DE1051296B

DE1051296B - Verdunstungskuehler

Info

Publication number: DE1051296B
Application number: DEB40804A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Paul Berliner
Original assignee: Escher Wyss GmbH
Current assignee: Sulzer Escher Wyss GmbH
Priority date: 1956-06-25
Filing date: 1956-06-25
Publication date: 1959-02-26

Description

Verdunstungskühler Die Erfindung betrifft einen Verdunstungskühler, bei dem das zu kühlende Mittel in einem geschlossenen Rohrsystem geführt ist, dessen Außenfläche von in Kreislauf befindlicher Flüssigkeit berieselt wird, die von einem vorbeistreichenden Luftstrom gekühlt wird.
Bei Verdunstungskühlern dringt,die Wärme von dem abzukühlenden Medium aus zunächst durch die Rohrwandung, um auf das herabrieselnde Wasser überzugehen. Von der Oberfläche des Wassers aus wird sie dann zusammen mit dem verdunstenden Wasseranteil auf die vorbeiströmende Luft übertragen.
Der Hauptwärmestrom verläuft vom Innern der Rohre aus in radialer Richtung. Ein zweiter Wärmestrom wird durch das herabrieselnde Wasser hervorgerufen. Da die Oberflächentemperatur der Rohre sich nach der Temperatur im Inneren richtet und die Größe des Wärmeüberganges von der Temperaturdifferenz zwischen dem zu kühlenden Medium und dem Kühlwasser abhängt, nimmt das Wasser an den wärmeren Stellen mehr Wärme an als an den kälteren. Das Kühlwasser hat infolge seiner Vermischung eine an allen Stellen des Umlaufs ungefähr gleich hohe Temperatur, wobei es gleichgültig ist, ob das im Rohrsystem geführte Mittel im Gegen- oder Gleichstrom zum Rieselwasser strömt. Daher ist an dem Ende des Wärmeaustauschelementes, wo das zu kühlende :Medium eintritt, eine große Temperaturdifferenz vorhanden und der Wärmeübergang dementsprechend befriedigend. Am andern Ende des Kühlers ist aber infolge der geringeren Temperaturdifferenz der Wärmeübergang .schlecht. Die Vermischung des Kühlwassers bedingt also einen thermodynamischen Verlust.
Die bekannten Berieselungskühler arbeiten in dieser Weise einstufig, d. h., über alle Kühlrohre wird ein gemeinsamer Rieselwasserstrom geleitet.
Es sind nun auch Anlagen bekannt, bei denen zeitweilig eine Verdunstungswirkung ohne Vermischung eintritt, beispielsweise bei Luftkühlern und Luftverflüssigern, die in der Hauptsache für Trockenbetrieb eingerichtet sind. Diese Apparate sind mit Spriihdüsen ausgestattet, die bei warmer Witterung die angesaugte Luft mit feinversprühtem Wasser befeuchten. Die in der Luft mitgeführte Feuchtigkeit wird auf die Kühlrohre übertragen. Das Wasser verdunstet auf den Rohren, ohne herabzurieseln.
Diese Verdunstungskühlung ohne Vermischung des Kühlwassers hat bekanntlich trotz ihrer thermodynamischen Vorteile erhebliche Nachteile, wie Belagbildung auf den Wärmeübertragungsflächen, mangelhafte Wärmeübertragung von der Rohroberfläche zum Kühlwasser infolge fehlender Wasserbewegung usw.
Weiter ist ein fahrbarer Kondensator für Wasserdampf bekannt, bei dem das Rohrsystem für den abzukühlenden Dampf in zwei Elemente unterteilt ist. Abgesehen davon, daß beide Elemente an allen Stellen die eine gleiche Temperatur, nämlich die Kondensationstemperatur, aufweisen, sind diese Elemente parallel geschaltet, und ihre Rieselwasserkreisläufe stehen miteinander in Verbindung.
Die Erfindung bezweckt, die geschilderten Nachteile zu vermeiden. Bei einem Verdunstungskühler der eingangs beschriebenen Art wird zu diesem Zweck erfindungsgemäß das geschlossene Rohrsystem in mindestens zwei in Reihe geschaltete Elemente unterteilt und für jedes Element ein eigner, von denjenigen der übrigen Elemente getrennter Rieselflüssigkeitskreislauf vorgesehen.
