DE1929098C

DE1929098C - Evaporators, in particular for humidifying air in air conditioning systems

Info

Publication number: DE1929098C
Application number: DE19691929098
Authority: DE
Inventors: Hartwin Dr.-Ing. 4300 Essen; Hochscheid Friedhelm 4330 Mülheim-Heissen Ufer
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Filing date: 1969-06-09
Publication date: 1973-01-11

Description

gen, bei dem in einen mit Wasser gefüllten Behälter 40 Der Nachteil eines schlechten Wirkungsgrades bei ein beheizter Körper teilweise eintaucht und einen bei der Wärmeübertragung läßt sich auch nicht dadurch seiner Drehung sich auf seiner Oberfläche bildenden wesentlich verringern, daß man unterhalb der glatten dünnen Wasserfilm verdampft. Zylinderoberfläche Strömungskanäle zur Fuhrunggen, in which a container 40 filled with water has the disadvantage of poor efficiency a heated body is partially immersed and one in the heat transfer can also not be thereby its rotation on its surface is significantly reduced that it is below the smooth one thin film of water evaporates. Cylinder surface flow channels for guidance

Zum Befeuchten von Luft sind bisher insbesondere des Heizmediums vorsieht. Denn der Warmestrom nach dem Verdunstungsprinzip arbeitende Vorrich- 45 von diesen Kanälen auf den zu verdampfenden Hustungen bekanntgeworden. sigkeitsfilm erfolgt dann nur einseitig von innen nach In der deutschen Auslegeschrift 1 238 173 ist ein außen in radialer Richtung, wodurch im Innern des nach dem Verdunstungsprinzip arbeitender Luftan- Zylinders ein Wärmestau aufgebaut wird. Em solcher feuchter mit einem erwärmten, eine glatte Oberfläche Wärmestau führt bei konstantem Energiestrom des aufweisenden Verdunstungskörper beschrieben, auf 50 Heizmediums zu einem Verlust an Wärmeenergie, dem die zu verdunstende Flüssigkeit mit Hilfe einer Ein entsprechender Wärmestau mit den gleichen besonderer. Versorgungseinrichtung aufgetragen ungünstigen Folgen bezüglich der Energieausnutzung wird. Die Temperatur der Verdunstungsfläche soll des Heizmediums stellt sich auch bei elektrischer Bedabei niedriger liegen als der Siedepunkt der Verdun- heizung der geschlossenen Zylinderoberfläche ein. stungsflüssigkeit. 55 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Aus der Zeitschrift ASHRAE-Journal, Januar Verdampfern der eingangs genannten Art den Ener-1967, S. 156, ist ein Luftbefeuchter bekannt, bei dem gieaustausch zwischen Heizmedium und zu verdampjdie Verdünstungsflache aus einem porösen Urethan- iiifendem Flüssigkeitsfllm zu verbessern und damit den Schaum besteht, Die zur Verdunstung erforderliche -'Energieverbrauch des Verdampfers zu senken sowie Wärme wird der auf der Oberfläche und in den Poren 60 die Baugröße des Verdampfers zu verkleinern,
des Schaumes enthaltenen Flüssigkeit in der Weise . Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gezugeführt, daß diese Wärme dem zu befeuchtenden löst, daß der drehbare Verdampfungskörper aus einer Luftstrom entzogen wird. Das bedeutet jedoch, daß Vielzahl einzelner beheizbarer und allseits mit einem die Luft nur in einem durch ihre Wärme bestimmten dünnen Wasserfilm benetzbarer, symmetrisch zur Maße befeuchtet werden kann. 65 Drehachse verlaufender Rohrabsehnitte oder Röhr-Weiterhin ist aus der deutschen Auslegeschrift windungen besteht. Die wärmeabgebenden Strö-1 100 910 ein Flüssigkeitsverdunster bekannt, dessen mungskanäle können somit unmittelbar auf der ge-Verdunstungsflächen von in konzentrischen Kreisen samten Oberfläche der ringförmigen KanalwändeSo far, the heating medium in particular has been provided for humidifying air. For the heat flow device, which works according to the evaporation principle, became known from these channels on the coughs to be evaporated. In the German Auslegeschrift 1 238 173 there is an outside in a radial direction, whereby a heat build-up is built up inside the air cylinder, which works according to the evaporation principle. Em such moist with a heated, smooth surface heat build-up leads to a constant energy flow of the evaporation body described, on 50 heating medium to a loss of heat energy, which the liquid to be evaporated with the help of a corresponding heat build-up with the same special. Supply facility applied unfavorable consequences in terms of energy efficiency. Even with electrical operation, the temperature of the evaporation surface of the heating medium should be lower than the boiling point of the unheating of the closed cylinder surface. fluid. 55 The invention is based on the object of From the magazine ASHRAE-Journal, January evaporators of the type mentioned in the Ener-1967, p. 156, an air humidifier is known in which the heat exchange between the heating medium and the evaporation surface to be evaporated from a porous urethane iiifendem liquid film and thus the foam exists, the energy consumption of the evaporator required for evaporation to be reduced and the heat on the surface and in the pores 60 to reduce the size of the evaporator,
of the foam contained liquid in the way. According to the invention, this object is achieved in that this heat dissolves the one to be humidified in that the rotatable evaporation body is withdrawn from an air stream. This means, however, that a large number of individual heatable units that can be wetted on all sides with the air only in a thin film of water determined by its heat can be humidified symmetrically to the dimensions. 65 The axis of rotation running Rohrabsehnitte or Röhr-Furthermore is from the German Auslegeschrift consists of windings. The heat-emitting Strö-1 100 910 a liquid evaporator known whose flow channels can thus directly on the ge evaporation surfaces of the entire surface of the annular channel walls in concentric circles

