AT528137B1 - Vorrichtung und Verfahren zur Kühlung - Google Patents

Abstract

Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zur Kühlung vorgesehen, umfassend ein Gehäuse (1), welches zumindest eine Außenöffnung (2) aufweist, zumindest ein im Wesentlichen senkrecht verlaufendes Rohr (3), wobei das zumindest eine Rohr (3) vom Gehäuse (1) umgeben ist und das Rohr (3) eine Auslassöffnung (4) aufweist, die derart angeordnet ist, dass eine Flüssigkeit durch die Auslassöffnung (4) aus dem Rohr (3) in einen durch das Rohr (3) und das Gehäuse (1) begrenzten Kühlbereich (5) fließen kann, sowie einen Ventilator (6), der ausgebildet ist, um ein Gas, insbesondere Luft, im Kühlbereich (5) zu bewegen, wobei das Rohr (3) und das Gehäuse (1) mit einem gemeinsamen Halteelement verbunden sind.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung, umfassend ein Gehäuse, welches zumindest eine Außenöffnung aufweist, zumindest ein im Wesentlichen senkrecht verlaufendes Rohr, wobei das zumindest eine Rohr vom Gehäuse umgeben ist und das Rohr eine Auslassöffnung aufweist, die derart angeordnet ist, dass eine Flüssigkeit durch die Auslassöffnung aus dem Rohr in einen durch das Rohr und das Gehäuse begrenzten Kühlbereich fließen kann, sowie einen Ventilator, der ausgebildet ist, um ein Gas, insbesondere Luft, im Kühlbereich zu bewegen.

[0002] Die Erfindung betrifft weiters ein Verfahren zur Kühlung, bei welchem eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, in einem Rohr im Wesentlichen senkrecht nach oben geführt wird, sodass die Flüssigkeit aus einer Auslassöffnung des Rohrs in einen durch das Rohr und ein das Rohr umschließendes Gehäuse gebildeten Kühlbereich gelangt wobei ein Gas, insbesondere Luft, durch im Gehäuse angeordnete Außenöffnungen aus dem Kühlbereich geführt wird.

[0003] Aus dem Stand der Technik sind diverse Vorrichtungen sowie Verfahren zur adiabaten Kühlung (Verdunstungskühlung) bekannt. Hierbei wird Wasser verdampft, wobei Wärmeenergie benötigt wird, die der Luft entzogen und diese damit gekühlt wird. Beispielsweise kann Wasser mithilfe von Düsen fein zerstäubt werden, wodurch ein Nebel aus Wassertröpfchen entsteht, der der Umgebungsluft Wärme entzieht, sodass die Umgebung gekühlt wird. Durch die feine Zerstäubung wird die Oberfläche des Wassers erhöht, wodurch die Kühlleistung verbessert wird. Mithilfe der verwendeten Düsen ist es möglich, gezielt definierte Bereiche zu kühlen.

[0004] In dem Dokument WO 2014058517 A2 wird eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zur Dekontamination einer Biosicherheitskammer beschrieben, wobei ein Fallfimverdampfer genutzt wird.

[0005] In dem Dokument JP H07741 A wird eine Luftreinigungsvorrichtung beschrieben, umfassend einen Wassertank, einen Sprühturm und einen Zyklonturm.

[0006] Zur Erzeugung des Nebels ist allerdings ein hoher Druck nötig, wodurch hohe Anforderungen an den Aufbau der Kühlvorrichtung zu stellen sind. Weiters ist es für die Benebelung und Kühlung eines Bereiches nötig, mehrere Düsen entsprechend anzuordnen. Ein weiterer Nachteil der Zerstäubung von Wasser zur Kühlung ist, dass die erzeugten feinen Wassertröpfchen so klein sind, dass sie durch den Menschen eingeatmet werden können. Falls die Wassertröpfchen verunreinigt sind, bspw. Mit Bakterien wie Legionellen, gelangen diese Verunreinigungen in den menschlichen Körper und können dort verschiedene Schäden, bspw. Krankheiten verursachen.

[0007] Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, die es ermöglichen, auf einfache Art und Weise eine Verdunstungskühlung bereitzustellen, bei der das Risiko der Verbreitung von Verunreinigungen über die Umgebungsluft minimiert bzw. vollständig beseitigt ist. Bevorzugt soll es ermöglicht werden, einen vorgegebene Bereich mit geringem Aufwand zu kühlen.

[0008] Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorgesehen, wobei das Rohr und das Gehäuse mit einem gemeinsamen Halteelement verbunden sind.

