DD210966A1

DD210966A1 - Rekuperativer waermeuebertrager

Info

Publication number: DD210966A1
Application number: DD24384482A
Authority: DD
Inventors: Heinrich Landgraf; Richard Hauf; Knut Brockmeier
Original assignee: Heinrich Landgraf; Richard Hauf; Knut Brockmeier
Priority date: 1982-10-08
Filing date: 1982-10-08
Publication date: 1984-06-27
Also published as: GB2130677A; FR2534363A1; GB8327014D0; DE3336367A1

Abstract

Die Erfindung betrifft rekuperative Waermeuebertrager, wie beispielsweise Rohrbuendel- oder Plattenwaermeuebertrager. Es ist Ziel der Erfindung, bei der Reinigung von Waermeuebertragern den Aufwand an Arbeit u. die Ausfallzeiten der den Waermeuebertrager enthaltenden Einrichtung moeglichst gering zu halten. Der Erfindg. liegt d. Aufgabe zugrunde, einen rekuperativen Waermeuebertrager zu schaffen, dessen Befreiung v. den Waermeuebergang hemmenden Ablagerungen an den Waermeuebertragungsflaechen ohne Entfernung des Waermeuebertragers aus der Waermerueckgewinnungsanlage moeglich ist. Erfindungsgemaess wird diese Aufgabe dadurch geloest, dass als feste Bestandteile des Waermeuebertragers oberhalb der Waermeuebertragungsflaechen Mittel zu deren Beaufschlagung mit einer Reinigungsfluessigkeit und unterhalb der Waermeuebertragungsflaechen ein Sammelbehaelter fuer die Reinigungsfluessigkeit angeordnet ist.

Description

Titel der Erfindung Rekuperativer Wärmeübertrager

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft rekuperative Wärmeübertrager, wie beispielsweise Bohrbündelwärmeübertrager oder Plattenwärmeübertrager mit vertikaler oder schräger Plattenanordnung, die mit gasförmigen Wärmeträgermedien beaufschlagt werden, zwischen denen Wärme auszutauschen 1st.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der Beaufschlagung von Wärmeübertragern mit gasförmigen Medien ist meist mit Verschmutzung der Wärmeübertragungsflächen zu rechnen, Als Beispiel seien Abluftströme aus Trocknern und Wärmebehandlungsmaschinen der Textilindustrie genannt, die zwecks Rückgewinnung der Abwärme in Wärmerückgewinnungsanlagen abgekühlt werden. Hierbei kondensieren Texfei!hilfsmittel, Präparationen und dgl· vermischt mit Staub auf den Wärmeübertragungsflächen als dickflüssiger, meist öliger Belag aus, der allmählich verkrustet, damit den Wärmeübergang und den Abluftdurchlaß mindert und schließlich zum völligen Zusetzen des Wärmeübertragers führen kann.

Es ist bisher üblich gewesen, Wärmeübertrager zwecks Reinigung aus ihrer Einbaulage zu entfernen. Nachteilig ist hierbei die erforderliche körperliche Arbeit durch den Transport der verschmutzten Wärmeübertrager zur Reinigungseinrichtung. Bei dem zunehmend eingesetzten Werkstoff Glas für Wärmeübertrager

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kommt zu der genannten Erschwernis das Bruchrisiko beim Transport hinzu·

Weiterhin werden zur Erzielung optimaler Reinigungseffekte gewöhnlich Reinigungsbäder verwendet, mit denen nur unter Verwendung von Schutzhandschuhen und Einhaltung von Vorsichtsmaßnahmen manuell umgegangen werden kann· Auf Grund dieses Sachverhaltes werden die Reinigungsintervalle möglichst groß gewählt, was die Effektivität der Wärmerückgewinnung mindert.

