DE102008031219B3

DE102008031219B3 - Hybrid cooling tower, has mixing assembly comprising completely open trapezoidal lower surface and open rectangular output side, and openings arranged in trapezoidal side wall of mixing assembly

Info

Publication number: DE102008031219B3
Application number: DE102008031219A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr. Schulze
Original assignee: GEA Energietchnik GmbH
Current assignee: GEA Energietchnik GmbH
Priority date: 2008-07-03
Filing date: 2008-07-03
Publication date: 2009-06-25
Anticipated expiration: 2028-07-04
Also published as: WO2010000212A1

Abstract

The tower has a mixing chamber (7) with a truncated pyramid shaped mixing assembly (10) that extends transverse to an ascending airflow (F). The assembly guides another air flow towards the former airflow, and comprises a completely or predominantly open trapezoidal lower surface (11) and an open rectangular output side. Three openings are arranged in a trapezoidal side wall of the mixing assembly. The mixing assembly is arranged in a chamber wall (6) of the mixing chamber, where two of the openings are arranged directly opposite to each other.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hybridkühlturm einer Hybridkühlanlage gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1.The The invention relates to a hybrid cooling tower Hybrid Cooling System according to the characteristics in the preamble of claim 1.

Aus der DE 196 11 627 A1 ist ein gattungsgemäßer Hybridkühlturm bekannt. Ein solcher Hybridkühlturm oder auch Hybridzelle oder Zellenkühlturm genannt, ist zusammen mit anderen baugleichen "Zellen" in der Regel Bestandteil einer größeren Hybridkühlanlage und kombiniert eine Nass-/Trockenkühlung von Wasserdampf. Hybridkühlanlagen werden eingesetzt, wenn eine reine Nasskühlung nicht in Frage kommt. Gründe hierfür können Belästigungen durch sichtbare Schwaden sein.From the DE 196 11 627 A1 a generic hybrid cooling tower is known. Such a hybrid cooling tower or hybrid cell or cell cooling tower, together with other identical "cells" usually part of a larger hybrid cooling system and combines a wet / dry cooling of water vapor. Hybrid cooling systems are used when pure wet cooling is out of the question. Reasons for this can be annoyances caused by visible swaths.

Ein Hybridkühlturm lässt sich in vier Sektionen unterteilen: Nassteil, Trockenteil, Mischkammer und Maschinenanlage. Die Maschinenanlage befindet sich oberhalb der Mischkammer und umfasst als wesentliches Element einen Ventilator mit zugehöriger Antriebseinheit. Der Ventilator saugt Kühlluft von unten in die Mischkammer ein. Unterhalb der Mischkammer befindet sich der Nassteil mit einem Wasserverteilsystem. Von unten wird daher ein "nasser" Luftstrom angesaugt. Seitlich der Mischkammer befinden sich Wärmetauscher, insbesondere Rippenrohrbündel, durch welche das Kühlwasser geleitet wird. Aus diesem Bereich wird somit "trockene" Luft angesaugt, die sich in der Mischkammer mit dem "nassen" Luftstrom zu einem möglichst schwadenfreien Abluftgemisch vermischt.One Hybrid cooling tower let yourself divided into four sections: wet part, dry part, mixing chamber and Machinery. The machinery is located above the Mixing chamber and includes as an essential element a fan with associated Drive unit. The fan draws cooling air from below into the mixing chamber one. Below the mixing chamber is the wet part with a Water distribution system. From below, therefore, a "wet" air stream is sucked. Side of the mixing chamber are heat exchangers, in particular ribbed tube bundles, through which the cooling water is directed. From this area, thus "dry" air is sucked in, which is in the mixing chamber with the "wet" airflow to one preferably steam-free air mixture mixed.

Das grundlegende Ziel bei der Auslegung eines Hybridkühlturms ist es, mit möglichst geringem Materialeinsatz und minimalem Druckverlust im Hinblick auf die Ventilatordimensionierung eine möglichst effektive, d. h. optimale Vermischung der Feuchtluft mit der Trockenluft zu erreichen. Schwadenfrei arbeitende Hybrid- oder Zellkühltürme, lassen sich nach bisherigen Kenntnissen nur mittels zusätzlicher Ventilatoren für den Trockenteil erreichen.The fundamental goal in the design of a hybrid cooling tower is it with as possible low material usage and minimal pressure loss with regard to on the fan dimensioning as effective as possible, d. H. optimal To achieve mixing of the moist air with the dry air. swaths free working hybrid or cell cooling towers, can be according to previous knowledge only by means of additional fans for the dry part to reach.

Die Anmelderin hat zahlreiche Untersuchungen an einer typischen Ausführung einer so genannten Zelle bzw. Mischkammer mit den Abmessungen 15 m × 13 m vorgenommen. Sowohl am unteren Einlass für die feuchte Luft als auch am Einlass für die trockene Luft wurden gleichmäßige, d. h. konstante Geschwindigkeitsprofile angenommen, da Untersuchungen gezeigt haben, dass dies als realistisch anzusehen ist. Ausgehend von der DE 196 11 627 A1 wurde festgestellt, dass pyramidenstumpfförmige Mischeinbauten, bei denen eine Dachfläche der Mischeinbauten quergeschlitzt ist, also permanente Öffnungen aufweist, nicht in jedem Fall zu optimalen Mischergebnissen führen. Dies ist insbesondere bei der so genannten Back-to-Back-Anordnung der Fall, bei welcher in eine Mischkammer nur von einer Seitenwand Mischeinbauten ragen können, da die einander benachbarte Mischkammern gewissermaßen Rücken an Rücken (Back-to-Back) stehen.The Applicant has made numerous investigations on a typical design of a so-called cell or mixing chamber with the dimensions 15 m × 13 m. Uniform, ie constant, velocity profiles were assumed at both the lower inlet for the moist air and the inlet for the dry air, since studies have shown that this is realistic. Starting from the DE 196 11 627 A1 It was found that truncated pyramid-shaped mixed structures, in which a roof surface of the mixing installations is cross-slotted, that has permanent openings, do not always lead to optimal mixing results. This is the case in particular in the case of the so-called back-to-back arrangement, in which mixing installations can protrude into a mixing chamber only from one side wall, since the adjacent mixing chambers are to some extent back-to-back.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, einen Hybridkühlturm dahingehend weiterzuentwickeln, dass sowohl im Einzelbetrieb, als auch in einer Back-to-Back-Anordnung ein möglichst schwadenarmer, am besten schwadenfreier Betrieb ermöglicht wird.Of the The invention is therefore based on the object, a hybrid cooling tower to that effect to further develop that both in individual operation, as well as in a Back-to-back arrangement as low-emission as possible, the best swath-free operation is possible.

