DE202019106703U1

DE202019106703U1 - Rückkühler

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Publication number: DE202019106703U1
Application number: DE202019106703.9U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-12-02
Filing date: 2019-12-02
Publication date: 2020-01-20
Anticipated expiration: 2029-12-03

Abstract

Rückkühler (10), umfassend einen von Luft durchströmbaren, einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisenden Luftströmungskanal (11), der eine Luftzufuhr (12) und eine Luftabfuhr (13) fluidtechnisch miteinander verbindet, und mindestens ein von einem Kältefluid durchströmtes Wärmetauschregister (14) zur Rückkühlung aufweist, wobei das Wärmetauschregister (14) Registerflügel (14a, 14b), die jeweils ein im Luftströmungskanal (11) stromaufwärts positioniertes Registerflügelende und ein im Luftströmungskanal stromabwärts positioniertes Registerflügelende umfassen, aufweisen, die symmetrisch zu einer in Betriebsposition horizontalen Mittelebene (1"') des Luftströmungskanals (11) angeordnet sind, wobei die Registerflügel (14a, 14b) in dem Luftströmungskanal (11) derart angeordnet sind, dass ihre stromabwärts positionierten Registerflügelenden der Wandung (17) des Luftströmungskanals (9) näher sind, als ihre stromaufwärts positionierten Registerflügelenden oder wobei die Registerflügel (14a, 14b) in dem Luftströmungskanal (11) derart angeordnet sind, dass ihre stromaufwärts positionierten Registerflügelenden der Wandung (17) des Luftströmungskanals (9) näher sind, als ihre stromabwärts positionierten Registerflügelenden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein System zur Rückkühlung von Kühlmitteln oder Kühlmedien oder zur Kältegewinnung aus einem Luftstrom gemäß dem Anspruch 1, 18 bzw. 19.
Rückkühler und entsprechende Anlagen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie werden beispielsweise zur Lebensmittelkühlung, zu Gefrierprozessen, zur Klimatisierung von Gebäuden und in der chemischen Industrie benötigt. So beschreibt die WO03/016789A1 einen Rückkühler zur Rückkühlung von Kühlmitteln oder Rückkühlmedien oder zur Kältegewinnung aus einem Luftstrom, umfassend eine Luftbefeuchtungseinrichtung zur Befeuchtung des Luftstromes, wobei der Luftbefeuchtungseinrichtung ein Wärmetauscher nachgeschaltet ist, der mit einem Kühlmittelkreislauf in Wechselwirkung steht. Die Vorrichtung weist auch eine Gebläseeinrichtung auf, die Luftstrom durch Luftbefeuchtungseinrichtungen und den Wärmetauscher befördert. Im Wärmetauscher wird der Luftstrom erwärmt und dessen Feuchtigkeit verdunstet. Der entsprechende Wärmetausch wird als nicht ausreichend empfunden.
Die Druckschrift US 5,067,560 beschreibt einen Kondensator für eine Klimaanlage oder Kühlsystem mit einer ersten, zweiten, dritten und vierten Kondensatorspule die in einem modifizierten W-Arrangement ausgebildet sind. Auch hier wird die Wärmetauschleistung an den Kondensatorspulen als nicht ausreichend empfunden.
Die Druckschrift US 4,909,309 beschreibt einen Luftkondensator, der zur Steigerung einer Arbeitslänge X der Kühloberfläche des Luftkondensators steuerbare „Shutter“ aufweist, die mit Antriebsmechanismen verbunden sind, die abhängig von einem Temperaturunterschied des Kondensats, welches aus einer ersten und zweiten Reihe von Röhren des Luftkondensators entnommen wurde, gesteuert werden. Der entsprechende Regelungsmechanismus wird als kompliziert und fehleranfällig empfunden.
Alternativ kommen Kühltürme in den unterschiedlichsten Größen zum Einsatz. Beispielsweise in Kraftwerken werden Kühltürme zum Abkühlen des Abwassers verwendet. Auf klimatisierten Gebäuden werden Kühltürme dazu verwendet, aus der Abluft Kälte zurückzugewinnen. Solche Kühltürme arbeiten sehr zuverlässig, aber deren Energiebilanz ist nicht besonders günstig. Darüber hinaus ist für einen funktionsfähigen Kühlturm für ein Gebäude eine gewisse Mindestgröße erforderlich, die die Ästhetik des Gebäudes oftmals zerstört. Auch benötigt ein Kühlturm stets ein verhältnismäßig großes Volumen.
Angesichts des Standes der Technik ist es Aufgabe der Erfindung einen Rückkühler mit kompakter Bauart, bei gleichzeitiger Steigerung der Effizienz der Rückkühlung und in Verbindung mit einem simplen technischen Design bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch einen Rückkühler gemäß Anspruch 1 gelöst, der einen von Luft durchströmbaren, einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisenden Luftströmungskanal umfasst, der eine Luftzufuhr und eine Luftabfuhr fluidtechnisch miteinander verbindet, und mindestens ein von einem Kältefluid durchströmtes Wärmetauschregister zur Rückkühlung umfasst, wobei das Wärmetauschregister Registerflügel, die jeweils ein im Luftströmungskanal stromaufwärts positioniertes Registerflügelende und ein im Luftströmungskanal stromabwärts positioniertes Registerflügelende umfassen, aufweist, die symmetrisch zu einer in Betriebsposition horizontalen Mittelebene des Luftströmungskanals angeordnet sind, wobei die Registerflügel in dem Luftströmungskanal derart angeordnet sind, dass ihre stromabwärts positionierten Registerflügelenden der Wandung des Luftströmungskanals näher sind, als ihre stromaufwärts positionierten Registerflügelenden oder wobei die Registerflügel in dem Luftströmungskanal derart angeordnet sind, dass ihre stromaufwärts positionierten Registerflügelenden der Wandung des Luftströmungskanals näher sind, als ihre stromabwärts positionierten Registerflügelenden. Die Aufgabe wird des Weiteren gelöst durch ein ein Wärmetauschsystem gemäß Anspruch 18, umfassend einen erfindungsgemäßen Rückkühler.
Wie bereits erwähnt ist der Luftströmungskanal in Betriebsposition stets derart horizontal ausgerichtet, dass der in ihm geführte Luftstrom parallel zur Horizontalen geführt ist.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Rückkühler einen nur eingangsseitig und ausgangsseitig offenen, ansonsten geschlossenen Kanal aufweist, in dem das Wärmetauschregister angeordnet ist. Der Kanal weist einen rechteckförmigen Querschnitt, der über die Längserstreckung des Kanals zumindest im Wesentlichen konstant ist, auf. Der Kanal ermöglicht, dass die Luft vollständig durch das Wärmetauschregister hindurchtritt. Darüber hinaus wird mit der Luftführung innerhalb des Kanals, mit dem zumindest im wesentlichen unveränderlichen Querschnitt, eine möglichst laminare Luftströmung angestrebt. Der geschlossene Kanal trägt somit zur Optimierung der Energiebilanz bei.
