DE2743449C2 - Verfahren zum Verändern der Kühlkapazität eines trockenen Turmes und Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens - Google Patents

Description

rerseits mit dam Ausgang und dem Eingang einer 20 den Turm enthaltenen Kühlelemente fest, und nur zwei Einrichtung in Verbindung stehen, in denen das Ar- ' ' ' ' "*"

beitsmittel aufgeheizt wird, wobei die Sammler zusätzlich über einen einen Schieber enthaltenden Bypass verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Hauptzuführungssammler (6) eine mit dem Hauptabführungssammler (7) verbundene Rückführleitung (11) angeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführleitung (11) mindestens eine Pumpe (12) aufweist.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verändern der Kühlkapazität eines trockenen Turmes mil Kühlclcmenten, bei dem ein veränderbarer Anteil des normalerweise durch die Kühlemente durchtretenden ArbeitsFaktoren schwanken. Dies ist die Temperatur des diesen zugcführicn Arbeitsmittels, welche Temperatur zum Beispiel von der augenblicklichen Leistung eines Elektrizitätswerkes abhängen kann, und die Temperatur der Kühlluft, die in einer nicht beeinflußbaren Weise schwankt, da sie vom Wetter und den allgemeinen klimatischen Bedindungen abhängt. Die am Wärmeaustausch teilnehmende Oberfläche wird bei Auslegen der Anlage als Funktion der Maximallcisiung eines Elektri-/iiäiswcrkes oder einer anderen Anlage unter Berücksichtigung der maximal zu erwartenden Umgebungstemperatur crrcchnci. Anders ausgedrückt und bei der Mehrzahl der Betricbsbcdinungen hat ein Kühlturm eine zu groüc Kapazität. Bei der Erfindung wird dies beriicksichiigt und darauf geachtet, daß die Temperatur des zu kühlenden Arbeitsmittels selbst bei klimatischen Bedingungen, bei denen eine Kühlung sehr wichtig ist. nichl unter einen kritischen Wert abfällt.

Bei Bedarf kann auch noch nichl oder erst teilweise

mittels über einen Bypass die Kühlelementc umströmt.

Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zum -to abgekühltes Arbeitsmittel, das aus einem Kühlclemenl

Durchführen dieses Verfahrens mit einem trockenen Turm mit Kühlelemcnten. deren Eingang an einen Hauptzuführungssammler und deren Ausgang an einen Hauptabführungssammler angeschlossen ist. die ihrerseits mit dem Ausgang und dem Eingang einer Einrichtung in Verbindung stehen, in denen das Arbeitsmittel aufgeheizt wird, wobei die Sammler zusätzlich über einen einen Schieber enthaltenden Nebenkreis verbunden sind.

Bei einem Verfahren der eingangs genannten Galtung wird das zu kühlende Arbeitsmittel den Kühlelcmenten des Turmes über eine Zuführungssammelleitung zugeleitet und anschließend über eine Abfiihrungssammelleitung zu einer Arbeitseinrichtung weitergegeben, die das Arbeitsmittel erwärmt. Die Zuführungsund die Abführungsleitungen sind in bekannter Weise über einen Bypass miteinander verbunden. Dies gestattet eine Regelung der Temperatur des Arbeitsmittels am Ausgang der Abführungslcitung und damit am Ein-

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gang der Arbeitseinrichtung. Beim Verfahren und der bo schema, Vih h d Efid wird ein solcher Bypass F i g

einer /weilen Reihe kommt, in weitere in Reihe liegende Kühlelementc erneut eingeführt werden. Bei bestimmten Grenzbedingungen kann sich die Temperatur am Ausgang des ersten Kühlclementes einem kritischen Wert annähern. In diesem Fall kann die Temperatur des zu kühlenden Arbeitsmittels am Eintritt, zum Beispiel des Kühlclemenl es der zweiten Reihe, angehoben werden. Damit wird aucii die Kapazität in diesem Kühlelcmenl erhöhl und damit die abgegebene Wärmemenge herabgesetzt.

Fine zweckmäßige Ausführungsform einer Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsg»;mäßen Verfahrens bildet den Gegenstand von Unteransprüchen.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform wird die F.rfindung nun näher beschrieben. In der Zeichnung ist

Fi g. I die Seitenansicht einer Vorrichtung mil einem Turm,

Fig. 2 ein die Ausführungsform erläuterndes Fließ-

Vorrichtung nach der Erfindung wird ein solcher Bypass bcibehalten, und es werden neue Mittel eingesetzt, um die Kühlkapazität des Turmes in großem Umfang zu verändern. Insbesondere wird eine Verringerung der Kühlkapazität zugelassen, falls die Temperatur am Ausgang des Turmes über einem bestimmten kritischen Wert bleiben soll, an dem /um Beispiel eine Zustandsänderung des Arbeitsmittels eintritt.

