DE102010005846A1 - Device for e.g. drying hybrid combustion air, supplied to gas turbine, has flow switch provided in secondary circuit, where switch of airflow is provided for switching counter current to direct current between circuit and airflow - Google Patents

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Abstract

The device (200) has a hybrid radiator (201) for conducting airflow (203), and a secondary medium circuit (205) circulated between the radiator and a heat transmitter (202). Supplementary cooled down secondary media are supplied to the radiator by a bypass for inner recuperation. A mixing valve e.g. three-way valve, is arranged in the secondary circuit, and a flow switch is provided in the secondary circuit. A switch of the airflow is provided for switching counter current to direct current between the secondary circuit and the airflow of the transmitter. An independent claim is also included for a method for operating a device for conditioning hybrid combustion air.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zur Luftkonditionierung nach den Oberbegriffen von Anspruch 1 und Anspruch 5.The present invention relates to apparatus and methods for air conditioning according to the preambles of claim 1 and claim 5.

Dabei betrifft die vorliegende Erfindung beispielsweise Vorrichtungen zur Konditionierung von Verbrennungsluft, die Gasturbinen zugeführt wird. Mit steigender Ansauglufttemperatur fallen die Leistung und der Wirkungsgrad der Gasturbine. Um dies zu kompensieren, wird die Ansaugluft im Sommer gekühlt. Dazu verwendet man direkte oder indirekte Verfahren. Die direkte Kühlung ist durch die Verdunstung oder Eindüsung von Wasser in den Ansaugtrakt und den damit verbundenen adiabatischen Kühleffekt möglich. Indirekt kann die Ansaugluft mit Wärmeübertragern gekühlt werden, die mit natürlich oder künstlich gekühlten Wärmeträgermedien beaufschlagt werden.The present invention relates, for example, to devices for conditioning combustion air supplied to gas turbines. As the intake air temperature increases, the performance and efficiency of the gas turbine fall. To compensate for this, the intake air is cooled in summer. For this one uses direct or indirect procedures. The direct cooling is possible by the evaporation or injection of water into the intake tract and the associated adiabatic cooling effect. Indirectly, the intake air can be cooled with heat exchangers, which are acted upon by naturally or artificially cooled heat transfer media.

Desweiteren ist es bekannt, die Verbrennungsluft für Gasturbinen hybrid zu konditionieren. Dazu wird mit einem Hybridkühler die Verbrennungsluft entweder trocken erwärmt/gekühlt, oder befeuchtet, oder gleichzeitig erwärmt/gekühlt und befeuchtet ( DE 10 2004 050 182 A1 ).Furthermore, it is known to condition the combustion air for gas turbines hybrid. For this purpose, the combustion air is either heated dry / cooled, or moistened, or at the same time heated / cooled and moistened with a hybrid cooler ( DE 10 2004 050 182 A1 ).

Weiterhin ist es auch bekannt, die Luft durch Klimaeinrichtungen bspw. zur Klimatisierung von Gebäuden und Räumen zu konditionieren.Furthermore, it is also known to condition the air by air conditioning systems, for example, for the air conditioning of buildings and rooms.

Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung zur Luftkonditionierung und Verfahren zu dessen Betrieb bereitzustellen, die eine optimalere Luftkonditionierung ermöglichen. Insbesondere soll die Vorrichtung besonders einfach an gegebene Anforderungen anpassbar seinThe object of the invention is to provide an apparatus for air conditioning and methods of operation thereof that allow for more optimal air conditioning. In particular, the device should be particularly easy to adapt to given requirements

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 und Verfahren nach den Ansprüchen 5 bis 7. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Unteransprüchen angegeben.This object is achieved with a device according to claim 1 and method according to claims 5 to 7. Advantageous embodiments are specified in the dependent subclaims.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Luftkonditionierung, insbesondere zur Befeuchtung, Trocknung, Kühlung und/oder Erwärmung, weist zumindest eine für einen Luftstrom durchlässige Konditioniereinrichtung auf, wobei die Konditioniereinrichtung, die bevorzugt als Hybridwärmeübertrager ausgebildet ist, mit einem Sekundärmedium betreibbar ist, wofür ein Sekundärmedienkreislauf ausgebildet ist, und zeichnet sich dadurch aus, dass im Sekundärmedienkreislauf zumindest ein Mischventil oder dgl., vorteilhaft ein Dreiwegeventil angeordnet ist, bevorzugt zwei, insbesondere drei Dreiwegeventile, und/oder dass zur Umschaltung zwischen Gegenstrom und Gleichstrom zwischen Sekundärkreislauf und Luftstrom der Luftkonditioniereinrichtung ein Strömungsumschalter in dem Sekundärmedienkreislauf und/oder ein Umschalter des Luftstroms vorgesehen ist.The device according to the invention for air conditioning, in particular for moistening, drying, cooling and / or heating, has at least one permeable for an air flow conditioning, wherein the conditioning, which is preferably designed as a hybrid heat exchanger, is operable with a secondary medium, for which a secondary fluid circuit is formed , And is characterized in that in the secondary medium circuit at least one mixing valve or the like. Advantageously, a three-way valve is arranged, preferably two, in particular three three-way valves, and / or that for switching between countercurrent and direct current between the secondary circuit and air flow of the air conditioning a flow switch in the Secondary medium circuit and / or a switch of the air flow is provided.

Mittels eines Mischventils kann für den Sekundärmedienkreislauf zusätzlich im Betrieb auf innere Rekuperation umgestellt werden. Mittels zweier Dreiwegeventile kann eine Umschaltung zwischen Gleichstrom- und Gegenstrombetrieb zwischen Sekundärmedienkreislauf und Luftströmung bereitgestellt werden. Und durch drei Dreiwegeventile wird sowohl die Umschaltung als auch die innere Rekuperation ermöglicht. Alternativ oder zusätzlich zu den Dreiwegeventilen können auch Strömungsumschalter bereitgestellt werden. Beispielsweise im Sekundärmedienstrom umschaltbare Pumpen. Oder für den Luftstrom durch schaltbare Luftleiteinrichtungen, die die Durchströmungsrichtung der Konditioniereinrichtung ändern.By means of a mixing valve can be switched to internal recuperation for the secondary fluid circuit additionally in operation. By means of two three-way valves, a switch between DC and countercurrent operation between secondary fluid circuit and air flow can be provided. And three three-way valves allow both switching and internal recuperation. Alternatively or in addition to the three-way valves and flow switch can be provided. For example, in secondary fluid flow switchable pumps. Or for the air flow through switchable louvers, which change the flow direction of the conditioning.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Konditioniereinrichtung zur inneren Rekuperation zumindest eine Rohrreihe aufweist, die mit dem Benetzungsmedienkreislauf der Konditioniereinrichtung verbunden ist und/oder zumindest eine Rohrreihe aufweist, die mit einem Bypass in dem Sekundärmedienkreislauf verbunden ist, und/oder einen gesonderten Rekuperationskreislauf aufweist.In an advantageous embodiment, it is provided that the conditioning device for internal recuperation has at least one row of tubes which is connected to the wetting medium circuit of the conditioning device and / or has at least one row of tubes which is connected to a bypass in the secondary medium circuit, and / or a separate recuperation circuit having.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Konditioniereinrichtung zur inneren Rekuperation mit dem Sekundärmedienkreislauf eines Wärmeübertragers verbunden ist, dessen Primärmedienkreislauf mit dem Benetzungsmedienkreislauf der Konditioniereinrichtung verbunden ist.In a further preferred embodiment, it is provided that the conditioning device for internal recuperation is connected to the secondary fluid circuit of a heat exchanger whose primary fluid circuit is connected to the wetting medium circuit of the conditioning device.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn zumindest ein weiterer Wärmeübertrager, der an einen Primärkreislauf anschließbar ist, vorgesehen ist.It is particularly expedient if at least one further heat exchanger which can be connected to a primary circuit is provided.

