DE2901127C2

DE2901127C2 - Cooling system

Info

Publication number: DE2901127C2
Application number: DE19792901127
Authority: DE
Inventors: Shigeru Sakai Mori; Katsumi Kawachinagano Sakitani
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd; Daikin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd; NEC Corp
Priority date: 1979-01-12
Filing date: 1979-01-12
Publication date: 1986-11-20
Also published as: DE2901127A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kühlsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a cooling system according to the preamble of claim 1.

Ein derartiges Kühlsystem ist aus der DE-PS 5 43 370 bekannt Bei diesem bekannten Kühlsystem wird die Kälte der Außenluft übertragen und in einem entsprechenden Speicher gespeichert und zum Kühlen eines Raumes verwendet Das Lösungsprinzip ist im wesentlichen darauf gerichtet durch einen einmal gekühlten Kältespeicher oder durch einen im Winter versorgten Kältespeicher im Sommer, d. h. in einer neuen Jahreszeit bzw. für einen sehr großen Zeitraum einen Raum zu kühlen. Daher spielen bei einem derartigen System die Wärmeübertragungsmenge und der Wirkungsgrad keine besondere Rolle.Such a cooling system is known from DE-PS 5 43 370. In this known cooling system, the Transferring the cold of the outside air and storing it in a corresponding memory and for cooling a The principle of the solution is essentially directed towards this by means of a once cooled Cold storage or by a cold storage supplied in winter in summer, d. H. in a new season or to cool a room for a very long period of time. Hence play in such a system the amount of heat transfer and the degree of efficiency do not matter.

Aus der GB-PS 2 93 710 ist eine Wärmespeicherkam-ΐπετ mit Verwendung einer Döppeirohrkonstruklion bekanntFrom GB-PS 2 93 710 a heat storage came-ΐπετ with the use of an angled pipe construction known

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Kühlsystem zu schaffen, welches unter Ausnutzung des Temperaturzyklus eines Tages mit einem relativ großen Wärmeaustausch und einem guten Wirkungsgrad arbeitetThe object of the invention is to provide a cooling system to create which, taking advantage of the temperature cycle of a day with a relatively large heat exchange and works with good efficiency

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst wobei es angestrebt ist das Kühlsystem mit natürlichem Umlauf auf wirkungsvolle Weise im Nacht- und Tagbetrieb arbeiten zu lassen.According to the invention, this object is achieved by the features of claim 1, which is aimed at is the natural circulation cooling system to work effectively in night and day mode permit.

Diese Lösung betrifft eine besondere Anordnung des Wärmetauschers innerhalb eines geschlossenen Kreislaufs. Das Kältemittel ist so in das System eingefüllt, daß es im flüssigen Zustand innerhalb des Innenrohres des Wärmespeichers ein Niveau etwa in der Mitte des Querschnitts einnimmt Dank dieser Verhältnisse im Innenrohr erfolgt auf höchst wirksame Weise so ein Verdampfen und Kondensieren düs Ka¹UCmittels, welches im geschlossenen Kreislauf durch die Schwerkraft natürlich zirkuliert daß das gasförmige Kältemittel in der oberen Hälfte des Innenrohres gekühlt wird und kondensiert während das flüssige Kältemittel zum Füllen der oberen Hälfte des Innenrohres verdampftThis solution relates to a special arrangement of the heat exchanger within a closed circuit. The refrigerant is introduced into the system, that it in the liquid state within the inner tube of the heat accumulator a level approximately in the center of the cross section takes Thanks to these ratios in the inner tube is effected in a highly efficient manner so evaporating and condensing düs Ka ¹ UCmittels which in closed loop naturally circulated by gravity that the gaseous refrigerant in the upper half of the inner tube is cooled and condensed while the liquid refrigerant evaporates to fill the upper half of the inner tube

Somit kann das Kühlen ohne das Erfordernis äußerer Energie und ohne häufige Wartung durchgeführt werden. Thus, cooling can be performed without the need for external power and without frequent maintenance.

