DE60124191T2 - heat exchangers - Google Patents

Abstract

A heat exchanger comprising pair of coaxially disposed tubes (9, 10) and fixed to tube plates (7, 8, 8', 7') so as to form a top chamber (24), an intermediate chamber (25) and a bottom chamber (23), the heat exchanger being suitable to be employed in an evaporator, a condenser or an evaporative condenser. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, das heißt, einen Apparat in welchen die Übertragung oder der Austausch von Wärme zwischen Fluiden mit verschiedenen Temperaturen stattfindet, die durch leitende Wände getrennt sind. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Rohrbündelwärmeaustauscher, der besonders geeignet ist zum Einsatz als Verdampfungs-, Kondensations- oder Verdampfungskondensatorvorrichtung.The The present invention relates to a heat exchanger, that is, a Apparatus in which the transmission or the exchange of heat takes place between fluids with different temperatures, the through conductive walls are separated. The present invention particularly relates to Tube heat exchanger, which is particularly suitable for use as evaporation, condensation or Evaporative condenser device.

Auf dem Markt sind derzeit verschiedene Typen von Wärmetauschern erhältlich. Wärmetauschers des Stands der Technik haben verschiedenen Nachteile.On Various types of heat exchangers are currently available on the market. heat exchanger The prior art has several disadvantages.

Weit verbreitet sind Wärmetauscher mit Rohrschlangen, in der das zu kühlende Fluid oder das Kühlmittel zirkuliert. Diese Wärmetauscher haben den Nachteil, dass die Rohre schwer zu reinigen und zu kontrollieren, und außerdem kompliziert herzustellen sind.Far common are heat exchangers with coils, in which the fluid to be cooled or the coolant circulated. These heat exchangers have the disadvantage that the pipes are difficult to clean and control, and also are complicated to manufacture.

Außerdem benötigen Wärmetauscher des Stands der Technik einen separaten Austauscher zum Herunterkühlen der Kühlflüssigkeit, die vom Wärmetauscher wieder in das Kühlsystem für die Kühlflüssigkeit geleitet werde muss. Dieser separate Wärmetauscher bedingt mithin einen größeren Aufwand und zusätzliche Kosten.Also need heat exchangers In the prior art, a separate exchanger for cooling down the Coolant, from the heat exchanger back into the cooling system for the coolant must be directed. This separate heat exchanger therefore requires a bigger effort and additional Costs.

Ein anderer Nachteil bekannter Wärmetauscher ist der Mangel an Einsatzflexibilität. Tatsächlich werden im Allgemeinen strukturell unterschiedliche Wärmetauscher für Kondensatoren, Verdampfer oder Verdampfungskondensatoren benutzt.One Another disadvantage of known heat exchanger is the lack of deployment flexibility. In fact, in general structurally different heat exchangers for capacitors, Evaporator or evaporation condensers used.

Die EP 031 919 offenbart einen Ringspalt-Rohrbündel-Wärmetauscher mit einer bedeutend vergrößerten Wärmeübertragungsfläche. Dieser Wärmetauscher weist erste Rohre auf, in denen das primäre Medium fließt, und zweite Rohre, die als Verdränger für dieses Medium wirken und in denen das sekundäre Medium fließt.The EP 031 919 discloses an annular gap tube bundle heat exchanger having a significantly increased heat transfer area. This heat exchanger has first tubes, in which the primary medium flows, and second tubes, which act as a displacer for this medium and in which the secondary medium flows.

Die WO 90/12992 offenbart einen Mantel- und Glattrohrwärmetauscher, in dem zwei ineinander geschachtelte Rohrgruppen eingebaut sind. In dem Raum zwischen den Rohren wird ein Wärmeabgabe- oder Wärmeaufnahmeflüssigkeitszirkulation oder alternativ eine Dampfgaszirkulation bereitgestellt.The WO 90/12992 discloses a shell and tube heat exchanger, in which two nested tube groups are installed. In the space between the tubes becomes a heat-dissipating or heat-receiving liquid circulation or alternatively a steam gas circulation is provided.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Stands der Technik zu vermeiden, indem ein Verdampfungskompensator bereitgestellt wird, der einen Wärmetauscher aufweist, der vielseitig, praktisch, wirtschaftlich und leicht herzustellen ist.A The object of the present invention is to overcome the disadvantages of the prior art avoid the technique by providing an evaporative compensator will, who has a heat exchanger which is versatile, practical, economical and easy to manufacture is.

Die Aufgabe wird entsprechend der Erfindung durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.The The object is achieved according to the invention by the features of the independent claim 1 solved.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden aus den abhängigen Ansprüchen ersichtlich.advantageous embodiments The invention will be apparent from the dependent claims seen.

Der Wärmetauscher der Erfindung weist eine Vielzahl von Rohrpaaren auf, wobei jedes Paar aus einem inneren Rohr besteht, das koaxial zu einem äußeren Rohr so angeordnet ist, dass dazwischen ein Raum oder Spalt gelassen ist, in dem ein Fluid fließen kann.Of the heat exchangers The invention comprises a plurality of pairs of pipes, each one Pair consists of an inner tube coaxial with an outer tube is arranged so as to leave a space or gap therebetween is, in which a fluid flow can.

Die inneren Rohre sind mit ihren Enden an einer ersten Endrohrplatte und an einer zweiten Endrohrplatte befestigt. Die äußeren Rohre sind mit ihren Enden an einer ersten Zwischenrohrplatte und einer zweiten Zwischenrohrplatte befestigt. Die Rohrpaare sind im wesentlich parallel zueinander angeordnet und die Rohrplatten im wesentlichen senkrecht zu den Rohren und zueinander parallel.The Inner tubes are with their ends to a first tailpipe plate and attached to a second tailpipe plate. The outer tubes are with their ends to a first intermediate tube plate and a second Attached intermediate pipe plate. The pipe pairs are essentially parallel arranged to each other and the tube plates substantially perpendicular to the tubes and parallel to each other.

