METHOD AND APPARATUS FOR CLEANING HEAT EXCHANGERS

Abstract: 1. Method of cleaning a heat exchanger (30) for heat recovery from an exhaust-air stream, consisting of tubes (32) traversed by a heat carrier which have lamellas (31) or ribs, characterized in that, during operation of the heat exchanger (30), nozzles (46) moving to-and-fro along the exhaust-air entrance side thereof are used to spray first a cleaning liquid and next a rinsing liquid in the direction of the exhaust-air stream, against the lamellas (31) or ribs of the heat exchanger (30), and the spent liquid is drained off below the heat exchanger (30).

Description: Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Wärmetauschern Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Wärmetauschern gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 5. Bei Wärmetauschern zum Entzug von Wärme aus der Luft ist es bekannt, dass die Verunreinigungen rasch zu einem dicken Belag auf den zur Vergrösserung der aktiven Oberfläche auf den Rohren angebrachten Lamellen oder Rippen führen. Für die Entstaubung von Filtertaschen, die parallel zueinander und mit Abstand voneinander in einer Kammer angeordnet sind, ist es gemäss der CH-A 366'727 bekannt geworden, auf einem hin- und herlaufend angetriebenen Transportband eine Spülgasdüse vorzusehen. Diese Spülgasdüse wird taktweise mit Spülgas versorgt, so dass sich eine Flatterbewegung der Filterflächen der Filtertaschen ergibt und der Staub abgeschüt telt wird. Bei trockenem Staub und mit textilen Filtertaschen kann sich eine derartige Reinigungsart bewähren; enn jedoch Staub und Feuchtigkeit, insbesondere Oeldämpfe, ru- sammen abgesaugt werden, wie dies in Küchen üblich ist, genügt eine Reinigung mit Spülgas nicht. Hier wird eine Reinigung mit einem fettlösenden Mittel benötigt. Bei starren Lamellen von Wärmetauschern muss üblicherweise der Wärmetauscher ausgebaut und gereinigt werden, um die meist stark verschmutzten Lamellen zu reinigen. In Grossküchen von Hotels und/oder Gaststätten muss diese Reinigung auf die Nachtzeit verlegt werden, damit der Küchenbetrieb nichtgestörtwirdund sie ist überdies mit grossen Umtrieben verbunden. Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine Lösung für die Reinigung der Lamellen oder Rippen bei von Abluft durch strömten Wärmetauschern zu suchen, mit der ohne Demontage und während des Betriebs der anhaftende Schmutz entfernt werden kann. Erfindungsgemäss wird dies mit einem Verfahren gemäss den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 1 erreicht. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist im Patentanspruch 5 gekennzeichnet. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematisch dargestellte Lüftungsanlage für eine Küche mit einem Wärmetauscher, um die Wärme der Abluft auf die Zuluft zu übertragen, Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Reinigung eines Wärmetauschers für den Betrieb in einer Anlage nach Fig. 1 mit Steuer- und Speisege räten, und Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Reinigungsvorrich tung bei einem Lamellen-Wärmetauscher. In einem mit forcierter Lüftung versehenen Raum 1, beispielsweise in einer Küche mit Kochherd 2, ist in Fig. 1 eine Abzugshaube 3 und ein Zuluftverteiler 4 dargestellt. Von der Abzugshaube 3 gelangt die abgesaugte Luft durch einen Abluft kanal 5 zu einem Wärmetauscher 6 