Unabhängiger Schutz wird für folgende Verfahren zum Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung beansprucht:
Zum einen kann der Sekundärmedienkreislauf der Luftkonditioniereinrichtung zumindest zeitweilig im Gleichstrom zum durch die Luftkonditioniereinrichtung geführten Luftstrom betrieben werden.Independent protection is claimed for the following methods of operating the device according to the invention:
On the one hand, the secondary medium circuit of the air conditioning device can be operated at least temporarily in direct current to the air flow guided through the air conditioning device.

Desweiteren kann zur inneren Rekuperation dem warmen Sekundärmedieneintritt der Luftkonditioniereinrichtung abgekühltes Sekundärmedium vom Sekundärmedienaustritt der Luftkonditioniereinrichtung oder dem kalten Sekundärmedienaustritt der Luftkonditioniereinrichtung warmes Sekundärmedium vom Sekundärmedieneintritt der Luftkonditioniereinrichtung zugeführt werden.Furthermore, for secondary recuperation, the secondary secondary medium inlet of the air conditioning device cooled secondary medium from the secondary media outlet of the air conditioning or the cold secondary media outlet of the air conditioning hot secondary medium can be supplied from the secondary media inlet of the air conditioning.

Schließlich kann durch die Luftkonditioniereinrichtung zur inneren Rekuperation

  • – in zumindest einer Rohrreihe Benetzungsmedium
  • – und/oder dem Sekundärmedienkreislauf über einen Bypass entnommenes Sekundärmedium separat vom Sekundärmedienkreislauf geführt werden. Alternativ oder zusätzlich kann durch die Luftkonditioniereinrichtung
  • – in einem separaten Rekuperationsmedienkreislauf gesondertes Sekundärmedium
  • – und/oder ein Sekundärmedium geführt werden, das einem Wärmeübertrager entnommen wird, dessen Primärkreislauf mit dem Benetzungsmedium der Luftkonditioniereinrichtung als Primärmedium betrieben wird
Finally, by the air conditioning for internal recuperation
  • - In at least one row of tubes wetting medium
  • - And / or the secondary fluid circuit via a bypass taken secondary medium are guided separately from the secondary fluid circuit. Alternatively or additionally, by the air conditioning
  • - In a separate Rekuperationsmedienkreislauf separate secondary medium
  • - And / or a secondary medium are performed, which is taken from a heat exchanger, the primary circuit is operated with the wetting medium of the air conditioning as a primary medium

Diese bevorzugte Ausgestaltung kann ebenfalls vorteilhaft auch bei einem Gegenstrombetrieb eingesetzt werden.This preferred embodiment can also be advantageously used in a countercurrent operation.

Hierbei handelt es sich um vier alternative Ausgestaltungen, die jeweils allein oder zumindest teilweise zusammen verwirklichbar sind. Zum einen soll also Sekundärmedium für die innere Rekuperation verwendet werden, oder gesondertes Sekundärmedium, und zum anderen Benetzungsmedium, wobei dies entweder direkt oder indirekt über einen zusätzlichen Wärmeübertrager erfolgt.These are four alternative embodiments, each of which alone or at least partially together are feasible. On the one hand, therefore, secondary medium for internal recuperation should be used, or separate secondary medium, and on the other wetting medium, this being done either directly or indirectly via an additional heat exchanger.

Diese unabhängigen erfindungsgemäßen Verfahren können natürlich auch vorteilhaft miteinander kombiniert werden.Of course, these independent methods according to the invention can also advantageously be combined with one another.

Beispielsweise hat es sich hinsichtlich der Optimierung der Luftkonditionierung gezeigt, dass es unter Umständen günstiger ist, Hybridkühler im hybriden Kühlbetrieb im Gleichstrom zu betreiben. Dabei wird eine höhere relative Luftfeuchte am Austritt erreicht – nahe 99% rF, und eine niedrigere Kühlwasseraustrittstemperatur, im Vergleich mit einem im Gegenstrom durchströmten Hybridkühler.For example, it has been shown in terms of optimizing the air conditioning, that it may be cheaper to operate hybrid cooler in the hybrid cooling mode in DC. This results in a higher relative humidity at the outlet - close to 99% RH, and a lower cooling water outlet temperature, in comparison with a countercurrently flowed through hybrid cooler.

Wo sich also eine nahezu gesättigte Luft am Austritt nicht negativ auswirkt, und eine möglichst niedrige Kühlwassertemperatur im Vordergrund steht, sollte ein Hybridkühler im hybriden Kühlbetrieb im Gleichstrom, d. h. korrekt im Kreuz-Gleichstrom durchströmt werden.So where a nearly saturated air at the outlet does not have a negative effect, and the lowest possible cooling water temperature is in the foreground, a hybrid cooler in the hybrid cooling mode in DC, d. H. to be flowed through correctly in cross-direct current.

Da es jedoch ein Vorteil von Hybridkühlern ist, dass sie unterhalb einer gewissen Außenlufttemperatur trocken betrieben werden können, was gegenüber Nasskühltürmen bedeutende Mengen an Kühlwasser spart, und dies bei Gegenstrom, d. h. korrekt bei Kreuz-Gegenstrom weiterhin effektiver ist, kann es von Vorteil sein, eine Umschaltmöglichkeit der Strömungsrichtung auf der Wasserseite und/oder auf der Luftseite vorzusehen. Dies kann jedoch überflüssig sein, wenn in der Übergangszeit und im Winter bis zu ca. 3 Kelvin höhere Kühlwasseraustrittstemperaturen erforderlich oder tolerierbar sind.However, since it is an advantage of hybrid coolers that they can be operated dry below a certain outside air temperature, which saves significant amounts of cooling water over wet cooling towers, and this with countercurrent, d. H. is correctly more effective in cross-countercurrent, it may be advantageous to provide a possibility to switch the flow direction on the water side and / or on the air side. However, this can be superfluous if in the transitional period and in winter up to about 3 Kelvin higher cooling water outlet temperatures are required or tolerable.

Insbesondere bei Hybridkühlern, bei denen neben der Kühlwasserkühlung auch die Nutzung der feuchten Luft erfolgt, also z. B. bei der Hybriden Verbrennungsluftkonditionierung an Gasturbinen bietet sich die hybride Gleichstromfahrweise (Kreuz-/Gleichstromfahrweise) an, da neben der höheren Luftfeuchte adiabatisch bedingt auch niedrigere Luftaustrittstemperaturen am Hybridkühler erzielt werden. Dies führt in diesem Fall zu niedrigeren Lufteintrittstemperaturen an der Gasturbine und in der Folge zu höheren Gasturbinenleistungen.In particular, in hybrid coolers, where in addition to the cooling water cooling and the use of moist air takes place, so z. B. in the hybrid combustion air conditioning on gas turbines offers the hybrid DC mode (cross / Gleichstromfahrweise), since in addition to the higher humidity adiabatic conditionally lower air outlet temperatures are achieved on the hybrid cooler. In this case, this leads to lower air inlet temperatures at the gas turbine and, as a consequence, to higher gas turbine outputs.