Diese Aufgabe ist bei dem erfindungsgemäßen Hybridkühlturm durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.These Task is in the hybrid cooling tower according to the invention by the features of Patent claim 1 solved.

Die Erfindung wird durch die Merkmale der Unteransprüche in vorteilhafter Weise weitergebildet.The Invention is achieved by the features of the subclaims in an advantageous manner further training.

Wesentlich bei dem erfindungsgemäßen Hybridkühlturm ist, dass wenigstens eine der bislang geschlossenen Seitenwände des Mischeinbaus mit wenigstens einer Öffnung versehen wird. Versuche haben gezeigt, dass Öffnungen in der Dachfläche des Mischeinbaus zu einem sehr raschen und starken Abströmen des zweiten, trockenen Luftstromes führen, wobei es zu einer unbefriedigenden Durchmischung und damit zu unerwünschter Schwadenbildung kommen kann. Grundsätzlich führt zwar die Öffnung der Dachfläche zur Reduzierung von Druckverlusten innerhalb der Mischkammer, allerdings ist der Abstand zwischen der Dachfläche und dem oberen Austrittsende der Hybridkühlanlage, d. h. der Oberkante eines den Ventilator umgebenden Rings (Diffusor), zu gering für eine intensive Durchmischung mit dem von unten kommenden ersten Luftstrom, der hauptsächlich seitlich an dem Mischeinbau vorbei strömt. Dadurch kommt es zu der unerwünschten Schwadenbildung. Dieser Effekt tritt im Wesentlichen unabhängig von der Lage der Öffnung in der Dachfläche auf, so dass ein schwadenfreier Betrieb nur unter besonderen klimatischen Umständen, insbesondere im Sommerbetrieb möglich ist. Es hat sich jedoch überraschenderweise gezeigt, dass ein schwadenarmer und sogar ein schwadenfreier Betrieb möglich ist, wenn in wenigstens einer der trapezförmigen Seitenwände des Mischereinbaus eine Öffnung angeordnet ist. Die Anordnung, Form und Größe der Öffnung hat entscheidenden Einfluss auf die Schwadenbildung und ist für jeden Einsatzfall exakt zu bestimmen.Essential in the hybrid cooling tower according to the invention, that at least one of the previously closed side walls of Mischeinbaus is provided with at least one opening. Have attempts shown that openings in the roof area of the Mischeinbaus to a very rapid and strong outflow of the second, dry airflow, where it is an unsatisfactory mixing and thus undesirable Swathing can come. Basically, although the opening of the roof to reduce pressure losses within the mixing chamber, however is the distance between the roof surface and the upper exit end the hybrid cooling system, d. H. the upper edge of a ring surrounding the fan (diffuser), too low for intensive mixing with the first coming from below Airflow, mainly flows laterally past the mixing installation. This leads to the undesirable steam formation. This effect occurs essentially regardless of the location of the opening in the roof area so that a steam-free operation only under special climatic conditions circumstances, especially in summer mode possible is. It has, however, surprisingly demonstrated that a low-emission and even a steam-free operation is possible, if in at least one of the trapezoidal side walls of the Mixer installation an opening is arranged. The arrangement, shape and size of the opening has a decisive influence on the swathing and is for each case exactly to determine.

Eine "Öffnung" im Sinne der Erfindung ist jeder luftdurchlässige Bereich in der Seitenwand, unabhängig von der Größe, Form oder Lage. Eine "Seitenwand" ist derjenige Bereich des Mischeinbaus, der von Ober- und Unterseite sowie Eintritts- und Austrittsseite begrenzt ist. Die Seitenwand kann porös sein und daher eine Vielzahl kleiner Öffnungen/Poren aufweisen oder auch nur eine einzige oder auch mehrere größere Öffnung besitzen.An "opening" in the sense of the invention is any air-permeable area in the side wall, regardless of the size, shape or position. A "sidewall" is that part of the mixer which is bounded by the top, bottom and inlet and outlet sides. The side wall may be porous and therefore have a plurality of small openings / pores or even a single or also have several larger opening.

Es wird als sehr vorteilhaft angesehen, wenn die wenigstens eine Öffnung sich bis zur Unterseite erstreckt. Es handelt sich dabei gewissermaßen um eine zur Unterseite des Mischeinbaus hin offene Nut in der Seitenwand.It is considered to be very advantageous if the at least one opening is extends to the bottom. It is a kind of one towards the bottom of the mixing installation open groove in the side wall.

Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn wenigstens eine Öffnung sich bis zur Austrittsseite erstreckt. Eine solche Öffnung könnte gewissermaßen als Horizontalschlitz bezeichnet werden. Es wird jedoch als günstig angesehen, wenn die Öffnung nicht nur zur Austrittsseite, sondern zugleich zur Unterseite hin offen ist. Das heißt nicht, dass die gesamte Seitenwand des Mischeinbaus geöffnet sein soll. Lediglich ein Teilbereich der Seitenwand, welcher kleiner ist, als die Seitenwand soll am austrittsseitigen Ende des Mischeinbaus ausgespart werden. Hierbei kann es sich beispielsweise auch um eine Öffnung handeln, die eine geringere Höhe aufweist, als die Seitenwand. Grundsätzlich ist es jedoch auch denkbar, dass die Öffnung genauso hoch ist, wie die Seitenwand, d. h. sich von der Unterseite bis zur Dachfläche erstreckt. Anders ausgedrückt kann wenigstens eine Seitenwand kürzer ausgestaltet sein als die Dachfläche.Further It has proven to be advantageous if at least one opening extends to the exit side. Such an opening could be considered as Horizontal slot be designated. However, it is considered cheap if the opening is not only to the exit side, but at the same time open to the bottom is. This means not that the entire side wall of the mixing fitting be open should. Only a portion of the side wall, which is smaller is, as the side wall should be at the exit end of the mixer be spared. This may, for example, also be an opening, the one lower height has, as the side wall. In principle, however, it is also conceivable that the opening is as high as the sidewall, d. H. yourself from the bottom to the roof area extends. In other words At least one side wall can be made shorter than the roof area.

In vorteilhafter Weiterbildung ist eine erste Öffnung in einem Abstand von der Eintrittsseite angeordnet, der größer ist als 60% der zwischen Eintrittsseite und Austrittsseite gemessenen Länge des Mischeinbaus. Diese erste Öffnung befindet sich somit vorzugsweise näher am austrittsseitigen Ende als an den Eintrittsseiten des Mischeinbaus.In Advantageous development is a first opening at a distance of the entrance side, which is greater than 60% of the between Entry side and exit side measured length of the mixing installation. These first opening is thus preferably closer to the exit end as at the entrance sides of the mixing installation.

Zusätzlich kann eine zweite Öffnung kleineren Querschnitts in der der ersten Öffnung gegenüberliegenden Seitenwand angeordnet sein. Diese zweite Öffnung sollte mindestens um den Faktor 2 kleiner sein als der Querschnitt der ersten Öffnung. Die Position der zweiten Öffnung hat ebenfalls großen Einfluss auf die Schwadenbildung.In addition, can a second opening smaller cross section in the first opening opposite Sidewall be arranged. At least this second opening should be around the factor 2 is smaller than the cross section of the first opening. The Position of the second opening also has big ones Influence on the swathing.

Entweder können die erste Öffnung und die zweite Öffnung unmittelbar gegenüberliegend angeordnet sein, d. h. sich in gleichen Abstandsbereichen von der Eintrittsseite befinden. Alternativ kann die zweite Öffnung zur ersten Öffnung versetzt angeordnet sein, d. h. dass sich die Öffnungen nicht unmittelbar gegenüberliegen, so dass sich ihre Abstandsbereiche, gemessen von der Eintrittsseite, nicht überlappen.Either can the first opening and the second opening immediately opposite be arranged, d. H. in the same distance ranges from the Entry side. Alternatively, the second opening for first opening staggered, d. H. that the openings are not immediate opposed, so that their distance ranges, measured from the entrance side, do not overlap.

Bei dem erfindungsgemäßen Hybridkühlturm ist zu berücksichtigen, dass bei einer Back-to-Back-Anordnung nur eine Kammerwand der Mischkammer mit Mischeinbauten versehen werden kann. Hierbei wird es gemäß einer zweiten Ausführungsform als zweckmäßig angesehen, wenn an einer Kammerwand der Mischkammer zwei Mischeinbauten nebeneinander angeordnet sind, die sich über die gesamte Breite der Kammerwand erstrecken. Die jeweils erste seitliche Öffnung der Mischeinbauten soll dabei in den einander benachbarten Seitenwänden der Mischeinbauten angeordnet sein, wobei die zweite Öffnung in den äußeren Seitenwänden angeordnet ist. Die größeren Öffnungen befinden sich daher im mittleren Bereich der Mischkammer und führen hier zu einer intensiven Durchmischung des ersten und zweiten Luftstroms. Lediglich ein kleinerer Teilluftstrom wird über die jeweils außenliegenden Seitenwände über die zweiten Öffnungen abgegeben. Diese Ausgestaltung der Mischeinbauten ist ein sehr guter Kompromiss zwischen Schwadenfreiheit und Druckverlusten, insbesondere bei einer Back-to-Back-Anordnung der Mischkammern.at the hybrid cooling tower according to the invention to take into account that in a back-to-back arrangement, only one chamber wall of the mixing chamber can be provided with mixed installations. Here it is according to a second embodiment considered appropriate, if at a chamber wall of the mixing chamber two mixing internals next to each other are arranged, which are over extend the entire width of the chamber wall. The first one lateral opening The mixed installations should be in the adjacent side walls of the Mischeinbauten be arranged, wherein the second opening in arranged on the outer side walls is. The larger openings are therefore in the middle of the mixing chamber and run here to an intensive mixing of the first and second air flow. Only a smaller part of the air flow is over the respective outer ones Sidewalls over the second openings issued. This design of the mixing internals is a very good one Compromise between freedom from steam and pressure losses, in particular in a back-to-back arrangement of the mixing chambers.

Ergänzend kann in den einander benachbarten Seitenwänden, d. h. den inneren Seitenwänden mit der ersten größeren Öffnung jeweils noch eine weitere Öffnung, die so genannte dritte Öffnung angeordnet werden, deren Querschnittsfläche allerdings um den Faktor 2–10 kleiner sein soll als die Querschnittsfläche der ersten Öffnung. Die erste Öffnung liegt der Austrittsseite näher als diese dritte Öffnung.In addition can in the adjacent side walls, d. H. with the inner side walls the first larger opening respectively another opening, the so-called third opening be arranged, the cross-sectional area, however, by a factor 2-10 smaller should be as the cross-sectional area the first opening. The first opening is closer to the exit side as this third opening.

