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Die Erfindung betrifft ein Luftkühlermodul zur Konditionierung von Luft in Räumen, wie Arbeitsräumen oder Lagerräumen und ähnlich gelagerte Anwendungsfälle.
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Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung besteht in der Nutzung des Luftkühlermoduls zur Normalkühlung und Tiefkühlung. Durch die Möglichkeit des effizienten Abtauens des Luftkühlermoduls ist der Einsatz auch bei schwierigen Bedingungen hinsichtlich der Luftfeuchtigkeit gegeben, was einen großen Vorteil des Moduls darstellt.
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Im Stand der Technik sind diverse Lösungen für die Ausgestaltung von gattungsgemäßen Luftkühlermodulen bekannt.
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Nicht bekannt sind jedoch Lösungen, die eine einfache und kompakte Ausgestaltung eines solchen Moduls realisieren und die darüber hinaus kostengünstig und thermodynamisch effizient Raumluft kühlen und auch im weiteren Sinne konditionieren können.
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Besonders störend bei Ausgestaltungen nach dem Stand der Technik ist, dass diese von ihrem Bauvolumen häufig sehr raumgreifend sind und dass derartige Komponenten somit in dem Ruf stehen, für Nachrüstungen beispielsweise eher ungeeignet zu sein.
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Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein Luftkühlermodul zur Verfügung zu stellen, welches kompakt ausgebildet ist und effizient eine thermische Konditionierung der Luft ermöglicht.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Luftkühlermodul gemäß Schutzanspruch 1 gelöst, Weiterbildungen werden in den zugehörigen Unteransprüchen angegeben.
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Insbesondere wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Luftkühlermodul gelöst, welches aus einem flachen, segmentierten Gehäuse besteht, wobei über die Breite des Luftkühlermoduls zwei äußere Ansaugbereiche mit Luftansaugkammern angeordnet sind. Zwischen den Ansaugbereichen ist ein Auslassbereich mit Lüftern angeordnet. Die Lüfter sind vor einem Wärmeübertrager platziert und hinter dem Wärmeübertrager, und noch innerhalb des Gehäuses, liegt ein Luftumlenkbereich.
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Das Luftkühlermodul ist somit derart ausgebildet, dass die zu konditionierende Luft über den Ansaugbereich zum Luftumlenkbereich und anschließend zum Wärmeübertrager gelangt. Die Luft wird von dem vor dem Wärmeübertrager angeordneten Lüfter durch den Wärmeübertrager hindurch angesaugt und nach vorn in den Auslassbereich gefördert. Eine Gehäuseklappe ist über die gesamte Breite des Luftkühlermoduls, dieses nach vorne abschließend, angeordnet.
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Das Luftkühlermodul wird vorzugsweise mit einer einteiligen Gehäuseklappe ausgeführt, welche sich über die gesamte Breite des Luftkühlermoduls erstreckt.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Gehäuseklappe in einem Winkel von zirka 75 Grad in Stufen oder stufenlos zur Senkrechten hin abklappbar ausgebildet. Damit erfüllt die Gehäuseklappe neben der Verschlussfunktion im geschlossenen Zustand beim Abtauen durch die gezielte Einstellung des Auslasswinkels α die Funktion der Luftführung und -leitung, sowohl für die in das Luftkühlermodul eingesaugte, als auch für die aus dem Luftkühlermodul ausgeblasene konditionierte Luft.
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Durch den Winkel der Anstellung der Gehäuseklappe verlängern sich die Wurfweiten für die gekühlte Luft, wodurch auch die hinteren, vom Luftkühler entfernteren und abgewandten Bereiche des Kühlraumes erreicht werden können. Die gezielte Anströmung der Decke führt zu einer Strömung der Kaltluft über einen weiteren Bereich an der Decke entlang.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Stellmotor für die Einstellung der Neigung der Gehäuseklappe vorgesehen.
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Eine vorteilhafte Realisierung des Luftkühlermoduls besteht hinsichtlich der Dimensionierung darin, dass fünf Lüfter zur Förderung der Luft vor dem Wärmeübertrager vorgesehen sind, wobei das Verhältnis von Auslassbereich zur gesamten durchströmten Fläche ca. 1/2 bis 3/5 beträgt. Die jeweils restliche Fläche bilden den Ansaugbereich.
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Das Luftkühlermodul weist vorzugsweise Aufhängepunkte am Gehäuse auf, damit das gesamte Luftkühlermodul an der Decke von Räumen befestigt werden kann. Bei der Kühlung wird somit die im Luftkühlermodul abgekühlte Raumluft gezielt an der Decke entlang geführt und fällt dann von oben in den Raum hinein und wirkt besonders vorteilhaft und effizient auch in den hinteren oberen Bereichen des Raumes. Dies wird erreicht durch die Erhöhung der Luftgeschwindigkeit und der damit verbundenen Wurfweitenerhöhung durch die Anstellung der Gehäuseklappe des Luftkühlermoduls.
