DE102017107300A1 - Kühlsystem - Google Patents
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Abstract
Ein Kühlsystem mit im Kreislauf geführtem Wasser als Wärmetransportmedium umfasst eine Wärme-Eintragseinrichtung, einen Rückkühler (1), einen drucklosen Wasserbehälter und eine Leitungsanordnung mit mindestens einer Umwälzpumpe. Der Rückkühler (1) umfasst an seinem einen, ersten Endbereich (7) einen Eingangssammler (14) und einen Ausgangssammler (15) und an seinem anderen, gegenüberliegenden zweiten Endbereich (8) einen Umlenksammler (17). Eingangssammler (14) und Ausgangsammler (15) sind V-förmig zueinander angeordnet. Der Umlenksammler (17) umfasst zwei V-förmig zueinander angeordnete Äste (18, 19) sowie einen diese an ihrem jeweiligen oberen Ende miteinander verbindenden Verbindungszweig (20). Zwischen dem Eingangssammler (14) und dem ersten Ast (18) des Umlenksammlers (17) erstreckt sich eine in Durchströmungsrichtung ansteigende erste Rohranordnung (21), und zwischen dem zweiten Ast (19) des Umlenksammlers (17) und dem Ausgangssammler (15) erstreckt sich eine in Durchströmungsrichtung abfallende zweite Rohranordnung (22). Zwischen dem Wasserbehälter und dem Verbindungszweig (20) des Umlenksammlers (17) erstreckt sich eine offene, im Kühlbetrieb vom Umlenksammler zum Wasserbehälter durchströmbare Be-/Entlüftungsleitung.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlsystem mit im Kreislauf geführtem Wasser als Wärmetransportmedium. Insbesondere betrifft die Erfindung ein derartiges Kühlsystem mit einer von dem Wasser durchströmten, dem Wärmeeintrag in das Wasser dienenden Eintragseinrichtung, einem von dem Wasser durchströmten, der Abgabe von Wärme an die Umgebungsluft dienenden Rückkühler und einem Wasserbehälter, welcher in einer den Rückkühler, die Eintragseinrichtung und den Wasserbehälter miteinander verbindenden, mindestens eine Umwälzpumpe aufweisenden Leitungsanordnung in Durchströmungsrichtung zwischen dem Rückkühler und der Eintragseinrichtung angeordnet ist.
- Die Verwendung von Wasser als Wärmetransportmedium in einem Kühlsystem hat vielfältige Vorteile. Wasser verfügt über eine vergleichsweise hohe spezifische Wärmekapazität, weshalb sowohl die Menge des Wärmetransportmediums als auch dessen Zirkulationsgeschwindigkeit relativ gering ausfallen können. Auch können auch die Leitungsquerschnitte vergleichsweise gering bemessen werden. Weiterhin liegt die Viskosität von Wasser in einem günstigen Bereich, das Wärmeübertragungsverhalten ist günstig, und Wasser ist kostengünstig und von ihm gehen keinerlei schädliche Wirkungen oder gar Gefahren für die Umwelt aus. Letzteres gilt namentlich, wenn das als Wärmetransportmedium eingesetzte Wasser keine Zusätze aufweist. Nachteilig an Wasser ist allerdings, dass der Gefrierpunkt in einem Temperaturbereich liegt, der bei üblichen Kühlanwendungen innerhalb des Kühlsystems erreicht werden kann. Die Gefahr, dass das Kühlwasser (insbesondere im Rückkühler) einfriert, ist nicht zu vernachlässigen. Der Zusatz eines Frostschutzmittels zu dem als Wärmetransportmedium eingesetzten Wasser unterminiert einen der besonders wesentlichen Vorteile von Kühlsystemen der eingangs angegebenen Art.
