WO1980001468A1 - Element d'un sechoir pour l'air comprime - Google Patents

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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/02—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled
    • F28D7/022—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled the conduits of two or more media in heat-exchange relationship being helically coiled, the coils having a cylindrical configuration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/265—Drying gases or vapours by refrigeration (condensation)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/0041—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for only one medium being tubes having parts touching each other or tubes assembled in panel form

Definitions

  • the invention relates to a refrigeration dryer element for compressed air, each with at least one air-air heat exchanger and one air-freon heat exchanger, the heat exchangers having bent, nested tubes.
  • Refrigeration dryers are increasingly used in connection with compressed air networks to remove the moisture from the air and thus complicated compressed air systems, e.g. Control and regulation systems to be able to operate trouble-free.
  • the air compressed by a compressor is first pre-cooled and then fed at a temperature of approximately 30 ° C. to an air-air heat exchanger in which the air is cooled to approximately 12 ° C.
  • the further cooling of the air takes place in an air-freon heat exchanger, in which a final temperature of the air of about 2 C is reached.
  • the precipitated moisture is then separated in a separator connected to it.
  • the moisture-free air enters the air-air heat exchanger and is used to cool the compressed air
  • a known heat exchanger unit consists of an outer tube with an inner tube arranged coaxially therein, which is bent into a number of turns. To a small height, e.g. of two pipe diameters, it is necessary to arrange the heat exchanger in spirals. However, the production of heat exchanger units with spirally laid turns is difficult in terms of manufacturing technology and is therefore more complex than units with helically arranged pipe turns. For a given heat exchange unit output for the heat exchanger unit, however, the desired small overall height cannot be maintained for a given turn diameter in the case of a helical arrangement of the pipe turns. Although it is known to improve the heat exchange performance of two coaxial tubes by means of internals, this makes the heat exchanger unit complicated and expensive to manufacture.
  • the invention is therefore based on the object of designing a refrigeration dryer of the type described at the outset such that, with the simplest construction of the heat exchanger unit, a helical arrangement of the pipe windings is possible while observing the heat exchange output, the pressure loss, the height and the winding diameter is.
  • the air-air heat exchanger has an outer tube and at least three inner tubes and the air-freon heat exchanger has an outer tube and a coaxial inner have a tube with at least three inner tubes arranged in the coaxial inner tube with mutual line contact.
  • 1 is a side view of two superimposed heat exchangers
  • FIG. 2 is a plan view of the heat exchanger according to FIG. 1,
  • FIG. 6 is a plan view in an enlarged view of the tube ends of an air-freon heat exchanger.
  • the heat exchangers shown in FIGS. 1 and 2 are composed of an air-air heat exchanger 1 and an air-freon heat exchanger 2. Both heat exchangers 1, 2 have a turn length of one and a half turns. This ensures that when heat exchangers are stacked on top of each other, an intermediate space Z is created, through which the Interior space formed by the tube turns is accessible, which is advantageous in the manufacture of a refrigeration dryer.
  • the air-air heat exchanger * is composed of an outer tube 3 and four inner tubes 4, but a different number of inner tubes 4 can also be used.
  • the cooling air flows through the inner tubes 4, for example, and the air to be cooled flows in the interior between the outer tube 3 and the inner tubes 4.
  • the air-freon heat exchanger has, see FIG. 4, an outer tube 3 with a coaxial inner tube 5.
  • Four inner tubes 4 are arranged in the interior of the coaxial inner tube 5. It is essential here that the inner tubes 4 are in line with each other and with the inner wall of the coaxial inner tube 13. For example, the air to be cooled flows through the coaxial inner tube 5 and the inner tubes 4, while the freon flows in the annular space between the outer tube 3 and the coaxial inner tube 5.
  • the two heat exchangers 1, 2 have straight connectors 6 at their ends of the winches, see FIG. 2. With these, the heat exchangers 1, 2 are connected to collectors. In Fig. 2 manifolds 8, 9 are schematically shown for the cooling air and the air to be cooled.
  • a conical connecting support with a connecting pipe 12 connects to the connector 6, while the coaxial inner pipe 5 is connected directly to the collecting pipe 9. Since the one medium flows both in the inner tubes 4 and in the coaxial inner tube 5, only the coaxial inner tube 5 needs to be connected to the collecting tube 9; an undesirable risky and later inaccessible solder joint in the. Freon area. avoided.