Fig. 3 ein die Ausführungsform erläuterndes Schaltbild,

F i g. 4 ein Fließschema ähnlich F i g. 2 einer weiteren Aüsführiingsform der Erfindung.

Fig. 1 /cigi in schemaiischer Weise eine Anlage bzw. eine Wärmequelle. In der Anlage 1 wird ein Arbeitsmittel aufgeheizt, das dann im Turm 2 gekühlt wird.

Der Turm 2 enthält ein Stützgerüst 3 für einen einen

Kamin bildenden Mantel 4. Im Turm 2 sind zum Beispiel in dem Raum zwischen dem Boden und dem unleren Ende des Mantels 4 Kühlelemente 5 angeordnet Die Kühlelemente sind parallel zueinander zwischen dem Hauptzuführungssammler 6 und dem Hauptabführungssammler 7 für das zu kühlende Arbeitsmittel angeordnet Das Arbeitsmittel kam? Wasser sein, eine wäßrige Lösung oder auch Dampf.

In F i g. 2 werden die gleichen Elemente der Anlage 1 gezeigt Es wird gezeigt, daß die Kühlelemente 5 aus mehreren in Reihe liegenden Kühlelementen 5a, 5b ... 5n bestehen können.

Die Sammler 6 bzw. 7 sind außerhalb der Anlage 1 über einen Bypass 8 mit einem Schieber 9 verbunden. Ein zweiter Schieber 10 liegt in dem zu den Kühlelcmenten 5 führenden Sammler 6. Der Schieber tO liegt strömungsahwärts des Anschlusses 9a des Bypasses 8 am Hauptzuführungssammler 6.

Das zu kühlende Arbeitsmittel wird ganz oder teilweise durch die im Turm 2 enthaltenen Kühlelemente 5 durchgeleitet oder in gleicher Weise ganz oder teilweise durch den Bypass 8 durchgeführt Damit kann die Temperatur des abgekühlten Arbeitsmittels vor dem Rücklauf in die Anlage 1 geregelt werden. Bei Bedarf kann sie auf einem konstanten Wert gehalten werden. Hierzu ermöglicht der Bypass 8 durch Betätigen der Schieber 9 und 10 ein Einmischen von von der Anlage 1 kommendem heißen Arbeitsmittel in das von den Kühlelementen des Turmes 2 kommende gekühlte Arbeitsmiitcl in sämtlichen Mengenverhältnissen.

Die charakteristischen Eigenschaften des Turmes 2 und insbesondere die Anzahl der in ihm enthaltenen Kühlelemente 5 werden im Hinblick auf eine ausreichende Kühlung des heißen Arbeitsmittels bestimmt. Dabei wird die sehr starke Hitze berücksichtigt, auf die die in dem Turm umlaufende Kühlluft vor ihrem Durchlauf durch die Kühlelemente 5 treffen kann.

Falls die Luft vor ihrem Durchtritt durch die Kühlelemente 5 kalt ^;st, wird die Kühlkapazität des Turmes äußerst wichtig. Es kann der Fall eintreten, daß das in den Kühlelementen 5 umlaufende Arbeitsmittel zu stark abgekühlt wird und seine Temperatur unter einen kritischen Wert abfällt. Hierbei kann es sich zum Beispiel um eine Temperatur handeln, bei der das Arbeitsmittel seinen Zustand ändert, insbesondere ein Gel im Fall einer Flüssigkeit.

Eine erste Ausführungsform zum Herabsetzen der Kühlkapazität des Turmes liegt in der Einrichtung einer eine Pumpe 12 enthalterden Rückführungsleitung Nach der Darstellung in Fi g. 2 ist die Rückführungsleitung 11 an die Sammler 6 und 7 angeschlossen. Das heißt, daß sie den Hauptabführungssammler 7 strömungsabwärts des Schiebers 10 an den Hauptzuführungssammler 6 anschließt.

