DE102022110071A1

DE102022110071A1 - Klimatisierungseinrichtung für einen Betrieb in industrieller Umgebung

Info

Publication number: DE102022110071A1
Application number: DE102022110071.5A
Authority: DE
Inventors: Michael Rudi Seifert; Glenn Zammit
Original assignee: Seifert Systems Ltd
Current assignee: Seifert Systems Ltd
Priority date: 2022-02-01
Filing date: 2022-04-26
Publication date: 2023-08-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Klimatisierungseinrichtung für einen Betrieb in industrieller, mit stark anhaftenden, klebrig bis zähen Partikeln oder Stäuben belasteter Umgebung, bestehend, aus in einem Gehäuse angeordneten Komponenten eines Klimagerätes, wobei das Gehäuse mindestens eine lufteintrittsseitige und eine luftaustrittsseitige Öffnung aufweist. Erfindungsgemäß ist im Strömungsweg, der lufteintrittsseitigen Öffnung nachgeordnet, ein Tropfenabscheider angeordnet, welcher aus einer Vielzahl von beabstandeten, in einem Rahmen befindlichen strömungslenkenden Lamellen besteht, wobei durch einen erzwungenen Richtungswechsel die Partikel oder Stäube mit der Oberfläche der Lamellen in Kontakt kommen und dort anhaften.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klimatisierungseinrichtung für einen Betrieb in industrieller, mit stark anhaftenden, klebrig bis zähen Partikeln oder Stäuben belasteter Umgebung, bestehend aus in einem Gehäuse angeordneten Komponenten eines Klimagerätes, wie Kompressor, Verdampfer, Wärmetauscher, Lüfter und strömungsleitenden Mitteln, wobei das Gehäuse mindestens eine lufteintrittsseitige und eine luftaustrittsseitige Öffnung aufweist, gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.
Aus der DE 196 37 415 C2 ist eine Kläreinrichtung für eine Phosphatierungsanlage vorbekannt. Eine dort vorgesehene Einrichtung ist als sogenannter Schrägklärer ausgebildet. An den Platten des Schrägklärers sich abscheidende Niederschläge sinken von den Platten nach unten in einen trichterförmigen Boden des Schrägklärers und können dann abtransportiert werden.
Zur Gewährleistung der Funktion der Kläreinrichtung ist eine Kühlung der dort hohl ausgebildeten Platten notwendig, um Störionen in der Phosphatierungslösung auszufällen.
Weiterhin ist es bekannt, dass kristalline Zuckermaterialien zur Verklebung neigen. Diesbezüglich sei auf den Wirbelschichttrockner gemäß der EP 0 499 902 B1 verwiesen.
Die WO 2006/111180 A1 offenbart eine Vakuumvorrichtung mit einer Abscheidungseinrichtung. Die Abscheidungseinrichtung umfasst einen Abscheidungskörper mit einer inneren Oberfläche zur Aufnahme der abgeschiedenen Substanz sowie eine Vielzahl von Heizelementen. Die Abscheidungskörper sind mit einer Lamellenstruktur versehen, die jeweils eine unterschiedliche Orientierung im Raum aufweist.
Klimatisierungsgeräte, insbesondere Schaltschrankklimatisierungsgeräte gehören zum bekannten Stand der Technik. Derartige Klimatisierungsgeräte vereinen in einem Gehäuse alle notwendigen Komponenten, um den Innenraum eines Schaltschrankes, der zum Beispiel eine Vielzahl von elektrotechnischen Bauteilen aufweist, auf eine solche Temperatur zu kühlen, dass ein gesicherter Betrieb möglich ist. Schaltschrankklimageräte werden aber auch im Zusammenhang mit der Kühlung von komplexen Regelungs- und Steuerungsanlagen eingesetzt, um dort entstehende Verlustwärme abzuführen, so dass ein störungsfreier Betrieb auch über einen längeren Zeitraum erfolgen kann.
Insbesondere beim Einsatz von Schaltschrankklimageräten für den Anbau oder Halbeinbau besteht die Gefahr, dass in der Umgebungsluft vorhandene Verschmutzungen, insbesondere Stäube und sonstige feine Partikel, in das Innere des Klimagerätes gelangen und dort zu Funktionsstörungen führen. Aus diesem Grunde wird in vielen Fällen in den Strömungsweg eine Filtereinrichtung integriert, so dass sowohl eine Verschmutzung im Inneren des Klimagerätes als auch bezüglich des kühlungsseitig zu versorgenden Schaltschrankes vermieden werden kann.