Desweiteren kann es von Vorteil sein, an Hybridkühlern unabhängig von der Strömungsführung innere Rekuperation zu betreiben. Dazu wird dem warmen Kühlwassereintritt des Hybridkühlers bereits abgekühltes Kühlwasser vom Kühlwasseraustritt des Hybridkühlers beigemischt. Ziel ist, das Temperaturniveau im Wärmeübertrager sowohl auf der Kühlwasser- wie auf der Luftseite und in der Folge die Kühlwasser- wie die Luftaustrittstemperatur gegenüber einem einfach durchströmten Hybridkühler abzusenken.Furthermore, it may be advantageous to operate internal recuperation of hybrid coolers regardless of the flow guidance. For this purpose, already cooled cooling water from the cooling water outlet of the hybrid cooler is added to the warm cooling water inlet of the hybrid cooler. The aim is to lower the temperature level in the heat exchanger both on the cooling water as well as on the air side and in the sequence the cooling water as the air outlet temperature compared to a simply flowed through hybrid cooler.

Die innere Rekuperation wirkt auch in einem nicht zur Kühlwasserkühlung genutzten hybriden Luftbefeuchter. Wird also im Hybridkühlerbündel Kühlwasser im Gleichstrom (Kreuz-/Gleichstrom) vom warmen Lufteintritt zum kalten Luftaustritt zirkuliert, so wird die einströmende warme Umgebungsluft konvektiv vorgekühlt. Dadurch sinken das Temperaturniveau im Wärmeübertrager sowohl auf der Luft- wie auf der Kühlwasser- und Benetzungswasserseite und in der Folge die Luft- wie die Kühlwasseraustrittstemperatur gegenüber einem einfach durchströmten Hybridkühler-Luftbefeuchter. Dies steigert die Leistung der Gasturbine zusätzlich gegenüber einer Anlage mit einfach adiabatisch befeuchteter Ansaugluft.The internal recuperation also works in a hybrid air humidifier that is not used for cooling water cooling. Thus, if cooling water is circulated in direct current (cross / direct current) from the warm air inlet to the cold air outlet in the hybrid cooler bundle, the incoming warm ambient air is convectively pre-cooled. As a result, the temperature level in the heat exchanger drops both on the air as well as on the cooling water and wetting water side and in consequence the air and the cooling water outlet temperature compared to a hybrid radiator humidifier flowed through simply. This increases the performance of the gas turbine in addition to a system with simply adiabatically humidified intake air.

Wird hingegen im Hybridkühlerbündel Kühlwasser im Gegenstrom (Kreuz-/Gegenstrom) vom kalten Luftaustritt zum warmen Lufteintritt zirkuliert, so wird die ausströmende kalte Umgebungsluft konvektiv nachgewärmt. Dadurch steigen das Temperaturniveau im Wärmeübertrager sowohl auf der Luft- wie auf der Kühlwasserseite und in der Folge die Luft- wie die Kühlwasseraustrittstemperatur gegenüber einem einfach durchströmten Hybridkühler-Luftbefeuchter. Insbesondere sinkt aber die relative Luftfeuchte am Hybridkühleraustritt, was ein wünschenswertes Kriterium auf der diese Luft nutzenden Seite sein kann, sofern die Luftfeuchte nicht durch andere Kriterien einfacher beeinflusst werden kann.If, however, cooling water is circulated in the hybrid cooler bundle in countercurrent (cross / countercurrent) from the cold air outlet to the warm air inlet, the outflowing cold ambient air is reheated convectively. As a result, the temperature level in the heat exchanger rise both on the air side and on the side of the cooling water and, as a consequence, the air and the cooling water outlet temperature with respect to a hybrid radiator humidifier flowed through simply. In particular, however, the relative humidity at the hybrid cooler outlet decreases, which may be a desirable criterion on the side which uses this air, provided that the humidity can not be influenced more easily by other criteria.

Da das Becken- bzw. Benetzungswasser eines Hybridkühlers-Luftbefeuchters stets nahe der Feuchtkugeltemperatur und damit noch kälter, als das Kühlwasser im Hybridkühlerbündel ist, kann es sinnvoll sein, das Benetzungswasser in die innere Rekuperation einzubeziehen. So wird das Benetzungswasser zumindest durch eine der Rohrreihen des Hybridkühlers geführt, um z. B. die eintretende warme Umgebungsluft spürbar vorzukühlen. Dadurch sinken das Temperaturniveau im Wärmeübertrager sowohl auf der Luft- wie auf der Kühlwasserseite und in der Folge die Luft- wie die Kühlwasseraustrittstemperatur gegenüber einem einfach durchströmten Hybridkühler. Anschließend wird das Benetzungswasser zur Benetzung des Hybridkühlerbündels von außen genutzt. Durch die adiabatische Kühlung wird sehr schnell die Feuchtkugeltemperatur im Benetzungswasser erreicht, so dass sich die innere Rekuperation insgesamt Temperatur absenkend auswirkt.Since the pool or wetting water of a hybrid cooler humidifier is always close to the wet bulb temperature and thus even colder than the cooling water in the hybrid cooler bundle, it may be useful to include the wetting water in the internal recuperation. That's how it works Wetting water at least passed through one of the rows of tubes of the hybrid cooler to z. B. to pre-cool the incoming warm ambient air noticeably. As a result, the temperature level in the heat exchanger on both the air and on the cooling water side and consequently the air and the cooling water outlet temperature decrease in comparison with a hybrid radiator with a single flow through it. Subsequently, the wetting water is used for wetting the hybrid cooler bundle from the outside. Due to the adiabatic cooling, the wet bulb temperature in the wetting water is reached very quickly, so that the internal recuperation has a total lowering temperature.

Da das Benetzungswasser auf der Außenseite des Hybridkühlerbündels aber mit Luft verschmutzenden Partikeln beladen ist, kann es sinnvoller sein, das Benetzungswasser alternativ durch einen einfach zu reinigenden Wärmeübertrager Benetzungswasser-Kühlwasser zu leiten, und nicht direkt durch das Hybridkühlerbündel, um das eintretende warme Kühlwasser spürbar vorzukühlen. Bei Verschmutzung des externen Wärmeübertragers lässt sich dieser dann einfacher reinigen, als der Hybridkühler.However, since the wetting water on the outside of the hybrid cooler bundle is loaded with air polluting particles, it may be more appropriate to direct the wetting water through wetting water cooling water through an easy to clean heat exchanger and not directly through the hybrid cooler bundle to noticeably pre-cool the incoming warm cooling water , If the external heat exchanger becomes dirty, it can be cleaned more easily than the hybrid cooler.

Desweiteren kann es sinnvoll sein, Rohrreihen des Hybridkühlerbündels, insbesondere am luftseitigen Ein- und/oder am Austritt für die innere Rekuperation mit Kühlwasser und/oder Sekundärmedium eines gesonderten Rekuperationsmedienkreislaufs zu reservieren, und die hybride Kühlung durch die übrigen dazwischen liegenden Rohrreihen zu realisieren. Dadurch lässt sich die Rekuperationstemperatur von der Kühlwassertemperatur abkoppeln und ein höherer Rekuperationsgrad erzielen.Furthermore, it may be useful to reserve rows of tubes of the hybrid cooler bundle, in particular on the air side inlet and / or outlet for the internal recuperation with cooling water and / or secondary medium of a separate Rekuperationsmedienkreislaufs, and to realize the hybrid cooling through the other intermediate pipe rows. As a result, the recuperation temperature can be decoupled from the cooling water temperature and achieve a higher degree of recuperation.