Die Rohrplatten sind seitlich von Ummantelungen so umgeben, dass sie zwischen der ersten Endrohrplatte und der ersten Zwischenrohrplatte eine erste Kammer bilden, eine Zwischenkammer zwischen den beiden Zwischenrohrplatten und eine zweite Kammer zwischen der zweiten Zwischenrohrplatte und der zweiten Endrohrplatte.The Tube plates are laterally surrounded by sheaths that they between the first end tube plate and the first intermediate tube plate a form first chamber, an intermediate chamber between the two intermediate tube plates and a second chamber between the second intermediate tube plate and the second tailpipe plate.

Auf diese Weise fließt das zu kühlende Fluid, wenn der Austauscher als ein Verdampfer arbeiten muss, innerhalb der inneren Rohre oder Kanäle und das Kühlmittel fließt in die zweite Kammer, fließt weiter in die Spalte zwischen den äußeren Rohren oder Kanälen und den inneren Kanälen, in denen es verdampft, und tritt aus der ersten Kammer aus. Die Zwischenkam mer wird hingegen zum Herunterkühlen des Kühlfluids genutzt, das in das Kühlsystem geschickt wird.On this way flows the to be cooled Fluid, when the exchanger must work as an evaporator, within the inner tubes or channels and the coolant flows into the second chamber, flows further into the gaps between the outer tubes or channels and the inner channels, where it evaporates and exits the first chamber. The Zwischenkam mer, however, is used to cool down the cooling fluid, which in the cooling system is sent.

Wenn der Wärmetauscher als Kondensator arbeiten muss, fließt ein Kühlfluid in den inneren Rohren oder Kanälen, ein heißes Gas tritt in die erste Kammer ein und strömt in die Spalte zwischen den inneren Rohren und den äußeren Rohren in denen es kondensiert. Die Kondensatflüssigkeit wird in der zweiten Kammer aufgefangen und der Verwendung zugeführt. Die Zwischenkammer wird zur Kühlung des Öls des Kühlkompressors genutzt.If the heat exchanger As a capacitor must work, a cooling fluid flows in the inner tubes or channels, a hot one Gas enters the first chamber and flows into the gaps between the inner ones Pipes and the outer pipes in which it condenses. The condensate liquid is in the second Chamber collected and fed to the use. The intermediate chamber will for cooling the oil of the refrigerant compressor used.

Wenn der Wärmetauscher als ein Verdampfungskondensator arbeiten muss, sind die Rohre vorzugsweise vertikal angeordnet, die Rohrplatten horizontal. Dadurch wird eine Flüssigkeit durch die Schwerkraft oder durch Injektionsdüsen in die inneren Kanäle geschickt, und durch ein Gebläse, das über der ersten Endrohrplatte angeordnet ist, wird Luft aus den inneren Rohren angesaugt. Auf diese Weise fließt das Wasser peripher von oben nach unten in den inneren Rohren oder Kanälen und Luft fließt axial in den inneren Kanälen, in einem Gegenstrom von unten nach oben.If the heat exchanger must work as an evaporating condenser, the tubes are preferably arranged vertically, the tube plates horizontally. Thereby, a liquid is sent by gravity or injection nozzles into the inner channels, and by a blower, which is arranged above the first tailpipe plate is Air sucked from the inner tubes. In this way, the water flows peripherally from top to bottom in the inner tubes or channels and air flows axially in the inner channels, in a countercurrent from bottom to top.

Auf diese Weise verdampft ein Teil des Wassers und der Aggregatzustandswechsel von Flüssigkeit zu Dampf trägt zur Verringerung der Temperatur innerhalb des inneren Kanals bei. Ein heißes Gas strömt in die erste Kammer, weiter in die Spalte zwischen den inneren und äußeren Rohren, wo es kondensiert, und das kondensierte Fluid sammelt sich in der zweiten Kammer und wird der Verwendung zugeführt. In diesem Fall wird die Zwischenkammer auch als Kühltank für das Kühlkompressoröl genutzt.On in this way, a part of the water evaporates and the physical state changes of liquid to steam carries to reduce the temperature inside the inner channel. A hot one Gas is flowing into the first chamber, further into the gap between the inner and outer tubes, where it condenses and the condensed fluid collects in the second chamber and is fed to the use. In this case, the Intermediate chamber also as a cooling tank for the Cooling compressor oil used.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Wärmetauschers werden durch diese Beschreibung deutlich.The Advantages of the heat exchanger according to the invention become clear through this description.

Erstens ermöglicht die spezielle Anordnung der Innenrohre und der Außenrohre eine vollständige Inspektion der Rohre und macht das Reinigen und Entkrusten sehr einfach.First allows the special arrangement of the inner tubes and the outer tubes a complete inspection of pipes and makes cleaning and de-crusting very easy.

Weiterhin verursacht diese Anordnung der Rohre keine übermäßigen Konstruktionsprobleme, mit der Konsequenz, dass Konstruktionskosten eingespart werde, so dass stärkere und teurere Materiale für die Rohre benutzt werden können, wie zum Beispiel rostfreier Stahl oder Titan.Farther this arrangement of pipes does not cause excessive design problems, with the consequence that design costs are saved, so that more and more expensive materials for the pipes can be used such as stainless steel or titanium.