Mit der DE-OS 30 09 889 ist ein indirekter Wärmeübertrager bekannt geworden, welcher eine serielle oder parallele Anordnung mehrerer Teilwärmeübertrager aufweist, deren mindestens einer jeweils reinigbar ist, während die anderen Teilwärmeübertrager in Betrieb sind, wobei diese jeweils insgesamt zumindest für den Gesamtwarmetausch ausgelegt sind. Die Teilwärmeübertrager sind in einem Rahmen angeordnet, der in einem ortsfesten Gestell zwischen zwei Stellungen, einer Betriebsstellung und einer Reinigungsstellung, verfahrbar 1st·

Damit ist es zwar möglich, die Teilwärmeübertrager der Reihe nach während des Betriebes des Wärmeübertragers zu reinigen, ohne diesen völlig stillsetzen zu müssen; dies ist jedoch nicht in jedem Falle erforderlich, da die den Wärmeübertrager enthaltende Maschine zumeist ohnehin bestimmten Reinigungszyklen unterliegt und stillgelegt werden muß. Dieser scheinbare Vorteil wird jedoch zusätzlich mit dem Nachteil erkauft, daß der Wärmeübertrager insgesamt sowohl hinsichtlich der Kapazität als auch des Bauraumes erheblich überdimensioniert werden muß, um stets für den Gesamtwärmetausch ausgelegt zu sein·

Eine weitere geübte Praxis der Reinigung von Wärmeübertragern, nämlich mit Dampf lanzen, z.B. gemäß den DD-WP 131 964-, 147 407, 147 096, 147 097, 150 408, ist nicht immer effektiv, da Wärmeübertrager in Strömungsrichtung u.a. eine zu große Bautiefe besitzen, so daß eine Reinigung bis in das Innerste der Wärmerückgewinnungsanlage nicht gelingt.

Ziel der Erfindung

Es ist Ziel der Erfindung, bei der Reinigung von Wärmeübertragern den Aufwand an Arbeit und die Ausfallzeiten der den Wärmeübertrager enthaltenden Einrichtung möglichst gering zu halten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen rekuperativen Wärmeübertrager zu schaffen, dessen Befreiung von den Wärmeübergang hemmenden Ablagerungen an den Wärmeübertragungsflächen ohne Entfernung des Wärmeübertragers aus der Wärmerückgewinnungsanlage möglich ist*

Srfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als feste Bestandteile des Wärmeübertragers oberhalb der Wärmeübertragungsflächen Mittel zu deren Beaufschla-gung mit einer Reinigungsflüssigkeit und unterhalb der Wärmeübertragungsflächen ein Sammelbehälter für die Reinigungsflüssigkeit angeordnet ist*

Besonders vorteilhaft wird die Erfindung ausgeführt, wenn die Mittel zur Beaufschlagung der Wärmeübertragungsflächen mit der Reinigungsflüssigkeit und der Sammelbehälter sowohl untereinander als auch jeweils für sich mit einem Vorratsbehälter für die Reinigungsflüssigkeit verbunden sind. Dies ermöglicht es, die Reinigungsflüssigkeit im Kreislauf zu führen, d.h. mehrfach zu verwenden, und nach Abschluß eines Reinigungsvorganges bis zum nächsten Reinigungsvorgang speichern zu können. Hierzu kann in einfachster Weise der Vorratsbehälter mittels eines Dreiwegehahnes in die den Sammelbehälter und die Mittel zur Beaufschlagung der Wärmeübertragungsfläohen verbindende Rohrleitung eingebunden werden.

Weiteren Irfindungsmerkmalen zufolge sind in die Rohrleitung zur Verbindung des Sammelbehälters mit den Mitteln zur Beaufschlagung der Wärmeübertragungsflächen mit der Reinigungsflüssigkeit eine Pumpe sowie ein filter für die Reinigungsflüssigkeit eingeschaltet.

Der Sammelbehälter für die Reinigungsflüssigkeit kann erfindungsgemäß während des Betriebes des Wärmeübertragers als Auffangbehälter für aus dem abzukühlenden Wärmeträgermedium aus-

geschiedene Kondensate dienen· Hierzu ist er mit einem Kondensatbehälter verbunden.

Die Mittel zur Beaufschlagung der Wärmeübertragungsflächen mit der Reinigungsflüssigkeit können weiteren Merkmalen der Erfindung zufolge als mit Verteileröffnungen versehene Spritzröhre bzw« ale Verteiler in Form eines Kastens mit einer Vielzahl von Verteileröffnungen ausgebildet sein.