mit einer in Reihe geschalteten Wärmetauscherbatterie 6a, 6b, 6c mit Tropfenabscheider 7. Der Tropfenabscheider 7 ist mit einem rücklaufgesicherten Ablauf 7a versehen. Ein Ventilator 8 saugt die Abluft über den beschriebenen Weg an und gibt sie ins Freie U ausserhalb des Hauses H ab. An einer andern Stelle wird mit einem zweiten Ventilator 9 Frischluft vom Freien U angesaugt und über einen Filter 10, eine zweite Wärmetauscherbatterie 11 zur Vorwärmung der Luft, einen gesteuerten Lufterhitzer 12 und einen Zuluftkanal 13 dem Zuluftverteiler 4 zugeführt. Die Wärmetauscherbatterje 6a, 6b, 6c im Abluftweg ist über Leitungen 14, 15 mit der Wärmetauscherbatterie 11 im uluft- weg verbunden. Eine Pumpe 16 dient zur Förderung des Flusses des Wärmeleitmediums. Derartige Anordnungen sind heute sehr gebräuchlich, um die Energie, die in der Abluft enthalten ist, wenigstens teilweise wieder zu nutzen. Da in solchen Anordnungen die Lamellen der Wärmetauscherbatterien 6a, 6b, 6c relativ rasch verschmutzen, müssen sie oft gereinigt werden. Für diese Reinigung ist eine Sprühdüsenanordnung, die im Detail in Fig. 3 dargestellt ist, verwendet. In einem Abluftkanal 29 ist ein Wärmetauscher 30 zur Rückgewinnung der Wärmeenergie aus der Abluft angeordnet. Dieser Wärmetauscher 30 kann der erste aus der Batterie 6a, 6b, 6c in Fig. 1 sein und besteht aus einer grossen Anzahl paralleler Lamellen 31, die von einem Rohrsystem mit einer Anzahl paralleler Rohre 32 durchstossen werden. Die Lamellen 31 sind an ihrem Umfang in einem Gehäuse 33 mit praktisch demselben Querschnitt wie der stromaufwärtige Abluftkanal 29 gehaltert. Im Abluftweg ist zwischen dem Abluftkanal 29 und dem Gehäuse 33 des Wärmetauschers 30 ein weiterer Gehäuseteil 40 eingesetzt. Dieser Gehäuseteil 40 beinhaltet eine Reinigungsvorrichtung für die Lamellen 31 des Wärmetauschers 30. Ein Schlitten 41 ist mit zwei Paaren Führungswalzen 42 auf einer oberen Führungsschiene 43 über die ganze Breite des Gehäuses 33 verschiebbar geführt. An einer unteren Führungsschiene 44 ist der Schlitten 41 durch Puffer 47 abgestützt. Der Schlitten 41 trägt ein vertikal angeordnetes Düsenrohr 45 mit mehreren, beispielsweise vier auf dessen Länge verteilt angeordneten Sprühdüsen 46. Das Düsenrohr 45 wird von einer Waschsteuerung (20,22,Fig. 2), die später beschrieben wird, über einen Schlauch 48 gespeist. Der Antrieb des Schlittens 41 zur Hin- und Herbewegung erfolgt mit einem Getriebemotor 49 über eine Kupplung 50. Der Getriebemotor 49 ist mittels eines Haltewinkels 51 an der abgebrochen gezeichneten Hinterwand 52 eines Waschgehäuses 59, das seitlich am Gehäuse 40 des Wärmetauschers 30 befestigt ist, gehaltert. Ueber die ganze Verschiebelänge des Schlittens 41 ist ein Förderband 53 gespannt, das beispielsweise ein Zahnriemen sein kann. Die Antriebsscheibe 54 ist auf der Abtriebswelle 55 der Kupplung 50 befestigt und die Umlenkscheibe 56 ist in einer U-föTmigen Halterung 57 drehbar gehaltert. Die U-förmige Halterung 57, die auf einem Träger 58 aufliegt, ist starr mit den beiden Führungsschienen 43, 44 verbunden. Zum Spannen des Zahnriemens 53 kann somit die Halterung 57 mittels eines Druckes auf die Führungsschienen 43, 44 verschoben werden. Dazu sind die Führungsschienen 43, 44 in nicht dargestellten, am Waschgehäuse 59 abgestützten und gehalterten Wellenböcken mittels Stellschrauben in