DE19641258A1 - Luftkühler mit Isoliergehäuse insbesondere für Tiefkühlräume - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Luftkühler mit Isoliergehäuse insbesondere für Tiefkühlräume gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Luftkühler dieser Art werden betriebsmäßig durch einen Kühlvorgang und einen Abtauvorgang gekennzeichnet. Bei ersterem tritt die Luft durch die geöffnete Abtauklappe in das Isoliergehäuse ein und wird von dem oder den in letzterem befindlichen Ventilatoren durch den Wärmetauscher hindurchgesaugt, um daraufhin das Isoliergehäuse in seinem oberen Teil durch die geöffnete Abtauklappe wieder zu verlassen.

Beim Abtauvorgang ist die Kältemittelversorgung des Wärmetauschers abgeschaltet, und die Abtauklappe ist geschlossen. Der oder die eingeschalteten Ventilatoren wälzen die im Isoliergehäuse befindliche Luft um, die entweder elektrisch oder durch Kältemittelheißgas im Wärmetauscher beheizt wird.

Bei den bekannten Luftkühlern dieser Art ist der Wärmetauscher im Isoliergehäuse so angeordnet, daß seine Rohrbündel über der im Boden angeordneten Tropfwanne senkrecht verlaufen, wodurch die während des Kühlvorgangs durch die Abtauklappe oder -klappen des Gehäuses eingesaugte Zuluft den Wärmetauscher in im wesentlichen waagrechter Richtung durchströmt, um an der senkrechten Gehäusewand in Richtung nach oben umgelenkt und von dem oder den Ventilatoren über den stehenden Wärmetauscher hinweg in etwa waagrechter Richtung durch die Abtauklappenöffnung hindurch in den Kühlraum geblasen werden. Diese Anordnung des Wärmetauschers bzw. Kühlerblocks ist strömungstechnisch nicht optimal, da beim Abtauvorgang der Luftstrom nicht im Gleichstrom zu den in die Tropfwanne fallenden Tropfen, sondern in einem Winkel von oder nahezu von 90° zur Fallrichtung der Tropfen gerichtet ist, weshalb letztere wenigstens zum Teil die Tropfenwanne verfehlen können und mit dem Luftstrom mitgerissen werden, um sich auf der Gehäuseinnenwand abzusetzen und dort Eisbildung oder längere Abtauzeiten zu verursachen. Darüber hinaus fallen die Tropfen beim Abtauen nicht direkt von der Oberfläche der Rohrschlange ab, sobald sie sich gebildet haben, sondern laufen zunächst auf der Oberfläche abwärts, wodurch der Abtauwirkungsgrad beeinträchtigt wird.

Schließlich erfordert die senkrechte Anordnung des Wärmetauschers bzw. Kühlerblocks über der Tropfwanne in konstruktiver Hinsicht eine senkrechte Abstützung des Wärmetauschers im Isoliergehäuse, die mit einem zusätzlichen Aufwand verbunden ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, den Luftkühler der bekannten Art nicht nur hinsichtlich des Abtauvorgangs zu verbessern, sondern auch bezüglich der Halterung oder Abstützung des Wärmetauschers zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Abtauklappe im oberen Bereich des Isoliergehäuses, vor dem Ventilator in der Gehäusewand angeordnet ist und daß der Wärmetauscher unterhalb des Ventilators und mit Abstand über der Tropfwanne so angeordnet ist, daß er von dem in dem Gehäuse umgewälzten Luftstrom senkrecht durchströmbar ist. Durch die waagrechte Anordnung des Kühlerblocks bzw. Wärmetauschers im Isoliergehäuse mit entsprechendem waagrechten Verlauf der Rohrschlangen mit Abstand über der Tropfwanne werden die Rohrschlangen von der Warmluft bzw. Kühlluft senkrecht angeströmt, also in Richtung der füllenden Tropfen, wodurch sich nicht nur die Kühl- sondern auch die Abtauwirkung des Aggregates verbessert und sich die Wahrscheinlichkeit, daß Tropfen vom Luftstrom in den oder die Ventilatoren mitgerissen werden, verringert.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung dienen die Verkleidungsbleche des Wärme­ tauschers als Längsträger für den Kühlerblock, wodurch eine senkrechte Abstützung desselben im Strömungsbereich der Luft vermieden wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestakungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

So läßt sich vorteilhafterweise die Tropfwanne, die mit Abstand unterhalb des Wärmetauschers angeordnet ist, auch als Luftleit- bzw. Umlenkeinrichtung benutzen, indem ihre Wände bzw. ihr Boden in bezug auf die untere Stirnfläche des Wärmetauschers entsprechend geneigt angeordnet werden, so daß eine Umlenkwirkung des durch die Abtauklappe eintretenden Luftstroms erreicht wird.