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Description

- 1 -
Kältetrockner-Element für komprimierte Luft
Die Erfindung betrifft ein Kältetrockner-Element für komprimierte Luft mit mindestens je einem Luft-Luft- Wärmeaustauscher und einem Luft-Freon-Wärmeaustauscher, wobei die Wärmeaustauscher gebogene , ineinanderliegende Rohre aufweisen.
Kältetrockner werden zunehmend in Verbindung mit Druck- luftnetzen eingesetzt, um die Feuchtigkeit aus der Luft zu entfernen und damit komplizierte Druckluftsysteme, z.B. Steuer- und Regelsysteme, störungsfrei betreiben zu können. Bei bekannten Kältetrockner-Anlagen wird die von einem Verdichter verdichtete Luft zunächst vorge¬ kühlt und dann mit einer Temperatur von etwa 30 C einem Luft-Luft-rWärmeaustauscher zugeführt, in welchem die Luft auf ca. 12 C gekühlt wird. Die weitere Abkühlung der Luft erfolgt in einem Luft-Freon-Wärmeaustauscher, in welchem eine Endtemperatur der Luft von etwa 2 C erreicht wird. In einem daran anschliessenden Abscheider wird nun die ausgefällte Feuchtigkeit abgeschieden. Die feuchtigkeitsfreie Luft gelangt in den Luft-Luft-Wärme- austauscher und dient zur Kühlung der komprimierten
Luft. Die mit 2 C in diesen Wärmeaustauscher eintretende Luft erwärmt sich hierbei auf etwa 22 C und wird anschliessend den Verbrauchern zugeführt. Es hat sich nun als zweckmässig erwiesen, für die beiden Wärmeaus- tauscher Standard-Einheiten zu verwenden und eine der Grosse der Druckluftanlage entsprechende Anzahl dieser Einheiten zusammenzufassen.
Eine bekannte Wärmeaustauscher-Einheit besteht aus einem Aussenrohr mit einem darin koaxial angeordneten Innenrohr, das- zu einer Anzahl Windungen gebogen wird. Um eine kleine Bauhöhe, z.B. von zwei Rohrdurchmessern, einhalten zu können, ist es erforderlich, den Wärmeaus¬ tauscher in Spiralen anzuordnen. Die Herstellung von Wärmeaustauscher-Einheiten mit spiralförmig verlegten Windungen ist jedoch fabrikationstechnisch schwierig und deshalb aufwendiger als Einheiten mit schrauben¬ förmig angeordneten Rohrwindungen. Bei einer gegebenen Wärmeaustausch-Einheitsleistung für die Wärmeaustauscher- Einheit kann jedoch bei einer schraubenförmigen Anord- nung der Rohrwindungen die gewünschte kleine Bauhöhe bei gegebenem Windungsdurchmesser nicht eingehalten werden. Es ist zwar bekannt, die Wärmeaustausch-Leistung zweier koaxialer Rohre durch Einbauten zu verbessern, jedoch wird dadurch die Wärmeaustauscher-Einheit in ihrer Herstellung kompliziert und aufwendig.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Kältetrockner der eingangs beschriebenen Art so auszu¬ gestalten, dass bei einfachstem Aufbau der Wärmeaus¬ tauscher-Einheit eine schraubenförmige Anordnung der Rohrwindungen unter Einhaltung der Wärmeaustausch- Leistung, des Druckverlustes, der Bauhöhe und des Windungsdurchmessers möglich ist.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass die Luf -Luft-Wärmeaustauscher ein Aussenrohr und mindestens drei Innenrohre und der Luft-Freon- Wärmeaustauscher ein Aussenrohr und ein koaxiales Innen- röhr mit mindestens drei im koaxialen Innenrohr mit gegenseitiger Linienberührung angeordneten Innenrohren aufweisen.
Die Erfindung- ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht zweier übereinander- liegender Wärmeaustauscher,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Wärmeaustauscher nach Fig. 1,
Fig. 3 einen Querschnitt eines Luft-Luft-Wärmeaus- tauschers,
Fig. 4 einen Querschnitt eines Luft-Freon-Wärme- austauschers,
Fig. 5 eine Draufsicht in vergrösserter Dar- Stellung der Rohrenden eines Luft-Luft-
Wärmeaustauschers und
Fig. 6 eine Draufsicht in vergrösserter Dar¬ stellung der Rohrenden eines Luft-Freon- Wärmeaustauschers.
Die in Fig. 1 und 2 dargestellten -Wärmeaustauscher setzen sich aus einem Luft-Luft-Wärmeaustauscher 1 und einem Luft-Freon-Wärmeaustauscher 2 zusammen. Beide Wärmeaustauscher 1, 2 weisen eine Windungslänge von eineinhalb Windungen auf. Dadurch wird erreicht, dass bei Aufeinanderstapeln von Wärmeaustauschern jeweils ein Zwischenraum Z entsteht, durch den der von den Rohrwindungen gebildete Innenraum zugänglich ist, was bei der Herstellung eines Kältetrockners vor¬ teilhaft ist.
Der Luft-Luft-Wärmeaustauscher* 1 setzt sich, siehe Fig. 3, aus einem Aussenrohr 3 und vier Innenrohren 4 zusammen, jedoch kann auch eine andere Zahl von Innen¬ rohren 4 verwendet werden. Durch die Innenrohre 4 fliesst beispielsweise die Kühlluft und im Innenraum zwischen dem Aussenrohr 3 und den Innenrohren 4 die zu kühlende Luft.
Der Lu t-Freon-Wärmeaustauscher weist, siehe Fig. 4, ein Aussenrohr 3 mit einem koaxialen Innenrohr 5 auf. Im Innenraum des koaxialen Innenrohrs 5 sind vier Innen¬ rohre 4 angeordnet. Wesentlich ist hierbei, dass die Innenrohre 4 unter sich und mit der Innenwandung des koaxialen Innenrohrs in gegenseitiger Linienberührung 13 stehen. Durch das koaxiale Innenrohr 5 und die Innen¬ rohre 4 fliesst beispielsweise die zu kühlende Luft, während das Freon im Ringraum zwischen dem Aussenrohr 3 und dem koaxialen Innenrohr 5 fliesst.
Die beiden Wärmeaustauscher 1, 2 weisen an ihren Win¬ dungsenden, siehe Fig. 2, gerade Stutzen 6 auf. Mit diesen werden die Wärmeaustauscher 1, 2 an Kollektoren angeschlossen. In Fig. 2 sind schematisch Sammelrohre 8, 9 für die Kühlluft und die zu kühlende Luft dargestellt.
In Fig. 5 und 6 sind die Anschlüsse der Wärmeaustauscher 1, 2 vergrössert dargestellt. Der Stutzen 6 des Aussen- rohrs 3 mündet im gestrichelt dargestellten Sammelrohr 8 , während die Innenrohre 4 in einem Verbindungsstutzen 10 zusammengefasst v/erden, der im gestrichelt dargestellten Sammelrohr 9 mündet.
Fig. 6 stellt den Anschluss des Luft-Freon-Wärme- austauschers dar. Am Stutzen 6 schliesst ein konischer Verbindungsstützen mit einem Anschlussrohr 12 an, während das koaxiale Innenrohr 5 direkt mit dem Sammel¬ rohr 9 verbunden ist. Da das eine Medium sowohl in den Innenrohren 4 als auch im koaxialen Innenrohr 5 fliesst, braucht nur das koaxiale Innenrohr 5 mit dem Sammel¬ rohr 9 verbunden zu werden; dadurch wird eine uner- wünschte risikoträchtige und später unzugängliche Löt¬ stelle im. Freonbereich. vermieden.
Mit den beschriebenen Wärmeaustauscher-Einheiten 1, 2, die mit nur eineinhalb Windungen ausgeführt werden, erreicht man eine ins Gewicht fallende Materialerspar- nis trotz der Verwendung der Innenrohre 4. Auch ist für die Einhaltung der gewünschten Wärmeaustausch-Einheits¬ leistung kein grösseres Druckgefälle erforderlich als bei vergleichbaren bekannten Einheiten.
Der Einfachheit halber wurde für das eine Medium Luft genannt, doch kann im Rahmen der Erfindung auch ein anderes Gas verwendet v/erden.