Innerhalb des geschlossenen Kreislaufs ist der Wärmespeicher zwischen den beiden Wärmetauschern vorgesehen. Somit kann das aufgrund der geringeren Nachtemperatur kondensierte flüssige Kältemittel von dem einen Wärmetauscher langsam in den Wärmespeicher und den anderen Wärmetauscher fließen, was aufgrund der Schwerkraft erfolgt. Das im zweitgenannten Wärmetauscher befindliche gasförmige Kältemittel und das im Wärmespeicher verdampfte Kältemittel kann langsam in den erstgenannten Wärmetauscher fließen. Auf diese Weise besteht ein natürlicher Umlauf des Kältemittels einschließlich des Phasenwechsels.The heat accumulator is located within the closed circuit provided between the two heat exchangers. This can be due to the lower night-time temperature condensed liquid refrigerant from one heat exchanger slowly into the heat accumulator and flow through the other heat exchanger, which is due to gravity. That in the second-named heat exchanger gaseous refrigerants and the refrigerant evaporated in the heat accumulator can slowly flow into the first-mentioned heat exchanger. In this way there is a natural circulation of the refrigerant including the phase change.

Wenn tagsüber die Außentemperatur ansteigt, wird in ähnlicher Weise der Naturumlauf des Kältemittels aufgrund der Schwerkraft erreicht, da der nun als Kondensator arbeitende Wärmespeicher oberhalb des inneren Wärmetauschers angeordnet ist, der als Verdampfer arbeitet.If the outside temperature rises during the day, the natural circulation of the refrigerant is similar reached due to gravity, as the now working as a condenser heat storage above the inner Heat exchanger is arranged, which works as an evaporator.

Somit erfüllt der erfindungsgemäße Wärmespeicher zwei Funktionen, d. h. er kann nachtsüber als Verdump-Thus, the heat accumulator according to the invention fulfills two functions, d. H. at night he can act as a dump

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fer und tagsüber als Kondensator arbeiten. Dies wird dadurch erreicht, daß der Wärmespeicher horizontal angeordnet ist und mit flüssigem Kältemittel bis zur Hälfte des Durchmessers des Innenrohres gefüllt ist Die Kondensation erfolgt bei einem guten Wirkungsgrad, da ungefähr die Hälfte der Gesamtoberfläche des Innenrohres oberhalb des Niveaus des flüssigen Kältemittels als Wärmeübertragungsfläche dientfer and work as a capacitor during the day. This is achieved in that the heat accumulator is arranged horizontally and is filled with liquid refrigerant up to half the diameter of the inner tube The condensation takes place with a good efficiency, since about half of the total surface of the inner tube serves as a heat transfer surface above the level of the liquid refrigerant

Es wird keine elektrische- oder Verbrennungsenergie für die Zirkulation des Kältemittels benötigt. Ebenfalls wird keine elektrische- oder Verbrennungsenergie benötigt wenn der Wärmeaustausch der Wärmetauscher nur mittels der natürlichen Konvektion der Luft stattfindet Sogar wenn motorangetriebene Ventilatoren zur erhöhten Strömung um die Wärmetauscher herum verwendet werden, ist die von den Ventilatoren verbrauchte Energie vernachlässigbar gering.No electrical or combustion energy is required to circulate the refrigerant. Likewise no electrical or combustion energy is required when the heat exchange takes place in the heat exchanger only takes place by means of the natural convection of the air Even when motor-driven fans are used increased flow around the heat exchangers is that consumed by the fans Energy negligibly low.

Bemerkenswert ist daß das Kühlsystem, das keine oder ausgesprochen wenig elektrische Energie verbraucht wirkungsvoll Geräte in einem Gehäuse kühlen kann. Dahingehend ist das erfindungsgemäße System besonders für unbewachte Sendestationen geeignet die sich in der Wüste oder ähnlichen Gegenden befinden, in denen der Unterschied zwischen der Tag- und Nachttemperatur sehr groß ist beispielsweise zwischen 35°C und 50⁰C.It is noteworthy that the cooling system, which consumes no or very little electrical energy, can effectively cool devices in a housing. To this end, the inventive system is suitable which are particularly suitable for unattended transmitting stations in the desert, or similar areas where the difference between the day and night temperature is very large, for example between 35 ° C and 50 ⁰ C.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 2, gemäß dem das Kältemittel im zweiten Wärmetauscher für das Kühlen des begrenzten Raums verdampft wird. Das gasförmige Kältemittel strömt vom oberen Ende des zweiten Wärmetauschers durch die erste Leitung nach oben und gelangt zum ersten Wärmetauscher, welcher als Kondensator wirksam ist in dem das gasförmige Kältemittel zu einem flüssigen Kältemittel kondensiert Das so erzeugte flüssige Kältemittel gelangt durch den ersten Wärmetauscher und verläßt das untere Ende desselben in eine zweite Leitung. So zirkuliert das Kältemittel auf einwandfreie und ungestörte Weise nur durch die Schwerkraft.Another advantageous embodiment of the invention results from claim 2, according to which the refrigerant in the second heat exchanger for cooling the limited space is evaporated. The gaseous refrigerant flows from the top of the second heat exchanger up through the first line and arrives at the first heat exchanger, which acts as a condenser is effective in that the gaseous refrigerant condenses to a liquid refrigerant liquid refrigerant passes through the first heat exchanger and exits the lower end of the same into a second line. So the refrigerant circulates in a perfect and undisturbed way only through the Gravity.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigenThe invention is explained below with reference to the exemplary embodiments shown purely schematically in the drawings explained in more detail. Show it