[0009] Bei dieser Vorrichtung kann die Flüssigkeit zunächst im Rohr nach oben geführt und anschließend durch die Auslassöffnung in den Kühlbereich eingebracht werden. Hierzu wird in eine Eingangsöffnung des Rohrs Flüssigkeit eingebracht, die anschließend durch die oberhalb der Eingangsöffnung des Rohrs angeordnete Auslassöffnung wieder aus dem Rohr in den Kühlbereich austritt. Im Kühlbereich wird die Flüssigkeit anschließend durch die Wirkung der Schwerkraft nach unten geführt und kommt hierbei mit einem Gas, insbesondere Luft, in Kontakt, sodass das Gas durch die Verdunstung der Flüssigkeit, insbesondere Wasser, gekühlt wird. Das derart gekühlte Gas wird anschließend durch die Außenöffnung(en) aus dem Kühlbereich in die Umgebung abgegeben, um diese zu kühlen. Hierbei wird ein gekühlter Luftstrom in die Umgebung abgegeben, bspw. in einen Aufenthaltsbereich einer Baueinheit, in der Menschen bzw. Tiere sitzen, stehen oder liegen können. Insbesondere kann der Aufenthaltsbereich barrierefrei zugänglich sein. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im Betrieb einerseits eine Kühlung über

die direkte Kühlung des aus den Außenöffnungen strömenden Gases, insbesondere Luft, und andererseits eine Kühlung durch den aus den Außenöffnungen austretenden Luftstrom, der die gefühlte Temperatur senkt, erzielt.

[0010] Das Gehäuse weist bspw. eine Einlassöffnung auf, um den Eintritt von Gas in den Kühlbereich zu ermöglichen. Die Einlassöffnung ist bevorzugt im unteren Bereich des Gehäuses angeordnet, insbesondere in vertikaler Richtung unterhalb der Auslassöffnungen. Das Gas wird hierbei im Kühlbereich von unten nach oben geführt. Alternativ kann die Einlassöffnung im oberen Bereich des Gehäuses, insbesondere senkrecht oberhalb der Auslassöffnung(en) angeordnet sein. Hierbei wird das Gas von oben in das Gehäuse eingebracht und die Außenöffnungen befinden sich unterhalb der Einlassöffnung. Es kann auch mehr als eine Einlassöffnung vorgesehen sein. Bspw. können symmetrisch angeordnete Einlassöffnungen an zwei Seiten eines Gehäuses vorgesehen sein, um die durch den Kühlbereich geführte Menge an Gas zu erhöhen. Es kann auch mehr als ein Ventilator vorgesehen sein. Falls bspw. eine zweite Einlassöffnung im Gehäuse angeordnet ist, befindet sich bevorzugt ein zweiter Ventilator in der zweiten Einlassöffnung. Die Außenöffnung(en) im Gehäuse kann bzw. können in einer waagrechten, einer senkrechten oder auch in einer schrägen Ebene angeordnet sein. Hierdurch wird der im Betrieb aus den Außenöffnungen austretende Luftstrom je nach Bedarf in den gewünschten Bereich geführt.

[0011] Das Gehäuse kann bspw. auf dem Boden oder einem Podest angeordnet sein. Alternativ kann das Gehäuse auch hängend, bspw. an einer Wand oder einem über Kopf angeordneten Gestell angeordnet sein, wobei bevorzugt die Außenöffnungen derart angeordnet sind, dass ein unter dem Gehäuse befindlicher Bereich gekühlt werden kann. Hierbei kann der Effekt ausgenutzt werden, dass kühle Luft nach unten sinkt. Bevorzugt ist vorgesehen, dass ein Führungskanal derart angeordnet ist, dass aus den Außenöffnungen austretendes Gas durch den Führungskanal in einen Außenbereich geführt wird.

[0012] Die Auslassöffnung ist bspw. durch die Rohröffnung gebildet und weist hierbei den Durchmesser des Rohres auf. Besonders bevorzugt liegt die Auslassöffnung in einer im Wesentlichen waagrechten Ebene. Die Flüssigkeit wird hierbei zur Auslassöffnung geführt und fließt durch diese an der Außenfläche des Rohres durch die Schwerkraft wieder nach unten. Alternativ oder zusätzlich kann zumindest eine Auslassöffnung im Mantel des Rohres ausgebildet sein. Hierbei liegt die Auslassöffnung bevorzugt im Wesentlichen in einer senkrecht verlaufenden Ebene, also seitlich im Rohr. Ein Rohr kann mehrere Auslassöffnungen aufweisen. Diese Anordnung erhöht im Betrieb die Wasseroberfläche im Kühlbereich und damit die Kühlleistung. Das bzw. die Rohre können bspw. Aus einem Kunststoff oder einem Metall wie bspw. einem (rostfreien) Stahl bestehen. Der Querschnitt des Rohres ist bevorzugt kreisförmig, kann aber auch quadratisch sein oder eine andere Form aufweisen.

[0013] Das Gehäuse kann bspw. zylinderförmig sein, insbesondere wenn lediglich ein Rohr vorgesehen ist, oder auch quaderförmig sein oder eine andere Form haben. Falls mehrere Rohre vorgesehen sind, ist das Gehäuse bevorzugt quaderförmig. Hierbei sind bevorzugt mehrere Rohre in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, wodurch ein gemeinsamer Kühlbereich gebildet ist. Alternativ kann jedes Rohr ein eigenes Gehäuse aufweisen, sodass mehrere Kühlbereiche gebildet sind. Das Gehäuse kann bspw. als Rückwand einer Sitzbank ausgebildet sein. Die Außenöffnung(en) ist bzw. sind hierbei bevorzugt in einer als Lehne ausgebildeten Seite des Gehäuses angeordnet. Dies ermöglicht eine direkte Kühlung einer auf der Sitzbank sitzenden Person. Das Gehäuse besteht bevorzugt aus einem Metall, bspw. einem (rostfreien) Stahl.