- Vor diesem Hintergrund existieren bereits verschiedene Vorschläge für das Entleeren des Rückkühlers bei frostgefährlichen Betriebssituationen. So offenbart die
DE 102012101271 A1 ein Kühlsystem der eingangs angegebenen Art, dessen Rückkühler zwei V-förmig zueinander angeordnete Zweipass-Register aufweist. Demnach sind an dem ersten Endbereich des Rückkühlers eine zwei V-förmig zueinander gestellte Äste aufweisende Eingangssammler-Anordnung und eine ebenfalls zwei V-förmig zueinander gestellte Äste aufweisende Ausgangssammler-Anordnung vorgesehen; und an dem zweiten Endbereich des Rückkühlers ist eine Umlenksammler-Anordnung mit wiederum zwei V-förmig zueinander gestellten Ästen vorgesehen. So umfasst das erste der beiden Zweipass-Register jeweils den ersten Ast der Eingangssammler-Anordnung, der Umlenksammler-Anordnung und der Ausgangssammler-Anordnung sowie die sich zwischen diesen erstreckende, in beide Richtungen durchströmte erste Rohranordnung, und das zweite Zweipass-Register umfasst jeweils den zweiten Ast der Eingangssammler-Anordnung, der Umlenksammler-Anordnung und der Ausgangssammler-Anordnung sowie die sich zwischen diesen erstreckende, wiederum in beide Richtungen durchströmte zweite Rohranordnung. Die beiden Äste der Umlenksammler-Anordnung sind oben sowie unten jeweils über jeweils einen Verbindungszweig miteinander verbunden. An den oberen sowie den unteren Verbindungszweig ist dabei, jeweils über ein Absperrventil, eine Ausgleichsleitung angeschlossen, welche oben an dem unter Druck stehenden Wasserbehälter, in einem Inertgasraum endet. Zur Entleerung der beiden Zweipass-Register, deren Rohranordnungen vom jeweiligen Zweig der Umlenksammler-Anordnung zu den jeweils zugeordneten Zweigen der Eingangs- und Ausgangssammler-Anordnung hin leicht geneigt sind, erfolgt durch entsprechende Ansteuerung der beiden Absperrventile eine aktive Spülung mit Inertgas unter aktiver Verdrängung des Wassers aus den beiden Zweipass-Registern in den Wasserbehälter. - Im Lichte dieses - sich durch einen vergleichsweise komplexen Aufbau und aufwendigen Betrieb des Kühlsystems auszeichnenden - Standes der Technik ist die vorliegende Erfindung darauf gerichtet, ein Kühlsystem der eingangs genannten Art bereitzustellen, dass sich durch einen besonders einfachen Aufbau und ein hohes Maß an Ausfallsicherheit und Zuverlässigkeit auszeichnet.
- Gelöst wird diese Aufgabenstellung gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Kühlsystem, das in Ergänzung zu den eingangs angegebenen Merkmalen im kombinatorischen Zusammenwirken mit diesen sowie untereinander weiterhin die folgenden Merkmale aufweist:
- Der Rückkühler umfasst an seinem einen, ersten Endbereich einen mit einem Eingangssammler verbundenen Eingang und einen mit einem Ausgangssammler verbundenen Ausgang und an seinem anderen, gegenüberliegenden zweiten Endbereich einen Umlenksammler. Der Eingangssammler und der Ausgangsammler sind V-förmig zueinander angeordnet. Der Umlenksammler umfasst einen ersten Ast und einen zweiten Ast, die V-förmig zueinander angeordnet sind, sowie einen den ersten Ast und den zweiten Ast an ihrem jeweiligen oberen Ende miteinander verbindenden Verbindungszweig. Zwischen dem Eingangssammler und dem ersten Ast des Umlenksammlers erstreckt sich eine vom ersten Endbereich in Richtung auf den zweiten Endbereich des Rückkühlers durchströmbare, in Durchströmungsrichtung ansteigende erste Rohranordnung, und zwischen dem zweiten Ast des Umlenksammlers und dem Ausgangssammler erstreckt sich eine vom zweiten Endbereich in Richtung auf den ersten Endbereich des Rückkühlers durchströmbare, in Durchströmungsrichtung abfallende zweite Rohranordnung, wobei der Verbindungszweig des Umlenksammlers von der gesamten durch die erste Rohranordnung hindurchströmenden Wassermenge durchströmbar (allerdings im praktischen Betrieb tatsächlich „nur“ von einem Großteil der durch die erste Rohranordnung hindurchströmenden Wassermenge durchströmt) ist. Der Wasserbehälter ist drucklos. Zwischen dem Wasserbehälter und dem Verbindungszweig des Umlenksammlers erstreckt sich eine offene, im Kühlbetrieb vom Umlenksammler zum Wasserbehälter durchströmbare Be-/Entlüftungsleitung.