Die Schwadenbildung ist nicht nur abhängig von der Lage, Größe und Geometrie der Öffnungen, sondern auch von der sonstigen Geometrie des pyramidenstumpfförmigen Mischeinbaus und insbesondere von den thermodynamischen Randbedingungen, wie z. B. der Geschwindigkeit und der Impulsstromdichte der Fluide. Es wird als zweckmäßig angesehen, wenn die Höhe der den Strömungskanal des pyramidenstumpfförmigen Mischeinbaus umschreibenden Pyramide dem Abstand der gegenüberliegenden Kammerwände der Mischkammer entspricht. Damit die Druckverluste nicht zu hoch werden, soll die in Horizontalrichtung gemessene Länge des Mischeinbaus in einem Bereich von 55%–85% der ebenfalls in Horizontalrichtung gemessenen Höhe der Pyramide entsprechen. Mit anderen Worten erstreckt sich der Mischeinbau über 55%–85% der Länge der Mischkammer, da die Höhe der Pyramide dem Abstand der Kammerwände der Mischkammer entsprechen soll.The Swathing is not only dependent on the location, size and geometry the openings, but also from the other geometry of the truncated pyramid-shaped mixing installation and in particular the thermodynamic boundary conditions, such as z. As the speed and the pulse current density of the fluids. It is considered appropriate when the height the flow channel of the truncated pyramidal Mixed installation circumscribing pyramid the distance of the opposite chamber walls the mixing chamber corresponds. So that the pressure losses are not too high be, should be measured in the horizontal direction length of Mischeinbaus in a range of 55% -85% of the also in the horizontal direction measured height correspond to the pyramid. In other words, it extends Mixed installation over 55% -85% of Length of Mixing chamber, as the height the pyramid correspond to the distance of the chamber walls of the mixing chamber should.

Zwar führt der Einbau zweier Mischeinbauten zu einem höheren Fertigungs- und Materialaufwand, als der Einbau eines einzigen Mischeinbaus, allerdings bringt ein einziger Mischeinbau mit geschlossener Dachfläche relativ hohe Druckverluste mit sich, so dass sich bei Verwendung nur eines einzigen Mischeinbaus, dieser lediglich über 55%–75% der Höhe der den Mischeinbau beschreibenden Pyramide erstrecken soll. Die Tendenz geht hierbei zu den unteren Grenzwerten. Bei zwei nebeneinander angeordneten Mischeinbauten sollte deren Länge in einem Bereich von 70%–80% der Höhe der umschreibenden Pyramide liegen.Although the installation of two mixing internals leads to a higher manufacturing and material costs, than the installation of a single mixing installation, however, brings a single mixed installation with closed roof surface relatively high pressure losses, so that when using only a single mixing installation, this only about 55% -75% of the height of the mixing installation descriptive pyramid should extend. The tendency here is to the lower limits. At two next to each other In the case of mixed installations, their length should be within a range of 70% -80% of the height of the circumscribing pyramid.

Bei porösen Seitenwänden können bis zu 50% der Fläche der Seitenwand von Öffnungen/Poren gebildet sein. Die Öffnungen/Poren können homogen oder inhomogen verteilt sein.at porous sidewalls can up to 50% of the area the sidewall of openings / pores be formed. The openings / pores can be distributed homogeneously or inhomogeneous.

Es ist auch möglich, die Unterseite nicht vollständig offen, sondern eintrittsseitig zu etwa 1/4–1/3 geschlossen, d. h. luftundurchlässig auszuführen, um die Durchmischung mit der feuchten Luft weiter in den mittelbaren Bereich der Mischkammer zu verlagern. Die Unterseite soll aber überwiegend, d. h. größtenteils offen sein.It is possible, too, the bottom is not complete open, but closed at the entrance to about 1/4 to 1/3, d. H. impermeable to perform the Mixing with the moist air continues in the indirect area to shift the mixing chamber. The underside should be predominantly, d. H. Mostly be open.

Der erfindungsgemäße Hybridkühlturm ermöglicht auch bei niedrigen Außentemperaturen einen schwadenarmen und bei optimaler Auslegung auch schwadenfreien Betrieb, ohne dass zusätzliche Ventilatoren im seitlichen Bereich der Mischkammer erforderlich sind. Im Sommerbetrieb, d. h. bei höheren Außentemperaturen, ist grundsätzlich mit einer weitaus geringeren Schwadenbildung zu rechnen als im Winterbetrieb. Um die Druckverluste im Sommerbetrieb zu senken, kann in erfindungsgemäßer Weiterbildung vorgesehen sein, dass in die trapezförmige Dachfläche wenigstens eine verschließbare Dachöffnung eingegliedert ist. Theoretisch ist es sogar möglich, bei sehr hohen Außentemperaturen die Dachfläche komplett oder zumindest in sehr großen Teilen zu öffnen, um die Druckverluste zu minimieren.Of the Hybrid cooling tower according to the invention also allows at low outside temperatures a low-swirl and with optimum design also swath-free Operation without additional fans in the lateral area of the mixing chamber are required. In summer, d. H. at higher Outside temperatures, is basically to expect a much smaller formation of steam than in winter operation. In order to reduce the pressure losses in summer operation, can in inventive development be provided that in the trapezoidal roof surface at least a lockable roof opening incorporated is. Theoretically, it is even possible at very high outside temperatures the roof area completely or at least in very large parts open to to minimize the pressure losses.

Grundsätzlich ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, die Öffnungen in den Seitenwänden anzupassen, d. h. in Form und/oder Lage und/oder Größe zu verändern, indem an den Öffnungen verstellbare Elemente angeordnet werden. Die Anpassung kann bevorzugt während des laufenden Betriebs erfolgen.Basically it is also possible within the scope of the invention to adapt the openings in the side walls, d. H. in shape and / or position and / or size to alter, adding to the openings adjustable elements are arranged. The adaptation may be preferred while of the current operation.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten, schematischen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to the drawings, in which schematic embodiments explained in more detail. It demonstrate:

1 im schematischen, vertikalen Querschnitt einen Hybridkühlturm mit einem pyramidenstumpfförmigen Mischeinbau; 1 in schematic, vertical cross-section of a hybrid cooling tower with a truncated pyramid Mischeinbau;

2a–d eine erste Ausführungsform zweier Mischeinbauten; 2a A first embodiment of two mixing internals;

3a–d eine weitere Ausführungsform zweier Mischeinbauten und 3a -D another embodiment of two mixing internals and

4a–d eine dritte Ausführungsform eines Mischeinbaus. 4a -D a third embodiment of a Mischeinbaus.