[0014] Um einen gleichmäßigen Strom des Gases im Kühlbereich bis zu den Außenöffnungen zu ermöglichen, ist ein Ventilator vorgesehen, der ausgebildet ist, um ein Gas, insbesondere Luft, im Kühlbereich zu bewegen. Bevorzugt ist der Ventilator in der Einlassöffnung angeordnet. Durch den Ventilator kann das Gas in den Kühlbereich hinein und aus den Außenöffnungen hinausgeführt werden. Dies erhöht die Effizienz der Kühlung, da eine größere Menge Gas durch den Kühlbereich und die Außenöffnungen geführt und damit eine bessere Kühlung erzielt werden kann, als wenn das Gas lediglich bspw. durch den Flüssigkeitsstrom durch den Kühlbereich und die Außenöffnungen geführt wird. Unter einem Ventilator wird jede Vorrichtung verstanden, die aus-

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gebildet ist, um ein Gas in Bewegung zu versetzen. Es kann auch ein Ventilator in einer AuslassÖffnung und/oder im Gehäuse angeordnet sein. Der bzw. die Ventilatoren können jeweils blasend oder ziehend angeordnet sein. Der Ventilator kann bspw. Durch elektrische Energie antreibbar sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Ventilator derart ausgebildet sein, dass er durch die im Gehäuse hinabfließende Flüssigkeit angetrieben wird.

[0015] Zur Erhöhung der Kontaktzeit des durch den Kühlbereich geführten Gases mit der aus der zumindest einen Auslassöffnung austretenden Flüssigkeit sind bevorzugt Leitelemente vorgesehen, die das Gas von der Einlassöffnung zu der bzw. den Auslassöffnung(en) entlang eines Gasweges führen. Der Gasweg weist zumindest eine Biegung auf, sodass der Gasweg im Vergleich zum direkten Weg von der Einlassöffnung zu der bzw. den Auslassöffnungen verlängert ist. Bevorzugt ist der Gasweg zumindest abschnittsweise mäanderförmig ausgebildet. Die Leitelemente können bspw. Stege sein, die von der Innenwand des Gehäuses in den Kühlbereich hineinragen. Weiters sind bzw. umfassen die Leitelemente bevorzugt ein oder mehr plattenförmige Elemente, die bevorzugt im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Bevorzugt sind zwei, drei, vier, fünf oder mehr plattenförmige Elemente vorgesehen. Die plattenförmigen Elemente erstrecken sich bevorzugt im Wesentlichen über den gesamten Querschnitt des Gehäuses und verhindern im Wesentlichen, dass Gas von der Oberseite des plattenförmigen Elements zu einer Unterseite des plattenförmigen Elements gelangen kann. Bevorzugt erstrecken sich die plattenförmigen Elemente jeweils in einer waagrechten Ebene. Alternativ weisen die plattenförmigen Elemente einen spitzen Winkel von bspw. 1° bis 10° zur waagrechten Ebene auf, wodurch die Verweildauer der Flüssigkeit im Kühlbereich reguliert werden und bspw. die Flüssigkeit im Betrieb schneller oder langsamer nach unten rinnen kann. Die plattenförmigen Elemente sind bspw. im Wesentlichen gleich groß. Weiters sind die plattenförmigen Elemente bevorzugt in waagrechter Richtung zueinander versetzt angeordnet, sodass ein mäanderförmiger Gasweg geschaffen wird, der durch die plattenförmigen Elemente begrenzt wird. Hierbei wird durch die plattenförmigen Elemente und das Gehäuse jeweils eine Strömungsöffnung begrenzt, die ein Teil des Gasweges sind. Alternativ können die Strömungsöffnungen vollständig durch die plattenförmigen Elemente begrenzt sein. Zusätzlich fließt Flüssigkeit an den Leitelementen entlang, sodass die Oberfläche der Flüssigkeit vergrößert und damit die Kühlleistung verbessert wird. Die Leitelemente, insbesondere die plattenförmigen Elemente, sind bevorzugt jeweils einstückig ausgebildet, können aber auch aus zwei oder mehr Teilen zusammengesetzt sein.

[0016] Die Leitelemente, insbesondere die plattenförmigen Elemente, weisen bevorzugt Rohröffnungen auf, die der Aufnahme eines Abschnittes des zumindest einen Rohres dienen. Falls mehr als ein Rohr vorgesehen ist, sind in einem plattenförmigen Element bevorzugt mehrere Rohröffnungen angeordnet, die besonders bevorzugt im Wesentlichen entlang einer Geraden angeordnet sind. Bevorzugt weist die Rohröffnung bzw. die Rohröffnungen einen größeren Durchmesser als das darin angeordnete Rohr auf, sodass Flüssigkeit an der Außenwand des Rohres nach unten rinnen kann.

[0017] Um die Stabilität der Vorrichtung zu erhöhen, sind das Gehäuse und das zumindest eine Rohr erfindungsgemäß mit einem gemeinsamen Halteelement verbunden.