Wärmeenergie mit dem zn verdampfenden Flüssigkeitsfilm austauschen. Durch Verwendung einer Vielzahl allseits benetzbarer Rohrabschnitte wird infolge der dadurch bedingten großen Austauschfläche und der für einen Wärmeübergang günstigen kleinen Strömungsquerschnitte der einzelnen Rohrabschnitte ein optimaler Wärmeaustausch erzieltExchange heat energy with the evaporating liquid film. By using a variety pipe sections wettable on all sides is due to the resulting large exchange surface and the small flow cross-sections favorable for heat transfer of the individual pipe sections an optimal heat exchange is achieved

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Rohrwindungen schraubenförmig und längs der Erzeugenden eines Zylinders verlaufen. There is an advantageous embodiment of the invention in that the pipe turns are helical and run along the generatrix of a cylinder.

Der drehbare Verdampfungskcrper ist zweckmäßigerweise so in Rohrstutzen gelagert, daß diese gleichzeitig zur Zu- bzw. Abführung des Heizmediuuis dienen. ~The rotatable evaporation body is expedient so stored in pipe sockets that they are used to supply and discharge the Heizmediuuis at the same time serve. ~

Eine besonders günstige und im Betrieb wirtschaftliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verdampfers besteht darin, daß zumindest in einem der als Lager dienenden Rohrstücke e.ne aus Leit- und Laufschaufeln bestehende turbinenartige Einrichtung ao vorgesehen ist, durch welche der drehbare Körper beim Durchströmen eines flüssigen oder gasförmigen Heizmediums in Drehung versetzt wird.A particularly convenient and economic in operation embodiment of the evaporator according to the invention is that at least one of serving as a bearing tube pieces e.ne consisting of vanes and blades turbine-like device is ao provided by which the rotatable body when passing through a liquid or gaseous heating medium is set in rotation.

Hierdurch wird ein besonderer an den drehbaren Körper angreifender Antrieb eingespart. Zudem kann as auf einfache Weise ein konstantes Verhältnis zwischen Heizmittelstrom und Drehgeschwindigkeit des Drehkörpers eingehalten werden.This saves a special drive acting on the rotatable body. In addition, as a constant ratio between the heating medium flow and the rotational speed of the Rotating body are observed.

Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes, und zwar zeigtThe drawing shows exemplary embodiments of the subject matter of the invention, namely shows

F i g. 1 einen Verdampfer, bei dem die Verdampfe fläche die Form einer gewendelteu Rohrschlange besitzt,F i g. 1 an evaporator in which the evaporation surface is in the form of a coiled pipe coil owns,

Fig. 2 einen Sch.iii! nach der Linie H-II in Fig. 1,Fig. 2 a Sch.iii! after the line H-II in Fig. 1,

F^; g. 3 einen Schnitt durch ein Lager der Verdampferwendel in Fig. I,F ^; G. 3 shows a section through a bearing of the evaporator coil in FIG.