Erfindungsgemäß wird unter einem rechteckförmigen Querschnitt ein Schnitt insbesondere entlang einer Ebene des Kanals, die senkrecht zu einer Lufthauptdurchströmungsrichtung verläuft, verstanden. Dabei ist der Strömungskanal insbesondere doppelt so hoch wie breit ausgebildet. Alternativ oder gleichzeitig kann der rechteckförmige Querschnitt des Rückkühlers auch in einer Schnittebene, entlang der Lufthauptdurchströmungsrichtung ausgebildet sein. Dabei ist der Rückflusskühler insbesondere doppelt so lang wie hoch, weiter insbesondere dreimal so lang wie hoch ausgebildet. Dadurch ergibt sich eine kompakte Bauform.
Insbesondere ist der Kanal als einstückiges Werkstück aus Stahlblech aufgebaut, alternativ ist der Luftströmungskanal aus zueinander luftdicht verbundenen Einzelbauteilen ausgebildet. Die Einzelteile können die Seitenwände sein, die aus Stahlblechen ausgebildet sind, alternativ können die Einzelteile auch selbst, insbesondere einstückige Kanalform haben. Die Werkstücke können insbesondere miteinander verschraubt oder in besonders bevorzugter Weise miteinander verschweißt sein, um möglichst luftdichte Kanalseiten bereitzustellen.
In bevorzugter Weise durchströmt die Luft in der Lufthauptdurchströmungsrichtung den Luftströmungskanal zwischen Luftzufuhr und Luftabfuhr. Insbesondere entspricht die Lufthauptdurchströmungsrichtung der Nettostromrichtung, also insbesondere der resultierenden Richtung nach Aufsummierung aller Einzelvektoren für Teilströmungen, insbesondere für Teilströmungen über den Verlauf des Luftströmungskanals. Die Lufthauptdurchströmungsrichtung verläuft insbesondere zumindest im Wesentlichen parallel zur Grundfläche des Rückkühlers. Insbesondere ist als größter Teil des Luftströmungskanals erfindungsgemäß derart zu verstehen, dass insbesondere mehr als 50 % der Länge des Luftströmungskanals, weiter insbesondere mehr als 60 % des Luftströmungskanals weiter insbesondere mehr als 75 % des Luftströmungskanals insbesondere parallel zur Grundfläche des Rückflusskühlers durchströmt werden.
Insbesondere ist jeder der Registerflügel einstückig, insbesondere aus einem Metall, weiter insbesondere aus Aluminium, insbesondere mit einer Wärmeleitfähigkeit, von 230 Watt / (Meter * Kelvin) (=W/(m*K)) bei etwa minus 100 °C bis 93 W/(m*K) bei etwa plus 400 °C ausgebildet. Alternativ ist der Registerflügel insbesondere aus Duraluminium, insbesondere mit einer Wärmeleitfähigkeit von 165 W/(m*K) ausgebildet bei einer Temperatur von plus 20 °C, weiter insbesondere aus Kupfer oder Handelskupfer, insbesondere mit einer Wärmeleitfähigkeit zwischen 300 W/(m*K) und 400 W/(m*K) bei 20 °C ausgebildet.
In bevorzugter Weise ist jeder der Registerflügel planar ausgebildet, erstreckt sich also insbesondere entlang einer Ebene, spannt also insbesondere eine Ebene auf. Weiter insbesondere sind die derart aufgespannten Ebenen symmetrisch zur horizontalen Mittelebene angeordnet.
Insbesondere wird als Betriebsposition ein eingebauter, weiter insbesondere ein (end)montierter Zustand des Rückkühlers verstanden, in dem dieser betrieben werden kann. Als Grundfläche wird dabei insbesondere die Fläche des Luftströmungskanals verstanden, die einer Tragestruktur anliegt und/oder auf der der Luftströmungskanal steht und/oder an der der Luftströmungskanal hängt. Weiter insbesondere ist die Grundfläche von ihrem Flächeninhalt größer oder gleich dem Flächeninhalt der Stirnseiten. Weiter insbesondere sind die Stirnseiten parallel zur Schnittebene in der sich der rechteckförmige Querschnitt bildet, weiter insbesondere sind die Stirnseiten bevorzugt parallel zur Luftdurchströmungsquerschnittfläche des Luftströmungskanals angeordnet. Weiter insbesondere kann keine Luftströmung durch die Grundfläche hindurchtreten.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung weist das Wärmetauschregister zwei Registerflügel auf. Dies hat den Vorteil eine einfache und kompakte Bauweise bereitzustellen.
Insbesondere sind die Registerflügel derart im Luftströmungskanal angeordnet, dass ihre stromaufwärts angeordneten Registerflügelenden näher beieinanderstehen und damit die Form einer Pfeilspitze ausbilden, wobei die Pfeilspitze entgegen dem Luftstrom weist. Weiter insbesondere bilden die Registerflügel mit den stromaufwärts und stromabwärts angeordneten Registerflügelenden eine V-Form, d.h. die beiden Registerflügelenden eines jeden der beiden Registerflügel sind durch eine planare Fläche miteinander verbunden. In bevorzugter Weise kann der V-Kühler so in einem insbesondere quaderförmigen Gehäuse angeordnet sein, wobei das Gehäuse insbesondere als Luftströmungskanal dient, dass der V-förmige Kühler den Luftströmungskanal fast vollständig, also insbesondere mehr als 80 % der Durchströmungsfläche ausfüllt.
Insbesondere alternativ sind die Registerflügel derart im Luftströmungskanal angeordnet, dass ihre stromabwärts angeordneten Registerflügelenden näher beieinanderstehen und damit die Form einer Pfeilspitze ausbilden, wobei die Pfeilspitze in Richtung des Luftstroms weist. Insbesondere die stromaufwärts angeordneten Registerflügelenden stehen weiter auseinander, als die stromabwärts angeordneten Registerflügelenden. Insbesondere bilden die Registerflügel mit den stromaufwärts und stromabwärts angeordneten Registerflügelenden eine V-Form, d.h. die beiden Registerflügelenden eines jeden der beiden Registerflügel sind durch eine planare Fläche miteinander verbunden. In bevorzugter Weise kann der V-Kühler so in einem insbesondere quaderförmigen Gehäuse angeordnet sein, wobei das Gehäuse insbesondere als Luftströmungskanal dient, dass der V-förmige Kühler den Luftströmungskanal fast vollständig, also insbesondere mehr als 80 % der Durchströmungsfläche ausfüllt.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung weisen die Registerflügel je eine Registerflügelhauptausdehnung auf, wobei diese Registerflügelhauptausdehnungen zueinander einen Winkel von < 45° und > 20° einnehmen. Dadurch ergibt sich eine optimale Raumausnutzung im Luftströmungskanal.
Insbesondere verläuft eine Registerflügelhauptausdehnung derart, dass das Skalarprodukt eines entsprechend langen Vektors R, der insbesondere die gesamte Länge der Hauptausdehnungsrichtung des Registerflügels abbildet und von stromaufwärtiger zu stromabwärtiger Richtung zeigt, mit dem Vektor der Nettoströmungsrichtung N im Luftströmungskanal größer Null ist, also die Formel $\underline{R} * \underline{N} > 0$
erfüllt. Die Registerflügelhauptausdehnungsrichtung und die Nettoluftuftströmungsrichtung stehen also insbesondere nicht senkrecht zueinander. Weiter insbesondere verlaufen die Registerflügelhauptausdehnung und die Nettoluftströmungsrichtung im Luftströmungskanal nicht parallel zueinander, bzw. die beiden Vektoren sind insbesondere nicht identisch.
