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Die Erfindung betrifft eine Innenraum-Wärmetauscheranordnung für einen Luftkühler nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine derartige Innenraum-Wärmetauscheranordnung kann z.B. in einem Luftkühler zur Kühlung der Luft in großvolumigen Inneräumen, wie z. B. Produktionsräume oder begehbare Lager- oder Kühlräume eingesetzt werden, um in dem Innenraum Kühltemperaturen im Bereich von unter 16° C zu erzeugen, wie sie z.B. in lebensmittelverarbeitenden Betrieben benötigt werden. Die hierfür eingesetzten Luftkühler sind Bestandteil der Ausstattung des Lager- oder Kühlraums und darin stationär installiert. Der Luftkühler enthält dabei einen Wärmeübertrager, bspw. in Form eines Wärmetauschers, an dem bzw. durch den die zu kühlende Luft vorbei- bzw. durchgeleitet wird, wobei der Wärmeübertrager der Luft Wärme entzieht und diese dadurch abkühlt. Bei dem Wärmeübertrager kann es sich um einen Wärmetauscher handeln, der ein von einem Kühlfluid durchflossenes Rohr- oder Kanalsystem aufweist. Bei dem Wärmeübertrager kann es sich auch um einen Verdampfer handeln, der ein von einem zweiphasigen Kältemittel durchflossenes Rohr- oder Kanalsystem aufweist. Das Rohr- bzw. Kanalsystem des Wärmeübertragers ist dabei mit einem Verflüssiger oder einem Rückkühler gekoppelt, der regelmäßig außerhalb des zu kühlenden Raums, bspw. auf dem Dach des Gebäudes, in dem sich der Lager- oder Kühlraum befindet, angeordnet ist. Das Kühfluid bzw. das Kältemittel wird dabei erst nach der Installation der Kühlanlage, bestehend aus dem im Lager- bzw. Kühlraum angeordneten Luftkühler und dem externen Verflüssiger bzw. Rückkühler in den Verflüssiger bzw. Rückkühler eingefüllt. Der Verflüssiger bzw. Rückkühler ist über Rohrleitungen mit dem Wärmeübertrager des Luftkühlers verbunden, um das Kältemittel im flüssigen Zustand und unter niedrigem Druck durch den Verdampfer zu leiten. Beim Durchströmen der zu kühlenden Raumluft des Lager- bzw. Kühlraums durch den Verdampfer verdampft das zunächst flüssige Kältemittel und entzieht der durchströmenden Luft dabei Wärme. Das verdampfte Kältemittel wird über die Rohrleitung in den Verflüssiger bzw. Rückkühler zurückgeführt, um dort durch Verdichtung verflüssigt bzw. gekühlt zu werden.
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Aus der
JP 2009 024 936 A ist ein Klimagerät für die Klimatisierung kleinerer Räume, wie z.B. Wohn- und Büroräume, bekannt, welches über ein an einer Decke installierbares Gehäuse verfügt, in dem ein Radialventilator angeordnet ist. Der Radialventilator saugt Umgebungsluft durch einen an der Unterseite des Gehäuses angeordneten Lufteinlass an und bläst die angesaugte Luft in radialer Richtung durch seitlich in dem Gehäuse angeordnete Luftauslässe aus. In den Luftauslässen ist jeweils ein Wärmeübertrager angeordnet, durch den die vom Radialventilator ausgeblasene Luft geleitet und dabei abgekühlt wird.
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Bei der Verwendung von Luftkühlern in großvolumigen Innenräumen von lebensmittelverarbeitenden Betrieben, wie z.B. in Küchen, Schlachthöfen und Produktionsräumen oder in begehbaren Lager- oder Kühlräumen für Lebensmittel, ist ein möglichst partikelfreier Austritt der Kühlluft aus dem Luftkühler erforderlich, um eine Verschmutzung der Raumluft und der sich darin befindlichen Lebensmittel durch Pollen, Staub, Fasern oder Insekten zu verhindern.