Außerdem erspart die Bereitstellung der Zwischenkammer in dem erfindungsgemäßen Wärmetauscher, die als Fluidkühltank für das Kühlsystem dient, den Einsatz eines zusätzlichen Wärmetauschers für Kühlfluid, das in das Kühlsystem geschickt wird.Also spared the provision of the intermediate chamber in the heat exchanger according to the invention, as a fluid cooling tank for the Cooling system is used, the use of an additional heat exchanger for cooling fluid, that in the cooling system is sent.

Des Weiteren ist der erfindungsgemäße Wärmetaucher sehr vielseitig, da er in einem Verdampfer, einem Kondensator oder einem Verdampfungskondensator eingesetzt werde kann.Of Further is the heat exchanger according to the invention very versatile, as it is in an evaporator, a condenser or an evaporation capacitor can be used.

Weitere Merkmale der Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung klarer, die sich auf rein beispielhafte und daher nicht einschränkende Ausführungsformen der Erfindung bezieht, die in den angehängten Figuren dargestellt sind, wobeiFurther Features of the invention will become apparent from the following detailed description clearer, based on purely exemplary and therefore non-limiting embodiments invention, which are shown in the attached figures, in which

die 1 einen Ansicht eines Teillängsschnitts ist, die einen Wärmetauscher in einer Verdampfer- oder Kondensatorkonfiguration darstellt.the 1 is a partial longitudinal sectional view illustrating a heat exchanger in an evaporator or condenser configuration.

die 2 eine ähnliche Ansicht wie 1 ist, die einen Wärmetauscher in einer erfindungsgemäßen Verdampferkondensatorenkonfiguration darstellt.the 2 a similar view as 1 which is a heat exchanger in an evaporator condenser configuration according to the invention.

Der erfindungsgemäße Wärmetauscher wird unter Zuhilfenahme der Figuren beschrieben.Of the inventive heat exchanger will be described with the aid of the figures.

Mit Bezug auf die 1 wird ein Wärmetauscher, der als Einheit mit der Referenznummer 100 gekennzeichnet ist, beschrieben. Der Wärmetauscher 100 umfasst eine Mehrzahl von Innenrohren 9, die mit ihren Enden durch Aufweitung oder Schweißen mit einer ersten oberen Endrohrplatte 7 bzw. mit einer zweiten unteren Endrohrplatte 7' befestigt sind.With reference to the 1 is a heat exchanger, as a unit with the reference number 100 is described. The heat exchanger 100 includes a plurality of inner tubes 9 with their ends by widening or welding with a first upper tailpipe plate 7 or with a second lower tailpipe plate 7 ' are attached.

Außerhalb der Rohre 9 und koaxial dazu sind äußere Rohre 10 angeordnet, mit einem größeren Innendurchmesser als dem Außendurchmesser der Rohre 9, so dass ein ringförmige Raum oder Spalt 18 bleibt, in dem Rippen 20 vorhanden sein können, um die Turbulenzen des Fluidflusses, der entlang des Spalte 18 fließt, zu vergrößern. Die Außenrohre 10 sind an ihren Enden mit einer ersten Zwischenrohrplatte 8, die unter der oberen Rohrplatte 7 angeordnet ist, und einer zweiten Zwischenrohrplatte 8', die über der unteren Rohrplatte 7' und unter der ersten Zwischenrohrplatte 8 angeordnet ist, durch eine Schweißnaht verbunden.Outside the pipes 9 and coaxial with it are outer tubes 10 arranged, with a larger inner diameter than the outer diameter of the tubes 9 , leaving an annular space or gap 18 stays in the ribs 20 may be present to the turbulence of the fluid flow, along the column 18 flows, to enlarge. The outer tubes 10 are at their ends with a first intermediate tube plate 8th that under the upper tube plate 7 is arranged, and a second intermediate tube plate 8th' that over the lower tube plate 7 ' and under the first intermediate tube plate 8th is arranged, connected by a weld.

Zwischen der oberen Rohrplatte 7 und der ersten Zwischenrohrplatte 8' ist eine zylindrische obere Ummantelung 14 angeordnet, die eine obere zylindrische Kammer 24 bildet, in der die oberen Teile der Innenrohre 9 enthalten sind. In der Ummantelung 14 ist eine Durchgangsbohrung 33 vorhanden, die mit einem Kanal 3 in Verbindung steht, der nach außen aus der Ummantelung 14 herausragt, zum Aus-/Einlassen eines Fluids aus der/in die Kammer 24.Between the upper tube plate 7 and the first intermediate tube plate 8th' is a cylindrical upper shell 14 arranged, which has an upper cylindrical chamber 24 forms, in which the upper parts of the inner tubes 9 are included. In the jacket 14 is a through hole 33 present with a channel 3 communicating with the outside of the sheath 14 protrudes, for discharging a fluid from / into the chamber 24 ,

Zwischen der ersten Zwischenrohrplatte 8 und der zweiten Zwischenrohrplatte 8' ist eine zylindrische Zwischenummantelung 15 vorhanden, die eine zylindrische Zwischenkammer 25 bildet, in der die zu den Innenrohren 9 koaxialen Außenrohre 10 enthalten sind. In der Zwischenummantelung 15 sind zwei Durchgangsbohrungen 34 und 35 vorhanden, die mit dem Kanal 5 bzw. dem Kanal 5 in Verbindung stehen, die nach außen aus dem Zwischengehäuse herausragen, zum Aus-/Einlassen einer Flüssigkeit aus der/in die Kammer 25.Between the first intermediate tube plate 8th and the second intermediate tube plate 8th' is a cylindrical intermediate casing 15 present, which is a cylindrical intermediate chamber 25 forms, in which the to the inner tubes 9 coaxial outer tubes 10 are included. In the Zwischenummantelung 15 are two through holes 34 and 35 present with the channel 5 or the channel 5 communicating, which protrude outwardly from the intermediate housing, for discharging a liquid from / into the chamber 25 ,