- Das erfindungsgemäße Kühlsystem zeichnet sich trotz seines vergleichsweise einfachen Aufbaus durch eine überraschend hohe Effizienz aus. Dem Wärmeübertragungsverhalten zwischen dem als Wärmetransportmedium eingesetzten Wasser und den Rohren der beiden von diesem durchströmten Rohranordnungen kommt dabei entgegen, dass das Wasser aus dem ersten Ast des Umlenksammlers, an dem - in Durchströmungsrichtung - die Rohre der ersten Rohranordnung münden, zusammengefasst über den gemeinsamen Verbindungszweig in den zweiten Ast des Umlenksammlers gelangt, von dem - in Durchströmungsrichtung - die Rohre der zweiten Rohranordnung ausgehen; denn hierdurch ergeben sich günstige, den Wärmeübergang begünstigende Strömungsverhältnisse. Insbesondere liegt eine konsequente Einpass-Konzeption in dem Sinne vor, dass die erste Rohranordnung, welche sich zwischen dem - einen einzigen Ast aufweisenden - Eingangssammler und dem ersten Ast des Umlenksammlers erstreckt, ausschließlich in Richtung von dem ersten zum zweiten Endbereich des Rückkühlers durchströmt wird, während die - hierzu räumlich getrennt angeordnete - zweite Rohranordnung, welche sich zwischen dem zweiten Ast des Umlenksammlers und dem - einen einzigen Ast aufweisenden - Ausgangssammler erstreckt, ausschließlich in Richtung von dem zweiten zum ersten Endbereich des Rückkühlers durchströmt wird. Mit nochmals anderen Worten: Während nach der
DE 102012101271 A1 zwei zueinander parallel geschaltete Zweipass-Register vorgesehen sind, weist der Rückkühler des erfindungsgemäßen Kühlsystems zwei zueinander in Reihe geschaltete Einpass-Register auf. - Von dem die erste Rohranordnung (bzw. das erste Einpass-Register) durchströmenden Wasser gelangt dabei im normalen Betrieb - über den Verbindungszweig des Umlenksammlers - typischerweise der ganz überwiegende Anteil zu der zweiten Rohranordnung (bzw. dem zweiten Einpass-Register); denn die Wassermenge, die durch die ständig geöffnete Be-/Entlüftungsleitung (gedrosselt) aus dem Verbindungszweig des Umlenksammlers in den (frostgeschützt aufgestellten) Wasserbehälter abfließt, ist bei typischen Anwendungsfällen gering. Diese Menge beträgt typischerweise zwischen 1% und 5% des die erste Rohranordnung durchströmenden Wassers. Die somit eher geringen Strömungsquerschnitte der Be-/Entlüftungsleitung sind indessen regelmäßig vollkommen ausreichend, um eine zuverlässige, vollständige und hinreichend rasche Entleerung des Rückkühlers - zeitgleich durch dessen Eintritt und Austritt - zu gewährleisten. Hierzu genügt in der Regel bereits das Abschalten der Umwälzpumpe. Denn infolge der ständigen Be-/Entlüftung der Umlenksammler-Anordnung am höchsten Punkt in Verbindung mit dem Gefälle der beiden Rohranordnungen zum ersten Endbereich des Rückkühlers entleert sich der Rückkühler selbsttätig, sobald die Umwälzpumpe abgeschaltet wird. Einer Betätigung von Ventilen bedarf es hierfür nicht. Dies ist ein auch die Betriebssicherheit günstig beeinflussender Aspekt; denn im Falle eines Ausfalls der Umwälzpumpe setzt ohne weiteres die Entleerung des Rückkühlers ein, so dass konzeptionell einem Einfrieren von stehendem Wasser vorgebeugt wird. Auch dem baulichen Aufwand des Kühlsystems kommt entgegen, dass erfindungsgemäß eine ventilfreie Ausführung des Kühlsystems möglich ist.
- Die dargelegte systemimmanente hohe Zuverlässigkeit des Kühlsystems gegen frostbedingte Beschädigung wirkt sich weitergehend dergestalt günstig aus, dass der Rückkühler keine Begleitheizungen aufzuweisen braucht. Das ist ein weiterer Vorteil von erheblicher Praxisrelevanz.