Weiter insbesondere ist Registerflügelhauptausdehnung die längste Ausdehnung des entsprechenden Registerflügels.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst der Rückkühler eine stromabwärts der Registerflügel angeordnete Gebläseeinrichtung derart, dass Luft durch die Registerflügel des Wärmetauschregisters hindurchgesaugt wird. Dadurch wird die Strömungsdynamik verbessert. Außerdem hat die Gebläseeinrichtung eine Saugwirkung, was insbesondere strömungstechnisch vorteilhaft ist. Darüber hinaus wirkt sich die Abluft der Gebläseeinrichtung dann nicht negativ auf die beabsichtigte Kühlwirkung aus.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Gebläseeinrichtung eine Mehrzahl paralleler und/oder serieller Ventilatoren aufweist. Durch die Mehrzahl der Ventilatoren wird die Ausgestaltungsmöglichkeit des Rückkühlers und die Regelungsmöglichkeit des Luftstromes wesentlich erweitert. Eine Mehrzahl kleinerer Ventilatoren ist wirtschaftlich besser als ein einziger größerer Ventilator, insbesondere wenn im Falle eines Ausfalles einer der Ventilatoren entfernt und ausgetauscht werden muss, wird die Reparatur erleichtert. Außerdem sind mehrere Ventilatoren getrennt ansteuerbar, wodurch die Regelungsmöglichkeiten für den Luftstrom erweitert werden.
Weiter insbesondere ist vorgesehen, dass lediglich auf stromabwärtiger Seite der Registerflügel oder auf stromaufwärtiger Seite der Registerflügel Gebläseeinrichtungen ausreichend sind, um den Luftstrom durch das Wärmetauschregister (im Betrieb) strömen zu lassen, also insbesondere nicht auf beiden Seiten in Stromrichtung des Wärmetauschregisters Gebläseeinrichtungen, insbesondere Ventilatoren, vorgesehen sind.
Insbesondere werden mehr als zwei, insbesondere drei, in bevorzugter Weise insbesondere nicht mehr als fünf Ventilatoren stromabwärts der Registerflügel angeordnet. Insbesondere sind in besonders bevorzugter Weise die Ventilatoren steuerbar ausgebildet derart, dass sie stufenlos hochfahrbar sind, insbesondere stufenlos zwischen 0 % und 75 %, weiter insbesondere stufenlos hochfahrbar sind zwischen 0 % und 100 %, weiter insbesondere sind alle Ventilatoren koordiniert hochfahrbar, weiter insbesondere sind die Ventilatoren getrennt voneinander ansteuerbar und insbesondere können Ventilatoren dem Betrieb, insbesondere unabhängig von der Aktivität der anderen Ventilatoren zugeschaltet werden.
Unter hochfahrbar ist erfindungsgemäß insbesondere zu verstehen, dass, insbesondere zur Regelung des Rückkühlers, die Drehzahl der Ventilatoren kontinuierlich einstellbar ist.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung stellt das Wärmetauschregister eine Durchströmungsfläche dar, die mehr als 80 % der Luftströmungskanalquerschnittsfläche füllt, insbesondere mehr als 95 % der Luftströmungskanalquerschnittsfläche füllt. Damit strtömt der Luftstrom überwiegend (geringe oder keine Bypass/Leckageströme) durch die Registerflügel und damit wird der Wärmeaustausch vergrößert.
Insbesondere ist das Wärmetauschregister derart im Luftströmungskanal angeordnet, dass Luft bevorzugt nur durch das Wärmetauschregister in dahinterliegende Bereiche des Luftströmungskanals durchtreten kann.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung weisen die Registerflügel Umlenkmittel auf, die derart ausgebildet sind, dass sie im Betrieb die Luft in einen Richtung Mittelebene gerichteten Luftstrom ausbilden, bei Durchströmen der Luft durch die Registerflügel. Dadurch wird der Weg der Luft im Wärmetauschregister verlängert und dadurch die Effizienz des Wärmeaustauschs gesteigert.
Insbesondere bilden die Umlenkmittel Lamellen innerhalb des Registerflügels aus, weiter insbesondere bilden die Umlenkmittel Kanäle durch die Registerflügel aus, durch die die Luft die Registerflügel auf Durchtrittspfaden passiert.
Weiter insbesondere sind die Durchtrittspfade so in den Registerflügeln ausgebildet, dass Ihr Verlauf geradlinig durch die Registerflügel verläuft, um einen Strömungswiderstand so gering wie möglich zu halten. Weiter insbesondere verlaufen die Luftkanäle, bzw. Durchtrittspfade entlang der kürzestmöglichen Distanz durch die Registerflügel, ausgehend von der stromaufwärtigen zur stromabwärtigen Seite der Registerflügel. Alternativ können die Pfade so in den Registerflügeln verlaufen, dass der Weg durch die Registerflügel vergrößert wird. Insbesondere stehen die Registerflügeldurchtrittspfade nicht senkrecht zur Nettoströmungsrichtung im Luftströmungskanal und/oder stehen die Registerflügeldurchtrittspfade insbesondere nicht parallel zur Nettoströmungsrichtung im Luftströmungskanal.
Weiter bevorzugt sind die insbesondere zwei Registerflügel in Bezug auf den Verlauf Ihrer Durchtrittspfade insbesondere symmetrisch zur horizontalen Mittelebene ausgebildet.
Weiter bevorzugt stellen die Durchtrittspfade also insbesondere Umlenkmittel dar, die den Luftstrom kanalisieren, wodurch insbesondere nach dem Durchtritt der Luft durch die Registerflügel der Strom im Zentralbereich des Luftströmungskanals stärker ist als in den Randbereichen des Luftströmungskanals.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Registerflügel derart innerhalb des Querschnitts des Luftströmungskanals angeordnet, dass der Luftströmungskanal für die Luft in Vollstrom nur durch die Registerflügel durchtretbar ist. Dadurch wird der Luftstrom durch die Registerflügel und der Wärmeaustausch vergrößert.
Als Vollstrom ist erfindungsgemäß insbesondere zu verstehen, dass keine Leckageströme und/oder Bypassströme vorgesehen sind, die das Wärmetauschregister umgehen, sodass Luft zwischen Luftzufuhr und Luftabfuhr geführt wird, an der kein Wärmetausch mit dem Wärmetauschregister stattfindet. Insbesondere wird der Luftstrom der durch die Luftzufuhr in den Luftströmungskanal eintritt insbesondere auf zwei Registerflügel in Teilströme aufgeteilt und anschließend wieder zu einem Gesamtstrom zusammengeführt.
Weiter insbesondere können die nicht vom Wärmetauschregister abgedeckten Bereiche der Durchströmungsfläche durch Hinderungsmittel, insbesondere durch wandartige Elemente, weiter insbesondere durch Bleche ausgefüllt sein derart, dass ein Luftleckagestrom, also insbesondere ein Strom der durch den Luftströmungskanal von der Luftzufuhr zur Luftabfuhr hindurchtritt ohne das Wärmetauschregister passiert zu haben, verhindert wird.