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Eine weitere Vorzugsausgestaltung der Erfindung besteht somit darin, dass der Wärmeübertrager zur Luftkühlung als ein Verdampfer einer Kälteanlage oder als ein von Kälteträger durchströmter Wärmeübertrager ausgebildet ist.
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In diesem Anwendungsfall ist eine vorteilhafte Erweiterung des Moduls darin zu sehen, dass eine Abtauheizung in den Wärmeübertrager integriert ist. Konstruktiv ist dabei auch eine Auffangwanne für das abgetaute Wasser vorgesehen, die bevorzugt mit einer beheizbaren Folie versehen und schräg zum Ablauf geneigt ausgebildet ist.
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Das Gehäuse ist darüber hinaus bevorzugt innen thermisch isoliert ausgebildet, um eine effiziente Abtauung zu ermöglichen.
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Eine konstruktive vorteilhafte Ausführung der Gehäuseklappe besteht darin, dass diese aus profiliertem Blech oder profiliertem Kunststoff ausgebildet ist, wodurch der Antrieb nur auf einer Seite der Gehäuseklappe ausgeführt und durch die mit der Profilierung erreichte Versteifung der Gehäuseklappe auf diese im Ganzen übertragen werden kann.
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Die Konzeption der Erfindung besteht somit darin, dass ein flaches und segmentiertes Gehäuse die wichtigsten Funktionen für das Luftkühlermodul beherbergt, in dem es aus beabstandeten Bereichen Luft aus dem Raum ansaugt und über einen zentralen Bereich Luft in den Raum einleitet. Die Konzeption der Luftleitung besteht darin, dass die durch die Ansaugbereiche in das Gehäuse eintretende Luft in einem hinter dem Wärmeübertrager des Auslassbereiches angeordneten Luftumlenkbereich zunächst um 90 Grad in den Luftumlenkbereich hinein gedreht wird und weiterhin im Luftumlenkbereich um weitere 90 Grad gedreht und durch den Wärmeübertrager hindurch vom Lüfter angesaugt wird. Die Lüfter sind bevorzugt als Axiallüfter ausgebildet, sodass diese die angesaugte Luft in entgegengesetzter paralleler Richtung zur angesaugten Luft in den Auslassbereich des Luftkühlermoduls leiten.
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Somit kann mit minimalem Bauraum eine Luftleit- und konditioniervorrichtung zur Verfügung gestellt werden, die auch unter beengten Platzverhältnissen gerade für die Nachrüstung von Räumen geeignet ist. Die Höhe des Luftkühlermoduls beträgt beispielsweise nur 340 mm bei einer Breite von zirka 3.700 mm und einer Tiefe von zirka 900 mm.
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Besonders hervorzuheben ist die Doppelfunktion der Gehäuseklappe, die sowohl das Schließen des Gehäuses, beispielsweise bei einem Abtauvorgang, ermöglicht, um diesen effizient durchführen zu können und die darüber hinaus die Luftführung und -leitung der konditionierten Luft an die Decke realisiert.
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Damit wird ein Luftkühlermodul bereitgestellt, welches in effizienter Weise den Lufteintritt und den Luftaustritt auf der gleichen Seite des Moduls realisiert, wodurch eine Anbringung des Moduls in einer Ecke eines Raumes, beziehungsweise unmittelbar anliegend an der Decke und einer Wand eines Raumes, ermöglicht wird.
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Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der sich beim Abtauen bildende Wasserdampf und das flüssige Wasser durch das komplett verschließbare Gehäuse in demselben verbleiben und gezielt abgeführt werden können und nicht an den Kühlraum abgegeben werden.
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Somit ist als besonders vorteilhaft hervorzuheben, dass das Luftkühlermodul für extreme Einsatzbedingungen bei hohen Luftfeuchtigkeiten geeignet ist. Die Abtauung ist sehr energieeffizient, da durch das mit der Klappe verschließbare Gehäuse kaum Feuchtigkeit beim Abtauen in den Kühlraum gelangt. Dies hat den vorteilhaften Effekt zur Folge, dass im Kühlraum der Eisaufbau im Vergleich zu anderen Lösungen nach dem Stand der Technik verringert wird.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
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1: Perspektivische Ansicht eines Luftkühlermoduls
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2: Seitenansicht eines Luftkühlermoduls
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In 1 ist ein Luftkühlermodul 1 perspektivisch dargestellt. Die einzelnen Bereiche sind durch das Gehäuse 2 segmentiert. Das Gehäuse 2 umschließt das Luftkühlermodul 1 vollständig mit Ausnahme des vorderen Bereichs, über welchen der Luftein- und auslass erfolgt. In diesem vorderen Bereich wird das Gehäuse 2 von einer Gehäuseklappe 7 vervollständigt.