- In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung liegen der Eingangssammler und der erste Ast des Umlenksammlers in einer gemeinsamen ersten Ebene und der Ausgangssammler und der zweite Ast des Umlenksammlers in einer gemeinsamen zweiten Ebene. Dabei schließen die erste Ebene und die zweite Ebene bevorzugt einen Winkel zwischen 40° und 70°, besonders bevorzugt einen Winkel zwischen 50° und 60° miteinander ein. Bei typischen Anwendungsfällen wird bei einer solchen Anordnung der zur Verfügung stehende Bauraum besonders gut für die Wärmeabgabe an die Umgebungsluft ausgenutzt, es ergibt sich somit eine gute Raumeffizienz. Je nach der individuell erwarteten Leistung sind dabei die Rohre der ersten Rohranordnung bevorzugt in mehreren, besonders bevorzugt mindestens drei zu der ersten Ebene parallelen Ebenen und die Rohre der zweiten Rohranordnung bevorzugt in mehreren, besonders bevorzugt mindestens drei zu der zweiten Ebene parallelen Ebenen angeordnet. Hervorragende Werte für die Wärmeleistung lassen sich erzielen, wenn sich die Rohre der ersten und der zweiten Rohranordnung auf jeweils vier zueinander parallele Ebenen verteilen.
- Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist mindestens eines der Rohre der ersten Rohranordnung an den ersten Ast des Umlenksammlers im Bereich eines diesen unten verschließenden Bodens und/oder ist mindestens eines der Rohre der zweiten Rohranordnung an den zweiten Ast des Umlenksammlers im Bereich eines diesen unten verschließenden Bodens angeschlossen. Durch einen solchen Anschluss mindestens eines Rohres der ersten und/oder zweiten Rohranordnung an den zugeordneten Ast des Umlenksammlers wird zuverlässig eine optimale und vollständige Entleerung des Umlenksammlers erreicht. Frostgefährdete Rückstände verbleiben keine.
- Im Zusammenhang mit den vorstehend dargelegten Aspekten ist weiterhin besonders günstig, wenn der Verbindungszweig des Umlenksammlers die einzige Strömungsverbindung zwischen dessen erstem Ast und dessen zweitem Ast darstellt.
- Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines in der Zeichnung veranschaulichte bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt
-
1 in Seitenansicht einen bei einem erfindungsgemäßen Kühlsystem einsetzbaren Rückkühler, -
2 eine stirnseitige Ansicht auf den ersten Endbereich des Rückkühlers nach1 -
3 im Detail die Ausführung von Einlass und Auslass sowie deren Umgebung, -
4 eine stirnseitige Ansicht auf den zweiten Endbereich des Rückkühlers nach1 -
5 im Detail die Ausführung der unteren Enden der beiden Äste des Umlenksammlers und -
6 im Detail die Ausführung des Verbindungszweiges des Umlenksammlers. - Der in der Zeichnung veranschaulichte Rückkühler
1 ist bestimmt und geeignet zum Einsatz im Rahmen eines Kühlsystems, das mit im Kreislauf geführtem Wasser (ohne Frostschutz-Zusatz) als Wärmetransportmedium betrieben wird und zusätzlich zu dem Rückkühler eine von dem Wasser durchströmte, dem Wärmeeintrag in das Wasser dienende Eintragseinrichtung und einen (frostgeschützt angeordneten) Wasserbehälter umfasst. Der Rückkühler1 ist dabei von dem Wasser durchströmt und dient der Abgabe von Wärme an die Umgebungsluft. Und der Wasserbehälter ist in einer den Rückkühler, die Eintragseinrichtung und den Wasserbehälter miteinander verbindenden, mindestens eine Umwälzpumpe aufweisenden Leitungsanordnung in Durchströmungsrichtung zwischen dem Rückkühler und der Eintragseinrichtung angeordnet. - Da das generelle Konzept des Kühlsystems, soweit sich aus den nachfolgenden Erläuterungen nichts Gegenteiliges ergibt, dem Stand der Technik (z. B.