Bei Einschalten der Pumpe 12 strömt das Arbeitsmit tel in Richtung der Pfeile. Damit erhöht sich die Menge des die Kühlelemente 5 durchlaufenden Arbeitsmittels. Ein Teil des auf diese Weise dem Eingang der Kühlelemente 5 zugeführten Arbeitsmittel stammt von deren Ausgang. Entsprechend wird die Temperatur des Arbeitsmittels an ihrem Eingang herabgesetzt. Diese doppelte Wirkung hat zur Folge, daß die den Kühlelementen entnommene Wärme wie auch der Temperaturabfall des Arbeitsmittels sinken und damit schließlich die Temperatur des Arbeitsmittels am Ausgang der Kühlelemente ansteigt. Beide Wärme- bzw. Temperaturbeträge bzw. -werte sind im übrigen einander gleich. Die Inbetriebnahme der Rückführung ermöglicht insbesondere die gleiche Wärmeabgabe der Kühlelemente auch bei tieferen Kühllufttemperaturen wiederzufinden, wobei die Temperatur am Ausgang der Kühlelemente auf einem Wert über oder gleich dem kritischen Wert gehalten wird.

In F i g. 3 zeigt die Kurve I die Kühlkapazität ohne Rückführung und Kurve Il zeigt die Kühlkapazität des gleichen Turmes mit Rückführung. Man erkennt, daß die Temperatur fi, das heißt die Eingangstemperatur ίο ohne Rückführung, über der Temperatur /Ί liegt, die die Eingangstemperatur mit Rückführung darstellt Dies steht im Gegensatz dazu, daß die Austrittstemperatur f\ ohne Rückführung tiefer als die Austrittstemperatur t'₂ mit Rückführung liegt.

Fig.4 zeigt eine Ausführungsform, die in dem Fall angewendet wird, in dem sich die Kühlelemente aus zwei oder mehreren für das zu kühlend? Arbeitsmittel in Reihe liegenden Kühlelementen zusammensetzen. Das heißt, daß eine Kette von Kühlelementen vorliegt Diese Ausführungsform enthält minde^ns einen Einicitüiigskreis 13, der strörr.ungsabvvärts üss Schiebers 10 vor der Rückführung U und hinter dem Bypass 8 an den Hauptzuführungssammler 6 angeschlossen ist Der Kreis 13 kann auch strömungsaufwärts des Schiebers 10 angeschlossen werden, und dies kann sowoh! strömungsaufwärts als auch strömungsabwärts des Anschlusses des Bypasses 8 erfolgen. Der Einleitungskreis 13 enthält mindestens eine Pumpe 14. Diese dient bei Bedarf zum Erhöhen der Menge des zu kühlenden Arbeitsmittcls am Eingang der Kühlelemente, die dem ersten Kühlelement jeder Kühlkette unmittelbar folgen, das heißt gerechnet von den Elementen der zweiten Reihe.

In Reihe mit der Pumpe 14 ist im Einleitungskreis 13 j5 gleichermaßen noch ein Schieber 15 vorgesehen. Mit diesem wird die Menge des durch den Einleitungskreis störmenden Arbeitsmittels geregelt. Gegebenenfalls wird der Einleitungskreis auch vollständig abgeschaltet

Hierzu 1 B'att Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verändern der Kühlkapazität eines trockenen Turmes mit Kühlelemenien. bei dem ein veränderbarer Anteil des normalerweise durch die Kühlelemente durchtretenden Arbeitsmittels über einen Bypass die Kühlelementc umströmt, d a durch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein schon abgekühlter Anteil des Arbeitsmittels zum Eingang der Kühlelemente zurückgeführt wird, wenn die Temperatur des gekühlten Arbeitsmittels in diesen Elementen bis zu einem kritischen Wert abzufallen neigt.

2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem trockenen Turm mit Kühlelementen, deren Eingang an einen Hauptzuführungssammler und deren Ausgang an einen Hauptabfühn'ngssammler angeschlossen ist. die ihi i d A d d Ein iner

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung zu verhindern, daß die Temperatur des in den Kühlelemenlen umlaufenden Arbeitsmittels unter einen Mindestwert abfällt. Die Lösung für diese Aufgabe ergibt sich nach der Erfindung dadurch, daß zusätzlich ein schon abgekühler Anteil des Arbeitsmittels zum Eingang der Kühlclemcnte zurückgeführt wird, wenn die Temperatur des gekühlten Arbeitsmittels in diesen Elementen bis

in zu einem kritischen Wert abzufallen neigt.

Auf diese Weise erhöht man einerseits den Durchlauf, denn die Menge der abgegebenen Wärme wird herabgesetzt. Gleichzeitig wird die abgegebene Wärmemenge durch Absenken der Einlritlslcmpcratur noch einmal

t-i verringert. Während der in den Kühlelcmenlen bewirkte Wärmeübergang sinkt, sinkt auch der Durchsatz durch den Turm, und der mit den betroffenen Kühlclcmcnten bewirkte Wärmeübergang sinkt noch einmal ab. Beim Bau einer Kühlanlage steht die Anzahl der in