Desweiteren hat sich besonders bewährt, den oder die Ventilatoren etwa in der Mitte der Isoliergehäusetiefe anzuordnen, die Höhe der Abtauklappe etwa der doppelten Höhe eines Ventilators entsprechen zu lassen und den Wärmetauscherzuluftkanal der während des Abtauvorganges im Isoliergehäuse umzuwälzenden Warmluft unterhalb der Abtauklappe und oberhalb der Tropfwanne anzuordnen, wobei die Breite des Wärmetauschers etwa 2/3 der Breite eines Gitterrostes entsprechen soll, welche die Tropfwanne in dem Bereich, der sich im Zuluftkanal befindet, abdeckt, wobei dann die Breite des Wärmetauschers zusammen mit der Breite des Gitterrostes die Tiefe des Isoliergehäuses ausmachen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische, längsgeschnittene Seitenansicht des Luftkühlers im Kühlzu­ stand, also bei geöffneter Abtauklappe,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht des Luftkühlers im Abtauzustand, also bei geschlossener Abtauklappe und

Fig. 3 eine schematische, geschnittene Längsansicht des Luftkühlers der Fig. 1 und 2.

Der in den Zeichnungsfiguren dargestellte Luftkühler für Kühlräume, insbesondere Tiefkühlräume, weist ein Isoliergehäuse 1 auf, dessen Wände mit wärmeisolierenden Paneelen 2 versehen sind und in dem ein als Kühlblock ausgebildeter Wärmetauscher 3 sowie eine Tropfwanne 4 mit an der tiefsten Stelle ihres Bodens 16 befindlichem Ablaufstutzen 10 für die aufgefangenen Tropfen unterhalb des Wärmetauschers 3 angeordnet sind. Vier nebeneinander angeordnete Ventilatoren 5, die von E-Motoren 6 angetrieben werden, befinden sich unterhalb der Gehäusedecke 12 und hinter der in der Gehäuseseitenwand 9 angeordneten Abtauklappe 8, die mit Hilfe einer Stelleinrichtung 11 innerhalb des Gehäuses zwischen einer in Fig. 1 gezeigten Öffnungsstellung, die dem Kühlzustand des Luftkühlers entspricht, und einer in Fig. 2 gezeigten Schließstellung, die dem Abtauzustand des Luftkühlers entspricht, verschwenkt werden kann.

Der Wärmetauscher 3 weist Verkleidungsbleche 18 auf, die als Längsträger für den Kühlerblock dienen und dadurch die Luftströmung durch den Wärmetauscher hindurch nicht behindern. Längsträger bedeutet, daß sich diese Tragelemente über die in Fig. 3 mit L bezeichnete Länge des Wärmetauschers zwischen seinen Seitenwänden 19 erstrecken.

Die Ventilatoren 5 sind reversibel, d. h. sie saugen Zuluft in Richtung des Pfeils Z aus dem Kühlraum durch die Öffnung 14 der geöffneten Abtauklappe 8 an und über den Zuluftkanal 13 von unten nach oben durch den Wärmetauscher 3 hindurch, um sie dann durch die Öffnung 14 in Richtung des Pfeils B auszublasen. Im Abtauzustand werden die Motoren 6 der Ventilatoren 5 umgesteuert, d. h. die Ventilatoren fördern dann bei geschlossener Abtauklappe 8 Warmluft in entgegengesetzter Richtung zum Kühlzustand, d. h. in Richtung des Pfeils A von oben nach unten durch den Wärmetauscher hindurch und damit in Fallrichtung der von der Rohrschlange abtropfenden Wassertropfen, die in der Tropfwanne 4 aufgegangen werden. Hierzu ist der Boden 15 des Isoliergehäuses 1 wenigstens teilweise von der Tropfwanne 4 bedeckt, die sich über die gesamte Gehäusetiefe T erstreckt und mit Abstand sowohl unterhalb des Wärmetauschers 3 als auch unterhalb eines den Zuluftkanal 13 sperrenden Gitterrostes 17 angeordnet ist. Dieser Gitterrost 17 erstreckt sich zusammen mit dem Wärmetauscher 3 und der Tropfwanne 4 vollständig oder nahezu vollständig über die gesamte Breite K des Isoliergehäuses, wie aus Fig. 3 ersichtlich. Die in Richtung der Tiefe T des Isoliergehäuses gemessene Breite E des Wärmetauschers 3 entspricht etwa 2/3 der Breite des Gitterrostes 17, während die Höhe F des Wärmetauschers kleiner ist als die halbe Höhe D des Isoliergehäuses.