Fig. IA und IB Ansicht und Aufriß einer gewöhnlichen Radiorclaisstation;Figs. 1A and 1B are a view and elevation of an ordinary one Radiorclaisstation;

F i g. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Radiorel&isstation;F i g. Fig. 2 is a partially sectioned side view of a radio relay;

Fig.3A und 3B Vorder- und Seitenansichten eines Kühlgerätes und eines, in dem Gehäuse der Radiorelaisstation angeordneten Wärmespeichers;3A and 3B front and side views of a Cooling device and a heat accumulator arranged in the housing of the radio relay station;

Fig. 4 ein Temperauirzeitdiagramm der in Fig.3A und 3B gezeigten Einrichtungen;Fig. 4 is a temperature time diagram of the in Fig.3A and devices shown in FIG. 3B;

F ι g. 5 üne andere Ausführungsform, bei der das Gehäuse der Station oberhalb der Erdoberfläche angeordnet ist;Fig. 5 another embodiment in which the housing the station is located above the surface of the earth;

F i g. 6 eine weitere Ausführungsform, bei der das Gehäuse halb in den Erdboden eingegraben ist;F i g. 6 shows a further embodiment in which the housing is half buried in the ground;

F i g. 7 eine weitere Ausführungsform, bei der das Gehäuse vollständig unterhalb der Erdoberfläche liegt;F i g. 7 shows a further embodiment in which the housing is completely below the surface of the earth;

F i g. 8 eine weitere Ausführungsform;F i g. 8 a further embodiment;

F i g. 9A, 9 B und 9C verschiedene Rohrleitungsanordnungen für die verschiedenen Ausführungsformen; und F i g. 10 eine weitere Ausführungsform.F i g. 9A, 9B and 9C different pipeline arrangements for the different embodiments; and F i g. 10 a further embodiment.

F i g. 1A und 1B zeigen schematisch den Aufbau einer typischen Radiorelaisstation, die einem Stahlmast 20 für eine Parabolantenne und ein Gebäude für die Aufnahme verschiedener Sendegeräte 2' aufweist. Diese gewöhnliche Relaisstation hat einen Energieverbrauch von ungefähr 1 kW. Um diesem Energiebedarf Rechnung zu tragen, sind bei gewöhnlichen Relaisstationen zur Erzeugung der notwendigen elektrischen Energie Generatoren 22 vorgesehen. Die erzeugte elektrische Energie wird über einen Gleichrichter 23 und Batterien 24 den Sendegeräten 2' und ebenfalls einem, von einem Motor angetriebenen Kompressor eines Kühlsystems 4' zur Kühlung der Sendegeräte 2' zugeführt Eine ge wohnliche Relaisstation erfordert daher eine häufigeF i g. 1A and 1B schematically show the structure of a typical radio relay station, which includes a steel mast 20 for a parabolic antenna and a building for the recording different transmitting devices 2 '. This ordinary relay station has an energy consumption of about 1 kW. In order to take this energy requirement into account, standard relay stations Generators 22 are provided for generating the necessary electrical energy. The generated electrical Energy is supplied via a rectifier 23 and batteries 24 to the transmitter 2 'and also to one from one Motor-driven compressor of a cooling system 4 'for cooling the transmitting devices 2' supplied A ge homely relay station therefore requires a frequent one

ίο Versorgung mit Brennstoff mit einer nicht unerheblichen Instandhaltung.ίο Supply of fuel with a not inconsiderable Maintenance.

