DE10029662A1 - System of refrigeration machines, heat exchangers for air conditioning has bivalent mode with plate heat exchangers, refrigeration machines producing refrigeration power simultaneously - Google Patents

System of refrigeration machines, heat exchangers for air conditioning has bivalent mode with plate heat exchangers, refrigeration machines producing refrigeration power simultaneously

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DE10029662A1
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Uwe Zeiler
Torsten Muecker
Michael Hasdorf
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Hasdorf Michael 13187 Berlin De
Muecker Torsten 13089 Berlin De
ZEILER, UWE, 01896 PULSNITZ, DE
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater

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Abstract

The arrangement has plate heat exchangers (PWT) and refrigeration machines (KM) producing refrigeration power simultaneously in bivalent operation and the cold water coming from the cold water network is branched off before it enters the refrigeration machine and first passed via the plate heat exchanger and then to the refrigeration machine.

Description

Die Erfindung betrifft Anlagen der zentralen Kälteerzeugung, bei denen zur Ausnutzung des Freikühlbetriebes Plattenwärmetauscher (PWT) eingesetzt werden.The invention relates to plants for central refrigeration, in which to utilize the free cooling operation plate heat exchanger (PWT) be used.

Ihre Anwendung bietet sich besonders in einem neuartigen Klimasystem für Aufstellungsräume von Nachrichten- und Rechentechnik mit an sich bekannten und üblichen Komponenten an, das sich durch eine mehr­ schienige, mindestens aber 3-schienige Kälteversorgung auszeichnet, wobei die Anzahl der Kälteerzeuger gemäß n + 1 festgelegt ist, die Mindestanzahl der Umluftklimageräte (ULK) pro Raumeinheit der Mindestanzahl der Schienen entspricht und pro Schiene ein Platten­ wärmetauscher eingesetzt ist. Des weiteren sind die Rückkühlwerke (RKW) im Normalfall so geschaltet, daß jeder Kälteerzeugungseinheit ein Rückkühlwerk zugeordnet ist; bei Ausfall der Rückkühlwerke oder Kältemaschinen (KM) sind diese jedoch so miteinander verbunden, daß eine Kältemaschine auf ein anderes Rückkühlwerk umgeschaltet werden kann bzw. ein Rückkühlwerk von mehreren unterschiedlichen Kälte­ maschinen mittels Kurzschlußstrecke oder Ringleitung anfahrbar ist.Their application is particularly useful in a new type of climate system for installation rooms of communication and computing technology with itself known and usual components, which is characterized by a more shining, but at least 3-shining cold supply distinguishes, where the number of refrigerators is determined according to n + 1, the Minimum number of recirculating air conditioning units (ULK) per room unit Corresponds to the minimum number of rails and one plate per rail heat exchanger is used. Furthermore, the recooling plants (RKW) normally switched so that each refrigeration unit Recooling unit is assigned; in the event of failure of the recooling plants or Chillers (KM) are connected to each other so that a chiller can be switched to another chiller can or a chiller of several different cold machines can be approached by means of a short circuit or ring line.

Es ist bekannt, daß zur Senkung der Betriebsdauer von zentralen und dezentralen Kälteerzeugungsanlagen Vorrichtungen und Anordnungen zur Ausnutzung des Freikühlbetriebes, d. h., der Nutzung niedriger oder zumindest relativ niedriger Außentemperaturen im Nachtbetrieb, in der Übergangszeit und im Winterbetrieb, verwendet werden. Derartig eingesetzte Geräte, namentlich Wärmetauscher, werden unter dem Aspekt der maximalen Erhöhung der Freikühlbetriebsgrenze ausgelegt. Ihre Fahrweise ist dadurch charakterisiert, daß sie in Abhängigkeit vom Außentemperaturniveau und den geforderten Raumbedingungen ein- oder ausgeschaltet werden.It is known that to reduce the operating time of central and decentralized refrigeration systems devices and arrangements to take advantage of free cooling operation, d. i.e., use lower or at least relatively low outside temperatures during night operation, in the Transitional period and in winter operation. Such  Applied devices, namely heat exchangers, are under the Aspect of the maximum increase in the free cooling operating limit. Your driving style is characterized by the fact that it depends on Outside temperature level and the required room conditions or be turned off.