Der Boden 16 der Tropfwanne 4 ist als Luftleit- bzw. -umlenkeinrichtung ausgebildet, so daß die durch das Gitter 17 von oben nach unten hindurchtretende Luft strömungstechnisch mit einem möglichst geringen Druckverlust unten in den Wärmetauscher eintreten kann, wenn sie von den Ventilatoren 5 angesaugt wird, um dann durch die geöffnete Abtauklappe 8 in den Kühlraum zu treten. Die Ventilatoren sind, wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, etwa in der Mitte der Isoliergehäusetiefe T angeordnet, und die Höhe H der Abtauklappe 8 entspricht etwa der doppelten Höhe C jedes Ventilators 5.

Diese Ausbildung und Anordnung des Wärmetauschers 3 im Isoliergehäuse 1 hat u. a. den Vorteil, daß beim Abtauvorgang, bei dem also die Abtauklappe 8 geschlossen ist und die Luft von den Ventilatoren 5 innerhalb des Gehäuses umgewälzt wird, um als Warmluft den Wärmetauscher von oben nach unten zu durchströmen, die sich beim Abtauen bildenden Tropfen in Richtung des Luftstroms mitgerissen werden, um sich in der Tropfwanne 4 zu sammeln. Der tiefste Punkt der Tropfwanne, der etwa der Lage des Abflußrohres 10 für das aufgefangene Tauwasser entspricht, hat von der Unterseite des Wärmetauschers 3 einen Abstand, der etwa 2/3 der Breite E des Wärmetauschers entspricht.

Zusammenfassend kennzeichnen sich die beiden Betriebsarten des Luftkühlers im Hinblick auf die beschriebene Konstruktion im wesentlichen dadurch, daß im Abtauzustand des Luftkühlers und damit bei geschlossener Abtauklappe 8 die durch den Zuluftkanal 13 im Gehäuse durch den Wärmetauscher hindurch von oben nach unten umgewälzte Warmluft A im Bereich des Bodens 15 des Isoliergehäuses bzw. des Bodens 16 der Tropfwanne 4, welche sich etwa über die gesamte Gehäusetiefe T erstreckt, über die Tropfwanne hinweg durch den Gitterrost 17 strömt, wodurch sichergestellt ist, daß sich alle Tropfen in der Abtauwanne sammeln und keine Tropfen in den Bereich der Abtauklappe mitgerissen werden, wenn die Luft von den Ventilatoren 5 im Kreislauf geführt wird, und die Abtauklappe vereisen.

Im Kühlzustand dagegen, also bei geöffneter Abtauklappe 8, wird durch die Gehäuseöffnung 14 eintretende Zuluft Z zunächst durch den Gitterrost 17 hindurch und vom Boden der Tropfwanne 4 in Richtung nach oben gegen den Wärmetauscher gelenkt, um dessen Rohrbündel zu Kühlzwecken zu umströmen, und wird dann von den Ventilatoren 5 oberhalb des Wärmetauschers angesaugt, um das Isoliergehäuse durch die geöffnete Abtauklappe 8 als abgekühlte Luft B zu verlassen.

Zusätzlich zu den oben bereits genannten Vorteilen ermöglicht die hier beschriebene Konstruktion auch eine bessere Begehbarkeit und größere Servicefreundlichkeit des Isoliergehäuses, da der Stellmotor 11 der Abtauklappe sowie die Lagerung derselben von innen bequem erreichbar sind. Darüber hinaus ermöglicht die blockartige Konstruktion des Luftkühlers eine größere Baulänge bei gleicher Gehäuselänge, da auf Grund der verbesserten Kreislaufführung der Luft die Abstände der beiden den Gehäuseseitenwänden 19 am nächsten liegenden Ventilatoren 5 von den Seitenwandoberflächen relativ klein gehalten werden können.