bekannter Weise befestigt und können verkürzt oder verlängert werden. Damit der Getriebemotor 49 nicht umgesteuert werden muss, sind die beiden Enden des Zahnriemens 53 senkrecht zum Trum nach aussen abstehend zu einem Nocken 62 zusammengeflanscht. Ein am Schlitten 41 befestigter oberer Mitnehmerbolzen 60 ist in der Höhe des oberen Trums 53a des Zahnriemens 53 angeordnet und ein unterer Mitnehmerbolzen 61, der ebenfalls am Schlitten 41 befestigt ist, ist auf die Höhe des unteren Trums 53b ausgerichtet. Auf diese Weise hängt der Nocken 62 zuerst am oberen Nlitnehmerbolzen 60 an und stösst damit den Schlitten 41 bis zur Umlenkscheibe 56 und gleitet infolge der Rundung der Umlenkscheibe 56 unter dem oberen Wiitnehmer- bolzen 60 hindurch und greift kurz darauf am unteren Ntitneh- merbolzen 61 an und stösst den Schlitten 41 bis zur Antriebsscheibe 54 zurück, wo sich derselbe Vorgang wiederholt. In Fig. 3 ist der Schlitten 41 nach links in der Zeichnung hinausgezogen dargestellt, daher befindet sich der untere Mitnehmerbolzen 61 ausserhalb des Eingriffes mit dem Nocken 62, nämlich im Gehäuseteil 40, das neben dem Wärmetauscher 30 angeordnet ist. Damit kann der Zustand der Düsen 46 durch einen Service zugang oder eine Inspetionsöffnung kontrolliert werden. Wie aus dieser Fig. 3 deutlich erkennbar ist, lässt sich der Schlitten genügend verschieben, damit sich irgendwelche Unterhaltsarbeiten in einem Gebiet ausserhalb des Wärmetauschers 30 durchführen lassen, so dass weder die Belüftung abgestellt, noch der Wärmetauscher ausgebaut werden muss. In üblicher Weise kann der Boden 40a des Gehäuses 40 geneigt sein, damit die Reinigungsflüssigkeit in Richtung gegen den Wärmetauscher 30 ablaufen kann, von wo sie dann, wie in Fig. 1 dargestellt, über den Abfluss 7a wegleitbar ist. Eine Anordnung zum Betrieb der Vorrichtung nach Fig. 3 ist in Fig. 2 dargestellt. Die Anordnung umfasst eine elektrische Steuerung 20, eine Flüssigkeitsaufbereitung 22 und die Waschvorrichtung mit dem Schlitten 41, dem Düsenrohr 45, dem Zuführschlauch 48, ferner dem Antrieb mit Getriebemotor 49, der Antriebsscheibe 54, der Umlenkscheibe 56 und dem Zahnriemen 53. Ebenfalls dargestellt sind die obere Führungsschiene 43 und der Wärmetauscher 30. Die elektrische Steuerung 20 umfasst einen Handschalter 201 mit Stellungen "O"-"Ein"-"Automat". In der Stellung "Ein" gelangt ein Steuerstrom zum Motorschutzschalter 204, der den Stromkreis zum Getriebemotor 49 schliesst. Ferner wird auch ein Steuerstrom an ein Magnetventil 224 in einer Wasser- leitung 225 für Warmwasser geöffnet, wodurch über das geöffnete Ventil 222 Warmwasser mit aus dem Waschmittelbehälter 223 über eine Strahlpumpe 226 angesaugtem Waschmittel an die Zuleitung 227 zum Reinigungsgerät und damit zu den Sprühdüsen 46 gelangt. Diese Stellung dient in erster Linie der Kontrolle und Einstellung der Düsen und des Verschiebeweges. Auf Stellung "Automat" des Schalters 201 wird den beiden Zeitschaltern 202 bei geschlossenem Relais 203 Steuerstrom zugeführt. Mit dem Relais 203 wird der Betrieb der Lüftungsanlage überwacht, damit keine Reinigung stattfindet, wenn die Lüftungsanlage nicht in Betrieb ist. Die beiden eit- schalter 202 schalten periodisch zwischen "Waschen" und "Spülen" um, indem durch Schliessen des Ventils 222 und Oeffnen des Ventils 221 die Strahlpumpe 226 überbrückt wird. Bei einer