1 zeigt einen Hybridkühlturm 1, bei welcher heißes Wasser einerseits im direkten Austausch und andererseits im indirekten Austausch mit Kühlluft K gekühlt wird. Der im horizontalen Querschnitt rechteckig ausgebildete Hybridkühlturm 1 weist in einem unteren Höhenbereich seitliche Eintrittsöffnungen 2 auf, über welche Kühlluft K in den Hybridkühlturm 1 gelangt. Die Kühlluft K wird über einen Ventilator 3 angesaugt, der im oberen Bereich des Hybridkühlturms 1 unterhalb eines Diffusors 4 angeordnet ist. Die über die Eintrittsöffnung 2 in den Hybridkühlturm 1 tretende Kühlluft K durchströmt Nasskühlelemente 5, die in einer horizontalen Ebene in den Hybridkühlturm 1 eingegliedert sind. Im Bereich der Nasskühlelemente 5 nimmt die Kühlluft K durch den direkten Kontakt mit dem zu kühlenden Wasser Feuchtigkeit auf, so dass aus den Nasskühlelementen 5 ein feuchter erster Luftstrom F nach oben steigt. In einem Höhenbereich oberhalb der Nasskühlelemente 5 ist eine weitere Eintrittsöffnung 8 für Kühlluft K vorgesehen. Außenseitig der Eintrittsöffnung 8 sind in vertikaler Ausgestaltung Trockenkühlelemente 9 angeordnet. Der aus den Trockenkühlelementen 9 tretende, trockene Luftstrom T wird durch Mischeinbauten 10 kanalisiert und in den Zentralbereich der Mischkammer 7 oberhalb der Nasskühlelemente 5 eingeleitet. Der Mischeinbau 10 ist pyramidenstumpfförmig konfiguriert, wie nachfolgend anhand der 2 bis 4 erläutert wird. Der Mischeinbau 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel an seiner Unterseite 11 vollständig offen, so dass der erste, feuchte Luftstrom F sich bereits innerhalb des Mischeinbaus 10 mit dem trockenen Luftstrom T vermischen kann. Die vermischten Luftströme treten durch den Diffusor 4 aus der Hybridkühlanlage 1 aus. 1 shows a hybrid cooling tower 1 in which hot water is cooled on the one hand in direct exchange and on the other hand in the indirect exchange with cooling air K. The rectangular in horizontal cross section formed hybrid cooling tower 1 has lateral inlet openings in a lower height range 2 on, about which cooling air K in the hybrid cooling tower 1 arrives. The cooling air K is via a fan 3 sucked in the upper part of the hybrid cooling tower 1 below a diffuser 4 is arranged. The over the entrance opening 2 in the hybrid cooling tower 1 passing cooling air K flows through wet cooling elements 5 placed in a horizontal plane in the hybrid cooling tower 1 are incorporated. In the field of wet cooling elements 5 takes the cooling air K by direct contact with the water to be cooled to moisture, so that from the wet cooling elements 5 a moist first airflow F rises upwards. In a height range above the wet cooling elements 5 is another entrance opening 8th provided for cooling air K. Outside of the inlet opening 8th are in a vertical embodiment dry cooling elements 9 arranged. The from the dry cooling elements 9 Treading, dry airflow T is caused by mixed installations 10 channeled and into the central area of the mixing chamber 7 above the wet cooling elements 5 initiated. The mixed installation 10 is configured in the shape of a truncated pyramid, as described below 2 to 4 is explained. The mixed installation 10 is in this embodiment on its underside 11 completely open, so that the first, humid airflow F is already within the mixing installation 10 with the dry air stream T can mix. The mixed air streams pass through the diffuser 4 from the hybrid cooling system 1 out.

Es ist zu erkennen, dass eine den pyramidenstumpfförmigen Mischeinbau 10 umschreibende Pyramide 12 eine Höhe aufweist, die dem Abstand zwischen der in der Bildebene rechten Kammerwand 6 und in der Bildebene linken Kammerwand 13 entspricht. Der Mischeinbau 10 selber besitzt eine geringere Länge, die in einem Bereich von 55%–85% der Höhe der Pyramide 12 bzw. des Abstands der Kammerwände 6, 13 liegt.It can be seen that a the truncated pyramid Mischeinbau 10 circumscribing pyramid 12 has a height which is the distance between the right in the image plane chamber wall 6 and in the image plane left ventricular wall 13 equivalent. The mixed installation 10 itself has a shorter length, which is in a range of 55% -85% of the height of the pyramid 12 or the distance of the chamber walls 6 . 13 lies.

