DE4117419A1

DE4117419A1 - Method of cooling offices by introduction of air stream - involves prior cooling of air stream by liquefied gas extracted from air

Info

Publication number: DE4117419A1
Application number: DE19914117419
Authority: DE
Inventors: Stefan Dipl Ing Wolber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-12-22
Filing date: 1991-05-28
Publication date: 1992-07-02

Abstract

A method of cooling rooms, especially offices introduces an air stream into the room which has been colled by liquid gas extracted from the air. After cooling the air stream the liquid gas is mixed in with the air. The liquid gas can be liquid air, oxygen or nitrogen or liquid carbon dioxide, and through mixed with the air, water drops or ice crystals are excluded. USE/ADVANTAGE - Cooling is achieved without the use of fluorocarbonated hydrogen or ammonia.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen von Räumen, insbesondere Büroräumen, unter Einleiten eines Zuluftstroms in den Raum. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens mit einer im Zuluftstrom vor dem zu kühlenden Raum angeordneten Wärmeaustauschzone.The invention relates to a method for cooling rooms, especially offices, with the introduction of a supply air flow in the room. The invention further relates to a device to perform the procedure with a in the supply air flow the heat exchange zone to be cooled.

In der Klima- und Lüftungstechnik sind Verfahren zum Kühlen und Entfeuchten eines Zuluftstroms mit Verwendung von Kälte maschinen, die als Arbeitsmedium Ammoniak, halogenisierte oder teilhalogenisierte Fluor- oder Chlorkohlenwasserstoffe benötigen, bekannt. Dabei läuft das Arbeitsmedium in einem geschlossenen Kreislauf um. In einem Luftkühler wird der zu behandelnde Zuluftstrom so weit abgekühlt, wie es die Raum kühlung erfordert. -Dabei kann der Zuluftstrom auch so weit abgekühlt werden, daß der in diesem enthaltene Wasserdampf an den kalten Wärmetauscherflächen kondensiert, abläuft und anschließend abgeleitet werden kann. Dadurch wird der Zuluft strom entfeuchtet.In air conditioning and ventilation technology there are processes for cooling and dehumidifying a supply air flow using cold machines that use ammonia as a working medium, halogenated or partially halogenated fluorocarbons or chlorinated hydrocarbons need known. The working medium runs in one closed cycle around. In an air cooler, this becomes Treated supply air flow cooled as far as the room cooling requires. - The supply air flow can also go so far be cooled that the water vapor contained therein condenses, drains and on the cold heat exchanger surfaces can then be derived. This will supply air electricity dehumidified.

Inzwischen hat sich herausgestellt, daß Fluorkohlenwasser stoffe, auch FCKW′s genannt, die Ozonhülle zerstören. Ein Verbot dieser Stoffe wird angestrebt. In wenigen Jahren wird die Verwendung der FCKW′s nicht mehr erlaubt werden. Ammo niak ist sehr giftig. Seine Verwendung ist daher problema tisch.It has now been found that fluorocarbon substances, also called CFCs, destroy the ozone layer. A The aim is to ban these substances. In a few years the use of CFCs is no longer allowed. Ammo niak is very toxic. Its use is therefore problematic table.

Zusätzlich zu den sich aus dem Kältemittel ergebenden Nach teilen und Schwierigkeiten ist der Betrieb der Kältemaschi nen an sich auch mit Nachteilen behaftet. Kältemaschinen wer den für die Spitzen-Kühllast von Gebäuden ausgelegt. Diese Spitzen-Kühllast wird aber nur für wenige Stunden im Jahr während der Sommermonate benötigt. Dies bedeutet, daß eine Kältemaschine fast immer mit reduzierter Leistung fährt oder ständig ein- und ausgeschaltet wird. Dadurch wird der Kapi taldienst wegen der wenigen Betriebsstunden sehr teuer. Gleichzeitig wird eine hohe elektrische Anschlußleistung nicht nur für die Kältemaschinen, sondern auch für die für deren Betrieb erforderlichen Kühltürme benötigt. Der Lei stungspreis der Stromversorgungsunternehmen für diese An schlußleistung liegt häufig höher als der Strom-Arbeitspreis für den eigentlichen Kühlbetrieb. Die Kühlleistungs-Strom spitze fällt mit der Spitzenbelastung der Kraftwerke zusam men. Ein hoher Anteil der vorzuhaltenden Kraftwerksleistung ist damit den Kühlmaschinen zuzurechnen. Ohne den Spitzenbe-. darf der Kältemaschinen während weniger Stunden im Sommer könnten Kraftwerke sogar stillgelegt werden.In addition to the night resulting from the refrigerant sharing and trouble is the operation of the chiller themselves also have disadvantages. Chillers who designed for the peak cooling load of buildings. These Peak cooling load is only for a few hours a year needed during the summer months. This means that a Chiller almost always runs with reduced power or is constantly switched on and off. This will make the captain Talent service very expensive because of the few hours of operation. At the same time, a high electrical connected load not only for the chillers, but also for those for the operation of which requires the necessary cooling towers. The lei Power supply companies' price for this service final performance is often higher than the electricity labor price for the actual cooling operation. The cooling power electricity peak coincides with the peak load of the power plants men. A high proportion of the power plant output to be held is thus attributable to the cooling machines. Without the top notch. the chillers may be used during a few hours in summer power plants could even be shut down.

Sogenannte Luftverflüssigungsanlagen, in denen Luft verflüs sigt und je nach Verwendungszweck in ihre Hauptbestandteile O₂ und N₂ zerlegt werden, sind bekannt. Das O₂ und das N₂ stehen dann als Gas oder Flüssigkeit zur Verfügung. Flüssige Luft, flüssiges O₂ und flüssiges N₂ werden Flüssiggas ge nannt. Diese Flüssiggase werden zum Beispiel zum Schockge frieren von Lebensmitteln, zum Einfrieren beschädigter Was serleitungen und für andere Zwecke eingesetzt. Das Flüssig gas kann in Flaschen, Kühlbehältern und Tankwagen, die unter geringem Druck stehen, gespeichert und zu einem Verwendungs ort transportiert werden.So-called air liquefaction systems, in which air is liquefied and broken down into its main components O ₂ and N ₂ depending on the intended use, are known. The O ₂ and the N ₂ are then available as gas or liquid. Liquid air, liquid O ₂ and liquid N ₂ are called liquid gas. These liquefied gases are used, for example, to shock freeze food, freeze damaged water pipes and for other purposes. The liquefied gas can be stored in bottles, coolers and tankers that are under low pressure and transported to a place of use.

