DE202018106172U1 - Hybrid cooler arrangement - Google Patents
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- F25B9/008—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being carbon dioxide
Abstract
Hybridkühleranordnung (1) mit Axialventilator (2) und zwei saugseitig davon und V-förmig schräg angeordneten luftgekühlten trockenen Kodensatoren/Gaskühlern (3), dadurch gekennzeichnet, dass ein Nachkühler (4) unterhalb und zwischen den V-förmig schräg angeordneten Kondensatoren/Gaskühlern (3) als feuchter Verdunstungskühler die schräg angeordneten Kondensatoren/Gaskühler (3) verbindend und mit diesen einen Ansaugraum (13) bildend derart angeordnet ist, dass die trockene Kühlluft (11) immer durch einen Kondensator/Gaskühler (3) seitlich ansaugbar ausgebildet ist und die feuchte Kühlluft (12) über den Nachkühler (4) als feuchten Verdungstungskühler ansaugbar ausgebildet ist, wobei der Strömungspfad der feuchten Kühlluft (12) absperrbar und regelbar ausgebildet ist. Hybrid cooler arrangement (1) with axial fan (2) and two suction-side and V-shaped obliquely arranged air-cooled dry condensers / gas coolers (3), characterized in that an aftercooler (4) below and between the V-shaped obliquely arranged condensers / gas coolers ( 3) as a moist evaporative cooler connecting the obliquely arranged condensers / gas cooler (3) and with these a suction chamber (13) is arranged such that the dry cooling air (11) is always formed by a condenser / gas cooler (3) sucked laterally and the moist cooling air (12) via the aftercooler (4) is formed as a humid Verdungstungskühler sucked, wherein the flow path of the moist cooling air (12) is formed lockable and adjustable.
Description
Die Erfindung betrifft eine Hybridkühleranordnung mit mindestens einem Axialventilator und V-förmig schräg angeordneten luftgekühlten trockenen Kondensatoren beziehungsweise Gaskühlern.The invention relates to a hybrid cooler arrangement with at least one axial fan and V-shaped obliquely arranged air-cooled dry condensers or gas coolers.
Kühleranordnungen werden eingesetzt, um beispielsweise in Kältekreisläufen die Abwärme von Kondensatoren oder Gaskühlern an die Umgebung abzuführen. Bekanntlich ist die Effizienz in Kältekreisläufen abhängig vom Temperaturniveau der Wärmeabgabe, sodass im Stand der Technik Kühleranordnungen zum Erreichen einer entsprechenden Kondensationstemperatur in verschiedenster Form bekannt sind.Radiator arrangements are used, for example, to dissipate the waste heat from condensers or gas coolers to the environment in refrigeration circuits. As is known, the efficiency in refrigeration cycles depends on the temperature level of the heat output, so that cooler arrangements for achieving a corresponding condensation temperature in various forms are known in the prior art.
Sehr verbreitet sind Kühleranordnungen, bei denen mittels Axialventilatoren und Kondensatoren in V-Konfiguration eine trockene Luftkühlung erfolgt.Radiator arrangements are very common in which dry air cooling takes place by means of axial fans and condensers in V configuration.
Allerdings ist das Temperaturniveau der Kondensation von den Umgebungsbedingungen und insbesondere der Umgebungstemperatur unmittelbar abhängig. Daraus ergeben sich teilweise Einschränkungen beim Einsatz dieser Luftkühler, da bei höheren Umgebungstemperaturen kein effizienter Betrieb der Kälteanlage gewährleistet ist.However, the temperature level of the condensation is directly dependent on the ambient conditions and in particular the ambient temperature. This results in some restrictions when using this air cooler, as at higher ambient temperatures no efficient operation of the refrigeration system is guaranteed.
Im Stand der Technik sind Kühleranordnungen bekannt, welche die Luftkühlung um den Effekt der adiabaten Kühlung durch Verdunstung von Wasser im Kühlluftstrom verbessern. Dabei kann durch die Verdunstungsentalpie des Wassers das Temperaturniveau für die Wärmeabgabe gesenkt werden. Radiator arrangements are known in the prior art which improve air cooling by the effect of adiabatic cooling by evaporation of water in the cooling air flow. In this case, the temperature level for the heat emission can be lowered by the evaporation of the water.