Weiter insbesondere ist der Innendurchmesser, insbesondere senkrecht zur Durchströmungsrichtung des wiedervereinigten Gesamtstroms auf der stromabwärtigen Seite des Wärmetauschregisters kleiner, insbesondere als auf der stromaufwärtigen Seite des Wärmetauschregisters. Dadurch wird der Volumenstrom des wiedervereinigten Gesamtstroms erhöht und/oder insbesondere direkt räumlich anschließend der Gebläseeinrichtung zugeführt, die den Gesamtluftstrom der Luftabfuhr zuführt, um die Luft aus dem Rückkühler abzuleiten.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung weist der Rückkühler eine Kühlfluidzufuhr und Kühlfluidabfuhr auf, die derart mit den Registerflügeln verbunden ist, dass die Registerflügel von einem Kühlfluid, im Betrieb, gegen die Richtung des Luftstroms von der Luftzufuhr in Richtung zur Luftabfuhr durchströmbar sind. So wird die Effizienz der Rückkühlung gesteigert.
Kühlfluidzufuhr und Kühlfluidabfuhr können Teil eines Kühlmittelkreislaufs sein, der ein Kühlmittel aufweist. Dabei kann das Kühlmittel in Form eines Kältemittels oder eines flüssigen Rückkühlmediums vorliegen. Flüssigkeiten haben eine verhältnismäßig hohe spezifische Wärmekapazität, sodass der Wärmetransport im Kühlmittelkreislauf optimiert werden kann. Außerdem ist ein Flüssigkeitskreislauf konstruktiv verhältnismäßig einfach und damit kostengünstig zu realisieren.
Zur weiteren Optimierung des Kühlmittelkreislaufs kann vorgesehen sein, dass dem Rückkühlmedium Substanzen zugesetzt sind, deren Schmelzpunkt innerhalb des Betriebstemperaturintervalls des flüssigen Rückkühlmediums liegt. Auf diese Weise kann die Schmelzenthalpie dieser Substanzen genutzt werden, um den Wärmetransport im Kühlfluidkreislauf und damit die gesamte Kälterückgewinnung weiter zu optimieren.
Weiter insbesondere können dem Kühlfluid Frostschutzmittel zugesetzt sein, um ein Ausfrieren des Kühlmittels, bei Betrieb des Rückkühlers unterhalb der Gefriertemperatur des Kühlfluids, zu verhindern. Dadurch kann der Rückkühler auch bei derart tiefen Temperaturen betrieben werden.
Der Rückkühler wird insbesondere gemäß dem Gegenstromprinzip betrieben. Des Weiteren insbesondere sind die beiden Registerflügel in der Kühlfluidzufuhr insbesondere parallelgeschaltet. Das Kühlfluid tritt also insbesondere nicht erst durch einen Registerflügel hindurch, um zum anderen Registerflügel zu gelangen, sondern es werden insbesondere beide Registerflügel mit Kühlfluid, insbesondere gleicher Temperatur, gespeist. Darüber hinaus können die Registerflügel von einer Kühlfluidquelle oder alternativ können die Registerflügel von je einer eigenen Kühlfluidquelle gespeist werden. Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung weist der Rückkühler eine Rückkühlerhauptausdehnungsrichtung auf, die im Wesentlichen parallel zur Richtung des Luftstroms, insbesondere vor und nach der Passage durch die Registerflügel, ist. Dadurch wird die Strömungsdynamik verbessert.
Insbesondere weist die Rückkühlerhauptausdehnungsrichtung in die Richtung des Luftstroms durch den Luftströmungskanal, weiter insbesondere ist die Rückkühler Hauptausdehnungsrichtung parallel zur Nettoströmungsrichtung der Luft durch den luftführenden Kanal, weiter insbesondere identisch, mit der Nettoströmungsrichtung der Luft durch den Luftströmungskanal. Insbesondere sind die Luftzufuhr und die Luftabfuhr am Anfang, bzw. Ende der Hauptausdehnungsrichtung des Rückkühlers angeordnet. Weiter insbesondere können ein Lufteinlass und/oder ein Luftauslass vorgesehen sein, die die Luft der Luftzufuhr filtern und/oder die Luft der Luftabfuhr filtern und/oder trocknen.
Weiter bevorzugt sind die Registerflügel insbesondere derart angeordnet und ausgebildet, dass sie den Luftstrom kanalisieren, wodurch, insbesondere nach dem Durchtritt der Luft durch die Registerflügel, der Strom im Zentralbereich des Luftströmungskanals stärker ist, als in den Randbereichen.
Weiter insbesondere umfasst die horizontale Mittelebene die Rückkühlerhauptausdehnungsrichtung, weiter insbesondere ist die Rückkühlerhauptausdehnungsrichtung identisch mit der Länge des Rückkühlers und / oder stellt die längste Strecke durch den Rückkühler dar.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung spannen die Registerflügelhauptausdehnung und die Mittelebene einen Winkel von < 22,5° und > 10° auf. Dadurch wird eine kompakte Bauweise bei optimierter Strömungsdynamik und Wärmetauscheffizienz ermöglicht.
Insbesondere sind die Registerflügel symmetrisch zur horizontalen Mittelebene angeordnet. Weiter insbesondere teilt die horizontale Mittelebene den Rückkühler, weiter insbesondere den Luftströmungskanal, in zwei gleich hohe, insbesondere zueinander symmetrische Teile.
Weiter insbesondere umfasst die horizontale Mittelebene die Winkelhalbierende des Winkels, den die Registerflügelhauptausdehnungen, insbesondere in Form der Registerflügellängen, zueinander einnehmen.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung folgt die Registerflügelhauptausdehnung entlang der Strömungsrichtung mehr als 50% der Länge des Luftströmungskanals, insbesondere mehr als 70 % der Länge des Luftströmungskanals. Dadurch wird eine kompakte Bauweise bei optimierter Strömungsdynamik und Wärmeaustauscheffizienz ermöglicht.
In bevorzugter Weise ist der Rückflusskühler, weiter insbesondere der Luftströmungskanal, kubisch ausgebildet, also insbesondere sind die Höhe, die Länge und die Breite nahezu gleich, weichen also insbesondere nicht mehr als 20 %, in bevorzugter Weise nicht mehr als 10 % in weiter bevorzugter Weise nicht mehr als 5 % voneinander ab. Dadurch ergibt sich eine kompakte Bauform.
In weiter bevorzugter Weise ist der Rückflusskühler insbesondere nicht mehr als 5 % länger als die Länge der Durchflussrichtung durch den Luftströmungskanal, wobei insbesondere die Länge der Durchflussrichtung durch den Luftströmungskanal und die Länge des Rückflusskühlers insbesondere parallel verlaufen.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung spannen die Richtungen des Lufteinstroms und des Luftausstroms einen Winkel größer als 70° und kleiner als 120° auf, insbesondere einen Winkel von größer 80° und kleiner 110° auf, weiter insbesondere einen Winkel von größer 85 ° und kleiner 95° auf. Dadurch ist der Rückkühler an unterschiedliche Einbausituation anpassbar und kompakt ausführbar.