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Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Innenraum-Wärmetauscheranordnung für einen Luftkühler zur Kühlung der Raumluft in Innenräumen von lebensmittelverarbeitenden Betrieben aufzuzeigen, der eine möglichst partikelfreie Einleitung von gekühlter Luft in den Innenraum ermöglicht.
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Gelöst wird diese Aufgabe mit der Innenraum-Wärmetauscheranordnung des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausführungsformen dieser Innenraum-Wärmetauscheranordnung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
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Die erfindungsgemäße Innenraum-Wärmetauscheranordnung umfasst ein an einer Wand oder einer Decke eines Innenraums befestigbares Gehäuse mit wenigstens einer Lufteinlassöffnung und wenigstens einer Luftauslassöffnung, sowie einen in dem Gehäuse angeordneten Wärmeübertrager und mindestens einen ebenfalls im Gehäuse platzierten Ventilator, wobei der oder jeder Ventilator in einer zugeordneten Lufteinlassöffnung des Gehäuses angeordnet ist und Luft aus dem Innenraum durch die ihm zugeordnete Lufteinlassöffnung ansaugt. Die angesaugte Luft strömt dabei stromabwärts des Ventilators durch den Wärmeübertrager und wird durch den Ventilator durch die wenigstens eine Luftauslassöffnung aus dem Gehäuse ausgeblasen. Zur Reinigung der angesaugten Luft und insbesondere zur Zurückhaltung von Partikeln in dem angesaugten Luftstrom ist an der Außenseite des Gehäuses im Bereich der oder jeder Lufteinlassöffnung ein Luftfilter mit einem Filtermaterial in Form eines Filtergitters, bspw. eines Edelstahl- oder Kunststoffgitters, abnehmbar befestigt, wobei der oder jeder Luftfilter die ihm zugeordnete Lufteinlassöffnung vollständig abdeckt.
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Durch die Anordnung des Luftfilters an der Außenseite des Gehäuses wird ein einfacher Austausch des Luftfilters ermöglicht, wenn der Luftfilter mit Partikeln, wie z. B. Staub, Pollen, Fasern oder Insekten, beladen ist und dadurch die Luftdurchlässigkeit des Luftfilters zu stark verringert wird. Die Ausbildung des Filtermaterials des Luftfilters in Form einer Gitterstruktur stellt eine effektive Filterung der angesaugten Luft sicher und verhindert Ablagerungen und frühzeitigen Verschleiß des Luftfilters. Weiterhin stellt die Verwendung eines Filtergitters einen geringen Druckverlust sicher, vermeidet Korrosion und ermöglicht eine schnelle und kostengünstige Reinigung, wenn der Luftfilter mit Partikeln beladen ist.
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Bevorzugt handelt es sich bei dem Filtermaterial des Luftfilters um ein Edelstahlgitter oder um ein Gitter aus einem Kunststoffmaterial. Solche Filtermaterialien sind leicht zu reinigen und unterliegen keiner Korrosion. Zweckmäßig ist das Filtermaterial des Luftfilters durch ein engmaschiges Filtergitter aus Edelstahl oder Kunststoff mit einer Maschenweite im Bereich von 50 µm bis ein 1000 µm und bevorzugt mit einer Maschenweite im Bereich von 50 µm bis 500 µm gebildet. Dadurch können Partikel in der angesaugten Luft zurück gehalten werden, die eine (mittlere) Partikelgröße aufweisen, die größer als die Maschenweite des Filtergitters ist.
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Um einen einfachen und schnellen Austausch eines mit Partikeln beladenen Luftfilters zu ermöglichen, ist der Luftfilter bevorzugt herausnehmbar in einem an der Außenseite des Gehäuses befestigten Rahmen angeordnet. Zweckmäßig ist der Luftfilter mittels einer Rast- oder einer Klemmverbindung lösbar an der Außenseite des Gehäuses, und insbesondere in dem Rahmen, befestigt. Der Luftfilter weist dabei bevorzugt einen Rahmen auf, an dem Rastoder Klemmelemente angeordnet sind und der das Filtermaterial des Luftfilters, bspw. ein Filtergitter aus Edelstahl oder Kunststoff, umgibt.