Bei Ausbildung der Wärmeübertragungeflächen als Rohrbündel sind im ersten Fall die Spritzrohre in gleicher Geometrie und Konfiguration angeordnet wie die als Wärmeübertragungsflächen dienenden Rohre; im zweiten Fall sind die Verteileröffnungen des kastenförmigen Verteilers über den Achsen der als Wärmeübertragungsflächen dienenden Rohre angeordnet. Die Erfindung hat den Vorteil, daß der Wärmeübertrager ohne Ortsveränderung einer Reinigung unterzogen werden kann, so daß jegliches Risiko beim Transport und bei der Demontage vermieden wird·

Ein Reinigungsvorgang kann innerhalb kürzester Frist und mit geringem Arbeitsaufwand eingeleitet werden, so daß hierfür jeder absehbar längere Stillstand, insbesondere Wartungszeiträume, der Maschine genutzt werden können, der der Wärmeübertrager zugeordnet ist·

Aus diesem Grunde können Reinigungsvorgänge auch in verhältnismäßig kurzen Abständen durchgeführt werden, so daß eine starke Verunreinigung der Wärmeübertragungeflächen und damit ein unnötiger zeitlicher Umfang der Reinigungsvorgänge vermieden werden kann.

Als weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung kommt hinzu, daß eine Reinigung des Wärmeübertragers ohne direkten Kontakt von Bedienpersonal mit der Reinigungsflüssigkeit durchgeführt werden kann. Eine Gefahr gesundheitlicher Schädigungen sowie sich daraus ergebender notwendiger Aufwand für Arbeitsschutzmaßnahmen entfallen·

Ausführungsbeispiel

Nachfolgend soll die Erfindung anhand- eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen in Fig. 1 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Hohrbundelwärmeübertrager8,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß Schnittlinie II - II in ffig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß Schnittlinie III - III in Fig. 1,

Fig. 4 eine alternative Ansicht analog zu Fig. 3 t

Fig. 5 eine schematische Barstellung eines Schnittes analog zu Fig. 2 durch einen erfindungsgemäßen Plattenwärmeübertrager und

Fig· 6 eine Einzelheit VI nach Fig. i in verschiedenen Wirkstellungen.

In Fig. 1 ist ein Wärmeübertrager 1 in der Bauform als Rohrbünde lwärmeübertr ager dargestellt. Er besteht im wesentliche!! aus Wärmeübertragungsflächen in Form von über- und nebeneinander angeordneten glatten oder gerippten Bohren 2. Hierbei stellen die Innenräume der Rohre 2 in ihrer Gesamtheit einen ersten Strömungsraum dar, während ein zweiter Strömungsraum in dem die Rohre 2 umgebenden, von einem Gehäuse 19 begrenzten Raum besteht. Der erste Strömungeraum wird von einem im Wärmeübertrager 1 zu erhitzenden Wärmeträgermedium durchströmt, z.B. von der Zuluft 5 für einen Textiltrockner. Ein Filter 6 befreit die Zuluft 5 von Verunreinigungen und beugt so der Verschmutzung der Inneren Flächen der Rohre 2 vor. Dem zweiten Strömungsraum wird ein im Wärmeübertrager abzukühlendes Wärmeträgermedium, z.B. die heiße Abluft 3 des Textiltrockner s zugeführt. In dieser Abluft 3 enthaltene grobe Verunreinigungen wie z.B. Flusen usw. werden durch ein Filter 4 zurückgehalten. Andere Verunreinigungen wie Textilhilfsmittel, Präparationen usw. kondensieren jedoch infolge der Abkühlung der Abluft 3 an den Rohren 2 des Wärmeübertragers 1 aus und

vermindern dadurch den Wärmeübergang.

Analog dazu sind die Verhältnisse an einem Plattenwärmeübertrager gemäß Fig. 5 zu betrachten. Die Wärmeübertragungsflächen sind hierbei als ebene Platten 20 ausgebildet. Erfindungsgemäß sind als integrierte Bestandteile des Wärmeübertragers 1 oberhalb der Wärmeübertragungsflächen Kittel zu deren Beaufschlagung mit einer Reinigungsflüssigkeit in Form eines mit Verteileröffnungen 16 versehenen Verteilers 12 und unterhalb der Wärmeübertragungsflächen ein Sammelbehälter 7 angeordnet (s. Fig. 1).

Der Verteiler 12 kann gemäß Fig. 3 aus einem Kasten mit einer Vielzahl von Verteileröffnungen 16 bestehen, die als Bohrungen oder Schlitze ausgeführt sein können. Bin solcher Verteiler wird vorzugsweise für Bohrbündelwärmeübertrager Verwendung finden. Die Verteileröffnungen 16 sind dann vorteilhaft über den Längsachsen der Rohre 2 angeordnet.