Nachteilig an diesen auch als Nasskühler oder Verdunstungskühler bekannten Kühleranordnungen ist, dass ein höherer apparativer Aufwand für die Befeuchtung der Kondensatoren oder des Luftstromes erforderlich ist. Außerdem besteht bei Nasskühlern das Problem, dass erhebliche Betriebskosten durch den Kühlwasserverbrauch und eine Kühlwasserkreislaufführung entstehen.A disadvantage of these cooler arrangements, which are also known as wet coolers or evaporative coolers, is that a higher outlay on equipment is required for humidifying the condensers or the airflow. In addition, there is the problem with wet coolers that considerable operating costs incurred by the cooling water consumption and a cooling water circulation guide.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, eine Kühleranordnung zur Verfügung zu stellen, mit welcher ein effizienter Betrieb des Kältekreislaufes und eine wirtschaftliche Betriebsweise der Kühleranordnung möglich ist. Insbesondere sollen die Aufwendungen für die Verdunstungskühlung minimiert und der Betrieb der Anlage möglichst kostengünstig gewährleistet werden.The object of the invention is now to provide a cooler arrangement with which an efficient operation of the refrigeration cycle and an economical operation of the cooler arrangement is possible. In particular, the expenses for the evaporative cooling should be minimized and the operation of the system should be ensured as cost-effectively.
Die Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen gemäß Schutzanspruch 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Schutzansprüchen angegeben.The object is achieved by an object having the features according to protection claim 1. Further developments are specified in the dependent claims.
Die Aufgabe der Erfindung wird insbesondere durch eine Hybridkühleranordnung gelöst, welche mindestens einen Axialventilator und zwei saugseitig davon und V-förmig schräg angeordnete luftgekühlte trockene Kondensatoren beziehungsweise Gaskühler aufweist. Die Lösung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Nachkühler unterhalb und zwischen den V-förmig schräg angeordneten Kondensatoren/Gaskühlern als feuchter Verdunstungskühler die schräg angeordneten Kondensatoren/Gaskühler an deren unterem Ende verbindet. Zwischen den seitlich angeordneten Kondensatoren/Gaskühlern sowie dem oben angeordneten Axialventilator und dem unten angeordneten Nachkühler bildet sich ein Ansaugraum, in welchen durch den Axialventilator Kühlluft eingesaugt wird. Dabei ist die Hybridkühleranordnung derart ausgebildet, dass trockene Kühlluft immer durch die Kondensatoren/Gaskühler seitlich ansaugbar ist und dass feuchte Kühlluft über den Nachkühler als feuchten Verdunstungskühler zusätzlich von unten ansaugbar ist. Dabei ist der Strömungspfad der feuchten Kühlluft vom Nachkühler absperrbar und somit regelbar ausgeführt.The object of the invention is achieved in particular by a hybrid cooler arrangement which has at least one axial fan and two suction-side and V-shaped obliquely arranged air-cooled dry condensers or gas coolers. The solution of the invention is characterized in that an aftercooler connects below and between the V-shaped obliquely arranged condensers / gas coolers as moist evaporative cooler, the obliquely arranged condensers / gas cooler at its lower end. Between the laterally arranged condensers / gas coolers and the axial fan arranged above and the aftercooler arranged at the bottom, a suction space is formed in which cooling air is sucked in through the axial fan. In this case, the hybrid radiator arrangement is designed such that dry cooling air can always be sucked in laterally by the condensers / gas cooler and that moist cooling air can additionally be sucked in from below via the aftercooler as a moist evaporative cooler. In this case, the flow path of the moist cooling air can be shut off by the aftercooler and thus made adjustable.
