DE893955C

DE893955C - Verfahren und Vorrichtung zum Kuehlen von Suesswasser, Sole oder anderen Fluessigkeiten

Info

Publication number: DE893955C
Application number: DEF1043D
Authority: DE
Inventors: Fritz Fechner
Original assignee: F W Fechner & Co
Current assignee: F W Fechner & Co
Priority date: 1942-12-10
Filing date: 1942-12-10
Publication date: 1953-10-22

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen von Süßwasser, Sole oder anderen Flüssigkeiten ' Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kühlen von Süßwasser, Sole oder anderen Flüssigkeiten und besteht darin, daß die zu kühlende Flüssigkeit in einem Behälter in an sich bekannter Weise der Wirkung eines Verdampfers für ein Kältemittel ausgesetzt wird, wobei entlang den Wärmeaustauschflächen trockene Luft in die zu kühlende Flüssigkeit derart eingeblasen wird, daß eine rege Bewegung der zu kühlenden Flüssigkeit an allen Stellen des Flüssigkeitsbehälters und eine hohe Strömungsgeschwindigkeit entlang den Wärmeaustauschflächen des Verdampfers entsteht. Die Kühlung von Süßwasser, Sole und anderen Flüssigkeiten mit Hilfe eines in die zu kühlende Flüssigkeit eingesetzten Verdampfers ist an sich bekannt. Da jedoch die durchgehende Kühlung der Flüssigkeit in einem Behälter eine Bewegung der Flüssigkeit entlang den Wärmeaustauschflächen erfordert, war man bisher gezwungen, zu diesem Zweck Rührwerke zum Umwälzen der Flüssigkeit zu verwenden. Abgesehen davon, daß die Rührwerke einen erheblichen Kraftbedarf haben und durch die Rührwerke die ganze Kühlanlage einen großen Raumbedarf hat, sind bei den bisherigen Kühlanlagen noch verschiedene andere Nachteile vorhanden, deren Beseitigung bisher nicht möglich war.
Zunächst war es sehr schwer möglich, der gesamten Flüssigkeitsmenge in dem Behälter eine gleichmäßige Temperatur zu erteilen. Weiter war es nicht möglich, die Kühlung beispielsweise von Wasser so weit zu treiben, daß das Wasser mit einer Temperatur von o° an die Kaltwasserbedarfsstellen gebracht werden kann, @da ja auf dem Wege von der Kühlanlage bis zur Verbrauchsstelle immer eine bestimmte Erwärmung eintritt, die je nach der Entfernung der beiden Stellen voneinander mehr oder weniger groß ist. Ferner muß bei den bisher bekannten Kühlanlagen immer mit einem größeren Temperaturunterschied zwischen der Verdampfungstemperatur des Kältemittels und der Temperatur der zu kühlenden Flüssigkeit gearbeitet werden.
Es wurde nun die überraschende Feststellung gemacht, daß die geschilderten Übelstände mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einem Schlag beseitigt werden können.
Durch das Einblasen von trockener Luft in die zu kühlende Flüssigkeit entlang den Wärmeaustauschflächen wird mit geringstem .Kraftaufwand, der nur ein Zehntel des Kraftbedarfs eines die gleiche Wirkung erzielenden Rührwerkes beträgt, eine an allen Stellen des Flüssigkeitsbehälters genau gleiche Temperatur erzielt. Durch die entstehende hohe lokale Flüssigkeitsgeschwindigkeit wird ein besonders hoher Wirkungsgrad erzielt, und es ergibt sich eine sehr geringer Temperaturunterschied zwischen dem verdampfenden Kältemittel und der an den Wärmeaustauschflächen vorbeiströmenden Flüssigkeit, so daß mit einer VerdampfungstemperaturdesKältemittels gearbeitet werden kann, die nur i oder 2° tiefer liegt als die Temperatur der zu kühlenden Flüssigkeit.
Bei der Kühlung von Wasser tritt durch die intensive Wasserbewegung an den Wärmeaustauschflächen ein Gefrierverzug ein, so daß das Wasser auf eine Temperatur von minus i bis 11/z° gebracht werden kann, ehe sich eine isolierende Eisschicht an den Wärmeaustauschflächen bildet. Durch diese überraschende Wirkung ist es möglich, daß z. B. in Brauereien, Gummifabriken u. dgl., wo ein großer Bedarf an tiefgekühltem Süßwasser besteht, das Wasser mit einer Temperatur von o° an die Kaltwasserbedarfsstellen gebracht werden kann, was .bei allen bisher bekannten Wasserkühlern nicht möglich war.
Wird ein Verdampfer benutzt, der aus senkrechten, unten und oben oder nur oben offenen doppelwandigen Rohren besteht, bei denen die Zwischenräume zwischen den äußeren und inneren Rohren die Räume für das Kältemittel bilden, so kann man eine vorzügliche Wirkung erzielen, wenn man die Luft in die unten und oben oder nur oben offenen Rohre einbläst. Dadurch entsteht eine intensive Bewegung der Flüssigkeit in .den Rohren, die sich auf die außen um die Verdampferrohre befindliche Flüssigkeit überträgt, so daß die gesamte zu kühlende Flüssigkeit in intensive Bewegung gerät.