Es ist auch möglich, wie in Fig. 4 dargestellt, den Verteiler 12 aus mit Verteiler Öffnungen 16 versehenen Spritzrohren 17 aufzubauen, die durch ein Verteilerrohr 18 verbunden sind· Für Rohrbundelwärmeübertrager, vorzugsweise solche mit rechteckigem Rohrbündelquerschnitt, können als Spritzrohre 17 auch eine zusätzliche Reihe von Rohren mit gleicher Geometrie und Konfiguration wie die Rohre 2 Verwendung finden. Zum Zwecke der Reinigung der Wärmeübertragungsflächen wird der Verteiler 12 mit einer Reinigungsflüssigkeit beschickt. Hierzu kann er vorteilhafterweise mit einem fest installierten Vorratsbehälter 10 für die Reinigungsflüssigkeit verbunden sein, lütteIs der in dem Verteiler 12 angebrachten Verteileröffnungen 16 werden die Wärmeübertragungsflächen, also die Rohre Z bzw. die Platten 20, mit der Reinigungsflüssigkeit beaufschlagt und von dieser infolge der Wirkung der Schwerkraft umströmt» Bie an den Wärmeübertragungsflächen abgelagerten Verunreinigungen werden hierbei von der Reinigungsflüssigkeit aufgenommen und abtransportiert. Diese sammelt sich in dem Sammelbehälter 7 unterhalb der Wärmeübertragungsflächen. Besonders günstig ist es, wenn die Reinigungsflüssigkeit im Kreislauf geführt werden kann und so die Wärmeübertragungsflächen kontinuierlich umströmt werden. Eine hierfür geeignete

besondere Ausführung eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragers 1, wie ^sie auch in Fig· 1 dargestellt ist, soll im folgenden näher beschrieben werden.

Der Sammelbehälter 7 ist abflußseitig über eine Rohrleitung mit dem Verteiler 12 verbunden. In diese Bohrleitung 14- sind ein Filter 21 für die Reinigungsflüssigkeit, eine Pumpe 13, ein Abfluß mit einem Ventil 15 sowie ein Breiwegehahn 11 eingebunden. Der Sammelbehälter 7 ist außerdem über ein Ventil 8 mit einem Kondensatbehälter 9 verbunden. An den Dreiwegehahn 11 ist weiterhin der Vorratsbehälter 10 angeschlossen. Der Reinigungsvorgang läuft in diesem Falle folgendermaßen ab«

Der Dreiwegehahn 11 gestattet in der Stellung "Füllen" (Fig. 6 a) das Abfließen der Reinigungsflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 10 in Richtung Verteiler 12. Ist eine ausreichende Menge Reinigungsflüssigkeit in den Kreislauf eingebracht worden, wird der Dreiwegehahn 11 in die Stellung "Reinigen" (Fig. 6 b) gebracht. Bei geschlossenem Ventil 8 wird die Reinigungsflüssigkeit, die sich nach dem Umströmen der Wärmeübertragungsflächen in dem Sammelbehälter 7 angesammelt hat, mittels der Pumpe 13 erneut dem Verteiler 12 zugeführt. Dabei passiert sie das Filter 21 und wird dort von-groben Verunreinigungen befreit.

Ist der Reinigungsprozeß der Wärmeübertragungsflächen ausreichend weit fortgeschritten, so kann die Reinigungsflüssigkeit, sofern sie nochmals verwendbar ist, mittels der Pumpe 13 wieder in den Vorratsbehälter 10 zurückbefördert werden. Dazu ist der Dreiwegehahn 11 in die Stellung "Abpumpen" (Fig. 6c) zu bringen. Anderenfalls wird die verschmutzte Reinigungsflüssigkeit bei geöffnetem Ventil 15 aus dem Wärmeübertrager 1 entfernt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn zu Beginn des Reinigungsprozesses dem Verteiler 12 nur eine geringe Menge Reinigungsflüssigkeit zugeführt wird, die zunächst die Wärmeübertragungsflächen und den Sammelbehälter 7 von groben Verunreinigungen befreit. Diese Menge Reinigungsflüssigkeit kann dann bei geöffnetem Ventil 8 in den Kondensatbehälter 9 abgeführt werden·

Damit wird einer vorzeitigen Verschmutzung der gesamten Reinigungsflüssigkeit vorgebeugt.