F i g. 4 eine Abwicklung des Schnittes IV-IV in Fig. 3,F i g. 4 a development of the section IV-IV in Fig. 3,

F i g. 5 einen Schnitt di'rch das Lager einer Verdarr.pferwendel mit elektrischer Heizung,F i g. 5 a section through the bearing of an evaporation coil with electric heating,

F i g. 6 einen Verdampfer, bei dem die Verdampferfläche aus achsparallelen Rohren besteht.F i g. 6 an evaporator in which the evaporator surface consists of axially parallel tubes.

Bei Jem in Fig. 1 dargestellten Verdampfer ist in seitlichen Ansätzen 1 eines Behälters 2 eine Rohrschlange 3 in Lagern 4, S drehbar gelagert. Die Rohrschlange 3 besteht aus einem Rohr. Das in der Achse der Wendel angeordnete Zentralrohr 6 enthält die beiden Halbrohre 7,8, von denen jedes mit einem Teil der Rohrschlange 3 verbunden ist. Die Rohrenden 9, 10 des Zentralrohres 6 stellen die Lagerzapfen dar, mit denen die Rohrschlange 3 in den Lagern 4,5 drehbar gelagert istIn the case of the evaporator shown in FIG. 1, in lateral approaches 1 of a container 2 a pipe coil 3 rotatably mounted in bearings 4, S. The coil 3 consists of a pipe. That in the axis the spiral arranged central tube 6 contains the two half tubes 7,8, each of which with one Part of the coil 3 is connected. The pipe ends 9, 10 of the central pipe 6 represent the bearing journals represents, with which the coil 3 is rotatably mounted in the bearings 4.5

Mit den Lagern 4,5 sind Rohrstutzen 11, IZ verbunden, die zur Zu- bzw. Ableitung von Heizdampf zum Zentralrohr 6 dienen. Der Heizdampf, der dabei in Richtung der eingezeichneten Pfeile durch die Rohrschlange 3 strömt, heizt die Rohrschlange 3 auf eine solche Temperatur auf, daß das von ihr ans dem Innern des Behälters geforderte Wasser 13 auf ihrer Oberfläche verdampft. Dabei wird die Rohrschlange 3 durch den durch das Zentralrohr 6 strömenden Dampf dadurch in Drehung versetzt, daß in den Rohrstutzen 11 und 12 feststehende Leitschaufel 14, 15 und in den Stutzen 9, 1· Laufschaufeln 16,17 angeordnet sind, die wie Leit- and Laufschaufeln einer Turbine wh-ken (F t g. 4).With the bearings 4,5 pipe sockets 11, IZ are connected, which serve to supply and discharge heating steam to the central pipe 6. The heating steam that comes with it flows through the coil 3 in the direction of the arrows shown, the coil 3 heats up at such a temperature that the water 13 required by her on the inside of the container on her Surface evaporates. The pipe coil 3 is thereby caused by the flowing through the central pipe 6 Steam is thereby set in rotation that in the pipe socket 11 and 12 stationary guide vane 14, 15 and in the connecting piece 9, 1 · blades 16, 17 are arranged, which like guide vanes and blades a turbine wh-ken (F t g. 4).

Aus Fig. 3 ist zu ersehn, daß die Lager 4,5 aus je einem in den Seitenwar.den 1 vorgesehenen rohrförmigen Lagerstück 18 bestehen, das Dichtungsmit tel zur Verhinderung des Ausströmens von Heizdampf besitzt. Diese Mittel bestehen in einer Lamellendichtung 19 und einer Ringdichtung 20, die ihrerseits mit einer Überwurfmutter 21 auf die stumpfe Stirnseitedes rohrförmigen Lagerstücks8 gepreßt wird.From Fig. 3 it can be seen that the bearings 4.5 one in each of the Seitenwar.den 1 provided tubular Bearing piece 18 exist, the Dichtungsmit tel to prevent the leakage of heating steam owns. These means consist of a lamellar seal 19 and an annular seal 20, which in turn with a union nut 21 on the blunt End face of the tubular bearing piece 8 is pressed.