DE 102012101271 A1 ) entsprechen kann, wird insoweit auf eine Darstellung und Erläuterung verzichtet; und die nachfolgenden Erläuterungen fokussieren sich auf den in den1 -6 veranschaulichten Rückkühler1 , an dem sich die Erfindung manifestiert. - Der Rückkühler
1 umfasst ein aus mehreren - über beidseits angeordnete Zugstangen26 miteinander verspannten - Segmenten2 zusammengefügtes Gehäuse3 . Dessen Rahmen4 stützt sich über (unterschiedlich lange) Füße5 dergestalt auf dem Untergrund6 ab, dass es gegenüber der Horizontalen geneigt ist, und zwar vom stirnseitigen ersten Endbereich7 des Rückkühlers1 zum gegenüberliegenden zweiten Endbereich8 des Rückkühlers1 ansteigend. An der Oberseite9 des Gehäuses3 befinden sich - pro Gehäusesegment2 zwei - Ventilatoren10 , die für eine vertikale Luftströmung L durch den Rückkühler1 hindurch sorgen. - Zur Kühlung des Wassers in dem Rückkühler
1 verfügt dieser über zwei in Reihe geschaltete Einpass-Register11 ,12 . Hierzu weist er an seinem ersten Endbereich7 einen Eingang13 , welcher mit einem Eingangssammler14 verbunden ist, und einen mit einem Ausgangssammler15 verbundenen Ausgang16 auf. Der rohrartige Eingangssammler14 und der ebenfalls rohrartige Ausgangssammler15 erstrecken sich vom Eingang13 bzw. Ausgang16 schräg auswärts nach oben geneigt, so dass sich eine V-förmige Anordnung von Eingangssammler14 und Ausgangsammler15 zueinander ergibt. - An seinem zweiten Endbereich
8 verfügt der Rückkühler1 über einen Umlenksammler17 . Dieser umfasst einen ersten Ast18 , einen zweiten Ast19 und einen den ersten Ast18 und den zweiten Ast19 an ihrem jeweiligen oberen Ende miteinander verbindenden Verbindungszweig20 . Die beiden Äste18 ,19 des Umlenksammlers17 sind V-förmig zueinander angeordnet. Die Neigung ist dabei dergestalt auf den Eingangssammler14 und den Ausgangssammler15 abgestimmt, dass der erste Ast18 des Umlenksammlers17 und der Eingangssammler14 in einer gemeinsamen ersten Ebene und dass der zweite Ast19 des Umlenksammlers17 und der Ausgangssammler15 in einer gemeinsamen zweiten Ebene liegen. Die erste Ebene und die zweite Ebene schließen dabei einen Winkel von etwa 55° miteinander ein. - Zwischen dem Eingangssammler
14 und dem ersten Ast18 des Umlenksammlers17 erstreckt sich eine erste Rohranordnung21 , und zwischen dem zweiten Ast19 des Umlenksammlers17 und dem Ausgangssammler15 erstreckt sich eine zweite Rohranordnung22 . Jede der beiden Rohranordnungen21 ,22 umfasst eine Vielzahl von zueinander parallelen, geraden Rohren23 . Die Rohre23 der ersten Rohranordnung21 verlaufen dabei in drei zu der ersten Ebene parallelen Ebenen, und die Rohre23 der zweiten Rohranordnung22 verlaufen in drei zu der zweiten Ebene parallelen Ebenen. Zwei Rohre23 der zweiten Rohranordnung22 sind, wie dies5 entnehmbar ist, an den zweiten Ast19 des Umlenksammlers17 im Bereich eines diesen unten verschließenden Bodens24 angeordnet. Entsprechendes gilt für zwei Rohre23 der ersten Rohranordnung21 . Die - das erste Einpass-Register11 bildende - erste Rohranordnung21 ist vom ersten Endbereich7 des Rückkühlers1 in Richtung auf dessen zweiten Endbereich8 durchströmbar, und zwar - infolge der Neigung des Gehäuses3 - in Durchströmungsrichtung leicht ansteigend. Und die - das zweite Einpass-Register12 bildende - zweite Rohranordnung22 ist vom zweiten Endbereich8 des Rückkühlers1 in Richtung auf dessen ersten Endbereich7 durchströmbar, und zwar - infolge der Neigung des Gehäuses3 - in Durchströmungsrichtung leicht abfallend. - Vom ersten Einpass-Register