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Das Luftkühlermodul 1 besteht im Wesentlichen aus zwei beabstandet angeordneten Luftansaugkammern 3, in welche aus dem Ansaugbereich 8 Luft eingesaugt wird.
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Die Luftansaugkammern 3 erstrecken sich über die gesamte Tiefe des Luftkühlermodul 1. Im hinteren Bereich der Luftansaugkammern 3 erfolgt eine Umlenkung des Luftstromes nach innen, in den Luftumlenkbereich 4 des Gehäuses 2 hinein. Der Luftumlenkbereich 4 befindet sich hinter dem Wärmeübertrager 5 und vor dem Wärmeübertrager 5 sind die Lüfter 6 angeordnet. Im Betriebszustand saugen die Lüfter 6 Luft durch den Wärmeübertrager 5 hindurch aus dem Luftumlenkbereich 4 und den Luftansaugkammern 3 an und fördern diese nach vorn in den Auslassbereich 9.
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Die Gehäuseklappe 7 wird von einem Stellmotor 10 angetrieben und bewegt. Der Stellmotor 10 ist seitlich am Gehäuse 2 angeordnet und bewegt die Gehäuseklappe 7 stufenlos oder auch in Stufen, wobei die Gehäuseklappe 7 vollständig ausklappbar und andererseits das Gehäuse 2 weitgehend dicht verschließbar ausgeführt ist.
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In 1 weiterhin angedeutet sind Verbindungsleitungen 11, über welche der Wärmeübertrager je nach Einsatzzweck mit der Kälteanlage oder der Wärmepumpe oder dem Wärme- oder Kälteträgerkreislauf, bevorzugt über Schnellkupplungen, verbunden ist.
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In 2 ist das Luftkühlermodul 1 in der Seitenansicht dargestellt. Der Stellmotor 10 befindet sich vorn und bewegt die Gehäuseklappe 7, die in einem ausgestellten Zustand dargestellt ist. Die Neigung der Gehäuseklappe 7 gegenüber der Senkrechten beträgt mit einem Klappenaustellwinkel α zirka 80 Grad. An der Rückseite des Gerätes sind die Verbindungsleitungen 11 dargestellt, welche Schnellkupplungen aufweisen, wodurch das Luftkühlermodul 1 schnell an ein bestehendes Kälteanlagen- oder Wärmepumpensystem anschließbar ist.
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Von besonderem Vorteil der dargestellten Ausgestaltung der Erfindung ist, dass die Gehäuseklappe 7 über eine Regulierung des Klappenausstellwinkels α eine geführte Luftströmung in und aus dem Luftkühlermodul 1 ermöglicht. Ein stärkeres Anstellen der Gehäuseklappe 7 führt durch die abruptere Umlenkung des Luftstromes an der darüber liegenden Decke bei Deckenanbringung des Luftkühlermoduls zu einem schnelleren Sinken des kalten Luftstromes, wohingegen bei einer vollständig ausgestellten und geöffneten Gehäuseklappe 7 die Luft langsamer nur in Folge der Dichtedifferenz in den Raum hinabsinkt.
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Somit wird ein Luftkühlermodul 1 geschaffen, welches gegenüber dem Stand der Technik diverse Vorzüge aufweist. Besonders vorteilhaft ist die Decken- und Wandmontage, da das Modul sowohl die zugeführte, als auch die abgeführte Luft nur über eine Seite des Moduls erhält.
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Weiterhin vorteilhaft ist die kompakte und flache Ausgestaltung, welche dadurch möglich wird, das diverse Bereiche des Ansaugens und Umlenkens im Bereich der Wärmeübertrager hintereinander angeordnet sind, sodass sich eine Bauweise für das Gerät ergibt.
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Ein weiterer wichtiger Vorteil besteht darin, dass die Wirkungsweise durch die Klappe einfach auch steuerungstechnisch über den Stellmotor vorgenommen werden kann, in dem dieser verschiedene Klappenstellungen realisiert.
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Insbesondere die Abtaustellung beim Betrieb des Kälteanlagenmoduls als Kühler wird ohne manuellen Eingriff durch elektromotorisches vollständiges Schließen der Gehäuseklappe 7 möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Luftkühlermodul
- 2
- Gehäuse
- 3
- Luftansaugkammer
- 4
- Luftumlenkbereich
- 5
- Wärmeübertrager, Verdampfer
- 6
- Lüfter
- 7
- Gehäuseklappe
- 8
- Ansaugbereich
- 9
- Auslassbereich
- 10
- Stellmotor
- 11
- Verbindungsleitungen
- alpha
- Klappenausstellwinkel