Die Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden aus der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung deutlich werden. Dabei zeigen:The features, characteristics and advantages of the present invention will become apparent hereinafter from the description of preferred embodiments with reference to the drawing. Showing:

1a bis 1g die Vorrichtung zur Luftkonditionierung in einer ersten bevorzugten Ausführungsform, 1a to 1g the device for air conditioning in a first preferred embodiment,

2a bis 2e die Vorrichtung zur Luftkonditionierung in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform, 2a to 2e the air conditioning device in a second preferred embodiment,

3a bis 3d die Vorrichtung zur Luftkonditionierung in einer dritten bevorzugten Ausführungsform, 3a to 3d the air conditioning device in a third preferred embodiment,

4a bis 4d die Vorrichtung zur Luftkonditionierung in einer vierten bevorzugten Ausführungsform, 4a to 4d the air conditioning device in a fourth preferred embodiment,

5 eine Übersichtsgrafik hinsichtlich der Temperaturverläufe für die Ausführung nach 2d und 5 an overview chart with regard to the temperature characteristics for the execution of 2d and

6 eine Übersichtsgrafik hinsichtlich der Temperaturverläufe für die Ausführung nach 2c. 6 an overview chart with regard to the temperature characteristics for the execution of 2c ,

In den 1a bis 1g, 2a bis 2e, 3a bis 3d und 4a bis 4d sind vier verschiedene bevorzugte Ausgestaltungen von Luftkonditioniereinrichtungen 200, 220, 240, 260 rein schematisch in verschiedenen Betriebsmodi dargestellt, die alle vorteilhaft in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 20 eingesetzt werden können. In diesen Figuren werden jeweils die selben Elemente mit den selben Bezugszeichen bezeichnet und es wird deren Funktion nachfolgend einheitlich erläutert.In the 1a to 1g . 2a to 2e . 3a to 3d and 4a to 4d are four different preferred embodiments of air conditioners 200 . 220 . 240 . 260 shown purely schematically in different operating modes, all advantageous in the device according to the invention 20 can be used. In these figures, the same elements are denoted by the same reference numerals and their function is explained below uniformly.

Die Luftkonditioniereinrichtung 200, 200', 200'', 200''' gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform nach 1a bis 1g weist einen Hybridkühler 201 und einen Wärmeübertrager 202 auf, wobei durch den Hybridkühler 201 ein Luftstrom 203 geleitet wird, der konditioniert werden soll. Dazu ist der Wärmeübertrager 202 mit einem Primärmedienkreislauf 204 verbunden und der Sekundärmedienkreislauf 205 zirkuliert zwischen Hybridkühler 201 und Wärmeübertrager 202. Schließlich ist noch ein Benetzungsmittelkreislauf 206 beim Hybridkühler 201 vorgesehen, wobei der Sekundarmedienkreislauf 205 über die Pumpe 207 und der Benetzungsmedienkreislauf 206 über die Pumpe 208 betreibbar sind. Der Luftstrom 203 kann somit sowohl über den Sekundärmedienkreislauf 205 einer Trockenkühlung/Trockenvorwärmung als auch über den Benetzungsmedienkreislauf 206 einer Nasskühlung unterzogen werden.The air conditioning device 200 . 200 ' . 200 '' . 200 ''' according to the first preferred embodiment 1a to 1g has a hybrid cooler 201 and a heat exchanger 202 on, passing through the hybrid cooler 201 an airflow 203 which is to be conditioned. This is the heat exchanger 202 with a primary media circuit 204 connected and the secondary media circuit 205 circulates between hybrid coolers 201 and heat exchangers 202 , Finally, there is still a wetting agent cycle 206 in the hybrid cooler 201 provided, wherein the secondary media circuit 205 over the pump 207 and the wetting media circuit 206 over the pump 208 are operable. The airflow 203 can thus both through the secondary media circuit 205 dry cooling / dry preheating as well as over the wetting medium cycle 206 be subjected to wet cooling.

In dem ersten Betriebsmodus nach 1a wird die Luftkonditioniereinrichtung 200 im hybriden Kühlbetrieb (kombinierte Nass- und Trockenkühlung) im Gegenstrom zwischen Sekundärmedienkreislauf 205 und Luftströmung 203 gefahren.In the first operating mode after 1a becomes the air conditioner 200 in hybrid cooling mode (combined wet and dry cooling) in countercurrent between secondary medium circuit 205 and airflow 203 hazards.

In dem zweiten Betriebsmodus nach 1b wird die Luftkonditioniereinrichtung 200 im hybriden Kühlbetrieb (kombinierte Nass- und Trockenkühlung) im Gleichstrom zwischen Sekundärmedienkreislauf 205 und Luftströmung 203 gefahren. Hierzu ist die Pumpe 207 des Sekundärmittelkreislaufs 205 in Bezug auf den Hybridkühler 201 gegenläufig angeordnet.In the second operating mode after 1b becomes the air conditioner 200 in hybrid cooling mode (combined wet and dry cooling) in direct current between secondary medium circuit 205 and airflow 203 hazards. This is the pump 207 of the secondary fluid circuit 205 in terms of the hybrid cooler 201 arranged in opposite directions.

In dem dritte Betriebsmodus nach 1c wird die Luftkonditioniereinrichtung 200 im trockenen Kühlbetrieb (ausschließlich Trockenkühlung ohne Nasskühlung) im Gegenstrom zwischen Sekundärmedienkreislauf 205 und Luftströmung 203 gefahren. Dazu ist die Pumpe 208 des Benetzungsmedienkreislaufs 206 außer Betrieb.In the third operating mode after 1c becomes the air conditioner 200 in dry cooling mode (only dry cooling without wet cooling) in countercurrent between secondary medium circuit 205 and airflow 203 hazards. This is the pump 208 of the wetting medium cycle 206 out of order.

In dem vierten Betriebsmodus nach 1d wird die Luftkonditioniereinrichtung 200 im Benetzungsbetrieb (ausschließliche Nasskühlung) gefahren. Dazu ist die Pumpe 207 des Sekundärmedienkreislaufs außer Betrieb und auch der Primärkreislauf des Wärmeübertragers 202 ist nicht in Betrieb. In the fourth mode of operation 1d becomes the air conditioner 200 in wetting operation (exclusive wet cooling). This is the pump 207 the secondary fluid circuit out of service and also the primary circuit of the heat exchanger 202 is not in operation.

In dem fünften Betriebsmodus nach 1e wird die Luftkonditioniereinrichtung 200' wie im zweiten Betriebsmodus nach 1b im hybriden Kühlbetrieb im Gleichstrom zwischen Sekundärmedienkreislauf 205 und Luftströmung 203 gefahren. Zusätzlich ist ein unabhängiger Rekuperationskreislauf 209 vorgesehen, der mittels der Pumpe 210 betrieben wird. Dadurch wird die Leistung weiter erhöht. Hier sind also die Rohrreihen des Rekuperationsmedienkreislaufs 209 getrennt von den übrigen Rohrreihen des Hybridkühlers 201 ausgeführt.In the fifth operating mode after 1e becomes the air conditioner 200 ' as in the second mode of operation 1b in hybrid cooling mode in DC between secondary fluid circuit 205 and airflow 203 hazards. In addition, there is an independent recuperation cycle 209 provided by means of the pump 210 is operated. This will further increase performance. So here are the rows of pipes of the recuperation medium cycle 209 separated from the remaining rows of tubes of the hybrid cooler 201 executed.

