem Druck die Differenz absoluter Druck-atmosphärischer Druck bezeichnet. Ohne gegenteilige Angaben sind die Gasvolumina unter Normalteir.peratur- und -drucktoedingungen gemessen.In these examples, with relative pressure, the difference becomes more absolute Pressure-atmospheric pressure. Unless otherwise stated, the gas volumes are below normal temperature and temperature -Pressure conditions measured.

Beispiel 1 Art der Fasernexample 1 Type of fibers

Sie- bestehen aus einem Copolymeren von Acrylnitril und Natriummethallylsulfonat (9I Gew.-% Acrylnitril):Seven consist of a copolymer of acrylonitrile and sodium methallyl sulfonate (9I wt -% of acrylonitrile.):

Aussendurchmesser: 570 /U Innendurchmesser: 360 ax Outside diameter: 570 / U Inside diameter: 360 ax

Permeabilität für Wasser unter 2 bar: 300 1 je TagPermeability for water below 2 bar: 300 1 per day

P und m" 'P and m "'

Tropfpunkt: 0,02 barDrop point: 0.02 bar

Zurückhaltegrad über 99 %■ gegenüber Rlnderalbunln mit einem Molekulargewicht von 70 000 (in Lösung mit 5 g/l durchgeführte Messung). . ·'Degree of retention over 99 % ■ compared to marginal albums with a molecular weight of 70,000 (measurement carried out in solution with 5 g / l). . · '

WärmeaustauscherHeat exchanger

111 ' i 111 'i

Man verwendet eine Vorrichtung mit einem Faserbündel, wie sie schematiseh in der Zeichnung dargestellt ist.A device with a fiber bundle is used, as shown schematically in the drawing.

Die Fasern 3 sind an ihren seitlichen Enden 4 und 5 in einem gehärteten synthetischen Harz eingebettet und an dieser Stelle einerseits durch Dichtungen 6 und 7 rcit dem Mantel 8 der Vorrichtung und andererseits mit Endmuffen 1 und 2 verbunden, die das Eintreten des Wassers in die Fasern und dessen Austritt ermöglichen.The fibers 3 are embedded at their lateral ends 4 and 5 in a hardened synthetic resin and at this point connected on the one hand by seals 6 and 7 rcit de m jacket 8 of the device and on the other hand with end sleeves 1 and 2, which prevent the water from entering the Allow fibers and their exit.

Der Austauscher weist %2 Fasern mit einer Gesamtnutzlänge von 235 m auf. Der Innendurchmesser des Mantels 8 beträgt 27 irnr..The exchanger has % 2 fibers with a total useful length of 235 m. The inner diameter of the jacket 8 is 27 mm.

Der Abstand zwischen den Fasern wurde dadurch bewirkt, dass dac Bündel derart angeordnet wurde, dass die Pasern nicht gespannt sind, sondern durch ihr Eigengewicht durchhangen (der Abstand zwischenThe spacing between the fibers was effected by the fact that dac Bundle was arranged in such a way that the pasers are not stretched but are sagging due to their own weight (the distance between

509884/1 1 U 1509884/1 1 U 1

-Βάθη beiden Einbettungsstellen beträgt 65 em,wenn die Pasern gespannt sind,und 63 cm in eingebautem Zustand in dem Austauscher).-Βάθη both embedding points is 65 em when the pasers are stretched and 63 cm when installed in the exchanger).

ArbeltsbedingungenWorking conditions

Der Austauscher arbeitet als Luftkühler. Man lässt durch die Fasern Wasser mit einem Durchsatz von 15*6 l/h unter einem relativen Eintrittsdruck: von 0,59 bar, einer Eintrittstemperatur von 15»20C und einer Austrittstemperatur von 170C strömen. Der Ultrafiltratdurchsatz beträgt 0,123 l/h, wovon 0,042 l/h durch die Luft verdampft werden.The exchanger works as an air cooler. Water is allowed to flow through the fibers at a throughput of 15 * 6 l / h under a relative inlet pressure: of 0.59 bar, an inlet temperature of 15 »2 ° C. and an exit temperature of 17 ° C. The ultrafiltrate throughput is 0.123 l / h, of which 0.042 l / h is evaporated through the air.

Luft zirkuliert um die Pasern in einer Menge von 3*9^ nr/h mit einem relativen Eintrittsdruck von 0,02 bar, einer Eintrittstemperatur von 510C und einer Austrittstemperatur von 15>2°C.Air circulates around the parsers are in an amount of 3 * 9 ^ nr / h with a relative inlet pressure of 0.02 bar, an inlet temperature of 51 0 C and an outlet temperature of 15> 2 ° C.

Der Gesamtwärmeaustauschkoeffizient U der Vorrichtung beträgt 11,5 kcal/h.m.°C. Der ,Anteil dieses Koeffizienten, der aus der Verdampfung des Ultrafiltrats stammt, beträgt 40,8 %. The total heat exchange coefficient U of the device is 11.5 kcal / hm ° C. The proportion of this coefficient that comes from the evaporation of the ultrafiltrate is 40.8 %.