Zwischen der zweiten Zwischenrohrplatte 8' und der unteren Rohrplatte 7' ist eine zylindrische Bodenummantelung angeordnet, die eine zylindrische Bodenkammer 23 bildet, in der die unteren Teile der Innenrohre 9 enthalten sind. In der Bodenummantelung 13 ist eine Durchgangsbohrung 36 vorhanden, die mit einem Kanal 6 in Verbindung steht, der außen aus der Bodenummantelung 13 herausragt, zum Aus-/Einlassen eines Fluids aus der/in die Kammer 23.Between the second intermediate tube plate 8th' and the lower tube plate 7 ' is arranged a cylindrical bottom casing, which is a cylindrical bottom chamber 23 forms, in which the lower parts of the inner tubes 9 are included. In the floor casing 13 is a through hole 36 present with a channel 6 communicates with the outside of the floor covering 13 protrudes, for discharging a fluid from / into the chamber 23 ,

Über der oberen Rohrplatte 7 ist eine obere zylindrische Wand 12 angeordnet, über der eine Dachplatte 11 befestigt ist, um eine obere Endkammer abzugrenzen. Mittels einer Abtrennung 42 wird die obere Endkammer in eine erste obere Endkammer 40 und eine zweite obere Endkammer 41 geteilt. Die Dachplatte 11 weist zwei Durchgangsbohrungen 31 und 32 auf, die zwei äußeren Kanäle 1 und 2 mit der ersten oberen Endkammer 40 bzw. der zweiten oberen Endkammer 41 verbinden. Die Kanäle 1 und 2 ragen nach oben aus der Dachplatte 11 heraus, zum Ein-/Auslassen eines Fluids in die/aus den oberen Endkammern 40 und 41.Above the upper tube plate 7 is an upper one cylindrical wall 12 arranged over which a roof panel 11 is attached to delimit an upper end chamber. By means of a separation 42 the upper end chamber becomes a first upper end chamber 40 and a second upper end chamber 41 divided. The roof plate 11 has two through holes 31 and 32 on, the two outer channels 1 and 2 with the first upper end chamber 40 or the second upper end chamber 41 connect. The channels 1 and 2 protrude up from the roof panel 11 out, for introducing / discharging a fluid into / out of the upper end chambers 40 and 41 ,

Unter der Bodenplatte 7' ist eine Bodenwand 12', die von einer Basisplatte 11' unterstützt wird, so angeordnet, dass eine untere Endkammer 43 gebildet wird.Under the floor plate 7 ' is a bottom wall 12 ' that of a base plate 11 ' is supported, arranged so that a lower end chamber 43 is formed.

Mit Blick auf die 1 wird jetzt die Funktion des Wärmetauschers 100 als Verdampfer beschrieben.With view on 1 Now the function of the heat exchanger 100 described as an evaporator.

Das zu kühlende Fluid, das beispielsweise eine Flüssigkeit sein kann, wird durch den Einlasskanal 1 in die erste obere Endkammer 40 eingeleitet, von wo aus es in die Innenrohre 9 fließt, in denen es einer ersten Kühlung unterzogen wird. Das zu kühlende Fluid verlasst dann die Innenrohre 9 in die untere Endkammer 43 und fließt durch Druck in andere Innenrohre 9, deren oberes Ende sich in die zweite obere Endkammer 41 öffnet. Auf diese Weise wird das zu kühlende Fluid einer zweiten Kühlung unterzogen und tritt in die zweite Endkammer 41 aus. Das gekühlte Fluid verlässt die zweite obere Endkammer 41 durch den Auslasskanal 2 und wird der Verwendung zugeführt.The fluid to be cooled, which may for example be a liquid, passes through the inlet channel 1 in the first upper end chamber 40 initiated, from where it enters the inner tubes 9 flows, where it is subjected to a first cooling. The fluid to be cooled then leaves the inner tubes 9 in the lower end chamber 43 and flows through pressure into other inner tubes 9 whose upper end is in the second upper end chamber 41 opens. In this way, the fluid to be cooled is subjected to a second cooling and enters the second end chamber 41 out. The cooled fluid leaves the second upper end chamber 41 through the outlet channel 2 and is supplied to use.

Das Kühlfluid, das von einem Kühlsystem kommt, fließt durch den Einlasskanal 6, und wird in die untere Kammer 23 eingelassen. Das Kühlfluid fließt von der unteren Kammer 23 in die Spalte 18 zwischen den Innenrohren 9 und den Außenrohren 10. Durch Rippen 20 wird der Fluss des Kühlfluids turbulent und der Wärmeaustausch zwischen dem Kühlfluid und den Wänden der Innenrohre, die von einem zu kühlenden Fluid, das in den Innenrohren 9 zirkuliert, erwärmt werden, wird größer. Auf diese Weise beginnt das Kühlfluid zu verdampfen, leitet dadurch Wärme von den Wänden der Innenrohre ab und hilft dadurch das zu kühlende Fluid zu kühlen durch den Wärmeaustausch mit den Wänden der Innenrohre 9.The cooling fluid coming from a cooling system flows through the inlet duct 6 , and is in the lower chamber 23 admitted. The cooling fluid flows from the lower chamber 23 in the column 18 between the inner tubes 9 and the outer tubes 10 , By ribs 20 the flow of cooling fluid becomes turbulent and the heat exchange between the cooling fluid and the walls of the inner tubes caused by a fluid to be cooled in the inner tubes 9 circulated, heated, gets bigger. In this way, the cooling fluid begins to evaporate, thereby dissipating heat from the walls of the inner tubes, thereby helping to cool the fluid to be cooled by heat exchange with the walls of the inner tubes 9 ,

Das verdampfte Kühlfluid, das die Zwischenräume 18 verlässt, gelangt in die obere Kammer 24, die auch dazu dient, die Flüssigkeitstropfen des Kühlfluids aufzunehmen, das nicht verdampft wurde. Dampf verlässt die Kammer 24 durch den Auslasskanal 3 und kehrt in den Kühlkompressor zurück.The vaporized cooling fluid, which the spaces between 18 leaves, enters the upper chamber 24 which also serves to pick up the liquid drops of the cooling fluid that was not evaporated. Steam leaves the chamber 24 through the outlet channel 3 and returns to the refrigerant compressor.