Insbesondere können die Luftzufuhr und die Luftabfuhr in einer Richtung, also insbesondere einer Geraden von der Luftzufuhr zur Luftabfuhr folgend, angeordnet sein. Alternativ kann der Luftstrom zwischen Luftzufuhr und Luftabfuhr umgelenkt werden, wodurch die Richtung der Luftzufuhr und die Richtung der Luftabfuhr insbesondere einen Winkel größer 50°, weiter insbesondere einen Winkel größer 80°, weiter insbesondere einen Winkel von 90°, weiter insbesondere einen Winkel von maximal 120° zueinander einnehmen. Weiter insbesondere kann der Querschnitt der Luftabfuhr parallel zur Grundfläche des Rückkühlers angeordnet sein.
Weiter insbesondere bemisst sich die Länge des Rückflusskühlers vom Lufteinlass zum Luftauslass.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist dem Wärmetauschregister ein Befeuchtungsmittel stromaufwärts vorgelagert. Durch die, insbesondere durch Feinstvernebelung, befeuchtete Luft wird der Wirkungsgrad des Rückkühlers erhöht.
Aufgrund der Verdunstungsenthalpie der Befeuchtungsfluidpartikel, die durch die Befeuchtungsmittel in den Luftstrom eingebracht werden, insbesondere der Wasserpartikel, die in den Luftstrom eingebracht werden, wird zusätzliche Wärmeenergie benötigt, die eine Erhöhung der Kälterückgewinnung bewirkt (adiabatischer Kühlungseffekt). Ein in einem nachgeschalteten Wärmetauscher sich befindendes Kühlmittel wird dadurch entsprechend stärker abgekühlt. Die ultrakleinen Wasserpartikel (Aerosole) haben den Vorteil, dass sie vom Luftstrom tief in den Wärmetauscher mitgerissen werden. Da die Vorrichtung insbesondere ein stromabwärts vom Wärmetauschregister angeordnetes Gebläse aufweist, kann die Luftdurchströmungsrichtung, insbesondere also nicht vertikal, sondern horizontal ausgerichtet sein. Als Befeuchtungsmittel kann zweckmäßigerweise Wasser eingesetzt werden.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfassen die Befeuchtungsmittel Düsen, wobei die Düsen derart ausgebildet sind, dass ein Aerosol durch die Düsen in den Luftstrom eingebringbar ist, wobei 90 % der Tröpfchen einen Durchmesser kleiner als 10 µm aufweisen. Damit lässt sich erreichen, dass der Luftstrom besonders effektiv von den Wassertröpfchen befeuchtet wird und der Verdunstungseffekt aufgrund der hohen Gesamtoberfläche aller Wassertröpfchen hoch ist.
Für eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Luftbefeuchtungseinrichtung in Form eines Druckwasser-Befeuchters im Luftströmungskanal angeordnet ist, der eine Vielzahl Düsen aufweist, die im Luftstrom, bevorzugtermaßen in Luftströmungsrichtung ausgerichtet, angeordnet sind und die insbesondere Wasser oder ein alternatives Befeuchtungsfluid unter hohem Druck, vorzugsweise im Bereich zwischen 0 bar und 200 bar, weiter vorzugsweise zwischen 20 bar und 200 bar, ausbringen. Damit lässt sich erreichen, dass der Luftstrom mit besonders kleinen Wassertröpfchen befeuchtet wird. Insbesondere wird ein Sprühnebel (Aerosol) erzeugt, bei dem die gesamte Oberfläche der Wassertröpfchen besonders groß ist, was eine schnelle und intensive Verdunstung zur Folge hat. Die Verdunstungsenthalpie der Wassertröpfchen kann genutzt werden, um das Kühlmittel im Kühlkreislauf des Wärmetauschregisters noch weiter abzukühlen. Durch diese gezielte Luftbefeuchtung lässt sich die Kälterückgewinnung und damit der Wirkungsgrad des Rückkühlers erhöhen.
Zur optimalen Nutzung des Rückkühlers kann vorgesehen sein, dass die Ausbringungsmenge des Befeuchtungsfluids kontinuierlich einstellbar, insbesondere je nach erforderlicher Kühlleistung bzw. Sättigungszustand (auch Übersättigungszustand) des befeuchteten Luftstroms regelbar ist. Die Ausbringungsmenge des Befeuchtungsfluids ist über den Druck des Befeuchtungsfluids in der Luftbefeuchtungsvorrichtung oder über Durchflusssteuereinrichtungen, wie beispielsweise Ventile, steuer- bzw. regelbar. Vorzugsweise erfolgt eine Steuerung der Ausbringungsmenge des Befeuchtungsfluids zumindest bei kleinen Ausbringungsmenge zunächst über eine Veränderung des Fluiddrucks. Bei Erreichen eines bestimmten Fluiddrucks, beispielsweise 80 bar, kann es sinnvoll sein, die Ausbringungsmenge des Befeuchtungsfluids über Durchflusssteuereinrichtungen zu regulieren. Für eine reine Druckregulierung oder die vorgeschriebene kombinierte Regulierung ist der Druck vorzugsweise zwischen 0 bar und 200 bar einstellbar. Vorzugsweise ist der Druck zwischen 20 bis 120 bar einstellbar. Unter typischen Bedingungen wird der Druck der Luftbefeuchtungsanlage auf etwa 80 bar eingestellt.
Weiterhin ist vorgesehen, dass die Wassermenge bei der Luftbefeuchtungseinrichtung kontinuierlich einstellbar bzw. regelbar ist. Durch die vorgenannten Einstellmöglichkeiten lässt sich die Anlage einerseits an die Umgebungsbedingungen und andererseits an den Kältebedarf auch während des Betriebs des Rückkühlers durch eine entsprechende Steuerung oder Regelung anpassen.
Vorzugsweise bewirkt die Luftbefeuchtungseinrichtung eine Feinstvernebelung eines Befeuchtungsfluids im Luftstrom, wobei der Tröpfchendurchmesser bei der Mehrzahl der Tropfen weniger als 10 µm, vorzugsweise weniger als 8 µm beträgt. Mit dieser Tröpfchengröße ist eine besonders zügige Verdunstung gewährleistet. Unter 90 % der Tröpfchen ist erfindungsgemäß insbesondere die Anzahl der Tröpfchen zu verstehen.
Der Rückkühler kann eine Steuerungseinrichtung aufweisen, die derart ausgebildet ist, dass sowohl die Drehzahl der Ventilatoren als auch die Erhöhung des Druckes in der Befeuchtungsmittelzuführung einstellbar, insbesondere regelbar sind. Je nach Ausführungsform sind eine Temperatur im Rücklauf des Rückkühlmediums oder ein Druck des Kältemittels nach einem Verflüssiger als Messwert zusammen mit einem vorbestimmbaren Sollwert in der Steuerungseinrichtung hinterlegbar und damit abgleichbar. Damit Sollwert und Messwert angleichbar sind, kann zunächst die Drehzahl der Ventilatoren, insbesondere durch die Steuerungseinrichtung kontinuierlich erhöhbar sein, insbesondere kann die Drehzahl der Ventilatoren bis auf 75 % der Maximaldrehzahl erhöhbar sein, bevor die Befeuchtungsmittelmenge durch die Steuerungseinrichtung erhöhbar sein kann, insbesondere kann die Druckeinstellung der Befeuchtungsmittelzufuhr bis zu einem Maximaldruckwert für die Einbringung des Befeuchtungsfluids erhöhbar sein, wobei die Hochregulierung der Drehzahl der Ventilatoren auf den Maximaldrehzahlwert erst einstellbar sein kann bei Erreichen eines Maximalbefeuchtungswertes, insbesondere bei Erreichen des Maximaldruckes.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung weist der Rückkühler mindestens einen Kühleffektverstärkerbetrieb, insbesondere durch Sprühbefeuchtung aus einem Befeuchtungsmittel, auf.