11 zum (mit diesem in Reihe geschalteten) zweiten Einpass-Register12 gelangt das Wasser über den den ersten Ast18 des Umlenksammlers17 mit dessen zweiten Ast19 verbindenden Verbindungszweig20 . Dieser stellt die einzige Strömungsverbindung zwischen dem erstem und dem zweitem Ast18 ,19 des Umlenksammlers17 dar und ist so dimensioniert, dass er von der gesamten durch die erste Rohranordnung21 hindurchströmenden Wassermenge durchströmbar ist. - An dem Verbindungszweig
20 des Umlenksammlers ist ein Be-/Entlüftungsanschluss25 vorgesehen. An diesen ist eine - nicht dargestellte - Be-/Entlüftungsleitung angeschlossen, welche sich zum Wasserbehälter erstreckt. Die Be-/Entlüftungsleitung ist ständig offen und im Kühlbetrieb ständig vom Umlenksammler17 zum Wasserbehälter durchströmbar. Ein geringer Anteil (z. B. 1-5%) des Wassers, das das erste Einpass-Register11 durchströmt hat, gelangt auf diese Weise nicht über das zweite Eipass-Register12 zum Wasserbehälter, sondern wird vielmehr über den Be-/Entlüftungsanschluss25 und die Be-/Entlüftungsleitung dorthin abgeleitet. Im Hinblick auf diese Funktionsweise ist der Wasserbehälter drucklos; die Aufteilung des Wassermengenstromes auf das zweite Einpass-Register12 und die Be-/Entlüftungsleitung stellt sich durch die geometrischen Verhältnisse (wie insbesondere die Rohr-/Leitungsquerschnitte und Rohr-/Leitungslängen) und den hierdurch beeinflussten Strömungswiderstand ein. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012101271 A1 [0003, 0007, 0015]
Claims (10)
- Kühlsystem mit im Kreislauf geführtem Wasser als Wärmetransportmedium, umfassend eine von dem Wasser durchströmte, dem Wärmeeintrag in das Wasser dienende Eintragseinrichtung, einen von dem Wasser durchströmten, der Abgabe von Wärme an die Umgebungsluft dienenden Rückkühler (1) und einen Wasserbehälter, welcher in einer den Rückkühler (1), die Eintragseinrichtung und den Wasserbehälter miteinander verbindenden, mindestens eine Umwälzpumpe aufweisenden Leitungsanordnung in Durchströmungsrichtung zwischen dem Rückkühler (1) und der Eintragseinrichtung angeordnet ist, mit folgenden Merkmalen: - Der Rückkühler (1) umfasst an seinem einen, ersten Endbereich (7) einen mit einem Eingangssammler (14) verbundenen Eingang (13) und einen mit einem Ausgangssammler (15) verbundenen Ausgang (16) und an seinem anderen, gegenüberliegenden zweiten Endbereich (8) einen Umlenksammler (17); - der Eingangssammler (14) und der Ausgangsammler (15) sind V-förmig zueinander angeordnet; - der Umlenksammler (17) umfasst einen ersten Ast (18) und einen zweiten Ast (19), die V-förmig zueinander angeordnet sind, sowie einen den ersten Ast (18) und den zweiten Ast (19) an ihrem jeweiligen oberen Ende miteinander verbindenden Verbindungszweig (20); - zwischen dem Eingangssammler (14) und dem ersten Ast (18) des Umlenksammlers (17) erstreckt sich eine vom ersten Endbereich (7) in Richtung auf den zweiten Endbereich (8) des Rückkühlers (1) durchströmbare, in Durchströmungsrichtung ansteigende erste Rohranordnung (21), und zwischen dem zweiten Ast (19) des Umlenksammlers (17) und dem Ausgangssammler (15) erstreckt sich eine vom zweiten Endbereich (8) in Richtung auf den ersten Endbereich (7) des Rückkühlers (1) durchströmbare, in Durchströmungsrichtung abfallende zweite Rohranordnung (22), wobei der Verbindungszweig (20) des Umlenksammlers (17) von der gesamten durch die erste Rohranordnung (21) hindurchströmenden Wassermenge durchströmbar ist; - der Wasserbehälter ist drucklos; - zwischen dem Wasserbehälter und dem Verbindungszweig (20) des Umlenksammlers (17) erstreckt sich eine offene, im Kühlbetrieb vom Umlenksammler zum Wasserbehälter durchströmbare Be-/Entlüftungsleitung.