[0018] Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Kühlbereich weiters durch ein Bodenelement begrenzt ist, welches bevorzugt zumindest eine Rückflussöffnung aufweist. Hierbei wird verhindert, dass die Flüssigkeit, die im Kühlbereich nach unten geführt wird, ungehindert und unkontrolliert ausläuft. Mithilfe der Rückflussöffnung(en) kann die Flüssigkeit gezielt aufgefangen und abgeleitet werden, bspw. in einen Flüssigkeitsbehälter. Im Betrieb wird die zumindest eine Rückflussöffnung durch die zurückfließende Flüssigkeit vollständig oder teilweise geschlossen, sodass im Gehäuse ein Überdruck aufgebaut werden kann, der das Gas zu den Außenöffnungen führt.

[0019] Um eine autarke Anordnung der Vorrichtung zu ermöglichen, ist bevorzugt vorgesehen, dass das zumindest eine Rohr mit einem Flüssigkeitsbehälter verbunden ist. Dies ermöglicht es, dass die Vorrichtung von externen Flüssigkeitsanschlüssen unabhängig ist und eine Zeitlang ohne Flüssigkeitsversorgung funktionieren kann. Der Flüssigkeitsbehälter kann bspw. mit einem Regenauffangelement verbunden sein, sodass Regenwasser im Flüssigkeitsbehälter gesammelt

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und anschließend zur Kühlung verwendet werden kann. Bevorzugt ist hierbei ein Filterelement vorgesehen, das angeordnet ist, um das Regenwasser vor dem Zuführen zum Flüssigkeitsbehälter zu filtern und damit eine Verschmutzung der im Flüssigkeitsbehälter angeordneten Flüssigkeit zu verhindern. Hierdurch kann die Vorrichtung im Wesentlichen überall angeordnet werden, da keine spezielle Infrastruktur, insbesondere ein Flüssigkeitsanschluss nötig ist. Der Flüssigkeitsbehälter weist bevorzugt eine Füllöffnung auf, die besonders bevorzugt einen Schlauchanschluss umfasst. Dies erlaubt ein einfaches Befüllen des Flüssigkeitsbehälters. Der Schlauchanschluss kann lösbar mit einem Schlauch verbunden sein. Insbesondere kann ein Schlauch immer mit dem Schlauchanschluss verbunden sein, um den Flüssigkeitsbehälter bei Bedarf nachfüllen zu können. Der Flüssigkeitsbehälter ist bevorzugt mit der Rückflussöffnung verbunden, sodass durch den Kühlbereich geführte Flüssigkeit in den Flüssigkeitsbehälter gelangt und erneut im Rohr hochgepumpt werden kann. Auf diese Art entsteht ein Kreislauf, bei dem die Flüssigkeit immer wieder verwendet werden kann und lediglich die verdunstete Flüssigkeit ersetzt werden muss. Bevorzugt ist der Flüssigkeitsbehälter an der Unterseite des Gehäuses angeordnet und weiters bevorzugt mit diesem verbunden.

[0020] Weiters ist bevorzugt ein elektrischer Energiespeicher vorgesehen, der bevorzugt mit einem Photovoltaikmodul verbunden ist. Der elektrische Energiespeicher kann bspw. eine Batterie und/oder ein Akkumulator sein und ist bevorzugt mit dem Ventilator und/oder der Pumpe verbunden, um den Ventilator bzw. die Pumpe mit elektrischer Energie zu versorgen. Bevorzugt ist der Energiespeicher mit zumindest einer Steckdose verbunden. Die Steckdose kann bspw. für das Aufladen von Mobiltelefonen und ähnlichem genutzt werden. Weiters kann der Energiespeicher auch mit weiteren Vorrichtungen zur Energieversorgung verbunden bzw. verbindbar sein, bspw. Mit einem WLAN-Hotspot.

[0021] Das Photovoltaikmodul kann bspw. in einen Sonnenschutz integriert sein, der bevorzugt vertikal oberhalb des Gehäuses angeordnet ist. Hierdurch wird die Fläche des Sonnenschutzes zusätzlich zur Gewinnung von elektrischer Energie genutzt. Diese Ausführung ermöglicht es, dass die Kühlvorrichtung autark, also insbesondere ohne externen Stromanschluss betrieben werden kann.

[0022] Bei einer Ausführung ist die Kühlvorrichtung mit einem Stromanschluss verbunden. Bspw. können der Ventilator und/oder die Pumpe direkt mit einem externen Stromanschluss verbunden sein. Alternativ oder zusätzlich kann der elektrische Speicher mit einem externen Stromanschluss verbunden sein.

[0023] Bevorzugt ist zumindest ein Pflanzenbehälter vorgesehen. Der Pflanzenbehälter ist bevorzugt mit dem Rohr bzw. dem Gehäuse, bevorzugt lösbar, verbunden. Hierbei kann die Kühlvorrichtung Teil eines kleinen Ökosystems, bestehend aus einer oder mehreren Pflanzen, die in dem bzw. den Pflanzenbehältern angeordnet sind, sein. Bevorzugt ist der bzw. die Pflanzenbehälter um das Gehäuse herum angeordnet, wodurch im Betrieb eine gute Kühlung in allen Bereichen erzielt werden kann. Die Pflanzen können hierbei so angeordnet sein, dass die kühle Luft länger im Bereich der Kühlvorrichtung bleibt.