In dem sechsten Betriebsmodus nach 1f wird die Luftkonditioniereinrichtung 200'' wie im zweiten Betriebsmodus nach 1b im hybriden Kühlbetrieb im Gleichstrom zwischen Sekundärmedienkreislauf 205 und Luftströmung 203 gefahren. Zusätzlich ist vorgesehen, dass das Benetzungsmittel aus dem Benetzungsmittelkreislauf 206 bevor es zur Benetzung verwendet wird über die Rohrreihen 211 geführt wird, die getrennt sind von den übrigen Rohrreihen des Sekundärmedienkreislaufs 205.In the sixth operating mode after 1f becomes the air conditioner 200 '' as in the second mode of operation 1b in hybrid cooling mode in DC between secondary fluid circuit 205 and airflow 203 hazards. In addition, it is provided that the wetting agent from the wetting agent circuit 206 before it is used for wetting over the rows of tubes 211 is performed, which are separated from the remaining rows of secondary fluid circuit 205 ,

In dem siebenten Betriebsmodus nach 1g wird die Luftkonditioniereinrichtung 200''' wie im zweiten Betriebsmodus nach 1b im hybriden Kühlbetrieb im Gleichstrom zwischen Sekundärmedienkreislauf 205 und Luftströmung 203 gefahren. Zusätzlich ist vorgesehen, dass das Benetzungsmittel aus dem Benetzungsmittelkreislauf 206 bevor es zur Benetzung verwendet wird durch einen weiteren Wärmeübertrager 212 geführt wird und dort seine Wärme an das Sekundärmedium des Sekundärmedienkreislaufs 205 im Gegenstrom abgibt.In the seventh operating mode after 1g becomes the air conditioner 200 ''' as in the second mode of operation 1b in hybrid cooling mode in DC between secondary fluid circuit 205 and airflow 203 hazards. In addition, it is provided that the wetting agent from the wetting agent circuit 206 before it is used for wetting by another heat exchanger 212 is guided and there its heat to the secondary medium of the secondary fluid circuit 205 in countercurrent releases.

Die Luftkonditioniereinrichtung 220, 220' gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform nach 2a bis 2e weist zusätzlich ein Dreiwegeventil 221 auf, das im Sekundärmedienkreislauf 205 einen Bypass für eine Bypassströmung 222 bereitstellt.The air conditioning device 220 . 220 ' according to the second preferred embodiment 2a to 2e also has a three-way valve 221 on, in the secondary media cycle 205 a bypass for a bypass flow 222 provides.

In dem ersten Betriebsmodus nach 2a wird die Luftkonditioniereinrichtung 220 im hybriden Kühlbetrieb im Gegenstrom zwischen Sekundärmedienkreislauf 205 und Luftströmung 203 gefahren. Zusätzlich wird ausgekühltes Sekundärmedium 222 dem Hybridkühler 201 über den Bypass zur inneren Rekuperation zugeführt.In the first operating mode after 2a becomes the air conditioner 220 in the hybrid cooling mode in countercurrent between secondary fluid circuit 205 and airflow 203 hazards. In addition, cooled secondary medium 222 the hybrid cooler 201 fed through the bypass for internal recuperation.

In dem zweiten Betriebsmodus nach 2b wird die Luftkonditioniereinrichtung 220 im hybriden Kühlbetrieb im Gleichstrom zwischen Sekundärmedienkreislauf 205 und Luftströmung 203 gefahren. Zusätzlich wird ausgekühltes Sekundärmedium 222 dem Hybridkühler 201 über den Bypass zur inneren Rekuperation zugeführt.In the second operating mode after 2 B becomes the air conditioner 220 in hybrid cooling mode in DC between secondary fluid circuit 205 and airflow 203 hazards. In addition, cooled secondary medium 222 the hybrid cooler 201 fed through the bypass for internal recuperation.

In dem dritten Betriebsmodus nach 2c wird die Luftkonditioniereinrichtung 220 im Benetzungsbetrieb gefahren. Zusätzlich wird Sekundärmedium 222 in dem Hybridkühler 201 über den Bypass im Gegenstrom zur Luftströmung 203 zur inneren Rekuperation zirkuliert. Bei 2c und auch im Folgenden sind Leitungen ohne Strömung in dem jeweiligen Betriebsmodus strichliert dargestellt.In the third operating mode after 2c becomes the air conditioner 220 in wetting operation. In addition, secondary medium 222 in the hybrid cooler 201 over the bypass in countercurrent to the air flow 203 circulated for internal recuperation. at 2c and also below lines without flow in the respective operating mode are shown in dashed lines.

In dem vierten Betriebsmodus nach 2d wird die Luftkonditioniereinrichtung 220 im Benetzungsbetrieb gefahren. Zusätzlich wird Sekundärmedium 222 in dem Hybridkühler 201 über den Bypass im Gleichstrom zur Luftströmung 203 zur inneren Rekuperation zirkuliert.In the fourth mode of operation 2d becomes the air conditioner 220 in wetting operation. In addition, secondary medium 222 in the hybrid cooler 201 over the bypass in direct current to the air flow 203 circulated for internal recuperation.

In dem fünften Betriebsmodus nach 2e wird die Luftkonditioniereinrichtung 220' wie im zweiten Betriebsmodus nach 2b im hybriden Kühlbetrieb im Gleichstrom zwischen Sekundärmedienkreislauf 205 und Luftströmung 203 gefahren. Zusätzlich wird ausgekühltes Sekundärmedium 222 dem Hybridkühler 201 über den Bypass zur inneren Rekuperation zugeführt, wobei das ausgekühlte Sekundärmedium über zwei Rohrreihen 223 in der Luftkonditioniereinrichtung separat geführt wird und dann mit dem eigentlichen Sekundärmedienkreislauf 205 vermischt wird. Dadurch wird die Leistung zusätzlich erhöht. Hier sind also die Rohrreihen 223 des Rekuperationsmedienkreislaufs nicht getrennt von den anderen Rohrreihen des Hybridkühlers 201 ausgeführt.In the fifth operating mode after 2e becomes the air conditioner 220 ' as in the second mode of operation 2 B in hybrid cooling mode in DC between secondary fluid circuit 205 and airflow 203 hazards. In addition, cooled secondary medium 222 the hybrid cooler 201 supplied via the bypass for internal recuperation, wherein the cooled secondary medium over two rows of tubes 223 is performed separately in the air conditioning and then with the actual secondary media circuit 205 is mixed. This additionally increases the performance. So here are the rows of pipes 223 of the recuperation medium circuit not separated from the other rows of tubes of the hybrid cooler 201 executed.

Die Luftkonditioniereinrichtung 240 gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform nach 3a bis 3d weist zusätzlich ein weiteres Dreiwegeventil 241 auf, das im Sekundärmedienkreislauf 205 einen weiteren Bypass bereitstellt. Zusätzlich ist die Pumpe 207 des Sekundärmedienkreislaufs zwischen Wärmeübertrager 202 und Dreiwegeventil 221 angeordnet.The air conditioning device 240 according to the third preferred embodiment 3a to 3d additionally has another three-way valve 241 on, in the secondary media cycle 205 provides another bypass. In addition, the pump 207 the secondary medium circuit between heat exchanger 202 and three-way valve 221 arranged.

In dem ersten Betriebsmodus nach 3a wird die Luftkonditioniereinrichtung 240 im trockenen Kühlbetrieb im Gegenstrom zwischen Sekundärmedienkreislauf 205 und Luftströmung 203 gefahren. Dazu sind die beiden Dreiwegeventile 221, 241 auf Durchfluss geschaltet.In the first operating mode after 3a becomes the air conditioner 240 in dry cooling operation in countercurrent between secondary fluid circuit 205 and airflow 203 hazards. These are the two three-way valves 221 . 241 switched to flow.

In dem zweiten Betriebsmodus nach 3b wird die Luftkonditioniereinrichtung 240 im hybriden Kühlbetrieb im Gleichstrom zwischen Sekundärmedienkreislauf 205 und Luftströmung 203 gefahren. Dazu wirken die beiden Dreiwegeventile 221, 241 als Umschalter für den Sekundärmedienkreislauf.In the second operating mode after 3b becomes the air conditioner 240 in hybrid cooling mode in DC between secondary fluid circuit 205 and airflow 203 hazards. To do this, the two three-way valves act 221 . 241 as a changeover switch for the secondary fluid circuit.