Durch die In-Reihe-Schaltung der genannten Elemente wird der Temperatursprung des in ihnen geführten Mittels in kleinere Einzelsprünge unterteilt, und durch die vollkommene Trennung der einzelnen Rieselflüssigkeitskreisläufe werden in diesen Kreisläufen verschiedene, den Einzelsprüngen entsprechende Mischtemperaturen auftreten. Der Temperaturverlauf des Rieselwassers wird also dem Temperaturverlauf des in den Rohren geführten Mittels angepaßt. .
Je nach der Anzahl der vorgesehenen Elemente wird auf diese Weise der mit der Vermischung einhergehende thermodynamische Nachteil vermindert oder ganz aufgehoben, die betriebsmäßig und für den Wärmeübergang zwischen Rohr und Rieselflüssigkeit günstige volle Berieselung jedoch beibehalten.
Bei Verdunstungskühlern läßt sich dabei beispielsweise bei sonst gleichen Verhältnissen eine merkliche Einsparung an Wärmeaustauschoberfläche erzielen, oder das zu kühlende Mittel kann bei gleichen Kühlerabmessungen stärker abgekühlt werden.
Eine besonders vorteilhafte Konstruktion läßt sich erreichen, wenn auch der Luftstrom den Rohrsystemelementen entsprechend in Einzelströme unterteilt wird. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes in vereinfachter Darstellung veranschaulicht. Es zeigt Abb. 1 einen Verdunstungskühler mit zweistufiger Berieselung und Gegenstromluftführung und Abb.2 einen Verdunstungskühler mit zweistufiger Berieselung und paralleler Luftführung.
In beiden Abbildungen bezeichnet 6 das Kühlergehäuse, 8 einen wärmeren Teil des Kühlrohrsystems, 10 einen zweiten, kälteren Teil des Kühlrohrsystems, 12 das .durch die Umwälzpumpe 14 versorgte Berieselungsrohr, 16 die Auffangwanne für Rieselwasser, aus der die Pumpe 14 saugt, 18 ein zweites Rieselrohr, 22 eine zweite Auffangschale, aus der die Pumpe 20 das Wasser hochfördert; 24 ist ein Ventilator, der über einen Tropfenabscheider 26 die Luft aus dem Kühlergehäuse ansaugt, die Luft tritt bei 28 ein.
Das Kühlrohrsystem ist also in die Teile 8, 10 unterteilt, und jeder Teil ist mit einer gesonderten Berieselungseinrichtung 12, 14, 16 bzw. 18, 20, 22 versehen.
In dem Kühler nach Abb.2 ist der Luftstrom unterteilt, das Gehäuse wird durch die Trennwand 30 in zwei Abteile geschieden. Durch jedes Abteil mit dem darin befindlichen Kühlrohrteil8 bzw. 10 wird ein Luftstrom des gemeinsamen Ventilators 24 hindurchgesaugt. Diese Ausführung bringt insofern eine konstruktive Vereinfachung, als beide Auffangwannen für das Rieselwasser am Boden des Gehäuses angeordnet sind und die Führung des Kühlluftstromes völlig unbehindert ist.
Der mehrstufige Verdunstungskühler kann auch mit Wärmeaustauschern ohne Verdunstungseinrichtung zusammengeschaltet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verdunstungskühler, bei dem das zu kühlende Mittel in einem geschlossenen Rohrsystem geführt ist, dessen. Außenfläche von in Kreislauf befindlicher Flüssigkeit berieselt wird, die von einem vorbeistreichenden Luftstrom gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das geschlossene Rohrsystem in mindestens zwei in Reihe geschaltete Elemente unterteilt ist und daß jedes Element einen eignen, von denjenigen der übrigen Elemente getrennten Rieselflüssigkeitskreislauf aufweist.
2. Verdunstungskühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom die Elemente des geschlossenen Rohrsystems nacheinander im Gegenstrom zum im Rohrsystem geführten Mittel durchströmt.
3. Verdunstungskühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente des geschlossenen Rohrsystems von parallelen Teilströmen des Luftstromes durchströmt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 237 893.