Dann, wenn es sich bei den Stäuben und Partikeln um solche handelt, die klebrige bis zähe Eigenschaften aufweisen und insbesondere kristalliner Natur sind, wie dies beispielsweise bei der industriellen Zuckerherstellung der Fall ist, führt der Einsatz klassischer Filtereinrichtungen nicht zum Erfolg, da diese recht schnell zugesetzt werden und damit die Filterleistung nachlässt.
Ein erhöhter Wartungsaufwand nebst frühzeitigem Austausch von Filtereinrichtungen ist daher nicht zu vermeiden.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Klimatisierungseinrichtung zu schaffen, die auch unter speziellen Industriebedingungen zuverlässig arbeitet, und zwar insbesondere dann, wenn die Klimatisierungseinrichtung solchen Stäuben oder Partikeln ausgesetzt wird, die kristalline Eigenschaften besitzen und zum Verkleben neigen, wie zum Beispiel Zuckerpartikel.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einer Klimatisierungseinrichtung gemäß der Merkmalskombination nach Anspruch 1 sowie der Verwendung einer erfindungsgemäß ausgestalteten Klimatisierungseinrichtung nach Anspruch 10.
Die Unteransprüche umfassen mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindungslehre.
Es wird demnach von einer Klimatisierungseinrichtung für einen Betrieb in industrieller Umgebung ausgegangen. Hier geht es speziell um eine solche industrielle Umgebung, die mit stark anhaftenden, klebrig bis zähen Partikeln oder Stäuben belastet ist.
Die Klimatisierungseinrichtung besteht aus in einem Gehäuse angeordneten an sich bekannten Komponenten eines Klimagerätes, wie Kompressor, Verdampfer, Wärmetauscher, Lüfter und strömungsleitenden Mitteln nebst zugehöriger Verrohrung der einzelnen Komponenten.
Das Gehäuse weist mindestens eine lufteintrittsseitige und eine luftaustrittsseitige Öffnung auf.
Die lufteintrittsseitige Öffnung steht mit der Umgebung in Verbindung.
Die luftaustrittsseitige Öffnung führt beispielhaft zu einem zu kühlenden Schaltschrank, der eine Vielzahl elektrischer oder elektrotechnischer oder ähnlicher, abwärmeerzeugende Komponenten, aufweist.
Unter Schaltschrank wird hier auch eine Einrichtung verstanden, die der Steuerung oder Regelung komplexer Industrieanlagen oder entsprechender Maschinen und Einrichtungen dient und welche ebenfalls Bauteile, Baugruppen oder Komponenten aufweist, die im Rahmen ihres Betriebes Verlustwärme produzieren, was eine Temperaturerhöhung im Inneren einer diesbezüglichen Umhausung zur Folge hat.
Erfindungsgemäß ist im Strömungsweg, der lufteintrittsseitigen Öffnung nachgeordnet, ein Tropfenabscheider angeordnet, welcher aus einer Vielzahl von beabstandeten, in einem Rahmen befindlichen strömungslenkenden Lamellen besteht.
Durch einen erzwungenen Richtungswechsel haften die Partikel oder Stäube, die von der Umgebungsluft mitgerissen und transportiert werden, an der Oberfläche der Lamellen an. Durch die Ausgestaltung der Lamellen und die klebrigen bis zähen Eigenschaften der Partikel oder Stäube bleiben diese weit überwiegend an der Oberfläche der Lamellen fixiert.
Die Lamellenform und der Abstand der einzelnen Lamellen untereinander sichert, dass auch über einen längeren Betrieb die Wirkung des Tropfenabscheiders erhalten bleibt, ohne dass es zu einem Verstopfen der strömungsseitigen Zwischenräume der Lamellen kommt.
Alternativ kann dem Tropfenabscheider noch ein klassischer Filter nachgeordnet werden.
Der Tropfenabscheider mit seinen Lamellen und Rahmen ist auswechselbar realisiert, kann über eine Führungsanordnung dem Klimagerät leicht entnommen und gereinigt werden.
Betrachtet man beispielsweise Partikel oder Stäube mit kristallinen Eigenschaften, wie zum Beispiel Zuckerstaub, dann lässt sich dieser, an den Lamellenoberflächen anhaftende Staub durch Reinigung mit Wasser ohne irgendwelche Lösungsmittel oder sonstige gefährliche Stoffe leicht entfernen.
Ebenso ist ein Abklopfen und hierdurch herbeigeführtes Entfernen der Partikel möglich.