Die Konzeption der Erfindung besteht somit darin, dass die Ausbildung des Ansaugraumes derart gestaltet ist, dass in den überwiegenden Betriebszeiten der Hybridkühleranordnung das Ansaugen trockener Kühlluft seitlich durch die Kondensatoren/Gaskühler hindurch erfolgt und eine ausreichende Kühlkapazität allein durch die trockene Kühlung mit entsprechendem Temperaturniveau der Wärmeabgabe gewährleistet ist. In hinsichtlich der Umgebungsbedingungen kritischen Phasen, bei beispielsweise hohen Außentemperaturen beziehungswiese hohen Umgebungstemperaturen kann ein zusätzlicher Strömungspfad für feuchte Kühlluft geschaltet werden, indem der Nachkühler durch Kühlwasser befeuchtet wird und die im Nachkühler durch Verdunstung entstehende feuchte Kühlluft zusätzlich zur trockenen Kühlluft mit separatem Strömungspfad über den Nachkühler in den Ansaugraum vom Axialventilator eingesaugt wird.The concept of the invention thus consists in that the design of the suction chamber is designed such that in the majority of operating hours of the hybrid cooler arrangement, the suction of dry cooling air takes place laterally through the capacitors / gas cooler and a sufficient cooling capacity solely by the dry cooling with a corresponding temperature level of heat dissipation is guaranteed. In terms of environmental conditions critical phases, for example, high outside temperatures and high ambient temperatures, an additional flow path for moist cooling air can be switched by the aftercooler is humidified by cooling water and the moist cooling air produced by evaporation in the aftercooler in addition to dry cooling air with separate flow path through the aftercooler is sucked into the suction of the axial fan.
Bevorzugt dient zum Absperren des Strömungspfades der feuchten Kühlluft oberhalb des Nachkühlers eine Jalousie, welche den Strömungspfad durch den Nachkühler, der zwischen den Kondensatoren/Gaskühlern angeordnet ist, freigibt oder verschließt.Preferably serves to shut off the flow path of the moist cooling air above the aftercooler, a shutter, which releases or closes the flow path through the aftercooler, which is arranged between the condensers / gas coolers.
Vorteilhaft sind Hybridkühleranordnungen mit zwei Axialventilatoren ausgeführt, welche die Hybridkühleranordnung nach oben begrenzen und den Ansaugraum oben abschließen, sodass die Luft aus dem Ansaugraum immer über die Axialventilatoren den Ansaugraum verlässt und nach oben in die Umgebung gefördert wird.Advantageously, hybrid radiator assemblies are designed with two axial fans, which limit the hybrid radiator arrangement upwards and close the intake space at the top so that the air always leaves the intake chamber via the axial fans and is conveyed upwards into the environment.
Vorteilhaft ist der Neigungswinkel der Kondensatoren/Gaskühler gegenüber der Senkrechten mit 15° bis 25° Neigung ausgebildet. Advantageously, the angle of inclination of the capacitors / gas cooler relative to the vertical is formed with 15 ° to 25 ° inclination.
Besonders bevorzugt beträgt der Neigungswinkel der Kondensatoren/Gaskühler gegenüber der Senkrechten 20°.Particularly preferably, the angle of inclination of the capacitors / gas cooler relative to the vertical is 20 °.
Für die Verdunstungskühlung des Nachkühlers unter Entstehung der feuchten Kühlluft ist ein Kühlwasserkreislauf mit Kühlwasseraufgabe auf den Nachkühler, einem Kühlwassersammler als Auffangvorrichtung für nicht verdunstetes abtropfendes Kühlwasser, eine Kühlwasserrückführung in Form einer Leitung zur Kühlwasseraufgabe sowie eine Kühlwasserpumpe vorteilhaft ausgebildet. Durch den Umlauf nicht verdunsteten Kühlwassers kann die Wirtschaftlichkeit der nassen Kühlung deutlich verbessert werden, da das Kühlwasser entsprechend behandelt ist, um die Wärmeübertrager nicht zu verblocken. Der Kühlwasserverbrauch und die Kühlwasserbehandlung machen einen nennenswerten Anteil an den Betriebskosten von Nasskühlern aus.For the evaporative cooling of the aftercooler with the formation of moist cooling air a cooling water circuit with cooling water task on the aftercooler, a cooling water collector as a catcher for not evaporated dripping cooling water, a cooling water return in the form of a line for cooling water task and a cooling water pump is advantageously formed. By circulating non-evaporated cooling water, the efficiency of the wet cooling can be significantly improved, since the cooling water is treated accordingly, so as not to block the heat exchanger. Cooling water consumption and cooling water treatment account for a significant proportion of the operating costs of wet coolers.