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, mit dem ein Zuluftstrom ohne Kältemaschinen und damit ohne Verwendung von FCKW′s oder Ammoniak gekühlt und entfeuchtet werden kann. Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich bei einem Verfah ren der eingangs genannten Gattung dadurch, daß bei einer Aufgabenstellung "Kühlen" dem Zuluftstrom vor dem Eintreten in den Raum aus Luft gewonnenes Flüssiggas aus einem Vorrats behälter über Düsen beigemischt wird, wodurch dieser gekühlt wird. Bei Verwendung von O₂ oder flüssiger Luft als Flüssig gas wird dabei der Zuluftstrom gleichzeitig mit Sauerstoff angereichert. Damit reicht ein geringerer Volumenstrom für die Versorgung eines oder mehrerer Räume aus. Damit werden Ventilator-Antriebsenergie und Luftaufbereitungskosten einge spart. Bei der Aufgabenstellung "Entfeuchten" ergeben sich zwei Alternativen. Entweder wird die Flüssiggasmenge so ver größert, daß sich Tropfen oder Eispartikel bilden, die an schließend aue dem Luftstrom über Abscheider entfernt wer den, oder es wird ein Wärmetransportmedium bis unter den Tau punkt der Luft abgekühlt. Die Luftfeuchtigkeit schlägt sich an diesem Wärmetransportmedium nieder und wird von ihm bis in einen Bereich außerhalb des Zuluftstroms transportiert. Dabei kann sowohl Wasser, das in den Zuluftstrom eingesprüht. wird, als auch ein fester Zwischenträger verwandt werden. In der anderen Alternative wird die Kälte der ausgeschiedenen Feuchtigkeit zum Vorkühlen eines Zuluftstroms ausgenutzt, so daß die Kühlenergie des Flüssiggases zu 100% ausgenutzt wird. Dieses Verfahren ist weiterhin mit dem Vorteil verbun den, daß bei der Kondensat- bzw. Eisbildung im Zuluftstrom die von diesem mitgeführten Keime und Stäube als Kondensa tionskerne dienen und deshalb auch ausgeschieden werden. Da mit ist der Zuluftstrom nach dem Entfeuchten erheblich keim freier als bei herkömmlicher Technik. Dies ist auf dem Ge biet der Reinraumtechnik, für Operationsräume und bei der Herstellung empfindlicher Teile usw. von großem Nutzen.Starting from this prior art, the invention has for its object to find a method with which a supply air flow can be cooled and dehumidified without refrigeration machines and thus without the use of CFCs or ammonia. The solution to this problem arises in a procedural ren of the type mentioned in that in a task "cooling" the supply air flow before entering the room, liquid gas obtained from air is mixed from a storage container via nozzles, whereby it is cooled. When using O ₂ or liquid air as liquid gas, the supply air flow is enriched with oxygen at the same time. This means that a lower volume flow is sufficient to supply one or more rooms. This saves fan drive energy and air conditioning costs. There are two alternatives to the "dehumidification" task. Either the amount of liquefied gas is increased so that drops or ice particles form, which are then removed from the air flow via separators, or a heat transport medium is cooled to below the dew point of the air. The air humidity is reflected in this heat transport medium and is transported by it to an area outside the supply air flow. This can include both water that is sprayed into the supply air flow. will be used as a fixed intermediate beam. In the other alternative, the coldness of the separated moisture is used to pre-cool a supply air stream, so that the cooling energy of the liquid gas is used to 100%. This method is also connected with the advantage that when the condensate or ice forms in the supply air flow, the germs and dusts carried by it serve as condensation nuclei and are therefore also eliminated. This means that the supply air flow after dehumidification is considerably more germ-free than with conventional technology. This is of great use in the field of clean room technology, for operating rooms and in the production of sensitive parts, etc.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß mit dem Flüssiggas zunächst ein Transportmedium, zum Beispiel Was ser, gekühlt wird. Mit diesem gekühlten Wasser wird dann in herkömmlicher Weise der Zuluftstrom unter Verwendung eines Rippenrohr-Kühlers oder eines Rippen aufweisenden Kühlbehäl ters behandelt, jedoch mit dem Unterschied, daß statt von Kältemaschinen erzeugtem Wasser von 6°C in diesem Fall Eis wasser erzeugt wird. Bei Eiswasser können Leitungen, Pumpen und Wärmetauscher kleiner bemessen werden. Gleichzeitig las sen sich Kühlung und Entfeuchtung bei Zwischenschalten eines Wärmetransportmediums, wie zum Beispiel Eiswasser, leichter regeln als bei der unmittelbaren Kühlung des Zuluftstroms mit Flüssiggas. Das Eiswasser kann auch unmittelbar in den Zuluftstrom eingesprüht werden. Dieser wird von den Eiswas serpartikeln abgekühlt und dabei entfeuchtet. Bei Verwendung von O₂ und Luft in Form von Flüssiggas kann dieses nach dem Ausnutzen seiner Kälteenergie dem Zuluftstrom beigemischt werden.In a further embodiment it is provided that a transport medium, for example what water, is first cooled with the liquid gas. With this cooled water, the supply air flow is then treated in a conventional manner using a finned tube cooler or a finned cooling container, but with the difference that instead of water produced by chillers at 6 ° C, ice water is generated in this case. Pipes, pumps and heat exchangers can be dimensioned smaller for ice water. At the same time, cooling and dehumidification can be controlled more easily with the interposition of a heat transport medium, such as ice water, than with the direct cooling of the supply air flow with liquid gas. The ice water can also be sprayed directly into the supply air flow. This is cooled by the ice water particles and thereby dehumidified. If O ₂ and air are used in the form of liquefied gas, this can be mixed into the supply air flow after utilizing its cooling energy.