[0024] Weiters ist bevorzugt eine Sitzgelegenheit wie bspw. eine Bank und/oder ein Beschattungselement mit dem Gehäuse, bevorzugt lösbar, verbunden. Hierbei weist die Kühlvorrichtung bevorzugt Verbindungsmittel auf, die ausgebildet sind, um die Kühlvorrichtung mit einer Sitzgelegenheit, einem Beschattungselement, einem Pflanzenbehälter oder weiteren Elementen zu verbinden. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, ein modulares Baukastensystem bereitzustellen, welches die Integration einer Kühlvorrichtung in ein (kleines) Ökosystem ermöglicht. Hierbei weisen bevorzugt alle Elemente, also neben der Kühlvorrichtung insbesondere Pflanzenbehälter, Sitzvorrichtung und Beschattungselemente, entsprechende Verbindungsmittel auf, sodass die einzelnen Elemente je nach Bedarf miteinander verbunden und zusammengefügt werden können. Die Elemente, insbesondere eine Sitzgelegenheit, sind bevorzugt zumindest teilweise aus Beton, Stein oder einem ähnlichen Material. Insbesondere besteht die Oberfläche der Elemente aus einem Beton oder Stein. Durch Diese Materialien wird die Wirkung der Kühlung durch die Kühlvorrichtung verbessert.

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[0025] Die Kühlvorrichtung ist weiters bevorzugt mit einem Werbehalter verbunden. Der Werbehalter kann bspw. eine Fläche sein, die in ein Beschattungselement integriert bzw. mit diesem verbunden ist. Diese Anordnung erlaubt die Nutzung der Kühlvorrichtung als Werbeträger.

[0026] Weiters ist bevorzugt ein Bewässerungssystem vorgesehen, welches ausgebildet ist, um den zumindest einen Pflanzenbehälter bzw. die darin angeordneten Pflanzen mit Flüssigkeit zu versorgen. Hierzu ist das Bewässerungssystem bevorzugt mit dem Flüssigkeitsbehälter verbunden, sodass dieser nicht nur zur Kühlung, sondern auch zur Bewässerung verwendet werden kann. Alternativ ist ein weiterer Flüssigkeitsbehälter vorgesehen, der mit dem Bewässerungssystem zur Bewässerung verbunden ist. Der weitere Flüssigkeitsbehälter kann bspw. mit einem Regenauffangelement verbunden sein, sodass Regen im weiteren Flüssigkeitsbehälter gesammelt und anschließend zur Bewässerung verwendet werden kann.

[0027] Um die Kühlleistung der Vorrichtung weiter zu steigern, ist bevorzugt mehr als ein Rohr vorgesehen, wobei die Rohre jeweils wie oben beschrieben angeordnet sind, um eine Flüssigkeit nach oben zur jeweiligen Auslassöffnung und anschließend durch den Kühlbereich nach unten zu führen. Diese Rohre sind bevorzugt jeweils mit dem gleichen Flüssigkeitsbehälter verbunden. Die Rohre sind bevorzugt in einer Reihe innerhalb des gemeinsamen Gehäuses angeordnet. Hierbei liegen die Längsachsen der Rohre im Wesentlichen auf einer gemeinsamen, gedachten Geraden. Die Rohre weisen weiters bevorzugt jeweils im Wesentlichen den gleichen Innen- sowie Außendurchmesser auf. Die Auslassöffnungen der einzelnen Rohre liegen bevorzugt in einer gemeinsamen waagrechten Ebene. Alternativ können die Auslassöffnungen der Rohre in vertikaler Richtung voneinander beabstandet sein, um unterschiedliche Druckverhältnisse aufgrund der Konstruktion der Flüssigkeitszuleitung zu den Rohren auszugleichen, sodass im Betrieb im Wesentlichen die gleiche Menge an Flüssigkeit aus jedem Rohr austritt.

[0028] Zwischen den einzelnen Rohren ist bevorzugt ein Zwischenraum vorgesehen, der bspw. 1 bis 10 cm, besonderes bevorzugt 2 bis 6 cm betragen kann. Dies erlaubt ein ungestörtes Herabfließen der Flüssigkeit sowie eine bessere Verteilung des Gases im Kühlbereich, wodurch die Kühlleistung erhöht wird. Alternativ kann zwischen den einzelnen Rohren zumindest teilweise ein Material, bspw. ein Vlies und/oder ein Gewebe, bspw. ein Kunststoffgewebe, angeordnet sein, wodurch die Oberfläche der Flüssigkeit vergrößert und die Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit verringert wird. Dies erhöht die Kühlleistung. Das Material ist bevorzugt mäanderförmig zwischen den Rohren angeordnet bzw. eingezogen.

[0029] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Rohre an der Außenseite und/oder das Gehäuse an der Innenseite jeweils zumindest teilweise beschichtet ist, bspw. mit einem Vlies und/oder einer Beschichtung bzw. einem Anstrich, welche die Oberfläche bestmöglich vergrößert, bspw. eine wasserfeste Antirutschbeschichtung. Hierdurch wird die Sättigung des Gases verbessert und damit die Kühlleistung erhöht.