In dem dritten Betriebsmodus nach 3c wird die Luftkonditioniereinrichtung 240 im Benetzungsbetrieb gefahren. Zusätzlich wird Sekundärmedium 205 im Gegenstrom zur Luftströmung 203 in dem Hybridkühler 201 über den Wärmeübertrager 202 zur inneren Rekuperation zirkuliert, wobei der Primärmedienkreislauf des Wärmeübertragers 202 außer Betrieb ist. In the third operating mode after 3c becomes the air conditioner 240 in wetting operation. In addition, secondary medium 205 in countercurrent to the air flow 203 in the hybrid cooler 201 over the heat exchanger 202 circulated for internal recuperation, wherein the primary fluid circuit of the heat exchanger 202 is out of order.

In dem vierten Betriebsmodus nach 3d wird die Luftkonditioniereinrichtung 240 im Benetzungsbetrieb gefahren. Zusätzlich wird Sekundärmedium mittels der als Umschalter wirkenden Dreiwegeventile 221, 241 im Gleichstrom zur Luftströmung 203 in dem Hybridkühler 201 über den Wärmeübertrager 202 zur inneren Rekuperation zirkuliert, wobei der Primärmedienkreislauf außer Betrieb ist.In the fourth mode of operation 3d becomes the air conditioner 240 in wetting operation. In addition, secondary medium by means of acting as a switch three-way valves 221 . 241 in cocurrent to the air flow 203 in the hybrid cooler 201 over the heat exchanger 202 circulated for internal recuperation, the primary fluid circuit is out of service.

Die Luftkonditioniereinrichtung 260 gemäß der vierten bevorzugten Ausführungsform nach 4a bis 4d weist zusätzlich ein drittes Dreiwegeventil 261 auf, das im Sekundärmedienkreislauf 205 einen weiteren Bypass bereitstellt. Die Pumpe 207 des Sekundärmedienkreislaufs zwischen Wärmeübertrager 202 und Dreiwegeventil 221 angeordnet und der über das dritte Dreiwegeventil 261 bereitgestellte Bypass weist einen Anschluss zwischen Pumpe 207 und Wärmeübertrager 202 auf.The air conditioning device 260 according to the fourth preferred embodiment 4a to 4d also has a third three-way valve 261 on, in the secondary media cycle 205 provides another bypass. The pump 207 the secondary medium circuit between heat exchanger 202 and three-way valve 221 arranged and the over the third three-way valve 261 Provided bypass has a connection between the pump 207 and heat exchangers 202 on.

In dem ersten Betriebsmodus nach 4a wird die Luftkonditioniereinrichtung 260 im hybriden Kühlbetrieb im Gegenstrom zwischen Sekundärmedienkreislauf 205 und Luftströmung 203 gefahren. Dazu sind die beiden Dreiwegeventile 221, 241 auf Durchfluss geschaltet. Zusätzlich wird Sekundärmedium 262 in dem Hybridkühler 201 über den bereitgestellten Bypass zur inneren Rekuperation zirkuliert.In the first operating mode after 4a becomes the air conditioner 260 in the hybrid cooling mode in countercurrent between secondary fluid circuit 205 and airflow 203 hazards. These are the two three-way valves 221 . 241 switched to flow. In addition, secondary medium 262 in the hybrid cooler 201 circulated through the provided bypass for internal recuperation.

In dem zweiten Betriebsmodus nach 4b wird die Luftkonditioniereinrichtung 260 im hybriden Kühlbetrieb mittels der als Umschalter wirkenden Dreiwegeventile 221, 241 im Gleichstrom zwischen Sekundärmedienkreislauf 205 und Luftströmung 203 gefahren. Zusätzlich wird Sekundärmedium 262 in dem Hybridkühler 201 über den mittels des dritten Dreiwegeventils 261 bereitgestellten Bypass zur inneren Rekuperation zirkuliert.In the second operating mode after 4b becomes the air conditioner 260 in the hybrid cooling mode by means of acting as a switch three-way valves 221 . 241 in cocurrent between secondary fluid circuit 205 and airflow 203 hazards. In addition, secondary medium 262 in the hybrid cooler 201 via the means of the third three-way valve 261 provided bypass for internal recuperation circulates.

In dem dritten Betriebsmodus nach 4c wird die Luftkonditioniereinrichtung 260 im Benetzungsbetrieb gefahren. Zusätzlich wird Sekundärmedium 262 im Gegenstrom zur Luftströmung 203 in dem Hybridkühler 201 über den mittels des dritten Dreiwegeventils 261 bereitgestellten Bypass zur inneren Rekuperation zirkuliert.In the third operating mode after 4c becomes the air conditioner 260 in wetting operation. In addition, secondary medium 262 in countercurrent to the air flow 203 in the hybrid cooler 201 via the means of the third three-way valve 261 provided bypass for internal recuperation circulates.

In dem vierten Betriebsmodus nach 4d wird die Luftkonditioniereinrichtung 260 im Benetzungsbetrieb gefahren. Zusätzlich wird Sekundärmedium 262 mittels der als Umschalter wirkenden Dreiwegeventile 221, 241 im Gleichstrom zur Luftströmung 203 in dem Hybridkühler 201 über den mittels des dritten Dreiwegeventils 261 bereitgestellten Bypass zur inneren Rekuperation zirkuliert.In the fourth mode of operation 4d becomes the air conditioner 260 in wetting operation. In addition, secondary medium 262 by means of acting as a switch three-way valves 221 . 241 in cocurrent to the air flow 203 in the hybrid cooler 201 via the means of the third three-way valve 261 provided bypass for internal recuperation circulates.

Als Medium aller Kreisläufe 204, 205, 206, 209 kommt bevorzugt Wasser zum Einsatz, dass ggf. mit Hilfsmitteln, wie Frostschutzmittel, Antikorrosionsmittel und dgl. versehen ist.As a medium of all cycles 204 . 205 . 206 . 209 Preference is given to using water that is optionally provided with auxiliary agents, such as antifreeze, anticorrosion agents and the like.

Anhand der 5 und 6 sollen die thermischen Auswirkungen bei den unterschiedlichen Betriebsmodi hinsichtlich der Anwendung von Gleich- und Gegenstrom verdeutlicht werden.Based on 5 and 6 The aim is to clarify the thermal effects of the different operating modes with regard to the application of DC and countercurrent.