Be.Upiel 2 Be. Upiel 2

Man kühlt Wasser mit dem in Beispiel 1 verwendeten Wärmeaustauscher. The heat exchanger used in Example 1 is used to cool water.

Arbeitsbedlngungen Arbeitsbe din conditions

Man IJiSEG durch die Fasern Wasser mit einem Durchsatz von 16,2 l/h, einem relativen Eintr.ittsdruck von 0,59 bar, einer Eintrittstemperatur von nt,4 0C und einer Austrittstemperatur von 37»60C fliessen. Der Ultrafiltratcurehsatz beträgt 0,177 l/h, von denen die Gesamtheit vercampft wird.To flow through the fibers IJiSEG water at a flow rate of 16.2 l / h, a relative Eintr.ittsdruck of 0.59 bar, an inlet temperature of nt, 4 0 C and an outlet temperature of 37 "C 6 0. The ultrafiltrate rate is 0.177 l / h, all of which is evaporated.

Luft zirkuliert um die Fasern in einer Menge von 3»754 nr/h mit einem relativen Eintrittscruek von 0,02 bar, einer Eintrittstemperatur von 23,4°C und einer Austrittstemperatur von 380C. Air circulates around the fibers in an amount of 3 »754 nr / h with a relative Eintrittscruek of 0.02 bar, an inlet temperature of 23.4 ° C and an outlet temperature of 38 0 C.

3Q9884/1U13Q9884 / 1U1

Der Koeffizient U beträgt 72,5 kcal/h.ir,2. 0C. Der Anteil dieses Koeffizienten, der aus der Verdampfung des Ultrafiltrats stammt, beträgt 55,7 $. The coefficient U is 72.5 kcal / h.ir, 2 . 0 C. The portion of this coefficient that comes from the evaporation of the ultrafiltrate is $ 55.7.

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Claims (1)