2 zeigt eine erste Ausführungsform pyramidenstumpfförmiger Mischeinbauten 14a, 14b, die nebeneinander angeordnet in der Mischkammer 7 positioniert sind. Die Mischeinbauten 14a und 14b besitzen die gleiche Breite, Länge und Höhe. Ihre Seitenwände 18 sind allerdings spiegelbildlich konfiguriert. Der Mischeinbau 14a besitzt auf Grund der pyramidenstumpfförmigen Konfiguration eine geschlossene trapezförmige Dachfläche 15, eine offene, rechteckige Austrittsseite 16 und eine offene, trapezförmige Unterseite 17. Dies gilt auch für den Mischeinbau 14b. Jedoch sind jeweils trapezförmige äußere Seitenwände 18 und inneren, einander zugewandte Seitenwände 19 mit Öffnungen versehen. Die Seitenwände 19 besitzen eine Öffnung 20 am austrittsseitigen Ende, die sowohl zur Austrittsseite 16 als auch zur Unterseite 17 hin offen ist. In diesem Ausführungsbeispiel besitzen die Mischeinbauten 14a, 14b eine Gesamtlänge L von 10,5 m bei einer Höhe H der für die Querschnitte maßgeblichen Pyramide 12 von 15 m (2b). In 2c ist zu erkennen, dass die austrittsseitige Öffnung 20 in der inneren Seitenwand 19 sich im vorderen Viertel des Mischeinbaus 14a, 14b befindet. Konkret beginnt sie bei diesem Ausführungsbeispiel in einem Abstand A von 8 m, gemessen von der Eintrittsseite 21 der Mischeinbauten 14a, 14b. In der gegenüberliegenden, äußeren Seitenwand 18 befindet sich eine weitere Öffnung 22, die als zweite Öffnung bezeichnet werden kann. In diesem Ausführungsbeispiel beginnt die zweite Öffnung 22 in einem Abstand A1 von 7 m, gemessen von der Eintrittsseite 21 aus und endet in einem Abstand A2 von 8 m. Die Öffnungen 20, 22 liegen sich somit nicht unmittelbar gegenüber, sondern sind zueinander versetzt angeordnet. Die zweite Öffnung 22 ist ebenfalls zur Unterseite 17 der Mischeinbauten 14a, 14b hin offen und erstreckt sich bis zur Dachfläche 15. Die Querschnittsfläche der zweiten Öffnung 22 ist jedoch wesentlich kleiner als die Querschnittsfläche der ersten Öffnung 20, so dass aus der zweiten Öffnung 22 deutlich weniger Luft austritt als aus der ersten Öffnung 20. Auf der Eintrittsseite 21 ist die Eintrittsöffnung 3,40 m hoch und 5,90 m breit. Der Querschnitt wird zur Austrittsseite 16 hin auf ca. 1,77 m in der Breite und ca. 1 m in der Höhe reduziert. Es sind genau zwei Mischeinbauten 14a, 14b an einer Mischkammerwand angeordnet. Die Mischeinbauten 14a, 14b erstrecken sich über die gesamte Breite einer Mischkammerwand. 2 shows a first embodiment of truncated pyramid Mischeinbauten 14a . 14b , which are arranged side by side in the mixing chamber 7 are positioned. The mixed installations 14a and 14b have the same width, length and height. Your sidewalls 18 However, they are configured in mirror image. The mixed installation 14a has a closed trapezoidal roof surface due to the truncated pyramidal configuration 15 , an open, rectangular exit side 16 and an open, trapezoidal underside 17 , This also applies to the mixed installation 14b , However, each are trapezoidal outer side walls 18 and inner sidewalls facing each other 19 provided with openings. The side walls 19 have an opening 20 on the off foot end, which both to the exit side 16 as well as to the bottom 17 is open. In this embodiment, the Mischeinbauten own 14a . 14b a total length L of 10.5 m at a height H of the relevant for the cross sections pyramid 12 of 15 m ( 2 B ). In 2c it can be seen that the outlet-side opening 20 in the inner sidewall 19 in the front quarter of the mixed installation 14a . 14b located. Specifically, in this embodiment, it starts at a distance A of 8 m measured from the entrance side 21 of the mixed installations 14a . 14b , In the opposite, outer side wall 18 there is another opening 22 , which can be referred to as a second opening. In this embodiment, the second opening begins 22 at a distance A1 of 7 m, measured from the entrance side 21 off and ends at a distance A2 of 8 m. The openings 20 . 22 are thus not directly opposite, but are arranged offset to one another. The second opening 22 is also to the bottom 17 of the mixed installations 14a . 14b open and extends to the roof area 15 , The cross-sectional area of the second opening 22 However, it is much smaller than the cross-sectional area of the first opening 20 so that out of the second opening 22 significantly less air escapes than from the first opening 20 , On the entrance side 21 the entrance opening is 3.40 m high and 5.90 m wide. The cross section becomes the exit side 16 reduced to about 1.77 m in width and about 1 m in height. There are exactly two mixed installations 14a . 14b arranged on a mixing chamber wall. The mixed installations 14a . 14b extend over the entire width of a mixing chamber wall.

Die Ausführungsform der 3 unterscheidet sich von derjenigen der 2 hinsichtlich der Lage, Anordnung und Anzahl der Öffnungen. Für gleich bleibende Bauteile werden die bereits in den 1 und 2 eingeführten Bezugszeichen verwendet.The embodiment of the 3 is different from the one of 2 in terms of location, arrangement and number of openings. For the same components are already in the 1 and 2 introduced reference numerals used.