Der Reinigungsprozeß kann verkürzt werden, wenn mit erwärmter Reinigungsflüssigkeit gearbeitet wird. Dies kann auf einfache Weise dadurch erreicht werden, daß der Vorratsbehälter 10 so angeordnet wird, daß die Abwärme der Maschine, deren Bestandteil die den Wärmeübertrager 1 enthaltende Wärmerückgewinnungsanlage ist, zur Erwärmung der Reinigungsflüssigkeit genutzt werden kann. Insbesondere besteht die Möglichkeit, daß der Vorratsbehälter 10 von der immer noch warmen, aus dem Wärmeübertrager 1 austretenden Abluft 3 umströmt wird.

Claims

Erfindungsanspruoh

1. Rekuperativer Wärmeübertrager mit Wärmeübertragungsflachen in Form von Eohrbundein bzw„ vertikal oder schräg angeordneten Platten,

gekennzeichnet dadurch, daß als feste Bestandteile des Wärmeübertragers (1) oberhalb der Wärmeübertragungsflachen (2; 20) Mittel (12; 17; 18) zu deren Beaufschlagung mit einer Reinigungsflüssigkeit und unterhalb der Wärmeübertragungeflächen (2; 20) ein Sammelbehälter (7) für die Reinigungsflüssigkeit angeordnet ist.

2, Rekuperativer Wärmeübertrager nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Mittel (12; 17; 18) zur Beaufschlagung der Wärmeübertragungsflächen (2; 20) und der Sammelbehälter (7) sowohl untereinander als auch jeweils mit einem Vorratsbehälter (10) für die Reinigungsflüssigkeit verbunden sind,

3· Rekuperativer Wärmeübertrager nach den Punkten 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Vorratsbehälter (10) in die die Mittel (12; 17; 18) zur Beaufschlagung der Wärmeübertragungsflächen (2; 20) und den Sammelbehälter (7) verbindende Rohrleitung (14) mittels eines Dreiwegehahnes (11) eingebunden ist,

4· Rekuperativer Wärmeübertrager nach den Punkten 1 bis 3» gekennzeichnet dadurch, daß in die Rohrleitung (14) zur Verbindung des Sammelbehälters (7) mit den Mitteln (12; 17; 18) zur Beaufschlagung der Wärmeübertragungsflächen (2; 20) eine Pumpe (13) eingeschaltet ist.

3· Rekuperativer Wärmeübertrager nach den Punkten 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß in die Rohrleitung (14) zur Verbindung des Sammelbehälters (7) mit den Mitteln (12; 17; 18) zur Beaufschlagung der Wärmeübertragungsflächen (2; 20) ein Filter (21) für die Reinigungsflüssigkeit eingeschaltet ist.

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6. Rekuperativer Wärmeübertrager nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Sammelbehälter (7) für die Reinigungsflüssigkeit während des Betriebes des Wärmeübertragers (1) als Auffangbehälter für aus dem abzukühlenden Wärmeträgermedium ausgeschiedene Kondensate dient.

7· Rekuperativer Wärmeübertrager nach dem Punkt 6, gekennzeichnet dadurch, daß der Sammelbehälter (7) mit einem Kondensatbehälter (9) verbunden ist,
8. Rekuperativer Wärmeübertrager nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Mittel zur Beaufschlagung der Wärmeübertragungsflächen (2; 20) mit der Reinigungsflüssigkeit mit 7erteileröffnungen (16) versehene Spritzrohre (17) vorgesehen sind.
9. Rekuperativer Wärmeübertrager nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß bei Ausbildung der Wärmeübertragungsflächen als Bündel von Rohren (2) die Spritzrohre (17) in gleicher Geometrie und Konfiguration wie die als Wärmeübertragungsflächen dienenden Rohre (2) angeordnet sind.
10. Rekuperativer Wärmeübertrager nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Mittel zur Beaufschlagung der Wärmeübertragungsflachen (2j 20) mit der Reinigungsflüssigkeit oberhalb von diesen ein Verteiler (12) in Form eines Kastens mit einer Vielzahl von Verteileröffnungen (16) angeordnet ist.
11. Rekuperativer Wärmeübertrager nach Punkt 10, gekennzeichnet dadurch, daß bei Ausbildung der Wärmeübertragungsfläohen als Bündel von Rohren (2) die Verteileröffnungen (16) über den Achsen der Rohre (2) angeordnet sind.

Hierzu 5 Seiten Zeichnungen