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Der Luftfilter kann gleichzeitig als Berührschutz dienen, der verhindert, dass Personen mit dem im Gehäuse in stromabwärtiger Richtung unmittelbar hinter dem Luftfilter angeordneten Ventilator in Berührung kommen können. Die Berührschutzfunktion des Luftfilters kann dabei durch eine Überwachungseinrichtung sicher gestellt werden, die erfasst, ob die oder jede Lufteinlassöffnung des Gehäuses von einem Luftfilter abgedeckt ist. Die Überwachungseinrichtung ist hierfür mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung des Ventilators gekoppelt und die Steuereinrichtung ist dabei so eingerichtet, dass der einer Lufteinlassöffnung zugeordnete Ventilator nur dann in Betrieb gesetzt wird, wenn die Lufteinlassöffnung von einem Luftfilter abgedeckt ist.
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Um festzustellen, ob der Luftfilter bei übermäßiger Beladung mit Partikeln gereinigt oder durch einen neuen Luftfilter ausgetauscht werden muss, ist zweckmäßig ein Sensor zur Erfassung eines Verschmutzungsgrads und/oder der Durchlässigkeit des jeweiligen Luftfilters vorgesehen. Der Sensor ist dabei mit der Steuereinrichtung gekoppelt und erzeugt ein Signal, wenn ein übermäßiger Verschmutzungsgrad oder eine unterhalb eines Grenzwerts liegende Durchlässigkeit des Luftfilters durch den Sensor erfasst wird. Bei dem Sensor kann es sich beispielsweise um einen Drucksensor oder um einen optischen Sensor handeln.
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Die oder jede Luftauslassöffnung ist bevorzugt so in dem Gehäuse angeordnet, dass die gekühlte Luft, die das Gehäuse durch die Luftauslassöffnung in einem Luftstrom verlässt, parallel zur Decke des Innenraums ausströmt. Dadurch kann verhindert werden, dass ein kalter Luftstrom von der Decke nach unten in den Innenraum strömt und die sich im Innenraum befindlichen Personen gesundheitlich beinträchtigt.
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Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher beschriebenen Ausführungsbeispielen. Die Zeichnungen zeigen:
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1 perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Innenraum-Wärmetauscheranordnung;
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2 perspektivische Ansicht der Innenraum-Wärmetauscheranordnung von 1 im Bereich einer von einem Filter abgedeckten Lufteinlassöffnung;
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3 Schnittdarstellung der Innenraum-Wärmetauscheranordnung von 1;
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4 perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Innenraum-Wärmetauscheranordnung;
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5 perspektivische Ansicht der Innenraum-Wärmetauscheranordnung von 4 im Bereich einer Lufteinlassöffnung bei abgenommenen Luftfilter;
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6 perspektivische Darstellung eines Luftfilters für die Innenraum-Wärmetauscheranordnung von 4.
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In den 1 bis 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Innenraum-Wärmetauscheranordnung für einen Luftkühler zur Kühlung der Raumluft eines Innenraums dargestellt. Der Luftkühler kann insbesondere zur Kühlung der Raumluft eines Innenraums in lebensmittelverarbeitenden Betrieben, wie z. B. in Küchen, Schlachthöfen oder in Kühlräumen, eingesetzt werden, in denen die Lufttemperatur des Innenraums auf Temperaturen von unter 16 °C abgekühlt werden muss.