[0030] Falls mehrere Rohre vorgesehen sind, sind die Rohre bevorzugt mit einem gemeinsamen Verbindungsrohr verbunden. Die Flüssigkeit kann hierbei zunächst in das Verbindungsrohr und von dort in die einzelnen Rohre geführt werden. Diese Anordnung vereinfacht den Aufbau, da bspw. lediglich eine Pumpe vorgesehen sein kann, die im Betrieb alle Rohre mit Flüssigkeit versorgt.

[0031] Bevorzugt ist eine Steuerungseinheit vorgesehen, die ausgebildet ist, um den Ventilator anzusteuern. Die Steuerungseinheit ist bevorzugt ausgebildet, um den Ventilator wahlweise einbzw. auszuschalten und/oder die Leistung des Ventilators zu verändern. Weiters ist die Steuerungseinheit bevorzugt ausgebildet, um die Pumpe anzusteuern und wahlweise ein- bzw. auszuschalten und/oder die Leistung der Pumpe zu verändern. Die Steuerungseinheit ist bevorzugt mit einem elektrischen Energiespeicher verbunden, um mit elektrischer Energie versorgt zu werden.

[0032] Bei einer bevorzugten Ausführung ist ein Einlass-Temperatursensor angeordnet, um die Temperatur des durch den Ventilator in das Gehäuse geführten Gases zu ermitteln. Weiters ist bevorzugt ein Feuchtigkeitssensor angeordnet, um die Feuchtigkeit des durch den Ventilator in das Gehäuse geförderten Gases zu ermitteln. Besonders bevorzugt ist die Steuerungseinheit mit

dem Einlass-Temperatursensor und/oder dem Feuchtigkeitssensor verbunden, sodass die durch die Sensoren ermittelten Messwerte der Steuerungseinheit zugeführt werden können. Auf Basis dieser Messwerte wird der Ventilator und/oder die Pumpe entsprechend angesteuert. Dies ermöglicht es, dass der Ventilator bzw. die Pumpe je nach vorherrschenden Umgebungstemperaturen gesteuert werden kann. Beispielsweise reduziert sich die Kühlleistung bei hoher Feuchtigkeit des umgebenden Gases, sodass in diesem Fall die Pumpe abgeschaltet werden kann. Der Ventilator kann bspw. weiter eingeschaltet bleiben, um einen Luftzug bereitzustellen. Die Kühlvorrichtung kann auch eine Zeitlang ohne Pumpe bzw. ohne Flüssigkeitsfluss betrieben werden, bspw. zur Abtrocknung oder aus Hygienegründen. In diesem Betriebszustand wird Gas durch den Kühlbereich geführt, aber keine Flüssigkeit. Insbesondere kann hierbei zunächst die Flüssigkeit aus der Kühlvorrichtung, vor allem ggf. dem Flüssigkeitsbehälter, entfernt werden.

[0033] Um die Kühlvorrichtung auf einfache Art und Weise reinigen zu können, ist bevorzugt vorgesehen, dass das bzw. die Rohre lösbar mit dem Gehäuse verbunden ist. Das bzw. die Rohre sind bspw. derart angeordnet, dass es bzw. sie mithilfe eines Griffes aus dem Gehäuse herausgezogen bzw. herausgehoben werden können. Bevorzugt ist das bzw. die Rohre mit Leitelementen verbunden. Hierbei können das bzw. die Rohre gemeinsam mit den Leitelementen aus dem Gehäuse entfernt werden. Falls mehrere Rohre vorgesehen sind, sind die Rohre bevorzugt miteinander (lösbar) verbunden und sind derart angeordnet, dass sie gemeinsam aus dem Gehäuse entfernt werden können. Um ein Entfernen zu ermöglichen, ist das Rohr bzw. die Rohre bevorzugt lösbar mit einem Zwischenrohr, das mit einem Flüssigkeitsbehälter in Verbindung steht, verbunden.

[0034] Zur Verbesserung der Kühlleistung der Vorrichtung ist bevorzugt zumindest eine Düse vorgesehen, die angeordnet ist, um in den Kühlbereich eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, einzuspritzen. Die zumindest eine Düse kann bspw. im Gehäuse angeordnet sein. Bevorzugt ist die Düse mit dem Flüssigkeitsbehälter verbunden, sodass Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter durch die Düse versprüht wird. Durch die Düse(n) kann eine zerstäubte Flüssigkeit mit großer Oberfläche in den Kühlbereich eingespritzt werden. Diese eingespritzte Flüssigkeit erzeugt einen Nebel im Kühlbereich und kann auch zusammen mit dem Gas aus den Außenöffnungen in die Umgebung ausgebracht werden, sodass auch in der Umgebung ein kühlender Nebel entsteht.

[0035] Alternativ oder zusätzlich kann auch zumindest eine Düse vorgesehen sein, die angeordnet ist, um in einen Bereich außerhalb des Gehäuses, insbesondere in einen aus den Außenöffnungen geführten Luftstrom, eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser einzuspritzen. Bevorzugt ist die Düse mit dem Flüssigkeitsbehälter verbunden, sodass Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter durch die Düse versprüht wird. Durch die Düse(n) kann eine zerstäubte Flüssigkeit mit großer Oberfläche in einen Bereich außerhalb des Gehäuses, bspw. einen Aufenthaltsbereich, eingespritzt werden. Diese eingespritzte Flüssigkeit erzeugt einen kühlenden Nebel.