Die einzublasende trockene Luft wird vorteilhaft als kalte Luft unmittelbar über der brodelnden Oberfläche der zu kühlenden Flüssigkeit abgesaugt, in einem Verdichter durch Erwärmen getrocknet und als trockene Luft- in die zu kühlende Flüssigkeit wieder eingeblasen.
In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens beispielsweise, teilweise schematisch, dargestellt; es zeigt Abb. i einen Aufriß der Kühlanlage, Abb. 2 einen Grundriß derselben, Abb. 3 einen Seitenriß bei geschnittenemFlüssigkeitsbehälter.
Die Kühlanlage besteht aus einem mit einer Zu-. und Ableitung versehenen Behälter a, der mit der zu kühlenden Flüssigkeit gefüllt ist, wobei die kalte Flüssigkeit kontinuierlich entnommen und im Kreislauf wieder zugeführt wird. In den Behälter d ist ein Verdampfer eingesetzt, der in dem dargestellten Beispiel aus einem mehrreihigen System senkrechter, unten und oben offener Rohre b, die doppelwandig ausgeführt sind, besteht. DieZwischenräume zwischen den Außen- und Innenrohren bilden den Verdampfer. Die Verdampferräume sind oben und unten durch Sammelrohre c miteinander verbunden, die in einen Flüssigkeitsabscheider d münden. In die Innenrohre sind von oben Düsenrohre e eingesetzt, die am unteren Ende mit Düsen f versehen sind. Die oberen Enden der Düsenrohre e sind durch Verteilungsrohre g miteinander verbunden, die ihrerseits wiederum durch Zuleitungsrohre la mit einem Luftverdichter in Verbindung stehen.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung gestaltet sich folgendermaßen: In .die denVerdampfer bildendenZwischenräurne zwischen den Außen- und Innenrohren wird das Kältemittel, z. B. Ammoniak od. dgl., eingeführt, welches über ein automatisches Reduzierventil i in .den unteren Teil des Flüssigkeitsabscheiders d eingespritzt und in, Dampfform aus dem oberen Teil des Flüsssgkeitsabscheiders d von dem Verdichter k abgesaubgt wird. Die indem Dampfdes Kältemittels enthaltenen Flüssigkeitsteilchen. scheiden sich im oberen Teil .des Flüssigkeitsabscheiders. d ab und fallen in die Flüssigkeit zurück, so daß ein reger Umlauf in dem Verdampfer benvirkt wird.
Gleichzeitig wird durch dieDüsen:rohree trockene Luft in, -die zu kühlende Flüssig-keit eingeblasen, wodurch eine rege Bewegung der zu kühlenden Flüssigkeit an allen Stellen des. Flüssigkeitsbehälters und eine hohe Strömungsgeschwindigkeit an .denn Wärmeaustauschflächen .des Verdampfers erzielt werden.
Durch diese Arbeitsweise wird erreicht, daß die Temperatur der zu kühlenden Flüssigkeit an. allen Stellen der Vorrichtung genau die gleiche .ist, wobei ,der Kraftbedarf der als Rührwerk arbeitenden Lufteinblasevorrichtung ein äußerst geringer ist.
Selbstverständlich kann an Stelle des dargestellten Doppelrohrverdampfers auch jeder beliebige andere Verdampfer Verwendung finden, wobei nur Bedingung ist, daß die Luft entlang .den Wärmeaustauschflächen eingeblasen und (damit die in.tens,ive Flüssigkeitsbewegung entlang ,den Wärmeaustauschflächen erzielt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Kühlen von, Süßwasser, Sole oder anderen Flüssigkeiten, darin bestehend, daß die zu kühlenide Flüssigkeit in einem Behälter in an sich bekannter Weise .der Wirkung eines Verdampfers. für ein Kältemittel ausgesetzt wird, wobei endlang @d@en Wärmeaus.tauschflächen trockene Luft in die zu kühlende Flüssigkeit derart eingeblasen wird, daß eine rege Bewegung,der zu kühlenden Flüssigkeit an allen Stellen des Flüssigkeitsbehälters und eine hohe Strömungsgeschwindigkeit entlang den Wärmeaustauschflächen,des Verdampfers entsteht.
2. Verfahren nach. Anspruch i, darin bestehend, daß die trockene Luft 4n mit der zu kühlenden Flüssigkeit gefüllte rohrartige Hohlräume eingeblasen wird, die von dem Kältemittel umgeben sind.
3. Verfahren nach Anspruch. i oder 2, darin bestehend, daß unmittelbar über,der brodelnden Oberfläche .der zu kühlenden Flüssigkeit kalte Luft abgesaugt, in einem Verdichter durch Erwärmen getrocknet -und, als: trockene Luft in. ,die zu kühlende Flüssigkeit wieder eingeblasen wird. q.. Vorrichtung zur Ausführung des Verf.ahrens nach Anspruch i, 2 oder 3, bestehend aus, einem in, einen Flüssigkeitsbehälter (a) eingesetzten ein- oder mehrreih;ia@en System senkrechter, unten und oben oder nur oben offener, doppelwandiger Rohre (b), deren Zwischenraum zwischen den Doppelwänden als, Verdampfer zur Aufnahmedes Kältemittels ,dient und in die von oben, Düsenrohre (e) mit am unteren. Ende angeordneten Düsen (f) hineinragen. 5. Vorrichtung nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, .daß dem Verdampfer ein Flüssigkeltsabscheider (d) vorgeschaltet ist, der mit einem Verdichter (k) in Umlaufverbindung steht.