F i g. 5 zeigt schematisch das Lager einer elektrisch beheizten Wendel eines Verdampfers nach der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform besteht die Wendel aus Heizrohren 23, die als einfache Heizstäbe ausgebildet und mit einem Zentralrohr 24 mittels Überwurfmuttern 25 verschraubt sind. Das Zentralrohr umgibt dabei die Anschlußleitungen 26 der Heizstäbe, die im Innern des Zentralrohrs 24 angeordnet und damit wassergeschützt sind. Diese Anschlußleitungen sind über einen Verteiler 27 und flexible Leitungen 28 mit Schleifringen verbunden, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Das Zentralrohr 24 ist mit einem Kugellager 29 drehbar gelagert und wird über einen ebenfalls nicht dargestellten elektrischen Antrieb in Drehung versetzt. Heizstäbe 23, Zentralrohr 24, Lager 29 und Schleifringe bilden eine Baueinheit, die leicht von dem das zu verdunstende Wasser aufnehmenden Behälter getrennt werden können. Die leichte Demontierbarkeit ist wegen der Wartung und Reinigung des Verdr mpfers von besonderer Bedeutung.F i g. 5 shows schematically the bearing of an electrically heated coil of an evaporator according to the present invention Invention. In this embodiment, the coil consists of heating tubes 23, which are as simple Heating rods are formed and screwed to a central tube 24 by means of union nuts 25. The The central tube surrounds the connecting lines 26 of the heating rods, which are arranged in the interior of the central tube 24 and are therefore protected from water. These connecting lines are flexible via a distributor 27 Lines 28 connected to slip rings, which are not shown in the drawing. The central pipe 24 is rotatably mounted with a ball bearing 29 and is also not shown via a electric drive set in rotation. Form heating rods 23, central tube 24, bearings 29 and slip rings a structural unit that can be easily separated from the container holding the water to be evaporated be able. The ease of dismantling is special because of the maintenance and cleaning of the evaporator Importance.

Bei dem Verdampfer nach Fig. 6,sind achsparallele Rohre 30 symmetrisch um eine horizontale Drehachse angeordnet und an ihren Enden jeweils zu Sanimelräumen 31 zusammengefaßt, die mit als Lagerzapfen entsprechend F i g. 1 bzw. F i g. 3 ausgebildeten Rohrenden 32 verbunden sind.In the evaporator according to FIG. 6, are axially parallel Pipes 30 arranged symmetrically about a horizontal axis of rotation and at their ends to Sanimel rooms 31 summarized, which with as a bearing pin according to F i g. 1 and FIG. 3 trained Pipe ends 32 are connected.

1 sheet of drawings

Claims

bars arranged around the drum axis are formed. It is not possible to heat the evaporation surfaces.

1. Evaporator, especially for moistening The aforementioned, according to

from air to air conditioning systems, in which let ι a humidifier working with 5
Water-filled container a heated body wrestles power density, α. a ^
is partially immersed and a *** fg & * is generated as it rotates Verdamo-

thin thin films that form on its surface require more space after the evaporation water film evaporates, thereby identifying principles that
characterized in that the rotatable Kctper from one to as humidifier for air conditioning systems has been proposed and widely heatable with a damper also to individual VerVielzahl ^ the jius your jn.i thin WasserSlm wettable symmetrically-filled container to be water
! Axis of rotation running pipe section (3 ») or rc body a heatable
Rohnvindungen (3 or 23) consists of the rotation of this cylinder

2. Evaporator according to claim 1, characterized in that it has a closed surface

lc indicates that the round walls (3 or water film. The heating of the Zyfinctas is

; i3) helically and preferably electrically along the generators. In principle the best | ™ ^ltcn

of a cylinder. is also the possibility of the closed cylinder mn

3. Evaporator according to one of the preceding help of one of the flmv claims flowing through from the inside, characterized in that the »o gene or gaseous heating medium to be heated, ο rotatable bodies mounted in pipe sockets (11, 12) with regard to the types of heating mentioned, Juist, the to or. Dissipation of the heating medium proposed shape of the rotatable body Oe ₁ . serve. great disadvantage that only a very bad \ V ■ r

4. Evaporator according to claim 3, characterized in that the transfer of the heat through the heating characterizes that at least one of the _{heat supplied or generated as La- a 5} medium to the .er serving pipe pieces (18) a conductive ( 14, liquid film to be evaporated is achieved. Be. 15) and blades (16, 17) existing turbi- a cylinder with a closed surface is provided, through which namely rotatable body for heat transfer from the heating element when a medium flows through to the Liquid film only which is relatively small in proportion to the ratio of liquid or gaseous medium to the total volume of the cylinder. Heat exchange surface of the cylinder surface for

Disposal. With the large cycles required to achieve an effective evaporator surface

Linder cross-sections are created with a hollow design

35 of the cylinder has such a large flow cross-section

for a liquid or gaseous heating medium that the mass flow to be passed through is in no proportion

The invention relates to an evaporator which is particularly effective in transferring liquid film for humidifying air in air conditioning systems is heat.