[0036] Bevorzugt ist die Düse bzw. sind die Düsen so ausgebildet, dass die entstehenden Tröpfchen groß genug sind, um nicht in die Lunge des Menschen eindringen zu können. Bevorzugt weisen die Tröpfchen eine Größe von mehr als 30 um auf. Dies kann durch geeignete Dimensionierung der Düse erreicht werden.

[0037] Weiters ist erfindungsgemäß ein Verfahren zur Kühlung der eingangs genannten Art vorgesehen, bei welchem das Rohr und das Gehäuse mit einem gemeinsamen Halteelement verbunden sind. Das Verfahren kann wie oben beschrieben und mithilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden.

[0038] Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Gas aus der bzw. den Außenöffnungen mit einer Geschwindigkeit von 0,5 bis 2 m/s, bevorzugt 1 bis 2 m/s, besonders bevorzugt ca. 1,5 m/s austritt. Ein derartiger Luftstrom wird vom Menschen, insbesondere bei hohen Temperaturen, als besonders angenehm kühlend empfunden. Die Geschwindigkeit wird hierbei beim Austritt des Gases, insbesondere der Luft, aus der Außenöffnung ermittelt.

[0039] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten

Ausführungsbeispiels näher erläutert. In dieser zeigt

[0040] Fig. 1 eine erste erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kühlung, [0041] Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1 und [0042] Fig. 3 eine zweite erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kühlung.

[0043] In Fig. 1 ist eine erste Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Seitenansicht dargestellt, umfassend ein im Wesentlichen quaderförmiges Gehäuse 1, welches im oberen Bereich mehrere Außenöffnungen 2 aufweist. Innerhalb des Gehäuses 1 sind mehrere im Wesentlichen senkrecht verlaufende Rohre 3 in einer Reihe angeordnet. Die Rohre 3 weisen am oberen Ende jeweils eine Auslassöffnung 4 auf. Die Auslassöffnungen 4 befinden sich in einer gemeinsamen gedachten waagrechten Ebene. Zwischen den Rohren 3 und dem Gehäuse 1 wird ein Kühlbereich 5 gebildet. Das Gehäuse 1 weist eine Einlassöffnung auf, in der ein Ventilator 6 angeordnet ist, um ein Gas, insbesondere (Umgebungs-)Luft, in den Kühlbereich 5 zu führen und in diesem nach oben zu den Außenöffnungen 2 zu bewegen. Im Kühlbereich 5 sind mehrere als im Wesentlichen waagrecht verlaufende Plattenelemente ausgebildete Leitelemente 7 angeordnet. Die Leitelemente 7 sind jeweils etwas versetzt zueinander angeordnet, wodurch zwischen den seitlichen Wänden des Gehäuses 1 und den Leitelementen 7 Strömungsöffnungen 8 gebildet werden. Hierdurch wird ein mäanderförmiger Gasweg entlang der Pfeile 9 vom Ventilator 6 in den oberen Bereich des Gehäuses 1 zu den Außenöffnungen 2 ermöglicht. Senkrecht unterhalb des Kühlbereiches 5 ist ein Flüssigkeitsbehälter 10 angeordnet. Die Rohre 3 sind mit einem gemeinsamen Verbindungsrohr 11 sowie einer Pumpe 12 verbunden, die derart angeordnet sind, dass eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, aus dem Flüssigkeitsbehälter 10 in die Rohre 3 gegen die Schwerkraft zu den jeweiligen Auslassöffnungen 4 geführt werden kann. Insbesondere befindet sich die Pumpe 12 hierbei im Flüssigkeitsbehälter 10. Der Flüssigkeitsbehälter 10 ist weiters über Rückflussöffnungen 13, die in einem Bodenelement des Gehäuses 1 angeordnet sind, mit dem Kühlbereich 5 verbunden und weist einen Wasseranschluss 14 auf, über den eine Flüssigkeit in den Flüssigkeitsbehälter 10 eingebracht werden kann. Zur Steuerung des Ventilators 6 und der Pumpe 12 ist eine Steuerungseinheit 15 vorgesehen, die über Leitungen 16 mit dem Ventilator 6 und über Leitungen 17 mit der Pumpe 12 verbunden ist. Die Steuerungseinheit 15 ist weiters mit einem Temperatursensor 18 und einem Feuchtigkeitssensor 19 verbunden, die derart angeordnet sind, dass die Temperatur bzw. die Feuchtigkeit des durch den Ventilator 6 in den Kühlbereich 5 geführten Gases ermittelt und die entsprechenden Messwerte über Leitungen 20 der Steuerungseinheit 15 zugeführt werden können. Auf der Oberseite des Gehäuses 1 ist weiters ein Photovoltaikmodul 21 angeordnet, welches über eine Leitung 22 mit einem elektrischen Speicher 23 verbunden ist, sodass die erzeugte elektrische Energie im elektrischen Speicher 23 gespeichert werden kann. Der elektrische Speicher 23 ist seinerseits über Leitungen 24 mit der Steuerungseinheit 15, dem Ventilator 6 sowie der Pumpe 12 verbunden, um diese mit elektrischer Energie zu versorgen.