Die Zwischenkammer 25 kann als Tank für die Kühlflüssigkeit, die von dem Kondensator des Kühlsystems kommt, genutzt werden. Die Kühlflüssigkeit, die aus dem Kühlsystem kommt, wird über den Kanal 4 in die Zwischenkammer 25 eingeleitet, in der sie Kontakt mit der Au ßenfläche der Außenrohre 10 hat, die eine Temperatur haben, die gleich der unteren Verdampfungstemperatur des Kühlfluids, das in den Zwischenraum 18 eintritt, ist, wodurch die Flüssigkeit in der Zwischenkammer 25 gekühlt wird. Die gekühlte Flüssigkeit wird aus der Zwischenkammer 25 durch den Auslasskanal 5 hinausgeleitet und zu dem Kühlsystem geschickt.The intermediate chamber 25 can be used as a tank for the cooling liquid coming from the condenser of the cooling system. The coolant that comes out of the cooling system gets over the duct 4 into the intermediate chamber 25 introduced, in which they contact with the Au ßenfläche the outer tubes 10 has, which have a temperature equal to the lower evaporation temperature of the cooling fluid, which is in the interspace 18 enters, which causes the liquid in the intermediate chamber 25 is cooled. The cooled liquid gets out of the intermediate chamber 25 through the outlet channel 5 led out and sent to the cooling system.

Dieses Kühlen der Kühlflüssigkeit in der Zwischenkammer 25 ist sehr wichtig, da es die Enthalpieänderung der Kühlflüssigkeit vergrößert und dadurch die Effizienz des Kühlkompressors.This cooling of the coolant in the intermediate chamber 25 This is very important because it increases the enthalpy change of the cooling fluid and thereby the efficiency of the cooling compressor.

Um dies zu erreichen, sind Wärmetauscher des Stands der Technik mit Luftkondensatoren oder Verdampfungskondensationskühlsystemen verbunden, in denen ein Eindämmungstank für die Kühlflüssigkeit installiert ist. Dieser Tank ist mit einem zusätzlichen Wärmetauscher verbunden, in dem ferner eine thermostatische Steuerung eingebaut ist, um einen Teil des Kühlmittels expandieren zu lassen. Dies führt zu weiteren strukturellen Komplikationen and zusätzlichen Kosten für den separaten Austauscher und den Eindämmungstank für die Kühlflüssigkeit.Around To achieve this, heat exchangers are the Prior art with air condensers or evaporation condensation cooling systems connected in which a containment tank for the coolant is installed. This tank is connected to an additional heat exchanger in which Furthermore, a thermostatic control is installed to a part of the coolant to expand. this leads to additional structural complications and additional costs for the separate Exchanger and containment tank for the Coolant.

Nun wird der Betrieb des Wärmetauschers 100 als ein Kondensator beschrieben. In diesem Fall wird ein heißes Gas in den Kanal 3 eingeführt, das in die obere Kammer und dann in die Zwischenräume 18 einströmt, wo es beim Kontakt mit den Kühlrohren 9 kondensiert. Die kondensierte Flüssigkeit sammelt sich in der unteren Kammer 23, aus der es durch den Kanal 6 austritt und der Verwendung zugeführt wird.Now the operation of the heat exchanger 100 described as a capacitor. In this case, a hot gas enters the channel 3 introduced into the upper chamber and then into the interstices 18 flows in, where it comes in contact with the cooling tubes 9 condensed. The condensed liquid collects in the lower chamber 23 from which it passes through the canal 6 leaking and the use is supplied.

In diesem Fall fließt eine Kühlflüssigkeit in den Kanal 1 ein, beispielsweise kaltes Wasser das aus dem Kühlsystem kommt, in den Innenrohren 9 zirkuliert und dadurch die Wände der Innenrohre kühlt. Auf diese Weise findet ein Wärmeaustausch zwischen dem heißen Gas, das in den Spalten oder Zwischenräumen 18 zirkuliert, und den Wänden der Innenrohre 9 statt, der die Kondensation des heißen Gases, das in den Spalten 18 zirkuliert, bewirkt.In this case, a cooling liquid flows into the channel 1 a, for example, cold water that comes from the cooling system, in the inner tubes 9 circulates and thereby cools the walls of the inner tubes. In this way, a heat exchange takes place between the hot gas that flows in the gaps or spaces 18 circulates, and the walls of the inner tubes 9 instead, the condensation of the hot gas in the columns 18 circulated causes.

In solchen Systemen, in denen eine Schraubenkompressorkühlanlage benutzt wird, ist es nötig, das darin verwendete Öl zu kühlen. In diesem Fall kann das Öl in der Zwischenkammer 25 gekühlt werden. Tatsächlich werden die Wände der äußeren Kanäle 10 graduell kälter, je näher sie dem Boden kommen, da das heiße Gas in den Zwischenräumen kondensiert, während es nach unten fließt.In those systems where a screw compressor cooling system is used, it is necessary to cool the oil used therein. In this case, the oil in the intermediate chamber 25 be cooled. In fact, the walls of the outer channels 10 colder the closer they get to the bottom, as the hot gas condenses in the interstices as it flows down.