In den F i g. 2,3A und 3B ist eine Radiorelaisstation 1 mit einem Stahlmast 20 für eine Parabolantenne und ein Gehäuse 3 für die Aufnahme der Sendegeräte zur Ver-Stärkung des Kurzwellensignals gezeigt. Die Wände des Gehäuses 3 weisen eine Lage wärmeisolierenden Materials 8, wie z. B. Urethanschaum oder ähnliches in Sandwichbauweise zwischen Stahlplatten auf, die mit einer weißen Vinylchloridschicht beschichtet sind. Die Oberseite des Gehäuses ist mit einem Sonnendach 9 versehea Das Gehäuse 3 besteht somit -»us einer wärmeisoüerenden Konstruktion und kann a.jf dem Boden angeordnet werden.In the F i g. 2,3A and 3B is a radio relay station 1 with a steel mast 20 for a parabolic antenna and a housing 3 for receiving the transmission devices for reinforcement of the shortwave signal. The walls of the housing 3 have a layer of heat insulating material 8, such as B. urethane foam or the like in a sandwich construction between steel plates with a coated with a white vinyl chloride layer. The top the housing is provided with a sunroof 9. The housing 3 thus consists of a heat-insulating Construction and can be arranged a.jf the floor.

Ein für die Relaisstation 1 verwendetes Kühlgerät 4 (siehe F i g. 3A) umfaßt einen äußeren, auf einen: Gestell 10 auf der Oberseite des Gehäuses 3 angeordneten Wärmetauscher 6 und einen inneren Wärmetauscher 7, der in einer Höhe unterhalb des äußeren Wärmetauschers 6 angeordnet ist. Die Wärmetauscher 6 und 7 arbeiten als Kondensator bzw. als Verdampfer und sind miteinander über ein Rohrleitungssystem zur Ausbildung eines geschlossenen Kreislaufs verbunden, der mit einem kondensierbaren gasförmigen Kältemittel gefüllt ist Das Kältemittel zirkuliert in dem geschlossenen Kreislauf durch Naturumlauf aufgrund der Schwerkraft Aus Fig.3A ist ersichtlich, daß der äußere Wärmetauscher 6 so schräggestellt ist, daß eine untere Sammelleitung 6b am Auslaß für das flüssige Kältemittel unterhalb des Wärmetauschers 6 angeordnet ist. während der innere Wärmetauscher 7 so geneigt ist, daß eine obere Sammelleitung 7a am Auslaß für gasförmiges Kühlmitte¹ oberhalb des Wärmetauschers 7 angeordnet ist. Die Wärmetauscher 6 und 7 sind miteinander über eine einzige Kältemittelrohrleitung 11 verbunden die die untere Sammelleitung 66 des Wärmetauscher» 6 und die obere Sammelleitung Ta des Wärmetausches 7 verbindet. A cooling device 4 (see FIG. 3A) used for the relay station 1 comprises an outer heat exchanger 6 arranged on a frame 10 on the upper side of the housing 3 and an inner heat exchanger 7 arranged at a height below the outer heat exchanger 6 is. The heat exchangers 6 and 7 work as a condenser or as an evaporator and are connected to one another via a pipeline system to form a closed circuit that is filled with a condensable gaseous refrigerant.The refrigerant circulates in the closed circuit by natural circulation due to gravity It can be seen that the outer heat exchanger 6 is inclined in such a way that a lower collecting line 6b is arranged at the outlet for the liquid refrigerant below the heat exchanger 6. while the inner heat exchanger 7 is inclined so that an upper manifold 7a is arranged at the outlet for gaseous cooling medium ¹ above the heat exchanger 7. The heat exchangers 6 and 7 are connected to one another via a single refrigerant pipe 11 which connects the lower collecting line 66 of the heat exchanger 6 and the upper collecting line Ta of the heat exchanger 7.

Weiter ist ein Wärmespeicher 5 in einer Höhe unterhalb des äußeren Wärmetauschers 6 und oberhalb des inneren Wärmetauschers 7, d. h. zwischen dem Wärmetauscher 6 und 7 angeordnet. Der Wärmespeicher 5 weist mehrere Seite an Seite in einer horizontalen Ebene angeordnete Doppelrohre auf, wobei jedes Doppelrohr ein Innenrohr 12 und ein Außenrohr 13 umfaßt. In regelmäßigen Intervallen sind am äußeren Umfang des Innenrohrs 12 L?nellen 14 vorgesehen. Der Ringspalt zwischen dem Innen- und Außenrohr 12 und 13 eines jeden Doppelrohres ist mit einem Wärmespeichermittel gefüllt.Next is a heat accumulator 5 at a height below the outer heat exchanger 6 and above the inner heat exchanger 7, d. H. arranged between the heat exchanger 6 and 7. The heat accumulator 5 comprises a plurality of double tubes arranged side by side in a horizontal plane, each double tube an inner tube 12 and an outer tube 13 comprises. At regular intervals are on the outer circumference of the Inner tube 12 lamellas 14 are provided. The annular gap between the inner and outer tubes 12 and 13 of a each double tube is filled with a heat storage medium.