Nachteil der bekannten technischen Lösungen ist deren monovalente Betriebsweise; es ist nämlich entweder die Kältemaschine oder die Vorrichtung zur Ausnutzung des Freikühlbetriebes in Betrieb.The disadvantage of the known technical solutions is their monovalent ones Operation; it is either the chiller or the Device for utilizing the free cooling operation in operation.

Weiterhin ist der Stand der Technik durch Lösungen geprägt, die unterschiedliche Systemkomponenten für den Freikühlbetrieb anordnen. Die so erzielte Abkühlung des Kaltwassers wird durch Beimischung in das Kaltwassernetz ausgenutzt. Aber auch hier bleiben die grundsätzlichen Nachteile bestehen.Furthermore, the state of the art is characterized by solutions that Arrange different system components for free cooling operation. The cooling of the cold water achieved in this way is admixed with the Cold water network used. But here too the basic ones remain Disadvantages exist.

Ziel der Erfindung ist es, eine Anordnung vorzuschlagen, die der Aus­ nutzung von Außenlufttemperaturen oberhalb des üblichen Freikühl­ betriebes erlaubt. Dabei steht die Aufgabe, eine bivalente Fahrweise mit den vorhandenen Komponenten, also Pumpen, Plattenwärmetauscher und Kältemaschinen, zu erreichen.The aim of the invention is to propose an arrangement that the off use of outside air temperatures above the usual free cooling operation allowed. The task here is to have a bivalent driving style the existing components, i.e. pumps, plate heat exchangers and chillers.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das aus dem Kaltwassernetz zurückkommende Wasser vor Eintritt in die Kältema­ schine abgezweigt und erst über die Plattenwärmetauscher geleitet und dann der Kältemaschine zugeführt wird. Plattenwärmetauscher und Kälteerzeuger sind in Reihe geschaltet. Das auf diesem Wege vorgekühlte Kaltwasser tritt in die Kältemaschine ein und wird durch diese auf den eingestellten Temperaturwert weiter abgekühlt. Dies geschieht dadurch, daß ein Teil des vom Rückkühlwerk zurückkommenden Kühlwassers abgezweigt und ebenfalls über die Plattenwärmetauscher geleitet. Das Kühlwasser nimmt dabei Wärme auf und kühlt so das Kaltwasser ab. Das so erwärmte Kühlwasser wird aber nicht dem Kreislauf der Kältemaschine beigemischt, sondern nach Austritt des Kühlwassers aus der Kältemaschine mit diesem vermischt und in Parallelschaltung zum Rückkühlwerk zurückgeleitet.According to the invention this object is achieved in that the Cold water network returning water before entering the Kältema branched off and only passed over the plate heat exchanger and then the chiller is supplied. Plate heat exchanger and Refrigerators are connected in series. That way Pre-cooled cold water enters and is chilled by the chiller cooled further to the set temperature value. this happens  in that part of the return from the chiller Cooling water branched off and also via the plate heat exchanger directed. The cooling water absorbs heat and cools it Cold water. The cooling water heated in this way will not, however Circuit of the chiller, but after the outlet of the Cooling water from the chiller mixed with this and in Parallel circuit back to the cooling system.

In der bivalenten Fahrweise können also die Plattenwärmetauscher und Kältemaschinen bei entsprechenden Temperaturen gleichzeitig betrieben werden, so daß ein Teil der benötigten Kälteleistung direkt durch den Plattenwärmetauscher durch Absenkung der Kaltwasserrücklauftempe­ ratur des von den Umluftklimageräten zurückkommenden Wassers erbracht werden kann und nur die Differenzleistung durch Kältema­ schinen erzeugt wird.In the bivalent mode of operation, the plate heat exchangers and Chillers operated simultaneously at appropriate temperatures be so that part of the required cooling capacity directly through the Plate heat exchanger by lowering the cold water return temperature temperature of the water coming back from the air conditioning units can be provided and only the differential power through Kältema is generated.

Die konsequente Ausnutzung der Außenlufttemperatur oberhalb des Freikühlbetriebes reduziert die Kälteerzeugungsleistung der Kälte­ maschinen, was zur Verkürzung der Betriebsdauer und letztlich die Senkung der Betriebskosten ermöglicht.The consequent utilization of the outside air temperature above the Free cooling operation reduces the refrigeration capacity of the refrigeration machines, which shorten the operating time and ultimately the Allows lower operating costs.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist zudem in Fig. 1 näher dargestellt. The arrangement according to the invention is also shown in more detail in FIG. 1.

Liste der verwendeten BezugszeichenList of the reference symbols used

KM Kältemaschine
PWT Plattenwärmetauscher
RKW Rückkühlwerk
S Schiene
ULK Umluftklimageräte
USV Unabhängige Stromversorgung
Systemtrennung
KM chiller
PWT plate heat exchanger
RKW recooling plant
S rail
ULK air conditioning units
UPS Independent power supply
system separation

Claims (3)

1. Anordnung von Kältemaschinen und Wärmetauschern in Klimasystemen, insbesondere in solchen für Aufstellungsräume von Nachrichten- und Rechentechnik mit an sich bekannten Komponenten, die sich dadurch auszeichnen, daß eine mehrschienige, mindestens aber 3-schienige Kälteversorgung installiert und die Anzahl der Kälteerzeuger gemäß n + 1 festgelegt ist, die Mindestanzahl der Umluftklimageräte pro Raumeinheit der Mindestanzahl der Schienen entspricht, pro Schiene ein Plattenwärmetauscher verwendet ist und die Rückkühlwerke, im Normal­ fall so geschaltet, daß jeder Kälteerzeugereinheit ein Rückkühlwerk zugeordnet ist, bei Ausfallen der Rückkühlwerke oder Kältemaschinen aber so miteinander verbunden sind, daß eine Kältemaschine auf ein anderes Rückkühlwerk umgeschaltet werden kann bzw. ein Rückkühlwerk von mehreren unterschiedlichen Kältemaschinen mittels Kurzschluß­ strecken oder Ringleitungen anfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei bivalentem Betrieb Plattenwärmetauscher und Kältemaschinen die Kälteleistung gleichzeitig erbringen und hierbei das aus dem Kaltwasser­ netz zurückkommende Wasser vor dem Eintritt in die Kältemaschine abgezweigt und erst über die Plattenwärmetauscher geleitet und dann der Kältemaschine zugeführt wird.1. Arrangement of refrigeration machines and heat exchangers in air conditioning systems, especially in those for installation rooms for communications and computing technology with components known per se, which are characterized in that a multi-rail, but at least 3-rail cooling supply is installed and the number of refrigeration generators according to n + 1 is specified, the minimum number of air-conditioning units per room unit corresponds to the minimum number of rails, a plate heat exchanger is used per rail and the recooling units, normally switched so that each refrigeration unit is assigned a recooling unit, but is connected to each other if the recooling units or chillers fail are that a chiller can be switched to another chiller or a chiller from several different chillers by short circuit or ring lines can be started, characterized in that in bivalent operation P slat heat exchangers and chillers provide the cooling capacity at the same time and the water coming back from the cold water network is branched off before entering the chiller and first passed over the plate heat exchanger and then fed to the chiller. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Plattenwärmetauscher und Kältemaschine in Reihe geschalten sind.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that Plate heat exchanger and chiller are connected in series. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des vom Rückkühlwerk zurückkommenden Kühlwassers ebenfalls über die Plattenwärmetauscher geleitet und nach Austritt des Kühlwassers aus der Kältemaschine mit diesem vermischt und in Parallelschaltung zum Rückkühlwerk zurückgeleitet wird.3. Arrangement according to claim 1, characterized in that a part of the cooling water coming back from the chiller the plate heat exchangers passed and after the cooling water escaped  the chiller mixed with this and in parallel to Recooling unit is returned.
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Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: MUECKER, TORSTEN, 13089 BERLIN, DE

Owner name: ZEILER, UWE, 01896 PULSNITZ, DE

Owner name: HASDORF, MICHAEL, 13187 BERLIN, DE

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