Die Lamellen des Tropfenabscheiders weisen einen Einlassabschnitt und einen Auslassabschnitt auf, die versetzt parallel zueinander angeordnet sind.
Einlass- und Auslassabschnitt sind jeweils über einen Schrägabschnitt verbunden.
Die Winkelstellung zwischen Auslassabschnitt und Schrägabschnitt liegt im Bereich zwischen im Wesentlichen 100° bis 150°, bevorzugt zwischen 120° und 130°.
Das Verhältnis zwischen der Dicke der Lamellen und ihrem Abstand untereinander liegt im Bereich zwischen im Wesentlichen 0,8 : 10 bis 1 : 15.
Der Rahmen spannt bevorzugt ein Rechteck auf, in welchem die Lamellen parallel zueinander angeordnet und fixiert sind.
Die Länge des Einlass- und/oder des Auslassabschnittes ist kleiner als die Ausdehnung des Schrägabschnittes der entsprechenden Lamellen.
Die Lamellen sind weiterhin so angeordnet, dass ein freies Durchströmen der Partikel oder Stäube ohne irgendeinen Richtungswechsel verhindert wird.
Die Lamellenstruktur zwingt also die im Luftstrom mitgeführten Partikel oder Stäube immer zu einem Richtungswechsel, so dass ein In-Kontaktkommen mit der Oberfläche der entsprechenden Lamelle zwingend ist.
Die Oberfläche der Lamellen, welche mit der belasteten Umgebungsluft in Kontakt kommt, kann eine Oberflächenstrukturierung, insbesondere in Form einer Aufrauhung, besitzen.
Der erfindungsgemäße Tropfenabscheider ist bevorzugt nach dem Lüfter der Klimatisierungseinrichtung im Strömungsweg angeordnet und erstreckt sich über den gesamten Strömungsquerschnitt im Gehäuse der Klimatisierungseinrichtung.
In Weiterbildung der Erfindung kann der Tropfenabscheider schrägstehend im Strömungsweg angeordnet werden.
Erfindungsgemäß ist eine Verwendung der hier vorgestellten Klimatisierungseinrichtung mit Tropfenabscheider in einer industriellen Umgebung, welche kristalline Partikel enthaltende Stäube, insbesondere Zuckerstaub, enthält.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Beispiels sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
Hierbei zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht auf eine Klimatisierungseinrichtung zum Schrankanbau oder Halbeinbau mit teilweggebrochenem Gehäuse, Lüfter, dem Lüfter nachgeordnet ein Tropfenabscheider und den im weiteren Strömungsweg befindlichen Wärmetauscher der Klimatisierungseinrichtung;
2 eine Vorderansicht auf den Tropfenabscheider, bestehend aus einer Vielzahl, in einem Rahmen befindlichen strömungsleitenden Lamellen; und
3 einen Schnitt durch die Lamellenanordnung des Tropfenabscheiders mit der erkennbaren Struktur der Lamellen, umfassend Einlassabschnitt, Auslassabschnitt und dazwischen befindlichem Schrägabschnitt mit beispielhafter Winkel- und Maßangabe sowie mit Pfeildarstellungen symbolisiert den Durchtritt eines mit Partikeln oder Stäuben belasteten Luftstromes durch ausgewählte Zwischenräume der Lamellenanordnung.

Die 1 zeigt die Ansicht einer Schaltschrankklimatisierungseinrichtung mit teilweggebrochenem Gehäuse, wie sie von der Seifert Systems Ltd. hergestellt, angeboten und vertrieben wird.
Im Inneren des Gehäuses 1 der Klimatisierungseinrichtung sind alle funktionswesentlichen Komponenten eines Klimagerätes aufgenommen. Unterhalb eines (nicht gezeigten) Lufteintrittes befindet sich ein Lüfter 2, hier ausgebildet als Radiallüfter.
Dem Lüfter 2 nachgeordnet ist im Strömungsweg ein Tropfenabscheider 3 befindlich.
Der Tropfenabscheider 3 besteht aus einer Vielzahl von beabstandeten, in einem Rahmen 4 befindlichen strömungsleitenden Lamellen 5.
Die Lamellen sind so ausgeführt, dass es zu einem erzwungenen Richtungswechsel kommt. Diesbezüglich gelangen die Partikel oder Stäube 6 in Kontakt mit der Oberfläche der Lamellen 5 und haften dort an. Dies ist symbolhaft anhand der 3 nachvollziehbar.