Claims (13)

1. Luftkühler mit Isoliergehäuse insbesondere für Tiefkühlräume, mit das Gehäuse umgebenden wärmeisolierenden Paneelen, einem in dem Gehäuse angeordneten Wärmetauscher, einer Tropfwanne mit Ablaufstutzen und wenigstens einem regelbaren Ventilator mit Antriebsmotor sowie wenigstens einer Abtauklappe zur Steuerung des Abtauvorgangs durch mit Hilfe des Ventilators im Gehäuse umgewälzter Warmluft, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtauklappe (8) im oberen Bereich des Isoliergehäuses (1), vor dem Ventilator (5) in der Gehäusewand (9) angeordnet ist und daß der Wärmetauscher (3) unterhalb des Ventilators (5) und mit Abstand über der Tropfwanne (4) so angeordnet ist, daß er von dem in dem Gehäuse umgewälzten Luftstrom senkrecht oder nahezu senkrecht durchströmbar ist.

2. Luftkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der als Kühlerblock ausgebildete Wärmetauscher (3) Verkleidungsbleche (18) aufweist, die als Längsträger für den Kühlerblock dienen.

3. Luftkühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (16) der Tropfwanne (4) als Luftleit- bzw. Umlenkeinrichtung ausgebildet ist.

4. Luftkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtauklappe (8) mit einer Stelleinrichtung (11) versehen ist, die innerhalb des Isoliergehäuses (1) angeordnet ist.

5. Luftkühler nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Ventilatoren (5) nebeneinander unterhalb der Gehäusedecke (12) und hinter der Abtau­ klappe (8) in einem Abstand von dieser angeordnet sind, der etwa der halben Abtau­ klappenhöhe H entspricht, während ihre Breite K der Länge des Wärmetauschers (3) entspricht.

6. Luftkühler nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Ventilatoren (5) etwa in der Mitte der Isoliergehäusetiefe T angeordnet sind, die Höhe H der Abtauklappe (8) etwa der doppelten Höhe C des Ventilators (5) entspricht und der Wärmetauscher (3) sich in dem Zuluftkanal (13) für die im Gehäuse (1) umzuwälzende Warmluft A befindet und unterhalb der Abtauklappe (8) sowie oberhalb der Tropfwanne (4) angeordnet ist.

7. Luftkühler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Topfwanne (4) in dem Bereich, der sich im Zuluftkanal (13) befindet, von einem Gitterrost (17) abgedeckt ist.

8. Luftkühler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Abtauzustand des Luftkühlers und damit bei geschlossener Abtauklappe (8) die durch den Zuluftkanal (13) im Gehäuse durch den Wärmetauscher (3) hindurch von oben nach unten umgewälzte Warmluft A im Bereich des Bodens (15) des Isoliergehäuses (1), der wenigstens teilweise von der Tropfwanne (4) bedeckt wird, welche sich etwa über die gesamte Gehäusetiefe T erstreckt, über die Tropfwanne (4) hinweg durch den Gitterrost (17) strömt, während im Kühlzustand des Luftkühlers, also bei geöffneter Abtauklappe (8), die Luft vom Boden (16) der Tropfwanne (4) in Richtung nach oben gegen den Wärmetauscher (3) lenkbar ist, um dessen Rohrbündel zu Kühlzwecken zu umströmen und von dem oder den Ventilatoren (5) oberhalb des Wärmetauschers (3) angesaugt wird und danach das Isoliergehäuse (1) durch die geöffnete Abtauklappe (8) als abgekühlte Luft B verläßt.

9. Luftkühler nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Gitterrost (17) wie auch der Wärmetauscher (3) und die Tropfwanne (4) vollständig oder nahezu vollständig über die gesamte Breite K des Isoliergehäuses erstrecken.

10. Luftkühler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite E des Wärmetauschers (3) etwa 2/3 der Breite des Gitterrostes (17) entspricht, und daß die Breite des Wärmetauschers (3) zusammen mit der Breite des Gitterrostes (17) die Tiefe des Isoliergehäuses ausmacht.

11. Luftkühler nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe F des Wärmetauschers (3) kleiner ist als die halbe Höhe D des Isoliergehäuses (1).

12. Luftkühler nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß der tiefste Punkt der Tropfwanne (4) von der Unterseite (20) des Wärmetauschers (3) etwa 2/3 der Breite E des Wärmetauschers entfernt ist.

13. Luftkühler nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß der regelbare Ventilator reversibel ist.