Die Kondensatoren/Gaskühler und der Nachkühler sind bevorzugt Komponenten eines Kältemittelkreislaufes mit Kohlendioxid als Kältemittel, bei welchen insbesondere im überkritischen Prozessverlauf die Kondensatoren als Gaskühler arbeiten. Den Gaskühlern wird besonders effizient durch den kombinierten Hybridbetrieb Wärme auf einem Temperaturniveau entzogen, auf welchem der Kreislauf damit besonders wirtschaftlich und thermodynamisch sinnvoll betrieben werden kann.The condensers / gas coolers and the aftercooler are preferably components of a refrigerant circuit with carbon dioxide as refrigerant, in which work in particular in the supercritical process, the capacitors as a gas cooler. The gas coolers are deprived of heat at a temperature level particularly efficient by the combined hybrid operation, on which the circuit can thus be operated particularly economically and thermodynamically meaningful.
Weiterhin sind auch Rückkühler als Hybridkühleranordnung ausführbar und als Kältemittel können neben Kohlendioxid auch Ammoniak sowie als Kühlmittel Wasser oder Wasser-Glykol-Gemische eingesetzt werden.Furthermore, recooler as a hybrid cooler arrangement executable and as a refrigerant can be used in addition to carbon dioxide and ammonia and water or water-glycol mixtures as a coolant.
Bezüglich der Konstruktion der Hybridkühleranordnung ist es vorteilhaft, dass ein Rahmen ausgebildet ist, der die Komponenten der Hybridkühleranordnung aufnimmt und die Hybridkühleranordnung somit bereits vormontiert als Modul im Ganzen transportierbar ausgebildet ist.With regard to the construction of the hybrid radiator arrangement, it is advantageous that a frame is formed, which accommodates the components of the hybrid radiator arrangement and the hybrid radiator arrangement is thus already pre-assembled as a module as a whole transportable.
Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Ansaugraum im Querschnitt trapezförmig ausgebildet, wobei die Trapezbasis oben vom Axialventilator, die gegenüberliegende Grundseite unten vom Nachkühler und die Schenkel des Trapezes seitlich von den Kondensatoren/Gaskühlern gebildet sind.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the suction chamber is trapezoidal in cross-section, wherein the trapezoidal base of the axial fan above, the opposite bottom side of the aftercooler and the legs of the trapezoid are formed laterally of the condensers / gas coolers.
In Strömungsrichtung der feuchten Kühlluft in den Ansaugraum hinein ist bevorzugt nach der Kühlwasseraufgabe ein Tropfenabscheider angeordnet, um vom Luftstrom mitgerissene Tropfen des Kühlwassers abzuscheiden und dem Kühlwasserkreislauf wieder zuzuführen.In the direction of flow of the moist cooling air into the suction chamber, a mist eliminator is preferably arranged after the cooling water feed in order to separate droplets of the cooling water entrained by the air flow and to feed them back to the cooling water circuit.
Weiterhin ist vorteilhaft ein Ansauggitter vor dem Eintritt der trockenen Kühlluft in den Nachkühler angeordnet, um den Nachkühler vor Verunreinigungen zu schützen, ein Herausspritzen des Kühlwassers zu verhindern und das Eindringen von Licht in den feuchten Bereich aus Wärmeübertrager und Kühlwassersammler beziehungweise Wassersammelwanne zu vermeiden, da dies zu unerwünschter Algenbildung und Bewuchs auf den nassen Flächen beispielsweise führt.Furthermore, an intake grille is advantageously arranged before entering the dry cooling air in the aftercooler to protect the aftercooler from contamination, to prevent splashing of the cooling water and to prevent the ingress of light into the wet area of heat exchanger and cooling water collector relationship water collection tray, as this for example, leads to undesired algae formation and growth on the wet surfaces.