Claims

Patentansprüche
1. Kältetrockner-Element für komprimierte Luft mit mindestens je einem Luft-Luft-Wärmeaustauscher und einem Luf -Freon-Wärmeaustauscher, wobei die Wärme¬ austauscher gebogene, ineinanderliegende Rohre auf- weisen, dadurch gekennzeichnet, dass der Luft-Luft- Wärmeaustauscher (1) ein Aussenrohr (3) und mindestens drei Innenrohre (4) und der Luft-Freon-Wärmeaus¬ tauscher (2) ein Aussenrohr (3) und ein koaxiales Innenrohr (5) mit mindestens drei im koaxialen Innen- röhr mit gegenseitiger Linienberührung (13) angeord¬ neten Innenrohren (4) aufweisen.
2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luft-Luft-Wärmeaustauscher (1) und der Luft- Freon-Wärmeaustauscher (2) gleiche Windungslänge auf- weisen.
3. Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungslänge der Wärmeaustauscher (1, 2) eineinhalb Windungen beträgt.
4. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeaustauscher (1, 2) übereinanderliegen, wobei alle Lu t-Luft-Wärmeaustauscher im oberen Bereich benachbart und alle Freon-Luft-Wärmeaustauscher im unteren Bereich benachbart angeordnet sind.
5. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeaustauscher (1, 2) gerade Stutzen (6) aufweisen, die mit annähernd senkrecht zu den Stutzen verlaufenden nebeneinanderliegenden Sammelrohren (8, 9) verbunden sind.
-^ 3 E
OlvϊP
V/IF
& ^ -
6. Element nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenrohre (4) des Wärmeaustauschers (1) , vor¬ zugsweise durch einen Verbindungsstutzen (10) , und das koaxiale Innenrohr (5) mit dem vom Stutzen (6) ent- fernteren Sammelrohr (9) verbunden sind.
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FR2446459A1 (fr) 1980-08-08
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