Gasrohre 16 und Flüssigkeitsrohre 17 sind mit den oberen urd unteren Seiten der inneren Rohre 12 verbunden. Diese Gas- und Flüssigkeitsrohre 16 und 17 sind mit oberen und unteren Seiten der oberen Sammelleitung 7a, d. h. der Gasseite und Flüssigkeitsseite der oberen Sammelleitung 7a zur Ausbildung eines geschlossenen Nebenschlußkroislaufi verbunden. Der geschlossene Nebenschiußkreislauf ist mit dem vorher erwähnten geschlossenen Kreislauf verbunden. Die Anordnung istGas pipes 16 and liquid pipes 17 are connected to the upper and lower sides of the inner pipes 12. These gas and liquid pipes 16 and 17 have upper and lower sides of the upper manifold 7a, d. H. the gas side and liquid side of the upper manifold 7a to form a closed Shunted croissants connected. The closed one The shunt circuit is connected to the aforementioned closed circuit. The arrangement is

so, daß ein geschlossener natürlicher Umlauf aufgrund der Schwerkraft zwischen dem Wärmespeicher 5 und dem äußeren Wärmetauscher 6 oder zwischen dem Wärmespeicher 5 und dem inneren Wärmetauscher 7 stattfindet, so daß der Wärmespeicher 5 als Verdampfer oder als Kondensator in Abhängigkeit von der Außentemperatur arbeitet.so that a closed natural circulation due to gravity between the heat accumulator 5 and the outer heat exchanger 6 or between the heat accumulator 5 and the inner heat exchanger 7 takes place, so that the heat accumulator 5 operates as an evaporator or as a condenser depending on the outside temperature.

Die oben erwähnten Kreisläufe sind mit einem kondensierbaren gasförmigen Kältemittel gefüllt, das in Abhängigkeit einer vorbestimmten Temperaturänderung von der Flüssigkeitsphase in die Gasphase oder umgekehrt übergeht.The circuits mentioned above are filled with a condensable gaseous refrigerant, which is dependent on a predetermined temperature change passes from the liquid phase to the gas phase or vice versa.

Da der Wärmespeicher 5 als Verdampfer und ebenfalls als Kondensator arbeitet, ist die Kühlmittelmenge in dem geschlossenen Kreislauf so ausgewählt, daß die inneren Rohre 12 bis zur Mitte des Durchmessers des inneren Rohres mit dem Kühlmittel bei einem vorbestimmten Druck gefüllt sind (siehe Fig. 10). Der Wärmeaustausch wird in jedem Mantelrohr zwischen dem im innerer. Rohr !2 fließender. Kältemittel und dem ins Ringraum befindlichen Wärmespeichermittel in Abhängigkeit der Verdampfung oder Kondensation des Kältemittels im Innenrohr 12 durchgeführt. Das heißt, wenn das Kältemittel im Innenrohr verdampft, wird das Wärmespeichermedium 15 gekühlt, während, wenn das Kältemittel kondensiert wird, das Wärmespeichermedium IS erwärmt wird.Since the heat accumulator 5 works as an evaporator and also as a condenser, the amount of coolant is selected in the closed circuit so that the inner tubes 12 to the middle of the diameter of the inner tube are filled with the coolant at a predetermined pressure (see Fig. 10). The heat exchange takes place in each jacket tube between the inside. Pipe! 2 more flowing. Refrigerant and the ins Heat storage means located in the annular space, depending on the evaporation or condensation of the refrigerant in the inner tube 12. That is, if As the refrigerant evaporates in the inner pipe, the heat storage medium 15 is cooled, while, when the refrigerant is condensed, the heat storage medium IS is heated.