Die einzelnen Lamellen 5 besitzen einen Einlassabschnitt 7, einen Auslassabschnitt 8 und jeweils einen Schrägabschnitt 9.
Der Winkel zwischen Auslassabschnitt 8 und dem Schrägabschnitt 9 liegt im Bereich zwischen 100° und 150°, bevorzugt zwischen 120° und 130°, insbesondere bevorzugt im Bereich zwischen 125° und 126°.
Die Dicke der Lamellen liegt im Bereich zwischen beispielhaften 0,8 bis 1,0 mm.
Der Abstand benachbarter Lamellen im Bereich des Einlassabschnittes liegt bei im Wesentlichen 10 mm.
Der beispielhafte Abstand der Lamellen im Bereich der benachbarten Auslassabschnitte liegt im Wesentlichen zwischen 10 mm und 11 mm.
Wie ebenfalls der 1 entnehmbar ist, kann der Tropfenabscheider 3 schräg im Strömungsweg positioniert werden.
Dem Tropfenabscheider 3 nachgeordnet ist ein Wärmetauscher 10.
Von angesaugter Umgebungsluft mitgeführter Staub und entsprechende Partikel verbleiben im Bereich des Tropfenabscheiders an den dortigen Lamellen anhaftend und gelangen somit nicht in den Wärmetauscher. Damit kommt es nicht zu einer Verschmutzung der Oberfläche der Wärmetauscherelemente im Wärmetauscher. Dies bedeutet, dass dessen Wirkungsgrad weitgehend erhalten bleibt und somit die Funktionsweise einerseits des Klimagerätes gesichert und verlängert ist und andererseits aber auch bei der Zufuhr gekühlter Umgebungsluft in einen (nicht gezeigten) Schaltschrank keine unnötigen Schmutzpartikel eindringen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19637415 C2 [0002]
EP 0499902 B1 [0004]
WO 2006111180 A1 [0005]

Claims

Klimatisierungseinrichtung für einen Betrieb in industrieller, mit stark anhaftenden, klebrig bis zähen Partikeln oder Stäuben belasteter Umgebung, bestehend aus in einem Gehäuse (1) angeordneten Komponenten eines Klimagerätes, wie Kompressor, Verdampfer, Wärmetauscher (10), Lüfter (2) und strömungsleitenden Mitteln, wobei das Gehäuse (1) mindestens eine lufteintrittsseitige und eine luftaustrittsseitige Öffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Strömungsweg, der lufteintrittsseitigen Öffnung nachgeordnet ein Tropfenabscheider (3) angeordnet ist, welcher aus einer Vielzahl von beabstandeten, in einem Rahmen (4) befindlichen strömungsrichtungslenkenden Lamellen besteht, wobei durch einen erzwungenen Richtungswechsel die Partikel oder Stäube (6) mit der Oberfläche der Lamellen (5) in Kontakt kommen und dort anhaften.
Klimatisierungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen einen Einlassabschnitt (7) und einen Auslassabschnitt (8) aufweisen, welche versetzt parallel angeordnet sind, wobei Einlass- und Auslassabschnitt (7; 8) über einen Schrägabschnitt (9) verbunden sind.
Klimatisierungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen dem jeweiligen Auslassabschnitt (8) und Schrägabschnitt (9) beispielhaft im Bereich zwischen 100° und 150°, bevorzugt zwischen 120° und 130°, liegt.
Klimatisierungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen der Dicke der Lamellen (5) und ihrem Abstand untereinander beispielhaft im Bereich zwischen 0,8 : 10 bis 1 : 15 liegt.
Klimatisierungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (4) ein Rechteck aufspannt, in welchem die Lamellen (5) parallel zueinander angeordnet und fixiert sind.
Klimatisierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass- und/oder der Auslassabschnitt (7; 8) kleiner als die längenmäßige Ausdehnung des Schrägabschnittes (9) ist.
Klimatisierungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (5) so angeordnet sind, dass ein freies Durchströmen der Partikel oder Stäube (6) ohne Richtungswechsel verhindert wird.
Klimatisierungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tropfenabscheider (3) vor oder nach dem Lüfter (2) im Strömungsweg angeordnet ist und sich über den gesamten Strömungsquerschnitt im Gehäuse (1) erstreckt.
Klimatisierungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Tropfenabscheider (3) schrägstehend im Strömungsweg innerhalb des Gehäuses (1) angeordnet ist.
Verwendung einer Klimatisierungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche in einer industriellen Umgebung, welche kristalline Partikel enthaltende Stäube, insbesondere Zuckerstaub, enthält.