starken Verschmutzung der Wärmetauscher kann das Reinigungsgerät im Dauerbetrieb arbeiten. Oder es können mehrere parallele Düsenrohre 56 am Schlitten 41 vorgesehen sein. Mit einem zusätzlichen Zeitschalter kann die Reinigung auch auf besondere Tageszeiten eingestellt werden. Wenn, wie in Fig. 1 dargestellt, mehrere Wärmetauscher 6a, 6b, 6c in Reihe hintereinander angeordnet sind, kann für jeden Wärmetauscher eine Reinigungsanlage vorgesehen sein, wobei auch denkbar wäre, dass in den Zwischenräumen zwischen benachbarten Wärmetauschern beidseitig arbeitende Reinigungsvorrichtungen mit zwei Düsenrohren vorgesehen werden könnten.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zur Reinigung von Wärmetauschern, die für den Entzug von Wärme aus einem Gasstrom eingerichtet sind und zur Vergrösserung der aktiven Oberfläche der von einem Wärmeleitmedium durchflossenen Leitungen (32) Lamellen oder Rippen (31) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass in Richtung des Gasstromes zuerst eine Reinigungsflüssigkeit zur Lösung des Schmutzes von den Flächen und dann eine Spülflüssigkeit zum Abwaschen des gelösten Schmutzes gegen die Lamellen oder Rippen (31) gesprüht wird, und dass die verbrauchten Flüssigkeiten unterhalb des Wärmetauschers (30) abgeleitet werden. 2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Sprühdüse (46) der Gaseintrittsseite des Wärmetauschers (30) entlang wenigstens einmal hin- und zurückbewegt wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Reinigungsflüssigkeit ein in warmeinWas- ser gelöstes Waschmittel und als Spülflüssigkeit warmes Was- ser allein verwendet sind. 4. Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsflüssigkeit während einer Zeit zwischen 2 und 6 Minuten und die Spülflüssigkeit während einer Zeit zwischen 1 und 2 Minuten zur Wirkung gebracht werden. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch eine mit einer Mischstation (226) zur Abgabe der Reinigungs- und der Spülflüssigkeit verbundene Düsenanordnung (45,46) und durch eine Transportvorrichtung (41,49,53-56) zur reversierenden Bewegung der genannten Düsenanordnung (45,46). 6. Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung aus einem Getriebemotor (49) und einem endlosen, einerseits um eine Antriebsriemenscheibe (54) und anderseits um eine Leerlaufriemenscheibe (56) geschlungenen Transportband (53) mit einem Mitnehmer (62) besteht, und dass die Düsenanordnung (45,46) mit einem ersten Mitnehmeranschlag (60) im Gebiet des oberen Weges (53a) des Mitnehmers (62) und mit einem zweiten Mitnehmer anschlag (61) im Gebiet des unteren enges (53b) des Mitnehmers (62) ausgerüstet ist. 7. Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenanordnung aus einem Düsenrohr (45) mit einer Anzahl parallel ausgerichteter Düsen (46) besteht, und dass das Düsenrohr (45) zur Ausführung einer parallelen Verschiebung mit Führungsschienen (43,44) geführt ist. 8. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der motorseitige Umkehrpunkt der Düsenanordnung (45,46) seitlich ausserhalb des Wärme- tauschers (30) angeordnet ist. 9. Vorrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der motorseitige Umkehrpunkt in einem Leersektor einer Wärmetauscheranordnung untergebracht ist.

Inventors: BADER, EMIL
Applicants: BADER, EMIL
Application year: 1983
Main classification: F28G1
IPC codes: F28G9, F28G1