Die Vorteile der Kombination von trockener Kühlung mit wahlweise zuschaltbarer feuchter beziehungsweise nasser Kühlung liegt darin, dass überwiegend in den gemäßigten Klimazonen auf eine Nasskühlung mit den zusätzlichen Kosten durch Kühlwasserverbrauch und Kühlwasserbehandlung sowie der erforderlichen Komponenten verzichtet werden kann und ausschließlich mit trockener Kühlung gearbeitet werden kann. In Betriebszuständen mit höheren Anforderungen, wo ein thermodynamisch günstiges Temperaturniveau durch eine trockene Kühlung nicht mehr erreicht werden kann, wird durch geeignete Stellorgane, wie beispielsweise eine Jalousie, ein weiterer Strömungspfad zugeschaltet, welcher einen Nachkühler als Nass- oder Verdunstungskühler in den Kühlluftstrom einbindet. Der Nachkühler ist mit einer Kühlwasseraufgabe oder einem Befeuchter ausgebildet und wird jedoch nur in kritischen Betriebeszuständen mit Kühlwasser versorgt und der Luftpfad für die feuchte Kühlluft geschaltet. Auf diese Weise sind die Betriebskosten für den Hybridkühler durch die überwiegende Auslastung mit der trockenen Kühlung minimiert.The advantages of the combination of dry cooling with optionally switchable wet or wet cooling is that predominantly in the temperate climates on a wet cooling with the additional cost of cooling water consumption and cooling water treatment and the required components can be dispensed with and can only be used with dry cooling. In operating conditions with higher requirements, where a thermodynamically favorable temperature level can no longer be achieved by a dry cooling, is connected by suitable actuators, such as a blind, another flow path, which incorporates an aftercooler as a wet or evaporative cooler in the cooling air flow. The aftercooler is designed with a cooling water feed or a humidifier and is only supplied with cooling water in critical operating conditions and the air path for the moist cooling air is switched. In this way, the operating costs for the hybrid cooler are minimized by the predominant utilization with the dry cooling.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
-
1 : Hybridkühleranordnung schematisch im Querschnitt.
-
1 : Hybrid cooler arrangement schematically in cross section.
In
Der Nachkühler
Zur Verbesserung der Betriebskosten des als Nasskühler arbeitenden Nachkühlers
Eine weitere, nicht dargestellte Modifizierung der Anlage besteht darin, dass eine Entkeimungseinrichtung mittels UV-Lampen im Kühlwassersammler
Die Hybridkühleranordnung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- HybridkühleranordnungHybrid cooler arrangement
- 22
- AxialventilatorAxial
- 33
- Kondensator/GaskühlerCondenser / gas cooler
- 44
- Nachkühleraftercooler
- 55
- KühlwasseraufgabeCooling water task
- 66
- Jalousielouvre
- 77
- KühlwassersammlerCooling water collector
- 88th
- KühlwasserrückführungCooling water recirculation
- 99
- KühlwasserpumpeCooling water pump
- 1010
- Rahmenframe
- 1111
- Trockene KühlluftDry cooling air
- 1212
- Feuchte KühlluftHumid cooling air
- 1313
- Ansaugraumsuction
- 1414
- Abluftexhaust
- 1515
- TropfenabscheiderDroplet
- 1616
- Ansauggitterintake grille
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202018106172.0U DE202018106172U1 (en) | 2018-10-29 | 2018-10-29 | Hybrid cooler arrangement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202018106172.0U DE202018106172U1 (en) | 2018-10-29 | 2018-10-29 | Hybrid cooler arrangement |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202018106172U1 true DE202018106172U1 (en) | 2018-12-18 |
Family
ID=64952148
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE202018106172.0U Active DE202018106172U1 (en) | 2018-10-29 | 2018-10-29 | Hybrid cooler arrangement |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE202018106172U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2750513C1 (en) * | 2020-06-30 | 2021-06-29 | Общество с ограниченной ответственностью «ОРБИТА СЕРВИС» (ООО «ОРБИТА СЕРВИС») | Passive modular-type radiator |
CN113819689A (en) * | 2020-09-18 | 2021-12-21 | 四川贝园科技有限公司 | Modularized evaporation cooling type heat pump unit and control method |
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2018
- 2018-10-29 DE DE202018106172.0U patent/DE202018106172U1/en active Active
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Legal Events
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---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
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