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Die Innenraum-Wärmetauscheranordnung des Ausführungsbeispiels der 1 bis 3 umfasst ein an einer Wand oder einer Decke des Innenraums befestigbares Gehäuse 1, welches quaderförmig ausgebildet ist. In dem Gehäuse sind ein Wärmeübertrager 4 und zwei Ventilatoren 5 angeordnet. Das Gehäuse 1 weist eine erste Lufteinlassöffnung 2 und eine mit dieser fluchtenden ersten Luftauslassöffnung 3 auf. In der ersten Lufteinlassöffnung 2 ist ein erster Ventilator 5 angeordnet. In dem Gehäuse 1 ist weiterhin eine zweite Lufteinlassöffnung 2, und eine mit dieser fluchtenden zweite Luftauslassöffnung 3 vorgesehen, wobei in der zweiten Lufteinlassöffnung 2 ein zweiter Ventilator 5 angeordnet ist. Die erste und die zweite Lufteinlassöffnung 2 sind dabei in einer ersten Seitenwand 1a des Gehäuses 1 nebeneinander und im Abstand zueinander angeordnet. Die erste und die zweite Luftauslassöffnung 3 sind in einer der ersten Seitenwand 1a gegenüberliegenden zweiten Seitenwand 1b des Gehäuses 1 ebenfalls im Abstand zueinander angeordnet und fluchten jeweils mit der ihr zugeordneten Lufteinlassöffnung 2, wie aus der Schnittdarstellung der 3 ersichtlich.
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Die in den beiden Lufteinlassöffnungen 2 angeordente Ventilatoren 5 ragen jeweils in das Innere des Gehäuses 1. Jeder Ventilator 5 saugt Umgebungsluft durch die ihm zugeordnete Lufteinlassöffnung 2 in das Innere des Gehäuses 1 an und leitet die angesaugte Luft durch den im Gehäuse 1 angeordneten Wärmeübertrager 4. Die angesaugte Luft strömt durch den Wärmeübertrager 4 und wird dabei durch Wärmeaustausch mit einem in dem Wärmeübertrager 4 geführten Kühlfluid oder Kältemittel gekühlt. Die gekühlte Luft strömt schließlich durch die Luftauslassöffnungen 3 aus dem Gehäuse 1 heraus.
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Jede der beiden Lufteinlassöffnungen 2 ist dabei von einem Luftfilter 6 mit einem Filtermaterial vollständig abgedeckt. Bei dem Filtermaterial kann es sich bspw. um ein Gitter aus Edelstahl oder Kunststoff handeln. Der Luftfilter 6 ist abnehmbar an der Außenseite des Gehäuses 1, insbesondere an der ersten Seitenwand 1a, in der sich die Lufteinlassöffnungen 2 befinden, befestigt. Zur Befestigung des Luftfilters 6 an der Seitenwand 1a des Gehäuses 1 ist ein an der Außenseite des Gehäuses 1 befestigter Rahmen 7 vorgesehen. Der rechteckig ausgeformte Luftfilter 6 weist einen rechteckigen, äußeren Filterrahmen auf, der das Filtermaterial (Filtergitter) des Luftfilters umgibt und hält und der in den entsprechend ausgeformten Rahmen 7 des Gehäuses 1 eingeschoben bzw. aus dem Rahmen 7 herausgezogen werden kann. Der Rahmen 7 kann bspw. aus U-Profilschienen gebildet sein, so dass der Filterrahmen des Luftfilters in die U-Profilschienen des Rahmens 7 eingeschoben werden kann. Der Luftfilter 6 kann in dem Rahmen 7 auch durch Klemmung oder durch eine Steck- oder Rastverbindung gehalten werden. Zum Herausnehmen und Einsetzen des Luftfilters 6 aus bzw. in den Rahmen 7 ist eine Rahmenseite als klappbares Rahmenteil 10 ausgebildet. In der 1, rechte Seite, ist das klappbare Rahmenteil 10 in einer geöffneten Position gezeigt, in der der Luftfilter 6 aus dem Rahmen 7 herausgenommen bzw. hinein geschoben werden kann.