Die dargestellten Mischeinbauten 23a, 23b weisen zusätzlich zu der ersten Öffnung 20 in der inneren Seitenwand 19 eine weitere Öffnung 24 auf, die bezogen auf den jeweiligen Mischeinbau 23a, 23b als dritte Öffnung bezeichnet werden kann. Diese dritte Öffnung 24 ist ebenfalls schlitzförmig konfiguriert, so wie auch die zweite Öffnung 22 in der Seitenwand 18. Um einen schwadenarmen bzw. schwadenfreien Betrieb zu ermöglichen, wurden die Öffnungen 20, 22, 24 in einer besonderen Weise relativ zueinander positioniert. Die austrittsseitige Öffnung 20 ist genauso konfiguriert, wie bei dem Ausführungsbeispiel der 2, besitzt allerdings eine größere Breite B1 von, in diesem Ausführungsbeispiel, 4 m. Hierbei ist allerdings auch zu berücksichtigen, dass die Mischeinbauten 23a, 23b deutlich länger sind als in dem Ausführungsbeispiel der 2. Bei einer angenommenen Pyramidenhöhe H von 15 m besitzen die Mischeinbauten 23a, 23b eine Länge L von 12 m. Sie erstrecken sich somit über 80% der Höhe H der Pyramide 12. Die zweite Öffnung 22 wurde gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel weiter zur Austrittsseite 16 verlagert und liegt nunmehr unmittelbar gegenüber der ersten Öffnung 20. Die zweite Öffnung 22 besitzt eine breite B2 von 1,5 m und befindet sich in einem Abstand A2 von 8,50 m, gemessen von der Eintrittsseite 21. Die dritte Öffnung 24 ist mit einer Breite B3 von 0,50 m nochmals deutlich schmaler. Sie befindet sich in einem Abstand A3 von 5 m gemessen von der Eintrittsseite 21.The illustrated mixing installations 23a . 23b in addition to the first opening 20 in the inner sidewall 19 another opening 24 on, based on the respective Mischeinbau 23a . 23b can be referred to as a third opening. This third opening 24 is also configured slot-shaped, as well as the second opening 22 in the sidewall 18 , In order to allow a low-swath or swath-free operation, the openings were 20 . 22 . 24 positioned in a particular way relative to each other. The exit-side opening 20 is configured the same as in the embodiment of FIG 2 However, has a larger width B1 of, in this embodiment, 4 m. However, it should also be noted that the mixed installations 23a . 23b are significantly longer than in the embodiment of 2 , Assuming a pyramid height H of 15 m, the mixing internals have 23a . 23b a length L of 12 m. They thus extend over 80% of the height H of the pyramid 12 , The second opening 22 was compared to the first embodiment on the exit side 16 shifted and now lies directly opposite the first opening 20 , The second opening 22 has a width B2 of 1.5 m and is located at a distance A2 of 8.50 m, measured from the entrance side 21 , The third opening 24 is again significantly narrower with a width B3 of 0.50 m. It is located at a distance A3 of 5 m measured from the entrance side 21 ,

Das Ausführungsbeispiel der 4 sieht anstelle von zwei nebeneinander angeordneten Mischeinbauten nur einen einzigen Mischeinbau 25 vor. Dieser ist dafür doppelt so breit. Konkret ist der Mischeinbau 25 für den Einbau in eine Mischkammer 7 vorgesehen, bei der die Höhe H der Pyramide 12 wiederum 15 m beträgt, entsprechend dem Abstand der Mischkammerwände. Die Breite einer solchen Mischkammer 7 ist mit 13 m genauso groß, wie die Breite des dargestellten Mischeinbaus 25. Bei diesem Typ eines Mischeinbaus 25 ist es nicht erforderlich, die Seitenwände 18, 19 unterschiedlich zu gestalten. Es ist daher in jeder Seitenwand 18, 19 nur eine Öffnung 20 vorgesehen. Die Öffnung 20 ist zur Unterseite 17 des Mischeinbaus 25 hin offen und erstreckt sich schlitzförmig bis zur Dachfläche 15. Sie befindet sich in einem Abstand A4 von 8 m, gemessen von der Eintrittsseite 21 und besitzt eine Breite von 2 m, so dass sie in einem Abstand A5 von 10 m, gemessen von der Eintrittsseite 21 endet.The embodiment of 4 sees instead of two juxtaposed Mischeinbauten only a single Mischeinbau 25 in front. This is twice as wide for it. Specifically, the Mischeinbau 25 for installation in a mixing chamber 7 provided at the height H of the pyramid 12 again 15 m, corresponding to the distance of the mixing chamber walls. The width of such a mixing chamber 7 with 13 m is the same size as the width of the illustrated mixer 25 , In this type of mixed installation 25 it is not necessary the side walls 18 . 19 different shape. It is therefore in every sidewall 18 . 19 only one opening 20 intended. The opening 20 is to the bottom 17 of the mixed installation 25 towards open and extends slit-shaped to the roof area 15 , It is located at a distance A4 of 8 m, measured from the entrance side 21 and has a width of 2 m, so that it is at a distance A5 of 10 m, measured from the inlet side 21 ends.

Bei diesem Ausführungsbeispiel besitzt der Mischeinbau 25 eine Länge L von 10,50 m entsprechend der Ausführungsform der 1, was einem Wert von 70% der Höhe H der Pyramide 12 entspricht.In this embodiment, the Mischeinbau has 25 a length L of 10.50 m according to the embodiment of 1 , giving a value of 70% of the height H of the pyramid 12 equivalent.

Beispielhaft ist in der trapezförmigen Dachfläche 15 des Mischeinbaus 25 eine verschließbare Dachöffnung 26 angeordnet. Die Dachöffnung 26 ist mit gestrichelter Linie eingezeichnet und kann während des Sommerbetriebs geöffnet werden, um den Druckverlust zu vermindern. Im Winterbetrieb ist die Dachöffnung 26 zumindest teilweise, vorzugsweise aber ganz geschlossen. Die dargestellte Dachöffnung 26 ist hinsichtlich der Größe und Anordnung rein exemplarisch zu verstehen. Grundsätzlich können auch weitere Dachöffnungen in der Dachfläche 15 vorgesehen sein. Grundsätzlich schließt die Erfindung auch nicht aus, die gesamte Dachfläche 15 im Sommerbetrieb zu öffnen, beispielsweise durch eine Jalousienanordnung. Die Ausführungen zur Dachöffnung 26 treffen ebenso auf die Ausführungsformen der 2 und 3 zu.An example is in the trapezoidal roof surface 15 of the mixed installation 25 a closable roof opening 26 arranged. The roof opening 26 is shown with a dashed line and can be opened during summer operation to reduce the pressure loss. In winter operation is the roof opening 26 at least partially, but preferably completely closed. The illustrated roof opening 26 is in terms of size and arrangement purely exemplary to understand. Basically, you can also use other roof openings in the roof area 15 be provided. In principle, the invention also does not exclude the entire roof area 15 to open in summer operation, for example by a Venetian blind arrangement. The designs for the roof opening 26 also apply to the embodiments of 2 and 3 to.