- ίο -- ίο - PATENT AN SPRÜCHEPATENT TO PROPOSALS My Wärmeaustauscher für ein Gas und eine Flüssigkeit mit einer Vielzahl von Hohlfasern aus gegenüber der Flüssigkeit inertem Polymermaterial, sowie Einrichtungen zur Speisung mit Gas und Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfasern für die Flüssigkeit permeabel sind.My heat exchanger for a gas and a liquid with a large number of hollow fibers made from inert to the liquid Polymer material, as well as devices for supplying gas and liquid, characterized in that the hollow fibers for the Liquid are permeable. 2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfasern für Wasser permeabel sind.2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the hollow fibers are permeable to water. 3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfasern einen Aussendurchmesser unter 1 mm haben.3. Heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that that the hollow fibers have an outside diameter of less than 1 mm. 4. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfasern einen Aussendurchmesser unter 600 /U haben.4. Heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that that the hollow fibers have an outer diameter below 600 / U. 5. Wärmeaustauscher nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Wandungen der Fasern zwischen 20 und 70 % des vierten Teils der Summe der Aussen- und Innendurchmesser beträgt.5. Heat exchanger according to claim 3 or 4, characterized in that the thickness of the walls of the fibers is between 20 and 70 % of the fourth part of the sum of the outer and inner diameters. 6. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfasern ultrafiltrierende Hohlfasern sind, die unter einem relativen Druck von 2 bar irr. Inneren der Fasern eine Permeabilität für die in dem Austauscher verwendete Flüssigkeit über 5 l/Tag.ir. aufweisen.6. Heat exchanger according to one of claims 1 to 5 * thereby characterized in that the hollow fibers are ultrafiltrating hollow fibers are that irr under a relative pressure of 2 bar. Inside the fibers a permeability for that used in the exchanger Liquid over 5 l / day ir. exhibit. 7. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis-5* dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfasern osmostisch wirkende Hohlfasern sind, die unter einem relativen Druck von 2 bar in Inneren der Hohlfasern eine Permeabilität gegenüber der in dem Wärmeaustauscher verwendeten Flüssigkeit von praktisch Null und unter einem relativen Druck von 30 bar im Inneren der Hohlfasern eine7. Heat exchanger according to one of claims 1 to 5 * thereby characterized in that the hollow fibers osmostically acting hollow fibers are which, under a relative pressure of 2 bar in the interior of the hollow fibers, have a permeability compared to that in the heat exchanger used liquid of practically zero and under a relative pressure of 30 bar inside the hollow fibers a 309804/1141309804/1141 Permeabilität gegenüber dieser Flüssigkeit über 5 l/Tag.m aufweisen. Have permeability to this liquid over 5 l / day.m. 8. Wärmeaustauscher nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass (
aufweisen.8. Heat exchanger according to claim 6 or 7, characterized in that (
exhibit. net, dass die Hohlfasern eine Permeabilität über 30 1/Tag.mnet that the hollow fibers have a permeability of over 30 1 / day.m 9. Wärmeaustauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfasern ultrafiltrierende Pasern mit einem .Zurückhaltegrad über 99 % gegenüber Proteinen mit einem Molekulargewicht über 1 000 000 sind.9. Heat exchanger according to claim 6, characterized in that the hollow fibers are ultrafiltrating fibers with a degree of retention of more than 99 % compared to proteins with a molecular weight of more than 1,000,000. 10. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und 9» dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfasern aus hydrophilem polymeren Material aus der Gruppe von regenerierter Cellulose, Celluloseestern und/oder -äthern, Polyvinylalkohol, Copolymeren von Vinylalkohol und Vinylestern, Polysacchariden, Casein und Copolymeren von Acrylnitril und ionischem Monomeren bestehen.10. Heat exchanger according to one of claims 1 to 6 and 9 »characterized in that the hollow fibers are made of hydrophilic polymer Material from the group of regenerated cellulose, cellulose esters and / or ethers, polyvinyl alcohol, copolymers of Vinyl alcohol and vinyl esters, polysaccharides, casein and copolymers consist of acrylonitrile and ionic monomers. 11. Wärmeaustauscher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfasern aus Copolymerem von Acrylnitril und einem Monomeren mit Sulfonsäuregruppen bestehen.11. Heat exchanger according to claim 10, characterized in that the hollow fibers made of a copolymer of acrylonitrile and a Monomers with sulfonic acid groups exist. 12. Verfahren zur Durchführung von Wärmeaustauschvorgängen zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass man in einem Wärmeaustauscher mit Hohlfasern12. Procedure for carrying out heat exchanges between a gas and a liquid, characterized in that one is in a heat exchanger with hollow fibers a) ein Gas auf einer Seite der Wandung der Hohlfasern strömen lässt,a) allows a gas to flow on one side of the wall of the hollow fibers, b) den Wärmeaustauscher mit Hohlfasern mit einer Flüssigkeit auf der anderen Seite der Wandung der B'asern gegenüber dem Gas speist,b) the heat exchanger with hollow fibers with a liquid on the other side of the wall of the fibers opposite the gas dine, c) zu beiden Seiten der Wandungen der Hohlfasern einen solchen Druckunterschied erzeugt, dass der absolute Druck der Flüssigkeitc) on both sides of the walls of the hollow fibers generates such a pressure difference that the absolute pressure of the liquid 309884/1U1309884 / 1U1 BAD ORIGINALBATH ORIGINAL über dem absoluten Druck des Gases liegt, wobei dieser Druckunterschied über dem Tropfpunkt der Hohlfaser liegt, undis above the absolute pressure of the gas, this pressure difference is above the dropping point of the hollow fiber, and d) den Durchsatz von Gas in dem Wärmeaustauscher so einstellt, dass das Permeat (durch die Wandung der Fasern hindurchgegangene Flüssigkeit) zumindest teilweise im Masse seiner Wanderung verdair.pft. d) adjusts the throughput of gas in the heat exchanger so that the permeate (which has passed through the wall of the fibers Liquid) at least partially in the mass of its migration. 15· Verfahren nach Anspruch 1.2, dadurch gekennzeichnet, dass man das Gas außerhalb der Hohlfasern strömen lässt.15 · The method according to claim 1.2, characterized in that one allows the gas to flow outside the hollow fibers. 14. Verfahren naoh Anspruch 12 oder 13,dadurch gekennzeichnet, dass man als Flüssigkeit eine wässrige Flüssigkeit verwendet.14. The method according to claim 12 or 13, characterized in that that the liquid used is an aqueous liquid. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas im wesentlichen aus Luft besteht.15. The method according to any one of claims 12 to 14, characterized in that that the gas consists essentially of air. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Permeat durch das Gas in einer Menge von 20 bis 100 % verdampft wird.16. The method according to any one of claims 12 to 15, characterized in that the permeate is evaporated by the gas in an amount of 20 to 100%. 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die an dem Wärmeaustausch beteiligte Flüssigkeit in den Wärmeaustauscher eingeführt wird und durch Permeation vollständig durch die Wandungen der Hohlfasern hindurchgeht.17. The method according to any one of claims 12 to 16, characterized in that that the liquid involved in the heat exchange is introduced into the heat exchanger and by permeation passes completely through the walls of the hollow fibers. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die am Wärmeaustausch beteiligte Flüssigkeit bis zu einer Austrittsstelle strömt, wobei nur ein Teil dieser Flüssigkeit durch die Wandungen der Hohlfasern hindurchgeht.16. The method according to any one of claims 12 to 16, characterized in, that the liquid involved in the heat exchange flows up to an exit point, with only a part of this Liquid passes through the walls of the hollow fibers. 19. Verwendung eines Wärmeaustauschers nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 12 bis 16 zur Kühlung vcn V/asser oder zur Klimatisierung.19. Use of a heat exchanger according to one of claims 1 to 11 and a method according to one of claims 12 to 16 for cooling water or for air conditioning. 3G9884/1U13G9884 / 1U1
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