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In 1, rechte Seite, und in 2 ist das Einschieben des Luftfilters 6 in den Rahmen 7 dargestellt, wobei der Luftfilter 6 die ihm zugeordnete Lufteinlassöffnung 2 in der in 2 gezeigten Position des Luftfilters 6 teilweise abdeckt. Beim Betrieb der Innenraum-Wärmetauscheranordnung wird jede Lufteinlassöffnung 2 von einem Luftfilter 6 vollständig abgedeckt, wie auf der linken Seite der 1 gezeigt.
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Der Luftfilter 6 filtert dabei einerseits die vom Ventilator 5 angesaugt Luft und dient andererseits auch als Berührschutz für den Ventilator 5. Wie aus 3 ersichtlich, ist der Ventilator in dem Gehäuse 1 in stromabwärtiger Richtung der angesaugten Luft unmittelbar hinter dem Luftfilter 6 angeordnet.
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Zur Sicherstellung der Berührschutzfunktion des Luftfilters 6 ist eine Überwachungseinrichtung 8 vorgesehen, die erfasst, ob die Lufteinlassöffnung 2 von dem Luftfilter 6 vollständig abgedeckt ist. In dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 3 ist die Überwachungseinrichtung 8 durch einen berührungsempfindlichen Sensor ausgebildet, der an einem stirnseitigen Seitenrand des Luftfilters 6 platziert ist. Wenn der Luftfilter 6 vollständig in den Rahmen 7 eingeschoben ist und die Lufteinlassöffnung 2 vollständig abdeckt, kommt der Sensor 8 mit dem Innenrand des Rahmens 7 in Kontakt. Nur wenn die Überwachungseinrichtung 8 durch den berührungsempfindlichen Sensor einen Kontakt erfasst, kann der Ventilator 5 von einer Steuereinrichtung, die mit der Überwachungseinrichtung 8 gekoppelt ist, in Betrieb gesetzt werden.
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Zur Erfassung eines Verschmutzungsgrads und/oder der Durchlässigkeit des Luftfilters 6 kann ein weiterer, hier nicht dargestellter Sensor vorgesehen ein. Dieser Sensor zur Erfassung des Verschmutzungsgrads und/oder der Durchlässigkeit des Luftfilters 6 kann beispielsweise als Drucksensor oder als optischer Sensor ausgebildet sein.
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In den 4 und 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Innenraum-Wärmetauscheranordnung gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Wärmetauscheranordnung ebenfalls ein quaderförmiges Gehäuse 1, das insbesondere an einer Decke eines Innenraums befestigt werden kann. Das Gehäuse 1 weißt in dem Ausführungsbeispiel der 4 und 5 zwei gegenüberliegende Seitenwände 1a, 1b, einen Boden 1c und einen Gehäusedeckel 1d auf, wobei der Gehäusedeckel 1d an einer Decke des Innenraums befestigt werden kann.
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Im Boden 1c des Gehäuses 1 sind in Längsrichtung L der Wärmetauscheranordnung drei Lufteinlassöffnungen 2 hintereinander und im Abstand zueinander angeordnet. In jeder Lufteinlassöffnung 2 ist ein Ventilator 5 angeordnet. In den gegenüberliegenden Seitenwänden 1a, 1b ist jeweils eine Luftauslassöffnung 3 vorgesehen. In den Luftauslassöffnungen 3 ist jeweils ein Wärmeübertrager 4 in Form eines Lamellen- bzw. Rippenrohr-Wärmetauschers angeordnet. Die Lufteinlassöffnungen 2 sind jeweils durch Luftfilter 6 aus einem Edelstahlgitter abgedeckt, wobei die Luftfilter, die ihr zugeordnete Lufteinlassöffnung 2 jeweils vollständig abdecken und abnehmbar an der Außenseite des Bodens 1c des Gehäuses 1 befestigt sind. Zur Verdeutlichung der abnehmbaren Befestigung der Luftfilter 6 an der Außenseite des Gehäuses 1 ist in 4 ein Luftfilter 6 von der ihm zugeordneten Lufteinlassöffnung 2 entfernt dargestellt.