Als Sprühbefeuchtung ist insbesondere der Betrieb eines Düsenregisters zu verstehen, dass, durch Feinstvernebelung, ein Befeuchtungsfluid als Aerosol in den Luftstrom einbringt.
Durch diese insbesondere Feinstvernebelung befeuchtete Luft wird der Wirkungsgrad der Anlage erhöht.
Aufgrund der Verdunstungsenthalpie der Befeuchtungsfluidpartikel, insbesondere der Wasserpartikel im Luftstrom wird zusätzliche Wärmeenergie benötigt, die eine Erhöhung der Kälterückgewinnug bewirkt. Ein im nachgeschalteten Wärmetauscher sich befindendes Kühlfluid wird dadurch entsprechend stärker abgekühlt. Die ultrakleinen Befeuchtungspartikel (Aerosole) haben weiter den Vorteil, dass sie vom Luftstrom tief in den Wärmetauscher mitgerissen werden. Dies wurde entsprechend weiter oben im Detail beschrieben und auf eine ausführliche Wiederholung wird hier verzichtet. Insbesondere ist eine mechanische / technische Modifikation nicht erforderlich, um den Kühleffektverstärkerbetrieb zu betreiben.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst der Rückkühler insbesondere Befeuchtungsmittel, insbesondere Düsen, die im Luftströmungskanal relativ zu den Registerflügeln derart angeordnet sind, dass durch die Befeuchtungsmittelanordnung, insbesondere durch die Düsenanordnung, und/oder Befeuchtungsmittelform die Form der Registerflügel nachgebildet wird.
Dies hat den Vorteil, dass die Befeuchtung in einem optimierten Abstand zu den Registerflügeln stattfinden kann, also, dass insbesondere der Abstand zwischen Registerflügel und Düsen an jeder Stelle einer Düse und für eine Vielzahl, insbesondere für alle Düsen gleich ist. Dies erhöht den Wirkungsgrad weiter.
Unter Nachbildung ist hier insbesondere zu verstehen, dass der Querschnitt durch den Luftströmungskanal eine gleiche und/oder (weitestgehend) gleichartige Kontur von Befeuchtungsmittel und Wärmetauschregister aufweist. Weiter insbesondere ist also das Befeuchtungsmittel, insbesondere das Düsenregister pfeilförmig ausgebildet, wobei die „Pfeilspitze“ des Düsenregisters insbesondere in die gleiche Richtung zeigt, wie die „Pfeilspitze“ eines insbesondere als Pfeil ausgebildeten Wärmetauschregister, durch die Anordnung der Registerflügel im Wärmetauschregister.
Die Aufgabe wird des Weiteren gelöst, durch einen Rückkühler der mehrere Wärmetauschregister der hier beschriebenen Art umfasst, die im Luftströmungskanal übereinander angeordnet sind, wobei sie eine parallele Durchströmung der Luft durch die Vielzahl der Wärmetauschregister ermöglichen und zusätzlich oder alternativ mehrere Wärmetauschregister umfasst, die hintereinander in Strömungsrichtung angeordnet sind, wobei sie eine in Reihe geschaltete Durchströmung der Luft durch die Vielzahl der Wärmetauschregister ermöglichen.
Dabei ist insbesondere unter übereinanderstehend zu verstehen, dass die Wärmetauschregister in übereinander insbesondere gestapelter Weise, also insbesondere in senkrechter Richtung zur Luftdurchströmungsrichtung im Kanal angeordnet sind, wodurch insbesondere der Luftstrom auf seinem Weg vom Lufteinstrom zum Luftausstrom an gleicher Stelle durch den Kanal durch die Vielzahl der Wärmetauschregister tritt.
Insbesondere bildet die Vielzahl der Wärmetauschregister einen Wärmetauschregisterstapel.
Dabei ist insbesondere an gleicher Stelle gleichbedeutend mit an derselben Längenposition entlang der Länge des Kanals.
Dadurch ergibt sich insbesondere eine parallele Durchströmung, also insbesondere eine gleichzeitige Durchströmung der Vielzahl der Wärmetauschregister entlang der Höhenrichtung des Luftkanals.
Alternativ oder zusätzlich können insbesondere mehrere Wärmetauschregister und/oder Wärmetauschregisterstapel entlang der Länge des Luftdurchströmungskanals angeordnet sein. Dabei tritt die Luft insbesondere zeitlich und räumlich nacheinander durch die Vielzahl der Wärmetauschregister und/oder Wärmetauschregisterstapel.
Insbesondere bilden die Wämetauschregister und/oder Wärmetauschregisterstapel eine Reihe und/oder eine Kette im Luftdurchströmungskanal, sind also inbesondere in Reihe geschaltet.
Als Vollstromprinzip ist erfindungsgemäß insbesondere zu verstehen, dass keine Leckageströme und/oder Bypassströme vorgesehen sind, die das Wärmetauschregister umgehen, sodass Luft zwischen Luftzufuhr und Luftabfuhr geführt wird, an der kein Wärmetausch mit dem Wärmetauscherregister stattfindet.
Zur Regelung des Rückkühlers ist weiterhin vorgesehen, dass die Drehzahl der Ventilatoren kontinuierlich einstellbar sein kann. Dadurch kann der Rückkühler sowohl durch die Einstellung der Drehzahl der Ventilatoren als auch durch die Einstellung des Drucks der Luftbefeuchtungseinrichtung geregelt werden. Je nach Ausführungsform wird entweder die Temperatur im Rücklauf des Rückmediums oder der Druck des Kältemittels nach einem Verflüssiger gemessen. Falls dieser Messwert unter einem vorbestimmten Sollwert liegt, kann in einem ersten Betriebsregime zunächst die Drehzahl der Ventilatoren kontinuierlich erhöht werden, insbesondere auf bis zu 75 % des Maximalwertes. Anschließend kann in einem zweiten Betriebsregime eine Luftbefeuchtung vorgenommen werden, insbesondere stufenlos von 0-100 % des Maximaldrucks, bevor in einem dritten Betriebsregime die Drehzahl der Ventilatoren kontinuierlich auf 100 % erhöht wird. Dadurch ergeben sich also drei Betriebsregime, bis entweder der vorbestimmte Sollwert oder eine maximale Drehzahl der Ventilatoren und Maximalbefeuchtung erreicht werden. Sollte zwischenzeitlich der Sollwert erreicht worden sein, so wird der Betrieb des Rückkühlers im jeweiligen Regime fortgesetzt.
Die Ausbringungsmenge in der Luftbefeuchtungsanlage kann durch Erhöhung des Fluiddrucks oder durch kontinuierliches oder nichtkontinuierliches Öffnen von Druckflusssteuereinrichtungen, insbesondere Ventilen, erhöht werden. Bei einem Erreichen des Sollwert kann zunächst die Drehzahl der Ventilatoren reduziert werden, um die akustische Belastung für die Umgebung so gering wie möglich zu halten. Generell gelten für alle Produktmerkmale die sich jeweils entsprechenden Vorteile und insbesondere beschreiben die technischen Merkmale der einen Kategorie auch jeweils die technischen Merkmale der anderen Kategorie. Um die Beschreibung aber so kompakt wie möglich zu halten, wird hier auf doppelte Ausführungen verzichtet.