Im einzelnen gilt, daß der Zuluftstrom vor dem Eintreten in den Raum mit Flüssiggas gekühlt und dieses chargenweise an den Verfahrensort herangeführt wird. Das Flüssiggas kann an zentraler Stelle durch Luftverflüssigung gewonnen werden. Bei der Erzeugung von Kälte wie auch von Wärme gilt, daß die se in großen Mengen an einer zentralen Stelle kostengünsti-. ger und sicherer als in kleinen Mengen bei den Verbrauchern selbst erzeugt werden können. Insbesondere ist es wirtschaft lich, den Spitzenbedarf von einer zentralen Stelle aus und nicht durch Erzeugung bei den Verbrauchern selbst abzudek ken. Bei vielen Verbrauchern verteilt sich der Spitzenbedarf über eine längere Zeitspanne. Bei Abdecken des Spitzenbe darfs vieler Verbraucher von einer zentralen Stelle ergibt sich daher ein niedrigeres Maximum.Specifically, the supply air flow before entering cooled the room with liquid gas and turned it on in batches the process location is introduced. The liquid gas can can be obtained centrally by air liquefaction. When generating cold as well as heat, the in large quantities at a central location. safer and safer than in small quantities by consumers can be generated yourself. In particular, it is economical the peak demand from a central point and not to be covered by generation at the consumers themselves ken. The peak demand is distributed among many consumers over a longer period of time. When covering the top cover many consumers from a central location therefore a lower maximum.

Das Flüssiggas wird in Flaschen oder Kesseln an den Verfah rensort gebracht. Dort kann es mit tragbaren Kosten bis zu seiner Verwendung gelagert werden. In einer zweckmäßigen Aus gestaltung wird das Flüssiggas nach dem Kühlen des Zuluft stroms diesem beigemischt. Als Flüssiggas kann flüssiger Sau erstoff, flüssiger Stickstoff, flüssige Luft oder flüssiges Kohlendioxyd verwendet werden. Bei Verwendung von flüssigem Sauerstoff wird der dem Raum zugeführte Zuluftstrom mit O₂ angereichert. Dies stellt eine besonders wirkungsvolle Klima tisierung dar.The liquefied gas is brought to the process site in bottles or boilers. It can be stored there until it can be used at a reasonable cost. In an expedient design, the liquid gas is mixed in after the cooling of the supply air flow. Liquid oxygen, liquid nitrogen, liquid air or liquid carbon dioxide can be used as the liquid gas. When using liquid oxygen, the supply air flow to the room is enriched with O ₂ . This represents a particularly effective climate control.

Durch das Beimischen des Flüssiggases in den Zuluftstrom wird dieser abgekühlt. Bei starker Abkühlung kondensiert der in diesem mitgeführte Dampf unter Bildung von Wassertröpf chen oder Eiskristallen. Dadurch können die sich beim Beimi schen bildenden Wassertropfen oder Eiskristalle abgeschieden werden. Der Zuluftstrom wird entfeuchtet. Das Abscheiden er folgt durch Umlenkungen, Filter oder Kettenbänder.By mixing the liquid gas into the supply air flow it is cooled. When cooling down strongly, the condensates in this entrained steam with the formation of water droplets or ice crystals. This allows them to look at the Beimi water droplets or ice crystals will. The supply air flow is dehumidified. The separation he follows through deflections, filters or chain bands.

In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Flüssiggas zuerst einen Wärmeaustausch mit einem Wär metransportmedium und dieses dann einen Wärmeaustausch mit dem Zuluftstrom durchführt. Dies bedeutet, daß das Flüssig gas seine Kälte über ein Wärmetransportmedium an den Zuluft strom weitergibt. Mit diesem Wärmetransportmedium läßt sich der Kälteübergang vom Flüssiggas zum Zuluftstrom besser als beim unmittelbaren Einleiten des Flüssiggases in den Zuluft strom steuern. Weiter läßt sich das Kondensat auch besser aus dem Zuluftstrom abscheiden. Das Wärmetransportmedium kann eine in einem offenen oder geschlossenen Kreislauf um laufende Flüssigkeit sein. Weiter kann es auch ein auf einer geschlossenen Bahn umlaufendes massives Medium sein.In a further expedient embodiment, that the liquefied gas first exchanges heat with a heat metransportmedium and this then a heat exchange with the supply air flow. This means that the liquid gas its cold via a heat transfer medium to the supply air passes on electricity. With this heat transfer medium the cold transition from liquid gas to the supply air flow better than when the liquid gas is introduced directly into the supply air control electricity. The condensate can also be better separate from the supply air flow. The heat transfer medium can one in an open or closed cycle running fluid. It can also be one on one closed path orbiting massive medium.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Durchführen des eben erläuterten Verfahrens. Das Besondere dieser Vor richtung liegt darin, daß sie im den Zuluftstrom hineinragen de und über kälteis-olierte Leitungen an eine Flüssiggasquel le angeschlossene Düsen aufweist. Düsen, über die Flüssiggas unmittelbar in einen Zuluftstrom gesprüht wird, sind im Stand der Technik nicht bekannt.The invention also relates to a device for performing the procedure just explained. The specialty of this before Direction is that they protrude into the supply air flow de and via cold-iced pipes to a liquid gas source le has connected nozzles. Nozzles through which liquefied gas is sprayed directly into a supply air flow State of the art not known.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrich tung weist eine im Zuluftstrom vor dem zu kühlenden Raum lie gende Wärmeaustauschzone auf. Das Besondere liegt darin, daß in der Wärmeaustauschzone ein Wärmetransportmedium und ein Einlaß für das Flüssiggas angeordnet ist. Das Wärmetransport medium weist eine große Oberfläche auf. Es kann umlaufendes Wasser oder auch eine sich bewegende Fläche sein. Hierzu eig nen sich ein Kettenband, ein Metallgewebe oder auch ein Roll bandfilter. An expedient embodiment of the device according to the invention system has a supply air flow in front of the room to be cooled heat exchange zone. The special thing is that in the heat exchange zone a heat transfer medium and a Inlet for the liquid gas is arranged. The heat transfer medium has a large surface. It can be circulating Water or a moving surface. For this purpose a chain strap, a metal mesh or a roll band filter.