In 5 ist der Temperaturverlauf dargestellt, wenn die Luftkonditioniereinrichtung 220 entsprechend 2d im Gleichstrom betrieben wird. Die Luft des in den Hybridkühler 201 eintretenden Luftstromes 203 weist eine Temperatur von ca. 33,3°C auf. Das aus dem Hybridkühler 201 austretende Sekundärmedium weist eine Temperatur von ca. 18,4°C auf. Wenn dieses Sekundärmedium (bspw. Kühlwasser) mittels des Dreiwegeventils 221 wieder dem Hybridkühler 201 zugeführt wird, dann liegt eingangsseitig am Hybridkühler 201 ebenfalls Sekundärmedium mit ca. 18,4°C an (vgl. untere strichlierte gerade Kurve in 5). Das im Hybridkühler 201 strömende Sekundärmedium wärmt sich anfangs unter dem Einfluss des gleichströmenden Luftstroms 203 leicht auf, um dann unter dem Einfluss der adiabatischen Abkühlung mittels der Benetzung 206 wiederum abzukühlen auf 18,4°C (obere strichlierte gebogene Kurve in 5). Dadurch kann die Temperatur des Luftstroms von 33,3°C auf ca. 17,2°C abgekühlt werden (durchgezogene Linie in 5). Wenn dagegen keine innere Rekuperation vorgenommen wird, also ein Verfahren nach 1d eingesetzt wird, kann die Temperatur des Luftstroms 203 über die adiabatische Abkühlung im Benetzungsbetrieb nur auf ca. 18,9°C abgekühlt werden. Mittels der inneren Rekuperation kann bspw. einer Gasturbine eine ca. 1,7 K kühlere Luft zugeführt werden. Diese Luft ist zwar nahezu gesättigt, jedoch spielt dies bspw. für Gasturbinen keine Rolle.In 5 the temperature profile is shown when the air conditioner 220 corresponding 2d operated in DC. The air of the hybrid cooler 201 entering airflow 203 has a temperature of about 33.3 ° C. That from the hybrid cooler 201 exiting secondary medium has a temperature of about 18.4 ° C. If this secondary medium (eg cooling water) by means of the three-way valve 221 again the hybrid cooler 201 is fed, then lies on the input side of the hybrid cooler 201 also secondary medium at about 18.4 ° C (see lower dashed straight curve in 5 ). The in the hybrid cooler 201 flowing secondary medium warms initially under the influence of the same flow of air 203 slightly, then under the influence of adiabatic cooling by wetting 206 to cool again to 18.4 ° C (upper dashed curved curve in 5 ). This allows the temperature of the air stream to be cooled from 33.3 ° C to approx. 17.2 ° C (solid line in 5 ). If, on the other hand, no internal recuperation is carried out, then a procedure according to 1d can be used, the temperature of the air flow 203 to be cooled down to approx. 18.9 ° C via the adiabatic cooling in wetting operation. By means of internal recuperation, for example, a gas turbine can be supplied with an approximately 1.7 K cooler air. Although this air is almost saturated, however, this plays no role, for example, for gas turbines.

In 6 ist der Temperaturverlauf dargestellt, wenn die Luftkonditioniereinrichtung 220 entsprechend 2c im Gegenstrom betrieben wird. Die Luft des in den Hybridkühler 201 eintretenden Luftstromes 203 weist wiederum eine Temperatur von ca. 33,3°C auf. Das aus dem Hybridkühler 201 austretende Sekundärmedium weist eine Temperatur von ca. 20,6°C auf. Wenn dieses Sekundärmedium (bspw. Kühlwasser) mittels des Dreiwegeventils 221 wieder dem Hybridkühler 201 zugeführt wird, dann liegt eingangsseitig am Hybridkühler ebenfalls Sekundärmedium mit ca. 20,6°C an (vgl. obere strichlierte gerade Kurve in 6). Das im Hybridkühler 201 strömende Sekundärmedium kühlt sich anfangs unter dem Einfluss des gegenströmenden Luftstroms 203 leicht ab, um sich dann unter dem Einfluss des einströmenden warmen Luftstroms 203 wieder aufzuwärmen auf ca. 20,6°C (untere strichlierte gebogene Kurve in 6). Dadurch kann die Temperatur des Luftstroms von 33,3°C auf ca. 19,4°C abgekühlt werden (durchgezogene Linie in 6). Wenn dagegen keine innere Rekuperation vorgenommen wird, also ein Verfahren nach 1d eingesetzt wird, kann die Temperatur des Luftstroms 203 über die adiabatische Abkühlung im Benetzungsbetrieb auf ca. 18,9°C abgekühlt werden. Mittels der inneren Rekuperation ist die Temperatur des Luftstroms 203 um ca. 0,5 K wärmer, aber dadurch auch trockner. Diese Luft 203 kann vorteilhaft für Klimatisierung und dgl. eingesetzt werden, wenn hohe Luftfeuchten und damit mögliche Schwadenbildung unerwünscht sind.In 6 the temperature profile is shown when the air conditioner 220 corresponding 2c operated in countercurrent. The air of the hybrid cooler 201 entering airflow 203 again has a temperature of about 33.3 ° C. That from the hybrid cooler 201 Exiting secondary medium has a temperature of about 20.6 ° C. If this secondary medium (eg cooling water) by means of the three-way valve 221 again the hybrid cooler 201 is fed, then the input side of the hybrid cooler also secondary medium at about 20.6 ° C (see top dashed straight curve in 6 ). The in the hybrid cooler 201 flowing secondary medium initially cools below the Influence of the counterflowing air flow 203 slightly, then under the influence of the incoming warm air flow 203 reheat to about 20.6 ° C (lower dashed curved curve in 6 ). As a result, the temperature of the air stream can be cooled from 33.3 ° C to about 19.4 ° C (solid line in 6 ). If, on the other hand, no internal recuperation is carried out, then a procedure according to 1d can be used, the temperature of the air flow 203 be cooled to about 18.9 ° C in the wetting operation via the adiabatic cooling. By means of the internal recuperation is the temperature of the air flow 203 about 0.5 K warmer, but also dryer. This air 203 can be used advantageously for air conditioning and the like. When high humidity and thus possible steam formation are undesirable.

Es ist ersichtlich, dass die erfindungsgemäße Luftkonditioniereinrichtung 200, 220, 240, 260 in vielfältigster Art und Weise betreibbar ist, wodurch sie optimal an gegebene Anforderungen anpassbar ist.It can be seen that the air conditioning device according to the invention 200 . 220 . 240 . 260 is operable in a variety of ways, whereby it is optimally adaptable to given requirements.

Aus den voranstehenden Ausführungen ist deutlich geworden, dass mit der vorliegenden Erfindung Vorrichtungen (200) zur Luftkonditionierung und Verfahren zu deren Betrieb, bereit gestellt werden, die leicht an die verschiedenen Anwendungsfälle angepasst werden können. Auch wenn die Erfindung im Wesentlichen anhand der Konditionierung von Verbrennungsluft für Gasturbinen beschrieben wurde, ist doch klar, dass sie sich für jede Art von Konditionierung, also auch zur Sekundärmedienkühlung allein vorteilhaft einsetzen lässt.From the above it has become clear that with the present invention devices ( 200 ) for air conditioning and methods of their operation, which can be easily adapted to the different applications. Although the invention has been described essentially with reference to the conditioning of combustion air for gas turbines, it is clear that it can be used advantageously for any type of conditioning, ie also for secondary-medium cooling alone.

Auch soll nicht unerwähnt bleiben, dass der Transport des Sekundärmediums 222; 262 auch mittels anderer bereits bekannter Mittel, zum Beispiel mit insbesondere geregelten Strahlpumpen oder gesonderten insbesondere geregelten Beimischpumpen erfolgen kann (beide nicht gesondert dargestellt). Auch können anstelle von Hybridkühlern zum Beispiel auch anderweitig benetzte Wärmeübertrager, auch Rippenrohrwärmeübertrager genutzt werden, vor, in oder nach denen beispielsweise mit Düsen oder perforierten/porösen Schläuchen oder Flächen Benetzungsmedium ausgebracht wird.Also, it should not go unmentioned that the transport of the secondary medium 222 ; 262 can also be done by other means already known, for example, in particular with regulated jet pumps or separate particular regulated mixing pumps (both not shown separately). Also, instead of hybrid coolers, for example, otherwise wetted heat exchanger, and finned tube heat exchangers can be used before, in or after which, for example, with nozzles or perforated / porous hoses or surfaces wetting medium is applied.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