11: HybridkühlturmHybrid cooling tower
22: EinstrittsöffnungOne opening
33: Ventilatorfan
44: Diffusordiffuser
55: NasskühlelementWet cooling element
66: Kammerwandchamber wall
77: Mischkammermixing chamber
88th: Eintrittsöffnunginlet opening
99: TrockenkühlelementDry cooling element
1010: Mischeinbaumixing baffle
1111: Unterseitebottom
1212: Pyramidepyramid
1313: Kammerwandchamber wall
14a14a: Mischeinbaumixing baffle
14b14b: Mischeinbaumixing baffle
1515: Dachflächeroof
1616: Austrittsseiteexit side
1717: Unterseitebottom
1818: SeitenwandSide wall
1919: SeitenwandSide wall
2020: erste Öffnungfirst opening
2121: Eintrittsseiteentry page
2222: zweite Öffnungsecond opening
23a23a: Mischeinbaumixing baffle
23b23b: Mischeinbaumixing baffle
2424: dritte Öffnungthird opening
2525: Mischeinbaumixing baffle
2626: Dachöffnungroof opening
A1A1: Abstanddistance
A2A2: Abstanddistance
A3A3: Abstanddistance
A4A4: Abstanddistance
A5A5: Abstanddistance
B1B1: Abstanddistance
B2B2: Abstanddistance
B3B3: Abstanddistance
HH: Höhev.12Höhev.12
LL: Längelength
KK: Kühlluftcooling air
FF: erster Luftstrom (feuchte Luft)first Air flow (moist air)
TT: zweiter Luftstrom (trockene Luft)second Airflow (dry air)

Claims

Hybrid cooling tower of a hybrid cooling plant, with a mixing chamber ( 7 ) with at least one in a rising first air flow (F) transversely projecting truncated pyramid mixing ( 10 . 14a . 14b . 23a . 23b . 25 ) which supplies a second air stream to the first air stream and which has a completely or predominantly open trapezoidal underside (FIG. 11 . 17 ) and an open rectangular exit side ( 16 ), characterized in that in at least one trapezoidal side wall ( 18 . 19 ) of the mixed installation ( 10 . 14a . 14b . 23a . 23b . 25 ) at least one opening ( 20 . 22 . 24 ) is arranged.

Hybrid cooling tower according to claim 1, characterized in that the at least one opening ( 20 . 22 . 24 ) to the bottom ( 17 ).

Hybrid cooling tower according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one opening ( 20 ) to the exit side ( 16 ).

Hybrid cooling tower according to one of claims 1 to 3, characterized in that a first opening ( 20 ) at a distance from the entrance side ( 21 ) which is greater than 60% of that between the entry side ( 21 ) and exit side ( 16 ) measured length (L) of the mixed installation ( 10 . 14a . 14b . 23a . 23b . 25 ).

Hybrid cooling tower according to claim 4, characterized in that a second opening ( 22 ) smaller cross-section in the first opening ( 20 ) opposite side wall ( 18 ) is arranged.

Hybrid cooling tower according to claim 5, characterized in that the cross section of the second opening ( 22 ) is at least a factor of 2 smaller than the cross section of the first opening ( 20 ).

Hybrid cooling tower according to claim 5 or 6, characterized in that the first opening ( 20 ) and second opening ( 22 ) are arranged directly opposite one another.

Hybrid cooling tower according to claim 5 or 6, characterized in that the second opening ( 22 ) to the first opening ( 20 ) is arranged offset.

Hybrid cooling tower according to one of claims 1 to 8, characterized in that on a chamber wall ( 6 ) of the mixing chamber ( 7 ) two mixed installations ( 10 . 14a . 14b . 23a . 23b ) are arranged side by side, wherein the first opening ( 20 ) in the adjacent side walls ( 19 ) of the mixed installations ( 10 . 14a . 14b . 23a . 23b ) and the second opening ( 22 ) in the outer side walls ( 18 ).

Hybrid cooling tower according to claim 9, characterized in that in the adjacent side walls ( 19 ) at least one third opening ( 24 ) is arranged.

Hybrid cooling tower according to claim 10, characterized in that the cross-sectional area of the third opening ( 24 ) is smaller by a factor of 2 to 10 than the cross-sectional area of the first opening ( 20 ).

Hybrid cooling tower according to one of claims 1 to 11, characterized in that the height (H) of the flow cross-section of the truncated pyramid mixing ( 10 . 14a . 14b . 23a . 23b ) circumscribing pyramid ( 12 ) the distance opposite chamber walls ( 6 . 13 ) of the mixing chamber ( 7 ) corresponds.

Hybrid cooling tower according to claim 12, characterized in that the length (L) of the mixing installation ( 10 . 14a . 14b . 23a . 23b ) in a range of 55% to 85% of the height (H) of the pyramid ( 12 ) corresponds.

Hybrid cooling tower according to one of claims 1 to 13, characterized in that in the mixing chamber ( 7 ) a single, over the entire width of a chamber wall ( 6 ) extending mixing installation ( 25 ) whose length (L) is in a range of 55% to 75% of the height (H) of the circumscribing pyramid ( 12 ) lies.

Hybrid cooling tower according to claim 12, characterized in that in a mixing chamber ( 7 ) with two mixing internals ( 14a . 14b . 23a . 23b ) the length (L) of the mixed installations ( 14a . 14b . 23a . 23b ) in a range of 70% to 80% of the height (H) of the circumscribing pyramids ( 12 ) corresponds.

Hybrid cooling tower according to one of claims 1 to 14, characterized in that in a trapezoidal roof surface ( 15 ) of a mixed installation ( 10 . 14a . 14b . 23a . 23b . 25 ), at least one closable roof opening ( 26 ) is arranged.

Hybrid cooling tower according to one of claims 1 to 16, characterized in that the side wall ( 18 . 19 ) is at least partially porous.

Hybrid cooling tower according to one of claims 1 to 17, characterized in that a maximum of 50% of the side wall ( 18 . 19 ) of openings ( 20 . 22 . 24 ) are formed.