In einer weiteren Ausgestaltung ist unter der Wärmeaustausch zone eine Wanne zur Aufnahme von Wasser und Eis angeordnet. Diese ist über eine Zu- und eine Rückleitung unter Zwischen schalten einer Umwälzpumpe an einen Wärmetauscher angeschlos sen. Das Wärmetransportmedium kann teilweise in die Wanne eintauchen. Damit wird das Eis, das sich auf dem Wärmetrans portmedium festgesetzt hat, abgetaut.In a further embodiment is under the heat exchange zone arranged a tub to hold water and ice. This is via a supply and a return line under intermediate switch a circulation pump connected to a heat exchanger sen. The heat transfer medium can partially in the tub immerse. This is the ice that is on the heat transfer port medium has defrosted.

In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung ist in der Wär meaustauschzone ein auf seiner Außenseite Rippen aufweisen der Kühlbehälter und in diesem ein an seinen beiden Enden of fenes Injektorrohr angeordnet. Eine an die Flüssiggas-Quelle angeschlossene Düse mündet in das Injektorrohr ein. Die in das Injektorrohr einmündende Düse saugt bereits verdampftes Flüssiggas wieder an. Die Wand des Kühlbehälters erhält da mit eine höhere Temperatur als bei unmittelbarer Berührung. mit dem Flüssiggas. Damit wird auch das Temperaturgefälle zu dem zu kühlenden und an dieser Wand vorbeiströmden Zuluft strom geringer. Damit wird die Eisbildung verhindert und die Kondensatbildung verringert.In a further expedient embodiment, the heat Exchange zone have ribs on the outside the cooling container and in this one at both ends of fenes injector tube arranged. One to the LPG source connected nozzle opens into the injector tube. In the the nozzle that opens into the injector sucks what has already evaporated LPG on again. The wall of the cooling container gets there with a higher temperature than with direct contact. with the liquid gas. This also increases the temperature gradient the supply air to be cooled and flowing past this wall current lower. This prevents ice formation and the Condensate formation reduced.

In einer weiteren Ausgestaltung ist ein Kühlbehälter vorgese hen, der in seinem oberen Bereich gegeneinander gerichtete Düsen zum Einleiten-von Flüssiggas und Wasser im Gegenstrom aufweist, in dessen unterem Bereich ein von einem Motor ange triebener Rührflügel vorgesehen ist und wobei ein Ablauf für Kaltwasser an den Boden angeschlossen ist. Bei dieser Ausfüh rungsform wird Kalt- oder Eiswasser gewonnen und als Wärme transportmedium verwandt. Mit dem Kühlbehälter kann auch Was ser zur Verwendung als Wärmetransportmedium abgekühlt wer den. In dem Kühlbehälter wird dieses Wasser außerhalb der Wärmeaustauschzone durch das in diesen eingesprühte Flüssig gas gekühlt.In a further embodiment, a cooling container is provided hen facing towards each other in its upper area Nozzles for introducing liquid gas and water in counterflow has, in the lower region of a motor driven impeller is provided and with an outlet for Cold water is connected to the floor. With this execution cold or ice water is obtained and as heat transport medium related. What can be done with the cooling container water cooled for use as a heat transfer medium the. In the cooling tank, this water is outside the Heat exchange zone through the liquid sprayed into it gas cooled.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung sind in der Wärmeaus tauschzone Düsen angeordnet, und diese sind über Leitungen und eine Pumpe mit dem Kühlbehälter verbunden. In an expedient embodiment are in the heat exchange zone nozzles arranged, and these are via lines and a pump connected to the cooling tank.

In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung ist wieder ein Kühlbehälter vorgesehen, der Düsen zum Einleiten von Flüssig gas, einen Einlauf für zu kühlendes und einen Ablauf für ge kühltes Wasser aufweist, wobei eine Schnecke vertikal in dem Kühlbehälter gelagert und an einen Motor angeschlossen ist, Kugeln von der Schnecke vom Boden des Kühlbehälters aufwärts gefördert werden und vom oberen Ende der Schnecke auf den Bo den zurückfallen und eine an eine Flüssiggas-Quelle ange schlossene Leitung sich in in die Düsen endende Zweigleitun gen verzweigt, die Zweigleitungen sich mit der Schnecke dre hen und eine Düse im Innern der Schnecke angeordnet ist.In a further expedient embodiment, one is again Cooling container provided, the nozzle for introducing liquid gas, an inlet for cooling and an outlet for ge has cooled water, with a snail vertically in the Cooling container is stored and connected to an engine, Balls from the auger from the bottom of the cooler upwards are promoted and from the upper end of the snail to the Bo the fall back and one to a liquefied gas source closed line in branch line ending in the nozzles branches, the branch lines turn with the screw hen and a nozzle is arranged inside the screw.