In diesem Fall macht der erfindungsgemäße Wärmetauscher also den Einsatz eines zusätzlichen Wärmetauschers um Öl in der Schraubenkompressorkühlanlage zu kühlen unnötig, der in Stand der Technik Wärmetauschern erforderlich ist.In this case makes the inventive Heat exchanger so the use of an additional heat exchanger to cool oil in the screw compressor cooling system unnecessary, which is required in the art heat exchangers.

Mit Bezug auf die 1 wurde als Beispiel ein Wärmetauscher 100 gezeigt, in welchem die Rohrbündel 9 und 10 vertikal angeordnet und die Rohrplatten 7, 8, 8', 7' horizontal angeordnet sind, es kann jedoch auch ein Wärmetauscher bereitgestellt werden, in dem die Rohrbündel 9 und 10 horizontal angeordnet sind oder schief stehen, und die Rohrplatten 7, 8, 8', 7' vertikal angeordnet sind oder schief stehen, ohne dadurch vom Bereich der Erfindung abzuweichen.With reference to the 1 was a heat exchanger as an example 100 shown in which the tube bundles 9 and 10 arranged vertically and the tube plates 7 . 8th . 8th' . 7 ' However, it can also be provided a heat exchanger in which the tube bundle 9 and 10 are arranged horizontally or crooked, and the tube plates 7 . 8th . 8th' . 7 ' are arranged vertically or crooked, without thereby departing from the scope of the invention.

Mit Blick auf die 2 wird nun ein erfindungsgemäßer Wärmetauscher beschrieben. Dieser Wärmetauscher wird als Ganzes mit der Referenznummer 300 bezeichnet und gehört zu einem Verdampfungskondensator, der in seiner Gesamtheit mit der Referenznummer 200 bezeichnet wird.With view on 2 Now, a heat exchanger according to the invention will be described. This heat exchanger is as a whole with the reference number 300 denotes and belongs to an evaporation condenser, in its entirety with the reference number 200 referred to as.

In dieser Ausführungsform des Wärmetauschers werden die gleichen Referenznummern für gleiche oder ähnliche Teile gebraucht, wie in der bereits beschriebenen ersten Ausführungsform. Der Wärmetauscher 300 ist grundsätzlich dem Wärmetauscher 100, der in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, ähnlich. Im Wärmetauscher 300 sind die obere Wand 12, die Trenn- oder Abteilungswand 42, die Dachplatte 11, die untere Wand 12' und die Grundplatte 11' entfernt.In this embodiment of the heat exchanger, the same reference numbers are used for the same or similar parts as in the first embodiment already described. The heat exchanger 300 is basically the heat exchanger 100 similar to that described in the first embodiment. In the heat exchanger 300 are the upper wall 12 , the partition or department wall 42 , the roof tile 11 , the bottom wall 12 ' and the base plate 11 ' away.

Im Verdampfungskondensator 200 ist über der Dachplatte 7 des Wärmetauschers 300 eine zylindrische Ummantelung 50 befestigt, die eine zylindrische Kammer 51 begrenzt. Ein Schrauben- oder Zentrifugalgebläse 52, das einen Luftstrom vom Boden aufwärts in die Kammer 51 erzeugen kann, ist innerhalb der zylindrischen Kammer 51 befestigt. Die zylind rische Ummantelung 50 hat eine Durchgangsbohrung 54, die in Verbindung mit einem Kanal 53 steht, zum Eintritt eines Fluids in die Kammer 51.In the evaporation condenser 200 is over the roof panel 7 of the heat exchanger 300 a cylindrical sheath 50 attached to a cylindrical chamber 51 limited. A screw or centrifugal fan 52 Making a flow of air from the floor upwards into the chamber 51 is within the cylindrical chamber 51 attached. The cylindrical sheath 50 has a through hole 54 that in conjunction with a channel 53 stands, to the entry of a fluid in the chamber 51 ,

Außerdem sind in der zylindrischen Kammer 51 Zuführungsdüsen 55 in der Umgebung der Eintrittsmündung der Innenrohre 9 bereitgestellt, so dass ein Fluid gleichmäßig in die Rohre 9 eingeführt werden kann.Besides, in the cylindrical chamber 51 feed nozzles 55 in the vicinity of the inlet mouth of the inner tubes 9 provided so that a fluid evenly into the tubes 9 can be introduced.

Unter der Bodenplatte 7' des Wärmetauschers 300 ist ein Eindämmungstank 60 für ein Fluid, bevorzugt in flüssiger Form und besonders bevorzugt Wasser, bereitgestellt. Der Tank 60 ist durch einen hydraulischen Kanal 62 mit dem Einlasskanal 53 der Kammer 51 verbunden. Eine Pumpe 63 ist bereitgestellt, die den Strom des Wassers in den hydraulischen Kanal 62 vom Boden aufwärts ermöglicht, mit anderen Worten aus dem Tank 60 zu dem Einlasskanal 53 der Kammer 51. Der hydraulische Kanal 62 kann auch mit den Zuführungsdüsen 55 verbunden sein.Under the floor plate 7 ' of the heat exchanger 300 is a containment tank 60 for a fluid, preferably in liquid form and more preferably water. The Tank 60 is through a hydraulic channel 62 with the inlet channel 53 the chamber 51 connected. A pump 63 is provided, which controls the flow of water in the hydraulic channel 62 from the ground upwards, in other words from the tank 60 to the inlet duct 53 the chamber 51 , The hydraulic channel 62 can also with the feed nozzles 55 be connected.