- Kühlsystem nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Eingangssammler (14) und der erste Ast (18) des Umlenksammlers (17) in einer gemeinsamen ersten Ebene und dass der Ausgangssammler (15) und der zweite Ast (19) des Umlenksammlers (17) in einer gemeinsamen zweiten Ebene liegen. - Kühlsystem nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (23) der ersten Rohranordnung (21) in mehreren, bevorzugt mindestens drei zu der ersten Ebene parallelen Ebenen und dass die Rohre (23) der zweiten Rohranordnung (22) in mehreren, bevorzugt mindestens drei zu der zweiten Ebene parallelen Ebenen angeordnet sind. - Kühlsystem nach
Anspruch 2 oderAnspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ebene und die zweite Ebene einen Winkel von zwischen 40° und 70°, bevorzugt zwischen 50° und 60° miteinander einschließen. - Kühlsystem nach einem der
Ansprüche 1 bis4 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Rohre (23) der ersten Rohranordnung (21) an den ersten Ast (18) des Umlenksammlers (17) im Bereich eines diesen unten verschließenden Bodens (24) und/oder dass mindestens eines der Rohre (23) der zweiten Rohranordnung (22) an den zweiten Ast (19) des Umlenksammlers (17) im Bereich eines diesen unten verschließenden Bodens (24) angeschlossen ist. - Kühlsystem nach einem der
Ansprüche 1 bis5 , dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungszweig (20) des Umlenksammlers (17) die einzige Strömungsverbindung zwischen dessen erstem Ast (18) und dessen zweitem Ast (19) darstellt. - Kühlsystem nach einem der
Ansprüche 1 bis6 , dadurch gekennzeichnet, dass das als Wärmetransportmedium eingesetzte Wasser kein Frostschutzmittel enthält. - Kühlsystem nach einem der
Ansprüche 1 bis7 , dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rohre (23) der ersten Rohranordnung (21) durchgehend gerade von dem Eingangssammler (14) zum ersten Ast (18) des Umlenksammlers (17) und dass sich die Rohre (23) der zweiten Rohranordnung (22) durchgehend gerade von dem zweiten Ast (19) des Umlenksammlers (17) zum Ausgangssammler (15) erstrecken. - Kühlsystem nach einem der
Ansprüche 1 bis8 , dadurch gekennzeichnet, dass es ventilfrei ausgeführt ist. - Kühlsystem nach einem der
Ansprüche 1 bis9 , dadurch gekennzeichnet, dass der Rückkühler (1) keine Begleitheizung aufweist.
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DE1263789B (de) * | 1959-03-06 | 1968-03-21 | Gea Luftkuehler Happel Gmbh | Luftgekuehlter Oberflaechenkondensator |
US3384165A (en) * | 1966-02-03 | 1968-05-21 | Du Pont | Heat exchanger |
DE29606912U1 (de) * | 1996-04-17 | 1996-07-11 | GWK Gesellschaft Wärme Kältetechnik mbH, 58566 Kierspe | Kreuzstromwärmetauscher |
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US20090025914A1 (en) * | 2007-07-27 | 2009-01-29 | Johnson Controls Technology Company | Multi-Slab Multichannel Heat Exchanger |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1263789B (de) * | 1959-03-06 | 1968-03-21 | Gea Luftkuehler Happel Gmbh | Luftgekuehlter Oberflaechenkondensator |
US3384165A (en) * | 1966-02-03 | 1968-05-21 | Du Pont | Heat exchanger |
DE19613910A1 (de) * | 1996-04-06 | 1997-10-09 | Tino Cabero | Querstromwärmetauscher sowie Heiz- oder Kühleinrichtung umfassend einen Querstromwärmetauscher |
DE29606912U1 (de) * | 1996-04-17 | 1996-07-11 | GWK Gesellschaft Wärme Kältetechnik mbH, 58566 Kierspe | Kreuzstromwärmetauscher |
US20090025914A1 (en) * | 2007-07-27 | 2009-01-29 | Johnson Controls Technology Company | Multi-Slab Multichannel Heat Exchanger |
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