Die Aufgabe wird des Weiteren gelöst durch ein Wärmetauschsystem, umfassend einen erfindungsgemäßen Rückkühler.
Für den Luftstrom kann beispielsweise die Abluft eines klimatisierten Gebäudes verwendet werden. Ebenso ist es möglich, die Umgebungsluft zu verwenden. Durch das Befeuchten des Luftstroms wird dessen Temperatur zunächst gesenkt. Anschließend wird der Luftstrom im Wärmetauschregister wieder erwärmt, wobei die noch verbliebenen Wassertröpfchen verdunsten. Aufgrund der Verdunstungsenthalpie wird dem Kühlmittel zusätzliche Wärmeenergie entzogen, so dass die Kälterückgewinnung und der Wirkungsgrad der gesamten Anlage verbessert wird.
Der erfindungsgemäße Rückkühler kann Bestandteil einer Klimaanlage, und/oder eines Kühlturms oder vergleichbaren Kühlsystems sein.
Weitere Merkmale, Vorteile und besondere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen

1 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rückkühlers;
2 eine schematische Seitenansicht einer gegenüber der Ausführungsform nach 1 abgewandelten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rückkühlers.

In 1 ist eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rückkühlers 10 dargestellt. Luft wird dem Rückkühler 10 mittels Luftzufuhr 12 über einen Lufteinlass 9 zugeführt. Die Luft tritt als Luftstrom 7 in den Luftströmungskanal 11 ein, da sie durch Ventilatoren 15, die stromabwärts von dem Kühlregister 14 angeordnet sind, durch das Kühlregister 14 hindurchgesaugt werden, um die Luft so in Richtung einer Luftabfuhr 13 zu befördern und die im Kühlregister 14 erwärmte Luft letztendlich durch die Luftabfuhr 13 aus dem Rückkühler 10 über einen Luftauslass 16 abzuführen. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Durchtrittsflächen des Lufteinlasses 9 und des Luftauslasses 16 zueinander senkrecht liegend ausgebildet.
Der Luftstrom passiert auf dem Weg durch den Luftströmungskanal 11 entlang einer Rückkühlerhauptausdehnungsrichtung 1 zunächst eine Reihe von als Düsen ausgebildete Befeuchtungsmittel 6. Mit deren Hilfe kann der Luftstrom im Bedarfsfall befeuchtet werden, wodurch durch einen adiabatischen Kühlungseffekt der verdunstenden Aerosolpartikel die Luft zunächst weiter abgekühlt wird, bevor sie auf das Kühlregister 14 trifft. Sind bei Auftreffen des Luftstroms auf das Kühlregister noch Aerosolpartikel in der Luft enthalten, verdunsten, bzw. verdampfen sie innerhalb des Kühlregisters, was einen weiteren Kühleffekt bewirkt. Das Kühlregister 14 weist stromabwärtsseitig angeordnete Registerflügelenden 14a, 14b auf, die näher an der Luftströmungskanalwand 17 angeordnet sind, als die stromaufwärtsseitigen Registerflügelenden 14c, 14d. Dadurch bildet das Kühlregister eine zur Grundfläche 2 liegendes V aus. Die Wärmetauschregisterhauptausdehnungen 1', 1" stehen dabei in einem Winkel von 35° aufeinander.
Die horizontale Mittelebene 1'" teilt den Fluidströmungskanal 11 in Höhenrichtung 3 in zwei zueinander symmetrische Hälften. Obere und untere Trennbleche 8a, 8b verhindern, dass ein Luftstrom außerhalb den Luftströmungskanal 11 unter Umgehung des Kühlregisters 14 passieren kann, um zur Luftabfuhr 13 zu gelangen. Das V-förmige Kühlregister 14 liegt also wie ein Keil im Luftstrom, wodurch dieser sich in zwei betragsmäßig nahezu gleichgroße Teilströme 7 aufteilt, um in jeweils einen der Registerflügel 20 einzutreten und durch Lamellenstrukturen hindurchzutreten. Dabei werden die Teilluftströme 7 des Luftstroms bei Durchtritt durch die Registerflügel 20 in die Richtung auf die horizontale Mittelebene 1'" gelenkt, wo sie sich wieder zu einem Gesamtluftstrom vereinigen. Bei Durchtritt der Teilluftströme 7 durch die Registerflügel 20 findet ein Wärmeaustausch statt, vom Kühlfluid, welches durch die Lamellen der Registerflügel 20 strömt, hin zum Luftstrom 7. Dadurch wird die Luft in den Teilluftströmen 7 erwärmt und das Wasser abgekühlt.
Das Kühlfluid wird den Registerflügeln 20 durch einen Kühlfluidzulauf 5 zugeführt und stammt von einem primären Kühlkreislauf (nicht gezeigt). Das Kühlfluid fließt nach Eintritt in die Registerflügel 20 durch die Lamellen derart, dass es entgegen dem Luftstrom 7 fließt. Nach Durchfließen der Registerflügel wird das abgekühlte Kühlfluid durch einen Kühlfluidablauf 4 wieder in den primären Kühlkreislauf zurückgeführt (nicht gezeigt).
Durch das Zusammenführen der Teilluftströme 7 in Richtung der horizontalen Mittelebene 1"' zu einem Gesamtluftstrom steigt der Betrag des Luftstroms stromabwärtsseitig vom Kühlregister 14 in einem Zentralbereich des Luftströmungskanals 11 gegenüber den Randbereichen an. Der Luftstrom wird durch die Ventilatoren 15 aus dem Luftströmungskanal 11 der Luftabfuhr 13 zugeführt.
In 2 ist eine gegenüber der Ausführungsform nach 1 abgewandelte Ausführungsform veranschaulicht. Die Ausführungsform nach 2 entspricht der Ausführungsform nach 1 mit dem einzigen Unterschied, dass das V-förmige Kühlregister 14 in entgegengesetzter Orientierung im Luftströmungskanal 11 angeordnet ist. Die Luft wird dem Rückkühler 10 in der Ausführungsform nach 2 mittels Luftzufuhr über einen Lufteinlass zugeführt. Die Luft tritt als Luftstrom 7 in den Luftströmungskanal 11 ein, da sie durch Ventilatoren 15, die stromabwärts von dem Kühlregister 14 angeordnet sind, durch das Kühlregister hindurch gesaugt werden. Der Luftstrom passiert auf dem Weg in den Luftführungskanal 11 entlang einer Rückkühlerhauptausdehnungsrichtung 1 zunächst eine Reihe von als Düsen ausgebildete Befeuchtungsmittel 6. Mit deren Hilfe kann der Luftstrom im Bedarfsfall befeuchtet werden, was bereits ausführlich anhand der Ausführungsform nach 1 beschrieben wurde. Auch bei der vorliegenden Ausführungsform liegt das V-förmige Kühlregister 14 wie ein Keil im Luftstrom, allerdings ist die Spitze des Keils hier zur abstromseitigen Seite des Luftstroms orientiert. Der Luftstrom tritt durch die Registerflügel 20 ein und wird in zwei betragsmäßig nahezu gleichgroße Teilströme aufgeteilt, die sich stromabwärts des Kühlregisters 14 wiedervereinigen. Bei der anhand von 2 vorgesehenen Orientierung des Wärmetauscherregisters 14 sind also die Registerflügel 14a, 14b derart angeordnet, dass die stromaufwärts positionierten Registerflügelenden der Wandung 17 des Luftströmungskanals 9 näher sind als ihre stromabwärts positionierten Registerflügelenden.