Der Betrieb des Verdampfungskondensators 200 wird jetzt beschrieben. Wasser, das aus dem Tank 60 kommt, wird durch den Kanal 62 in den Einlasskanal 53 und/oder die Zuführungsdüse 55 geleitet. Das Wasser tritt vom Einlasskanal 53 in die Kammer 51 ein und fällt durch die Schwerkraft in die Innenrohre 9, oder das Wasser wird durch die Zuführungsdüse 55 eingeführt, und gleichmäßig in die Rohre 9 verteilt. Aus den Rohren 9 fließt das Wasser in den Tank 60, wo es gesammelt und wieder dem Kreislauf zugeführt wird.The operation of the evaporation condenser 200 will now be described. Water coming out of the tank 60 comes is through the channel 62 in the inlet channel 53 and / or the feed nozzle 55 directed. The water comes from the inlet channel 53 in the chamber 51 and falls by gravity into the inner tubes 9 or the water gets through the feed nozzle 55 introduced, and evenly into the pipes 9 distributed. From the pipes 9 the water flows into the tank 60 where it is collected and recirculated.

Das Gebläse 52 zieht Luft vom Boden aufwärts in die Kammer 51, dadurch wird die Luft auch in die Rohre 9 gezogen. Dadurch wird ein Wasserstrom produziert, der seitlich innerhalb jedes der Innenrohre 9 von oben nach unten fließt und ein Luftstrom, der axial in die Gegenrichtung von unten nach oben innerhalb jedes der Innenrohre 9 fließt. Luft tritt folglich von unterhalb der Bodenplatte 7' in die Rohre 9 ein and verlässt die Rohre 9 in die Kammer 51, in die sie von dem Gebläse 52 gezogen wird.The fan 52 pulls air from the floor upwards into the chamber 51 , thereby the air is also in the pipes 9 drawn. This produces a stream of water that flows laterally within each of the inner tubes 9 flows from top to bottom and an airflow that is axial in the opposite direction from bottom to top within each of the inner tubes 9 flows. Air therefore enters from below the bottom plate 7 ' in the pipes 9 one and leaves the pipes 9 in the chamber 51 into the blower 52 is pulled.

Innerhalb der Rohre 9 verdampft das Wasser, das in direktem Kontakt mit der Luft steht, teilweise, entzieht dabei Wärme und kühlt die Wände der Rohre 9. Dadurch wird das heiße Gas, das vom Kanal 3 in die obere Kammer 24 eingeführt wird und durch die Spalte 18 strömt, durch einen thermischen Austausch mit den Innenrohren 9 gekühlt. Dadurch kondensiert das heiße Gas in dem Spalt 18 und die kondensierte Flüssigkeit sammelt sich in der Bodenkammer 23, aus der es durch den Kanal 6 austritt und der Verwendung zugeführt wird.Inside the pipes 9 The water, which is in direct contact with the air, partially evaporates, removing heat and cooling the walls of the pipes 9 , This will cause the hot gas coming from the duct 3 in the upper chamber 24 is introduced and through the column 18 flows through a thermal exchange with the inner tubes 9 cooled. As a result, the hot gas condenses in the gap 18 and the condensed liquid collects in the bottom chamber 23 from which it passes through the canal 6 leaking and the use is supplied.

Die Zwischenkammer 25 des Verdampfungskondensators 200 kann wie in der vorherigen Ausführungsform des Kondensators als Öltank und Kühler für eine Schraubenkompressorkühlanlage genutzt werden.The intermediate chamber 25 the evaporation condenser 200 can be used as an oil tank and cooler for a screw compressor cooling system as in the previous embodiment of the capacitor.

Zahlreiche Variationen und Abänderungen im Detail innerhalb des Wissensbereichs des einschlägigen Fachmanns können an den vorliegenden Ausführungsformen der Erfindung durchgeführt werden, ohne dadurch den Bereich der Erfindung zu verlassen, der in den folgenden Ansprüchen beschrieben wird.numerous Variations and modifications in the Details within the skill of the art can be made the present embodiments carried out the invention without departing from the scope of the invention in the following claims is described.

Claims (10)