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Die in den Lufteinlassöffnungen 2 angeordneten Ventilatoren 5 saugen Umgebungsluft aus dem Innenraum durch die Lufteinlassöffnungen 2 in das Innere des Gehäuses 1 an und leiten die angesaugte Luft durch die in den Luftauslassöffnungen 3 angeordneten Wärmeübertrager 4 seitlich aus dem Gehäuse 1 heraus. Beim Durchgang der angesaugten Luft durch die Wärmeübertrager, in denen ein Kühlfluid geführt wird, kühlt sich die Luft ab und strömt als Kühlluft seitlich durch die Luftauslassöffnungen 3 aus dem Gehäuse 1 heraus. Der aus dem Gehäuse 1 herausströmende, gekühlte Luftstrom verlässt das Gehäuse 1 dabei in einer parallel zur Decke des Innenraums verlaufenden Strömungsrichtung.
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In 6 ist ein Luftfilter 6 gezeigt. Dieser umfasst einen äußeren, ringförmigen Filterrahmen 9 und ein innerhalb des ringförmigen Rahmens 9 angeordnetes und von diesem gehaltenes Filtermaterial, bspw. in Form eines Kunststoff- oder Edelstahlgitters. An dem ringförmigen Rahmen 9 sind mehrere vorstehende Zapfen 11 angeordnet. Der Luftfilter 6 wird über diese Zapfen 11 an der Außenseite des Gehäuses 1 befestigt. Hierfür sind an der Außenseite des Bodens 1c des Gehäuses um jede Lufteinlassöffnung 2 Löcher 12 angeordnet, die mit den Zapfen 11 korrespondieren. Die Zapfen 11 greifen zur Befestigung des Luftfilters 6 klemmend oder rastend in die Löcher 12 ein. Durch die Klemmung bzw. Verrastung der Zapfen 11 in den Löchern 12 ist eine einfache und schnelle Befestigung des Luftfilters 6 an der Außenseite des Gehäuses 1 sowie ein schneller Austausch des Luftfilters zu Reinigungszwecken gewährleistet.
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Wie in dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 3 ist auch in dem Ausführungsbeispiel der 4 und 5 eine Überwachungseinrichtung vorgesehen, die erfasst, ob die Lufteinlassöffnung 2 von einem Luftfilter 6, abgedeckt ist. Die Überwachungseinrichtung enthält hierbei einen am Boden 1c des Gehäuses 1 randseitig an einer Lufteinlassöffnung 2 angeordneten Berührungssensor 8. Wenn die Lufteinlassöffnung 2 von einem Luftfilter 6 abgedeckt ist, kommt der ringförmige Rahmen 9 des Luftfilters 6 mit dem Berührungssensor 8 in Kontakt, wodurch die Überwachungseinrichtung erfasst, dass die Lufteinlassöffnung 2 von dem Luftfilter 6 vollständig abgedeckt ist.
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An dem Filterrahmen 9 des Luftfilters 6 kann zusätzlich ein auslesbarer Chip 8’, bspw. ein RFID-Chip, befestigt sein, wie in 6 gezeigt. Der Berührungssensor 8 ist dabei zum Auslesen des Chips 8’ mit einem Lesegerät ausgestattet. Das Lesegerät erkennt durch Auslesen der auf dem Chip 8’ gespeicherten Daten, ob es sich bei dem Filter 6 um einen für den Luftkühler vorgesehenen und zur Abdeckung der Lufteinlassöffnungen 2 geeigneten Luftfilter handelt. Die vom Lesegerät ausgelesenen Daten werden an die Steuereinrichtung übermittelt und diese startet den in der betreffenden Lufteinassöffnung 2 angeordneten Ventilator 5 nur dann, wenn ein passender Luftfilter 6 eingesetzt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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