Die Erfindung sieht weiter vor, daß bei der zuletzt genann ten oder auch bei den anderen Ausführungsformen ein Tropfen abscheider in der Wärmeaustauschzone angeordnet ist.The invention further provides that at the last named ten or a drop in the other embodiments separator is arranged in the heat exchange zone.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen wird die Erfindung nun weiter erläutert. In der Zeichnung ist:Using the example of the embodiments shown in the drawing the invention will now be further explained. In the drawing is:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausfüh rungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 1 is a schematic representation of a first exporting approximate shape of the device according to the invention,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausfüh rungsform mit Verwendung eines Wärmetauschers, Fig. 2 is a schematic representation of a further exporting approximate shape with use of a heat exchanger,

Fig. 3 eine Darstellung ähnlich Fig. 2 mit zusätzlicher An ordnung eines Wärmetransportmediums, Fig. 3 is a view similar to FIG. 2 with an additional order to a heat transport medium,

Fig. 4 die schematische Darstellung einer weiteren Ausfüh rungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Injektorrohr, Fig. 4 is a schematic representation of a further exporting of the device according to the invention approximate shape with an injector,

Fig. 5 die schematische Darstellung einer weiteren Ausfüh rungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Ver wendung eines Kühlbehälters, Fig. 5 is a schematic representation of a further exporting approximate shape of inventive device under Ver use of a cooling vessel,

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausfüh rungsform mit teilweiser Verwendung von Merkmalen vor hergehender Ausführungsformen und Fig. 6 is a schematic representation of another Ausfüh approximate shape with partial use of features before previous embodiments and

Fig. 7 die schematische Darstellung einer noch anderen Aus führungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Verwendung einer Schnecke. Fig. 7 is a schematic representation of yet another embodiment of the device according to the invention using a screw.

Fig. 1 zeigt eine Leitung 12 mit einer Kälteisolierung 14 und einem Ventil 16. In das untere Ende der Leitung 12 wird Flüssiggas, im gezeigten Beispiel 8auerstoff, eingeleitet. Im oberen, geschlossenen Ende der Leitung 12 befinden sich Düsen 18. Diese Düsen liegen in einer Wärmeaustauschzone 20. Sie sind zum Zuluftstrom 22, der in den zu kühlenden Raum 24 führt, offen. Von der Wärmeaustauschzone 20 führt eine Regel leitung zu einem Temperaturregler 26 und von diesem zum Ven til 16. Der Sauerstoff wird durch die Düsen 18 unmittelbar in den Zuluftstrom 22 und die Wärmeaustauschzone 20 eingebla sen. Innerhalb dieser verdampft der flüssige Sauerstoff. Da durch wird der Zuluftstrom 22 gekühlt und mit Sauerstoff an gereichert. Über die Regelstrecke aus Temperaturregler 26 und Ventil 16 wird die Zufuhr des Sauerstoffes gesteuert. Bei dieser einfachen Ausführungsform mit unmittelbarem Ein blasen des flüssigen Sauerstoffes in den Zuluftstrom wird dieser nur gekühlt und nicht gleichzeitig entfeuchtet. Die sich unter Umständen bildenden Wassertröpfchen verdampfen wieder im Luftstrom. Fig. 1 shows a pipe 12 having a cold insulation 14 and a valve 16. Liquid gas, in the example shown 8 oxygen, is introduced into the lower end of line 12 . Nozzles 18 are located in the upper, closed end of line 12 . These nozzles are located in a heat exchange zone 20 . They are open to the supply air flow 22 , which leads into the space 24 to be cooled. From the heat exchange zone 20 leads a control line to a temperature controller 26 and from this to the Ven til 16th The oxygen is blown through the nozzles 18 directly into the supply air flow 22 and the heat exchange zone 20 . The liquid oxygen evaporates within this. Since the supply air flow 22 is cooled and enriched with oxygen. The supply of oxygen is controlled via the controlled system comprising temperature controller 26 and valve 16 . In this simple embodiment, with a direct blow of the liquid oxygen into the supply air stream, it is only cooled and not dehumidified at the same time. The water droplets that may form evaporate again in the air flow.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist ein Wärmetauscher 28 vorgesehen. Hinter diesem befindet sich eine Düse 18, über die Flüssiggas in den Zuluftstrom 22 eingeblasen wird. Statt der eingezeichneten einen Düse 18 können auch mehrere Düsen verwandet werden. Das aus dem Zuluftstrom 22 auskondensieren de Wasser tropft nach unten in eine Wanne 30. Über eine Lei tung 32 wird es mit einer Pumpe 34 in den Wärmetauscher 28 gepumpt. Dort gibt es seine Kälte an den von links eintreten den Zuluftstrom 22 ab. Über eine Rückleitung 36 strömt das Wasser in die Wanne 30 zurück. In the embodiment according to FIG. 2, a heat exchanger 28 is provided. Behind this is a nozzle 18 , through which liquid gas is blown into the supply air flow 22 . Instead of the one nozzle 18 shown , several nozzles can also be used. The water condensing out of the supply air flow 22 drips down into a tub 30 . Via a line 32 it is pumped into the heat exchanger 28 by a pump 34 . There it is cold from the inlet air flow 22 entering from the left. The water flows back into the tub 30 via a return line 36 .

Die Ausführungsform nach Fig. 3 entspricht der nach Fig. 2 und enthält zusätzlich ein Wärmetransportmedium 38. Bei der dargestellten Ausführungsform ist dies ein umlaufendes Ket tenband. Das von der Düse 18 (selbstverständlich können auch mehrere Düsen verwandt werden) auf dieses Wärmetransportme dium 38 abgestrahlte Flüssiggas, im gezeigten Beispiel flüs siger Stickstoff, kühlt das Kettenband ab. An diesem schei det sich die Luftfeuchtigkeit ab. Sie wird in Form von Tröpf chen oder Eis mitgenommen. Diese werden durch die gesamte Hö he und Breite des Kettenbandes auch über den Querschnitt der Wärmeaustauschzone 20 durchgeführt. Dadurch ergibt sich eine große Fläche, die die Luft berührt. Damit wird die in dem flüssigen Stickstoff enthaltene Kälte wirkungsvoll auf den Zuluftstrom 22 übertragen. Mit seinem unteren Ende taucht das Kettenband in die Wanne 30 ein. In dieser taut Eis vom. Kettenband ab. Dies fördert den Kälteübergang zum Wärmetau scher 28. Wie in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben wurde, wird die Kälte des in der Wanne 30 enthaltenen Wassers im Wärmetauscher 28 ausgenutzt.The embodiment according to FIG. 3 corresponds to that according to FIG. 2 and additionally contains a heat transport medium 38 . In the illustrated embodiment, this is a circumferential chain tenband. The from the nozzle 18 (of course, several nozzles can be used) on this heat transfer medium 38 emitted liquid gas, in the example shown liquid nitrogen, cools the chain belt. The humidity separates from this. It is taken in the form of droplets or ice cream. These are carried out through the entire height and width of the chain belt over the cross section of the heat exchange zone 20 . This creates a large area that touches the air. The cold contained in the liquid nitrogen is thus effectively transferred to the supply air flow 22 . With its lower end, the chain belt dips into the tub 30 . In this ice thaws from. Chain strap off. This promotes the cold transition to the heat exchanger shear 28 . As has been described in connection with FIG. 2, the cold of the water contained in the tub 30 in the heat exchanger 28 is used .