Verdampfungskondensator, umfassend einen Wärmetauscher, der mehrere Paare Rohre (9, 10) umfasst, wobei jedes Paar aus einem inneren Rohr (9) besteht, das koaxial zu einem äußeren Rohr (10) dergestalt angeordnet ist, dass ein Spalt (18) bleibt, in dem ein Fluid fließen kann, wobei die inneren Rohre (9) an ihren Enden an einer ersten Endrohrplatte (7) und einer zweiten Endrohrplatte (7') befestigt sind, wobei die äußeren Rohre (10) an ihren Enden an einer ersten Zwischenrohrplatte (8) und einer zweiten Zwischenrohrplatte (8') befestigt sind, wobei die Rohrplatten im Wesentlichen im rechten Winkel zu den Rohren angeordnet sind, wobei die Rohrplatten (7, 8, 8', 7') seitlich von Ummantelungen (14, 15, 13) umgeben sind, dergestalt, dass eine erste Kammer (24) zwischen der ersten Endrohrplatte (7) und der ersten Zwischenrohrplatte (8) gebildet wird, eine Zwischenkammer (25) zwischen den beiden Zwischenrohrplatten (8, 8') gebildet wird und eine zweite Kammer (23) zwischen der zweiten Zwischenrohrplatte (8') und der zweiten Endrohrplatte (7') gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der ersten Endrohrplatte (7) ein Saugmittel (52), um Luft aus den inneren Kanälen (9) zu saugen, und ein Einlassmittel (55, 53), um Fluid in die inneren Kanäle (9) einzuleiten, angeordnet sind.Evaporating condenser, comprising a heat exchanger comprising several pairs of tubes ( 9 . 10 ), wherein each pair of an inner tube ( 9 ) coaxial with an outer tube ( 10 ) is arranged such that a gap ( 18 ) remains, in which a fluid can flow, the inner tubes ( 9 ) at their ends to a first tailpipe plate ( 7 ) and a second tailpipe plate ( 7 ' ), the outer tubes ( 10 ) at their ends on a first intermediate tube plate ( 8th ) and a second intermediate tube plate ( 8th' ) are mounted, wherein the tube plates are arranged substantially at right angles to the tubes, wherein the tube plates ( 7 . 8th . 8th' . 7 ' ) side of sheaths ( 14 . 15 . 13 ), such that a first chamber ( 24 ) between the first tailpipe plate ( 7 ) and the first intermediate tube plate ( 8th ), an intermediate chamber ( 25 ) between the two intermediate tube plates ( 8th . 8th' ) and a second chamber ( 23 ) between the second intermediate tube plate ( 8th' ) and the second tailpipe plate ( 7 ' ) is formed, characterized in that above the first tailpipe plate ( 7 ) a suction agent ( 52 ) to remove air from the inner channels ( 9 ), and an inlet means ( 55 . 53 ) to introduce fluid into the inner channels ( 9 ) are arranged. Verdampfungskondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Ummantelungen (14, 15, 13) ein Kanal (2) zum Einlassen von Fluid in die erste Kammer (24) und/oder zum Auslassen von Fluid aus der ersten Kammer (24), ein Kanal (4) zum Einlassen von Fluid in die Zwischenkammer (25), ein Kanal (5) zum Auslassen von Fluid aus der Zwischenkammer (25) und ein Kanal (6) zum Einlassen von Fluid in die zweite Kammer (23) und/oder zum Auslassen von Fluid aus der zweiten Kammer (23) angeordnet sind.Evaporating condenser according to claim 1, characterized in that in the sheaths ( 14 . 15 . 13 ) a channel ( 2 ) for introducing fluid into the first chamber ( 24 ) and / or for discharging fluid from the first chamber ( 24 ), a channel ( 4 ) for introducing fluid into the intermediate chamber ( 25 ), a channel ( 5 ) for discharging fluid from the intermediate chamber ( 25 ) and a channel ( 6 ) for introducing fluid into the second chamber ( 23 ) and / or for discharging fluid from the second chamber ( 23 ) are arranged. Verdampfungskondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den Räumen (18) Rippenanordnungen (20) angeordnet sind, um die Turbulenzen des darin fließenden Stromes zu verstärken.Evaporating capacitor according to claim 1 or 2, characterized in that in the rooms ( 18 ) Rib arrangements ( 20 ) are arranged to enhance the turbulence of the current flowing therein. Verdampfungskondensator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Saugmittel um ein Schrauben- oder Zentrifugalgebläse (52) handelt.Evaporating condenser according to one of the preceding claims, characterized in that the suction means are a screw or centrifugal blower ( 52 ). Verdampfungskondensator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Einlassmittel um einen Kanal (53) handelt, der dazu dient, ein flüssiges Fluid einzuleiten, das durch Schwerkraft in die inneren Rohre (9) fällt.Evaporating condenser according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet means are a channel ( 53 ), which serves to introduce a liquid fluid, which by gravity into the inner tubes ( 9 ) falls. Verdampfungskondensator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Einlassmittel um Zuführdüsen (55) handelt, die geeignet sind, ein flüssiges Fluid in einer gleichmäßigen Weise in die inneren Rohre (9) einzuleiten.Evaporating condenser according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet means are feed nozzles ( 55 ), which are suitable for introducing a liquid fluid in a uniform manner into the inner tubes ( 9 ). Verdampfungskondensator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der zweiten Endrohrplatte (7') ein Tank (60) angeordnet ist, um das flüssige Fluid aufzufangen, das die inneren Rohre (9) verlässt.Evaporating condenser according to one of the preceding claims, characterized in that below the second tailpipe plate ( 7 ' ) a tank ( 60 ) is arranged to catch the liquid fluid, which the inner tubes ( 9 ) leaves. Verdampfungskondensator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Auffangtank (60) über ein Hydrauliksystem (62) mit dem Einlassmittel (53, 55) verbunden ist.Evaporating condenser according to claim 7, characterized in that the collecting tank ( 60 ) via a hydraulic system ( 62 ) with the inlet means ( 53 . 55 ) connected is. Verdampfungskondensator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrauliksystem (62) eine Pumpe (63) umfasst, um das Fluid aus dem Tank (60) zu dem Einlassmittel (53, 55) zu transportieren.Evaporating condenser according to claim 8, characterized in that the hydraulic system ( 62 ) a pump ( 63 ) to remove the fluid from the tank ( 60 ) to the inlet means ( 53 . 55 ) to transport. Verdampfungskondensator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren der inneren Rohre (9) ein flüssiges Fluid peripher von oben nach unten fließt und Luft axial im Gegenstrom von unten nach oben strömt; ein Heißgas, das kondensiert, im Inneren des Spalts (18) strömt; und ein Kühlfluid, das gekühlt wird, um zu einem Kühlsystem geleitet zu werden, in der Zwischenkammer (25) enthalten ist.Evaporating condenser according to one of the preceding claims, characterized in that inside the inner tubes ( 9 ) a liquid fluid flows peripherally from top to bottom and air flows axially countercurrently from bottom to top; a hot gas that condenses, inside the gap ( 18 ) flows; and a cooling fluid, which is cooled to be passed to a cooling system, in the intermediate chamber (FIG. 25 ) is included.