Bezugszeichenliste

1: Rückkühlerhauptausdehnungsrichtung
1', 1": Registerflügelhauptausdehnungsrichtung
1'": horizontale Mittelebene/-achse
2: Rückkühlergrundfläche
3: Rückkühlernebenausdehnungsrichtung 1/Höhe
4: Kühlfluidablauf
5: Kühlfluidzulauf
6: Befeuchtungsmittel
7: Teilluftstrom
8a: oberes Trennblech
8b: unteres Trennblech
9: Lufteinlass
10: Rückkühler
11: Luftströmungskanal
12: Lufteinstrom
13: Luftausstrom
14: Kühlregister
14a, 14b: stromabwärtige Registerflügelenden
14c, 14d: stromaufwärtige Registerflügelenden
15: Ventilator
16: Luftauslass
17: Luftströmungskanalwand
20: Registerflügel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 03/016789 A1 [0002]
US 5067560 [0003]
US 4909309 [0004]

Claims

Rückkühler (10), umfassend einen von Luft durchströmbaren, einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisenden Luftströmungskanal (11), der eine Luftzufuhr (12) und eine Luftabfuhr (13) fluidtechnisch miteinander verbindet, und mindestens ein von einem Kältefluid durchströmtes Wärmetauschregister (14) zur Rückkühlung aufweist, wobei das Wärmetauschregister (14) Registerflügel (14a, 14b), die jeweils ein im Luftströmungskanal (11) stromaufwärts positioniertes Registerflügelende und ein im Luftströmungskanal stromabwärts positioniertes Registerflügelende umfassen, aufweisen, die symmetrisch zu einer in Betriebsposition horizontalen Mittelebene (1"') des Luftströmungskanals (11) angeordnet sind, wobei die Registerflügel (14a, 14b) in dem Luftströmungskanal (11) derart angeordnet sind, dass ihre stromabwärts positionierten Registerflügelenden der Wandung (17) des Luftströmungskanals (9) näher sind, als ihre stromaufwärts positionierten Registerflügelenden oder wobei die Registerflügel (14a, 14b) in dem Luftströmungskanal (11) derart angeordnet sind, dass ihre stromaufwärts positionierten Registerflügelenden der Wandung (17) des Luftströmungskanals (9) näher sind, als ihre stromabwärts positionierten Registerflügelenden.
Rückkühler (10) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetauschregister (14) zwei Registerflügel (14a, 14b) aufweist.
Rückkühler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Registerflügel (14a, 14b) je eine Registerflügelhauptausdehnung (1', 1") aufweisen, wobei diese Registerflügelhauptausdehnungen (1', 1") zueinander einen Winkel von < 45° und > 20° einnehmen.
Rückkühler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückkühler eine stromabwärts der Registerflügel angeordnete Gebläseeinrichtung (15) umfasst, derart, dass Luft (7) durch die Registerflügel (14a, 14b) des Wärmetauschregisters (14) hindurchgesaugt wird.
Rückkühler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetauschregister (14) eine Durchströmungsfläche darstellt, die mehr als 80 % der Luftströmungskanalquerschnittsfläche füllt, insbesondere mehr als 95 % der Luftströmungskanalquerschnittsfläche füllt.
Rückkühler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Registerflügel (14a, 14b) Umlenkmittel aufweisen, die derart ausgebildet sind, dass sie im Betrieb die Luft in einen Richtung Mittelebene (1"') gerichteten Luftstrom (7) ausbilden, bei Durchströmen der Luft durch die Registerflügel (14a, 14b).
Rückkühler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Registerflügel (14a, 14b) derart innerhalb des Querschnitts des Luftströmungskanals (11) angeordnet sind, dass der Luftströmungskanal für die Luft in Vollstrom nur durch die Registerflügel (14a, 14b) durchtretbar ist.
Rückkühler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückkühler eine Kühlfluidzufuhr (5) und Kühlfluidabfuhr (4) aufweist, die derart mit den Registerflügeln (14a, 14b) verbunden ist, dass die Registerflügel von einem Kühlfluid, im Betrieb, gegen die Richtung des Luftstroms (7) von der Luftzufuhr (12) in Richtung zur Luftabfuhr (13) durchströmbar sind.
Rückkühler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückkühler (10) eine Rückkühlerhauptausdehnungsrichtung (1) aufweist, die im Wesentlichen parallel zur Richtung des Luftstroms (7), insbesondere vor und nach der Passage durch die Registerflügel (14a, 14b), ist.
Rückkühler (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Registerflügelhauptausdehnung (1', 1") und die Mittelebene (1', 1") einen Winkel von < 22,5° und > 10° aufspannen.
Rückkühler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Registerflügelhauptausdehnung (1', 1") entlang der Strömungsrichtung (1"') mehr als 50% der Länge des Luftströmungskanals (11) folgt, insbesondere von mehr als 70 % der Länge des Luftströmungskanals (11) folgt.
Rückkühler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtungen des Lufteinstroms (12) und des Luftausstroms (13) einen Winkel größer als 70° und kleiner als 120° aufspannen, insbesondere einen Winkel von größer 80° und kleiner 110° aufspannen, weiter insbesondere einen Winkel von größer 85 ° und kleiner 95° aufspannen.
Rückkühler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wärmetauschregister (14) ein Befeuchtungsmittel (6) stromaufwärts vorgelagert ist.
Rückkühler (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Befeuchtungsmittel Düsen umfassen, wobei die Düsen derart ausgebildet sind, dass ein Aerosol durch die Düsen in den Luftstrom (7) einbringbar ist, wobei 90 % der Tröpfchen einen Durchmesser kleiner als 10 µm aufweisen.
Rückkühler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückkühler (10) mindestens einen Kühleffektverstärkerbetrieb, insbesondere durch Sprühbefeuchtung aus einem Befeuchtungsmittel, aufweist.
Rückkühler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befeuchtungsmittel, insbesondere die Düsen im Luftströmungskanal relativ zu den Registerflügeln derart angeordnet sind, dass durch die Befeuchtungsmittelanordnung, insbesondere durch die Düsenanordnung, und/oder Befeuchtungsmittelform die Form der Registerflügel nachgebildet wird.
Rückkühler (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückkühler (10) mehrere Wärmetauschregister (14) umfasst, die im Luftströmungskanal (11) übereinander angeordnet sind, wobei sie eine parallele Durchströmung der Luft (7) durch die Vielzahl der Wärmetauschregister (14) ermöglichen und/oder, dass der Rückkühler (10) mehrere Wärmetauschregister (14) umfasst, die hintereinander in Strömungsrichtung angeordnet sind, wobei sie eine in Reihe geschaltete Durchströmung der Luft (7) durch die Vielzahl der Wärmetauschregister (14) ermöglichen.
Wärmetauschsystem, umfassend einen Rückkühler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 17.