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist ein auf seiner Außen seite mit Rippen versehener Kühlbehälter 76 vorgesehen. In diesem ist ein an seinen beiden Enden offenes Injektorrohr 40 angeordnet. Die Düse 18 ist auf dessen offenes oberes En de gerichtet. Das Flüssiggas tritt mit hoher Geschwindigkeit in dieses Ende ein. Dabei zieht es inzwischen verdampftes Flüssiggas in Richtung der Pfeile 42 mit. Entlang der Länge des gesamten Injektorrohres 40 vermischt sich das noch flüs sige Flüssiggas mit dem bereits verdampften Flüssiggas. Da mit wird auch der das Injektorrohr 40 umschließende Kühlbe hälter 76 auf ein höheres Temperaturniveau abgekühlt. Die vom Flüssiggas abgegebene Kälte wird auf den Kühlbehälter 76, dessen Rippen und von diesen an den durch die Wärmeaus tauschzone 20 strömenden Zuluftstrom 22 übertragen. Das ver dampfte Flüssiggas tritt an einem Auslaß 44 aus. In the embodiment according to FIG. 4, a cooling container 76 provided on its outside with ribs is provided. An injector tube 40, which is open at both ends, is arranged in this. The nozzle 18 is directed to the open upper En de. The liquid gas enters this end at high speed. In the meantime, it pulls vaporized liquid gas in the direction of arrows 42 . Along the length of the entire injector tube 40 , the still liquid liquefied gas mixes with the already vaporized liquefied gas. Since with the injector tube 40 surrounding Kühlbe container 76 is cooled to a higher temperature level. The cold emitted by the liquid gas is transferred to the cooling container 76 , its ribs and from these to the supply air flow 22 flowing through the heat exchange zone 20 . The evaporated liquefied gas emerges from an outlet 44 .

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 werden Flüssiggas und Wasser als Wärmetransportmedium in einen außerhalb des Zu luftstromes 22 liegenden Kühlbehälter 76 eingeleitet. Das Flüssiggas wird über Düsen 18 in Abwärtsrichtung und das Was ser über eine Leitung 46 zugeführt und über Düsen 48 in Auf wärtsrichtung und damit im Gegenstrom eingeblasen. Flüssig gas und Wasser durchmischen sich innig. Wasser und Eisparti kel tropfen nach unten ab und sammeln sich im unteren Be reich des Kühlbehälters 76. In diesem Bereich befindet sich ein Rührflügel 52. Dieser wird über eine Welle 50 von einem Motor 54 in Drehung versetzt. Der Rührflügel 52 durchmischt die aufsteigenden Eispartikel mit dem Wasser. Damit kann sich eine geschlossene Eisfläche auf dem Wasser nicht ausbil den. Das kalte Wasser wird über eine Leitung 32 abgezogen und der Wärmeaustauschzone 20 zugeleitet. Der Auslaß 44 am oberen Ende des Kühlbehälter 76 weist noch ein Druckminder ventil 56 und eine Druckentlastungsleitung 58 auf.In the embodiment according to FIG. 5, liquid gas and water are introduced as a heat transport medium into a cooling container 76 located outside the air flow 22 . The liquefied petroleum gas is fed via nozzles 18 in the downward direction and the water via a line 46 and is injected via nozzles 48 in the upward direction and thus in counterflow. Liquid gas and water mix intimately. Water and ice particles drip down and collect in the lower area of the cooling tank 76 . A stirring blade 52 is located in this area. This is set in rotation by a motor 54 via a shaft 50 . The impeller 52 mixes the rising ice particles with the water. This means that a closed ice surface cannot form on the water. The cold water is drawn off via a line 32 and fed to the heat exchange zone 20 . The outlet 44 at the upper end of the cooling container 76 still has a pressure reducing valve 56 and a pressure relief line 58 .

Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform liegen Sprühdü sen oder Düsen 48 für kaltes Wasser innerhalb der Wärmeaus tauschzone 20 im Zuluftstrom 22. Unter der Wärmeaustauschzo ne 20 liegt die bereits genannte Wanne 30. Im Zuluftstrom 22 hinter den Düsen 48 befindet sich ein Tropfenabscheider 62. Mit seinem unteren Ende liegt er in der Wanne 30. Auf ihn auftreffende Wassertröpfchen setzen sich auf ihm ab und lau fen in die Wanne 30. Die Ausführungsform enthält weiter den bereits erwähnten Kühlbehälter 76. Er liegt außerhalb der Wärmeaustauschzone 20. Flüssiggas und Wasser werden im Gegen strom durch Düsen 18 und 48 in ihn eingeblasen. Das Wasser wird über eine Leitung 36 aus der Wanne 30 zugeführt. In der Leitung 36 liegt eine Pumpe 34. Die in der Wärmeaustauschzo ne 20 im Zuluftstrom 22 liegenden Düsen 48 erhalten ein Was ser/Eisgemisch über die Leitung 32 vom Boden 70 des Kühlbe hälters 76. In dessen unterem Bereich sammelt sich mit Eis partikeln durchsetztes kaltes Wasser 74 an. Auch in der Lei tung 32 liegt eine Pumpe. Diese ist nicht eingezeichnet. Bei dieser Ausführungsform nach Fig. 6 wird die Kälte des über die Leitung 12 zugeführten Flüssiggases im Kreislauf ge führt. Das Flüssiggas, das über die an die Leitung 12 ange schlossenen Düsen 18 in den Kühlbehälter 76 eintritt, ver mischt sich mit dem aus den Düsen 48 austretenden Wasser. Im unteren Bereich des Kühlbehälters 76 sammelt sich das kalte Wasser 74 an. Dieses wird über die Leitung 32 den in der Wär meaustauschzone 20 angeordneten Düsen 18 zugeführt. Bei die sem Wasser kann es sich auch um ein Wasser/Eisgemisch han deln. Wassertröpfchen fallen in die Wanne 30. Auch vom Trop fenabscheider 62 läuft kaltes Kondenswasser in die Wanne 30. Dieses wird über die Leitung 36 und die Düsen 48 in den Kühl behälter 76 zurückgeleitet. Innerhalb dieses Kreislaufes fin det ein doppelter Wärmeaustausch statt. Ein Wärmeaustausch erfolgt in der Wärmeaustauschzone 20. Ein zweiter Wärmeaus tausch erfolgt im Kühlbehälter 76. An die Leitung 32 ist noch ein Anschluß 64 angeflanscht. Über diesen kann das Was ser/Eisgemisch einem weiteren Verbraucher zugeführt werden. Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 erfolgt die Abkühlung des Wärmetransportmediums in einem Kühlbehälter 76. In ihm ist eine Schneckenwelle 50 um eine vertikale Achse drehbar gelagert. Ein Motor 54 setzt die Schneckenwelle 50 in Dre hung. Diese weist Schneckengänge 68 auf. Der Boden 70 des Kühlbehälters 76 ist bis zu einer bestimmten Höhe mit Kugeln 72 gefüllt. Weiter ist der Kühlbehälter 76 bis etwa zu sei ner halben Höhe mit Wasser 74 gefüllt. Der Kühlbehälter 76 weist weiter einen Wasser-Zulauf 66 und einen Ablauf 66 auf. Schließlich sind noch ein Druckminderventil 56 und eine Druckentlastungsleitung 58 vorgesehen. Der Kühlbehälter 76 ist in eine Kälteisolierung eingepackt.In the embodiment shown in FIG. 6, spray nozzles or nozzles 48 for cold water lie within the heat exchange zone 20 in the supply air flow 22 . Under the heat exchange zone 20 is the tub 30 already mentioned. A droplet separator 62 is located in the supply air flow 22 behind the nozzles 48 . With its lower end it lies in the tub 30 . Water droplets hitting it settle on it and run into the tub 30 . The embodiment further includes the cooling container 76 already mentioned. It lies outside the heat exchange zone 20 . Liquid gas and water are blown into it in countercurrent through nozzles 18 and 48 . The water is supplied via a line 36 from the tub 30 . A pump 34 is located in line 36 . The lying in the heat exchange zone 20 in the supply air flow 22 nozzles 48 receive a water / ice mixture via the line 32 from the bottom 70 of the cooling container 76 . Cold water 74 permeated with ice collects in its lower region. In the Lei device 32 is a pump. This is not shown. In this embodiment according to FIG. 6, the cold of the liquid gas supplied via the line 12 leads to the circuit. The liquefied gas entering the cooling container 76 via the nozzles 18 connected to the line 12 mixes with the water emerging from the nozzles 48 . The cold water 74 collects in the lower region of the cooling container 76 . This is fed via line 32 to the nozzles 18 arranged in the heat exchange zone 20 . This water can also be a water / ice mixture. Water droplets fall into the tub 30 . Cold condensate also runs from the droplet separator 62 into the tub 30 . This is returned via the line 36 and the nozzles 48 in the cooling container 76 . A double heat exchange takes place within this cycle. A heat exchange takes place in the heat exchange zone 20 . A second heat exchange takes place in the cooling container 76 . A connection 64 is also flanged to line 32 . Via this, the water / ice mixture can be fed to another consumer. In the embodiment according to FIG. 7, the cooling of the heat transport medium takes place in a cooling container 76 . In it a worm shaft 50 is rotatably mounted about a vertical axis. A motor 54 sets the worm shaft 50 in rotation. This has worm threads 68 . The bottom 70 of the cooling container 76 is filled with balls 72 up to a certain height. Furthermore, the cooling container 76 is filled with water 74 up to about half its height. The cooling container 76 also has a water inlet 66 and an outlet 66 . Finally, a pressure reducing valve 56 and a pressure relief line 58 are also provided. The cooling container 76 is packed in cold insulation.

Diese in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform arbeitet wie folgt: Flüssiggas wird über die Leitung 12 und zu kühlendes Wasser wird über den Zulauf 66 eingeleitet. Der Motor 54 wird einge schaltet und damit die Schneckenwelle 50 gedreht. Die Schnek kengänge 68 nehmen Kugeln 72 vom Boden 70 auf und fördern sie nach oben. Am oberen Schneckengang 68 verlassen diese die Schneckenwelle 50 und fallen seitlich in das Wasser 74. Das über die Leitung 12 zugeführte Flüssiggas tritt einmal im Inneren der Schneckenwelle 50 aus einer Düse 18 aus. Ober halb der Schneckengänge sind zwei Zweigleitungen an die Lei tung 12 angesetzt. Statt der eingezeichneten zwei können auch eine andere Zahl von Zweigleitungen an die Leitung 12 angesetzt sein. Sie führen nach unten und enden sämtlich in Düsen 18. Diese Zweigleitungen und damit die Düsen 18 drehen sich zusammen mit der Schneckenwelle 50. Erwähnt sei noch, daß sich oberhalb des Wassers 74 ein Gaspolster befindet. Das aus der mittleren Düse 18 austretende Flüssiggas trifft von innen auf die Schneckengänge 68 und damit auf die in die sen nach oben geförderten Kugeln 72. Aus den beiden weiteren Düsen 18 tritt das verdampfte Flüssiggas unmittelbar in das Wasser 74 ein. Dort gibt es seine Restkälte unmittelbar an das Wasser ab. Dieses Wasser wir durch eine nicht eingezeich nete Pumpe umgewälzt. Das Wasser 74 wird somit durch die von oben in es hineinfallenden Kugeln 72 und die Restkälte des in es eintretenden verdampften Flüssiggases gekühlt. Damit bildet sich ein Kaltwasserkreislauf vom Zulauf 66 zum Ablauf 66 aus. Auf die Temperatur des Kühlbehälters 76 aufgewärmtes und verdampftes Flüssiggas verläßt den Kühlbehälter 76 über das Druckminderventil 56 und tritt von diesem in die Druck entlastungsleitung 58 ins Freie.This embodiment shown in FIG. 7 works as follows: LPG is introduced via line 12 and water to be cooled is introduced via inlet 66 . The motor 54 is switched on and thus the worm shaft 50 is rotated. The Schnek kengänge 68 take balls 72 from the floor 70 and promote them upwards. At the upper worm gear 68 , these leave the worm shaft 50 and fall laterally into the water 74 . The liquefied gas supplied via line 12 emerges from a nozzle 18 once inside worm shaft 50 . Above half of the screw flights, two branch lines are attached to the line 12 . Instead of the two shown, a different number of branch lines can also be attached to line 12 . They lead downwards and all end in nozzles 18 . These branch lines and thus the nozzles 18 rotate together with the worm shaft 50 . It should also be mentioned that there is a gas cushion above the water 74 . The liquid gas emerging from the middle nozzle 18 strikes the screw flights 68 from the inside and thus the balls 72 which are conveyed upwards in the latter. The vaporized liquefied gas enters the water 74 directly from the two further nozzles 18 . There it releases its residual cold directly to the water. This water is circulated by a pump, not shown. The water 74 is thus cooled by the balls 72 falling into it from above and the residual coldness of the vaporized liquid gas entering it. This forms a cold water circuit from inlet 66 to outlet 66 . To the temperature of the cooling container 76 warmed and evaporated liquefied gas leaves the cooling container 76 via the pressure reducing valve 56 and enters the pressure relief line 58 into the open.

Claims

1. Method for cooling rooms, especially office space by introducing a supply air flow into the room characterized in that the supply air flow before entering ten in the room with liquefied gas extracted from air cools and this batchwise to the process site to be led.

2. The method according to claim 1, characterized in that the liquid gas after cooling the supply air flow is added.

3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized ge indicates that the liquid gas is liquid air, liquid low oxygen, liquid nitrogen or liquid coal lendioxyd is used.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized ge indicates that the what is formed during admixing drops or ice crystals from the supply air flow be divorced.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized ge indicates that the liquefied gas undergoes heat exchange with a heat transfer medium and this one heat exchange with the supply air flow.

6. The method according to claim 5, characterized in that the heat transfer medium umlau in a circuit is liquid.

7. The method according to claim 5, characterized in that the heat transfer medium on a closed Circulating massive heat storage medium is.

8. Device for performing the method according to one of claims 1 to 7 with a heat exchange zone arranged in the supply air flow in front of the room to be cooled, characterized in that at least one heat exchange zone ( 20 ) protruding and via a cold-insulated line ( 12 ) to a liquid gas source connected nozzle ( 18 ) is provided.

9. A device for performing the method according to claim 8, characterized in that a heat transport medium ( 38 ) is arranged in the heat exchange zone ( 20 ).

10. The device according to claim 9, characterized in that the heat transport medium ( 38 ) is a moving surface.

11. The device according to claim 10, characterized in that the heat transfer medium ( 38 ) is a chain belt, a Me tallgewebe or a roll belt filter.

12. The apparatus according to claim 9, characterized in that the heat transport medium is a liquid, for example water ( 74 ).

13. Device according to one of claims 8 to 12, characterized in that under the heat exchange zone ( 20 ) egg ne tub ( 30 ) for receiving water and ice is arranged and this via a supply and return line ( 32 , 36 ) and egg ne in this pump ( 34 ) is connected to a heat exchanger ( 28 ) arranged in front of the heat exchange zone ( 20 ).

14. Device according to one of claims 10, 11 or 13, characterized in that the heat transport medium ( 38 ) with one end dips into the trough ( 30 ).

15. An apparatus for performing the method according to one of claims 1 to 7 with a heat exchange zone arranged in the supply air flow in front of the room to be cooled, characterized in that in the heat exchange zone ( 20 ) a on its outside ribs cooling container ( 76 ) and in this one at its two ends open nes injector tube ( 40 ) is arranged and a nozzle ( 18 ) connected to the LPG source opens into the injector tor tube ( 40 ).

16. An apparatus for performing the method according to any one of claims 1 to 7 with a heat exchange zone arranged in the supply air flow in front of the room to be cooled, characterized in that a cooling container ( 76 ) is provided, these nozzles ( 18 , 48 ) for introducing liquid gas and water as a heat transport medium in countercurrent and in the lower region of which a motor ( 54 ) drives the impeller ( 52 ) and provides an outlet for cold water to the floor ( 70 ).

17. The apparatus according to claim 16, characterized in that in the heat exchange zone ( 20 ) nozzles ( 48 ) are arranged and these are connected via lines ( 32 , 36 ) and a pump to the cooling container ( 76 ).

18. Device for performing the method according to one of claims 1 to 7 with a heat exchange zone arranged in the supply air flow in front of the room to be cooled, characterized in that a cooling container ( 76 ) is provided, these nozzles ( 18 ) for introducing liquid gas, has an inlet ( 66 ) for cooling and an outlet ( 66 ) for cooled water, a screw ( 50 , 68 ) vertically mounted in the cooling container ( 76 ) and connected to a motor ( 54 ), balls ( 72 ) from the screw ( 50 , 68 ) from the bottom ( 70 ) of the cooling container ( 76 ) are conveyed upwards and fall back from the top of the screw ( 50 , 68 ) to the bottom ( 70 ) and a line ( 12 ) branches into branch lines ending in the nozzles ( 18 ), the branch lines rotate with the screw ( 50 , 68 ) and a nozzle ( 18 ) is arranged inside the screw ( 50 , 68 ).