[0044] Im Betrieb wird eine Flüssigkeit mithilfe der Pumpe 12 aus dem Flüssigkeitsbehälter 10 entlang der Pfeile 25 zu den Rohren 3 und in den Rohren 3 zu den Auslassöffnungen 4 geführt. Anschließend fließt die Flüssigkeit aufgrund der Schwerkraft entlang der Pfeile 26 wieder nach unten zu den Rückflussöffnungen 13 und in den Flüssigkeitsbehälter 10 zurück. Hierbei fließt die Flüssigkeit an den Außenseiten der Rohre 3 und/oder über die Leitelemente 7 und die StrömungsÖffnungen 8. Im Kühlbereich 5 kommt die herabfließende Flüssigkeit mit dem nach oben geführten Gas in Kontakt, wodurch ein Teil der Flüssigkeit verdunstet und das Gas abgekühlt wird. Das entsprechend kühlere Gas tritt anschließend aus den Außenöffnungen 2 aus und kühlt die Umgebung. Die in den Flüssigkeitsbehälter 10 zurückgeflossene Flüssigkeit kann anschließend erneut durch die Rohre 3 zu den Auslassöffnungen 4 geführt werden, sodass ein Kreislauf entsteht.

[0045] In Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Kühlvorrichtung gemäß Fig. 1 gezeigt, wobei der Deckel des Gehäuses 1 nicht dargestellt ist. Die Leitelemente 7 weisen Rohröffnungen 27 auf, in denen die Rohre 3 verlaufen. Hierbei sind die Rohröffnungen 27 in den Leitelementen 7 etwas größer als die Außendurchmesser der Rohre 3, sodass eine Flüssigkeit an der Außenseite der Rohre 3 ungehindert nach unten fließen kann. Die Rohre 3 sind in einer Reihe angeordnet, also die Längs-

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achsen der einzelnen Rohre 3 befinden sich auf einer gemeinsamen gedachten Geraden. Die Rohre 3 sind jeweils voneinander beabstandet angeordnet.

[0046] In Fig. 3 ist eine zweite Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Hierbei ist das Gehäuse 1 zylinderförmig ausgebildet und umschließt lediglich ein einzelnes Rohr 3. Die Außenöffnungen 2 sind im Mantel des Gehäuses 1 über die gesamte Höhe angeordnet. Bei dieser Ausbildung ist der Ventilator 9 oberhalb des Rohrs 3, insbesondere der Auslassöffnung 4 angeordnet, sodass einströmendes Gas entlang der Pfeile 9 nach unten zu den Außenöffnungen 2 und entlang der Pfeile 28 durch die Außenöffnungen 2 in die Umgebung geführt wird. Die mithilfe der Pumpe 12 im Rohr 3 entlang der Pfeile 25 zur Auslassöffnung 4 geführte Flüssigkeit fließt nach dem Austritt aus der Auslassöffnung 4 ebenfalls entlang der Pfeile 9 nach unten zu den Rückflussöffnungen 13. Im oberen Bereich der Vorrichtung sind ähnlich wie bei der Ausführung gemäß Fig. 1 eine Steuerungseinheit 15 sowie ein Temperatursensor 18 sowie ein Feuchtigkeitssensor 19 vorgesehen.

Claims (7)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Kühlung, umfassend ein Gehäuse (1), welches zumindest eine Außenöffnung (2) aufweist, zumindest ein im Wesentlichen senkrecht verlaufendes Rohr (3), wobei das zumindest eine Rohr (3) vom Gehäuse (1) umgeben ist und das Rohr (3) eine AuslassÖffnung (4) aufweist, die derart angeordnet ist, dass eine Flüssigkeit durch die Auslassöffnung (4) aus dem Rohr (3) in einen durch das Rohr (3) und das Gehäuse (1) begrenzten Kühlbereich (5) fließen kann, sowie einen Ventilator (6), der ausgebildet ist, um ein Gas, insbesondere Luft, im Kühlbereich (5) zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (3) und das Gehäuse (1) mit einem gemeinsamen Halteelement verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pumpe (12) vorgesehen ist, die ausgebildet ist, um eine Flüssigkeit innerhalb des Rohrs (3) zur Auslassöffnung (4) zu fördern.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlbereich (5) weiters durch ein Bodenelement begrenzt ist, welches bevorzugt eine Rückflussöffnung (13) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (3) mit einem Flüssigkeitsbehälter (10) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrischer Energiespeicher (23) vorgesehen ist, der bevorzugt mit einem Photovoltaikmodul verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Pflanzenbehälter vorgesehen ist.

7. Verfahren zur Kühlung, bei welchem eine Flüssigkeit, Insbesondere Wasser, in einem Rohr (3) im Wesentlichen senkrecht nach oben geführt wird, sodass die Flüssigkeit aus einer Auslassöffnung (4) des Rohrs (3) in einen durch das Rohr (3) und ein das Rohr (3) umschließendes Gehäuse (1) gebildeten Kühlbereich (5) gelangt wobei ein Gas, insbesondere Luft, durch im Gehäuse (1) angeordnete Außenöffnungen (2) aus dem Kühlbereich geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (3) und das Gehäuse (1) mit einem gemeinsamen Halteelement verbunden sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen