DE10129999A1 - Effizienzerhöhung von Kühlaggregaten durch Wasserverdunstung - Google Patents

Effizienzerhöhung von Kühlaggregaten durch Wasserverdunstung

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Andre Spiering
Joachim Kupsch
Dennis Kreft
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D5/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, using the cooling effect of natural or forced evaporation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/04—Condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04—Details of condensers
    • F25B2339/041—Details of condensers of evaporative condensers

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  • Devices For Blowing Cold Air, Devices For Blowing Warm Air, And Means For Preventing Water Condensation In Air Conditioning Units (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Der Wirkungsgrad eines Kühlschrankes ist abhängig von der Differenz der Kühlflüssigkeitstemperatur im Verflüssiger (Wärmetauscher am Kühlschrank = Kühlrippen) und der Temperatur im Kühlschrank. Da die Umgebungstemperatur der Verflüssiger in der Regel gleich der Umgebungstemperatur der Luft (Raumtemperatur) ist, werden, um den benötigten Kühleffekt zu erzielen, am Verflüssiger relativ hohe Temperaturen erzeugt, damit die Wärme an die Umgebung abgegeben werden kann.
  • Das Erzeugen dieser relativ hohen Temperaturen übernimmt der Kompressor des Kühlschrankes, der dafür einen entsprechend hohen Druck erzeugt. Folge ist ein vergleichbar hoher Stromverbrauch.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die den Verflüssiger umgebende Temperatur soweit zu senken, dass deutlich geringere Temperaturen der Kühlflüssigkeit nötig sind. Dies ist gleichbedeutend mit einem geringeren Druck, der vom Kompressor des Kühlschranks im Verflüssiger erzeugt wird, sowie einer damit verbundenen Stromverbrauchs-Einsparung.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Eine ideale Möglichkeit, um die Temperatur am Verflüssiger zu senken und damit unterschiedlich zur Raumtemperatur zu machen, ist die Ausnutzung des thermodynamischen Effekts der Verdunstungskühlung. Dazu wird der Verflüssiger in einem Wasserbad positioniert, an dessen Oberfläche permanent Flüssigkeit verdunsten kann. Der auftretende Kühleffekt senkt die Umgebungstemperatur des Verflüssigers.
  • Damit einher geht eine deutliche Senkung des Stromverbrauchs.
  • Eine zusätzlich positive Wirkung der permanenten Verdunstung von Wasser ist die Feuchtigkeitsanreicherung der Luft - ein häufig erwünschter, und oft durch speziell für diese Aufgabe entwickelte Geräte erzeugter, Effekt.
    • Beschreibung der Erfindung
  • Nach bekannter Weise ist der Verflüssiger eines Kühlschrankes an dessen Rückseite angebracht. Im Gegensatz dazu wird der Verflüssiger in der Erfindung unter dem Kühlschrank positioniert und in ein flaches Wassergefäß gelegt, das sich ebenfalls dort befindet.
  • Die Höhe des Wasserspiegels ist so gewählt, dass der Verflüssiger nur ganz knapp unterhalb der Wasseroberfläche liegt, bzw. vom Wasser benetzt ist.
  • Das Wassergefäß selbst ist sehr flach, und in der Ausdehnung von Länge und Breite den Maßen des Verflüssigers angepasst. Nach unten, also gegenüber dem Boden ist das Gefäß wärmetechnisch isoliert.
  • Mit einem schwachen Gebläse (ca. 1 Watt), das so angeordnet ist, dass der Luftstrom über die gesamte Wasseroberfläche blasen kann, wird die Temperatur des Wassers auf bis zu ca. 12°C, unter Ausnutzung der Verdunstungskühlung, gesenkt. Die Umgebungstemperatur des Verflüssigers ist nun nicht mehr die Raumtemperatur, sondern die Temperatur des umgebenden Wassers.
  • Da permanent Flüssigkeit verdunstet, wird der Vorrat in dem Wassergefäß durch eine entsprechende Vorrichtung automatisch ergänzt, so dass der Wasserspiegel in dem Behältnis zeitlich konstant bleibt.
  • Außerdem wird der Kühlschrank mit einem speziellen Kompressor ausgestattet, der nur noch die nun niedrigere Temperatur (bzw. den dafür erforderlichen Druck) der Kühlflüssigkeit erzeugt. Dieser Kompressor verbraucht nun entsprechend weniger Strom.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Senkung der Umgebungstemperatur des Verflüssigers von Kühlaggregaten, dadurch gekennzeichnet, dass der Verflüssiger von verdunstendem Wasser umgeben ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verflüssiger in einem Wasserbad liegt, dessen Verdunstung von einem Gebläse gesteigert wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verflüssiger in einem nach unten wärmeisolierten Wasserbad liegt, dessen Verdunstung von einem Gebläse gesteigert wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verflüssiger von wasseraufsaugendem Material umgeben ist, dessen Verdunstung von einem Gebläse gesteigert wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse entfällt.
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