200200
Luftkonditioniereinrichtungtype air conditioner
200'200 '
Luftkonditioniereinrichtungtype air conditioner
200''200 ''
Luftkonditioniereinrichtungtype air conditioner
200'''200 '' '
Luftkonditioniereinrichtungtype air conditioner
201201
Hybridkühlerhybrid cooler
202202
WärmeübertragerHeat exchanger
203203
Luftstromairflow
204204
PrimärmedienkreislaufPrimary medium circuit
205205
SekundärmedienkreislaufSecondary medium circuit
206206
BenetzungsmedienkreislaufWetting medium circuit
207207
Medienpumpemedium pump
208208
Medienpumpemedium pump
209209
RekuperationsmedienkreislaufRekuperationsmedienkreislauf
210210
Medienpumpemedium pump
211211
Rohrreihentube rows
212212
WärmeübertragerHeat exchanger
220220
Luftkonditioniereinrichtungtype air conditioner
220'220 '
Luftkonditioniereinrichtungtype air conditioner
221221
DreiwegeventilThree-way valve
222222
BypasskreislaufBypass circuit
223223
Rohrreihentube rows
240240
Luftkonditioniereinrichtungtype air conditioner
241241
DreiwegeventilThree-way valve
260260
Luftkonditioniereinrichtungtype air conditioner
261261
DreiwegeventilThree-way valve
262262
Bypasskreislauf.Bypass circuit.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102004050182 A1 [0003] DE 102004050182 A1 [0003]

Claims (7)

Vorrichtung (200; 220; 240; 260) zur Luftkonditionierung, insbesondere Befeuchtung, Trocknung, Kühlung und/oder Erwärmung, mit zumindest einer für einen Luftstrom (203) durchlässigen Konditioniereinrichtung (201), wobei die Konditioniereinrichtung (201), die bevorzugt als Hybridwärmeübertrager (201) ausgebildet ist, mit einem Sekundärmedium betreibbar ist, wofür ein Sekundärmedienkreislauf (205) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Sekundärmedienkreislauf (205) zumindest ein Mischventil oder dgl., vorteilhaft ein Dreiwegeventil (221, 241, 261) angeordnet ist, bevorzugt zwei, insbesondere drei Dreiwegeventile, und/oder dass zur Umschaltung von Gegenstrom auf Gleichstrom zwischen Sekundärmedienkreislauf (205) und Luftstrom (203) der Luftkonditioniereinrichtung (201) ein Strömungsumschalter in dem Sekundärmedienkreislauf (205) und/oder ein Umschalter des Luftstroms vorgesehen ist.Contraption ( 200 ; 220 ; 240 ; 260 ) for air conditioning, in particular humidification, drying, cooling and / or heating, with at least one for an air flow ( 203 ) permeable conditioning device ( 201 ), wherein the conditioning device ( 201 ), which are preferably used as hybrid heat exchangers ( 201 ) is operable with a secondary medium, for which a secondary medium circuit ( 205 ), characterized in that in the secondary media circuit ( 205 ) at least one mixing valve or the like., Advantageously, a three-way valve ( 221 . 241 . 261 ), preferably two, in particular three three-way valves, and / or that for switching from countercurrent to direct current between secondary medium circuit ( 205 ) and airflow ( 203 ) the air conditioning device ( 201 ) a flow switch in the secondary medium circuit ( 205 ) and / or a switch of the air flow is provided. Vorrichtung (200'; 200''; 220') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Konditioniereinrichtung (201) zur inneren Rekuperation – zumindest eine Rohrreihe (211) aufweist, die mit dem Benetzungsmedienkreislauf (206) der Konditioniereinrichtung (201) verbunden ist, – und/oder zumindest eine Rohrreihe (223) aufweist, die mit einem Bypass (222) in dem Sekundärmedienkreislauf (205) verbunden ist, – und/oder einen gesonderten Rekuperationsmedienkreislauf (209) aufweist.Contraption ( 200 '; 200 ''; 220 ' ) according to claim 1, characterized in that the conditioning device ( 201 ) for internal recuperation - at least one row of pipes ( 211 ) associated with the wetting medium circuit ( 206 ) of the conditioning device ( 201 ), and / or at least one row of tubes ( 223 ) with a bypass ( 222 ) in the secondary media circuit ( 205 ), - and / or a separate recuperation medium cycle ( 209 ) having. Vorrichtung (200''') nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konditioniereinrichtung (201) zur inneren Rekuperation mit dem Sekundärmedienkreislauf eines Wärmeübertragers (212) verbunden ist, dessen Primärmedienkreislauf mit dem Benetzungsmedienkreislauf (206) der Konditioniereinrichtung (201) verbunden ist.Contraption ( 200 ''' ) according to one of the preceding claims, characterized in that the conditioning device ( 201 ) for internal recuperation with the secondary medium circuit of a heat exchanger ( 212 ) whose primary medium circuit is connected to the wetting medium circuit ( 206 ) of the conditioning device ( 201 ) connected is. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein weiterer Wärmeübertrager (202), der an einen Primärkreislauf (204) anschließbar ist, vorgesehen ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one further heat exchanger ( 202 ) connected to a primary circuit ( 204 ) is connected, is provided. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärmedienkreislauf (205) der Konditioniereinrichtung (201) zumindest zeitweilig im Gleichstrom zum durch die Konditioniereinrichtung (201) geführten Luftstrom (203) betrieben wird.Method for operating a device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the secondary medium circuit ( 205 ) of the conditioning device ( 201 ) at least temporarily in cocurrent to the conditioning device ( 201 ) guided airflow ( 203 ) is operated. Verfahren nach Anspruch 5 oder Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur inneren Rekuperation dem warmen Sekundärmedieneintritt der Konditioniereinrichtung (201) abgekühltes Sekundärmedium (222; 262) vom Sekundärmedienaustritt der Konditioniereinrichtung (201) zugeführt wird oder dem kalten Sekundärmedienaustritt der Konditioniereinrichtung (201) warmes Sekundärmedium (222; 262) vom Sekundärmedieneintritt der Konditioniereinrichtung (201) zugeführt wirdMethod according to claim 5 or method according to the preamble of claim 5, characterized in that for internal recuperation the warm secondary medium inlet of the conditioning device ( 201 ) cooled secondary medium ( 222 ; 262 ) from the secondary media outlet of the conditioning device ( 201 ) or the cold secondary media outlet of the conditioning device ( 201 ) warm secondary medium ( 222 ; 262 ) from the secondary media inlet of the conditioning device ( 201 ) is supplied Verfahren nach Anspruch 5 oder 6 oder Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Konditioniereinrichtung (201) zur inneren Rekuperation – in zumindest einer Rohrreihe (211) durch die Konditioniereinrichtung ein Benetzungsmedium (206) geführt wird, – und/oder dass in zumindest einer Rohrreihe (223) dem Sekundärmedienkreislauf (205) über einen Bypass entnommenes Sekundärmedium (222) geführt wird, – und/oder in einem separaten Rekuperationsmedienkreislauf (209) gesondertes Sekundärmedium geführt wird, – und/oder ein Sekundärmedium geführt wird, das einem Wärmeübertrager (212) entnommen wird, dessen Primärkreislauf mit dem Benetzungsmedium (206) der Konditioniereinrichtung als Primärmedium betrieben wird.Method according to claim 5 or 6 or method according to the preamble of claim 5, characterized in that by the conditioning device ( 201 ) for internal recuperation - in at least one row of pipes ( 211 ) by the conditioning a wetting medium ( 206 ), and / or that in at least one row of pipes ( 223 ) the secondary media cycle ( 205 ) via a bypass taken secondary medium ( 222 ), and / or in a separate recuperation medium cycle ( 209 ) is guided secondary medium, - and / or a secondary medium is guided, which is a heat exchanger ( 212 ), whose primary circuit with the wetting medium ( 206 ) of the conditioning device is operated as a primary medium.
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DE102004050182A1 (en) 2004-10-14 2006-04-20 Triesch, Frank, Dr.-Ing. Air conditioning process e.g. for buildings involves in direct preheating and/or cooling using heat transfer device

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