Das erwähnte kondensierbare gasförmige Kältemittel hat vorzugsweise eine große latente Wärme und einen hohen Sättigungsdruck. Derartige Kältemittel sind z. B. fluorhaltige Kältemittel wie z. B. R-22 (CHF₂CI. Chlordifluormethan), R-12 (CCl₂F₂, Dichlordifluormethan). R-U (CCl₃F, Trichlorfluormethan) oder ähnliche und werden gewöhnlich als Kältemittel für diese Kühlsysteme verwendet. Das Kältemittel R-22 hat einen hohen Sättigungsdruck innerhalb eines hohen Temperaturbereichs und ist für das vorliegende Kühlsystem vom Standpunkt des Kühlwirkungsgrades am besten geeignet.The aforementioned condensable gaseous refrigerant preferably has a large latent heat and a high saturation pressure. Such refrigerants are z. B. fluorine-containing refrigerants such. B. R-22 (CHF ₂ CI. Chlorodifluoromethane), R-12 (CCl ₂ F ₂ , dichlorodifluoromethane). RU (CCl ₃ F, trichlorofluoromethane) or similar and are commonly used as refrigerants for these cooling systems. The refrigerant R-22 has a high saturation pressure within a high temperature range and is most suitable for the present refrigeration system from the standpoint of refrigeration efficiency.

Das als Wärmespeichermedium 15 verwendete Mittel muß eine große spezifische Wärme und einen Schmelzpunkt aufweisen, der der höheren Temperatur des Innenraums des Gehäuses 3 entspricht. Gleichzeitig muß die Phasenänderungstemperatur vom flüssigen in den festen Zustand und umgekehrt im wesentlichen konstant sein. Weiter soll das Mittel einen kleinen Unterkühlungsbereich aufweisen, wenig korrosiv, ungiftig und billig sein.The means used as the heat storage medium 15 must have a large specific heat and a melting point which corresponds to the higher temperature of the interior of the housing 3. At the same time must the phase change temperature from the liquid to the solid state and vice versa must be essentially constant. Furthermore, the agent should have a small area of hypothermia, be less corrosive, non-toxic and to be cheap.

Es bieten sich als Wärmespeichermedium 15 verschiedene Mittel an, von denen die Fettsäuren mit einem Schmelzpunkt nahe der Raumtemperatur des Gehäuses ein typisches Beispiel bilden, d.h. Caprylsäure (C₇Hi₅COOH. Schmelzpunkt 16°C). Caprinsäure (C₉H₁₉COOH, 31,5⁰C) Undezylinsäure (CoH₂₁COOH, 28,6° C), Laurinsäure (Ci 1H₂₃COOH, Schmelzpunkt 44⁰C), Myristinsäure (Ci₃H₂₇COOH, 58° C) und Palmitinsäure (Ci5H₃i, 63—64°C); feste Paraffine haben einen Schmelzpunkt zwischen 37,8° C und 64,6° C; Dichlorbenzol (P-CeH«CI₂) hat einen Schmelzpunkt zwischen 52—54° C. Ähnliche Verbindungen können je nach Raumtemperatur innerhalb des Gehäuses 3 verwendet werden.Various means are available as heat storage medium, of which the fatty acids with a melting point close to room temperature of the housing form a typical example, ie caprylic acid (C ₇ Hi ₅ COOH. Melting point 16 ° C.). Capric acid (C ₉ H ₁₉ COOH, 31.5 ⁰ C) undecylic acid (CoH ₂₁ COOH, 28.6 ° C), lauric acid (Ci 1H ₂₃ COOH, melting point 44 ⁰ C), myristic acid (Ci ₃ H ₂₇ COOH, 58 ° C) and palmitic acid (Ci5H ₃ i, 63-64 ° C); solid paraffins have a melting point between 37.8 ° C and 64.6 ° C; Dichlorobenzene (P-CeH «CI ₂ ) has a melting point between 52-54 ° C. Similar compounds can be used inside the housing 3, depending on the room temperature.

Der Ringraum zwischen dem Innenrohr 12 und dem Außenrohr 13 ist bis zu 95% seines Volumens mit dem Wärmespeichermittel 15 im flüssigen Zustand gefüllt, während der verbleibende Volumenabschnitt mit Stickstoff (N₂) gefüllt ist, bis der innere Druck auf 3,924 bar angestiegen ist. Infolge des Ansteigens des innerenThe annular space between the inner tube 12 and the outer tube 13 is filled up to 95% of its volume with the heat storage medium 15 in the liquid state, while the remaining volume section is filled with nitrogen (N ₂ ) until the internal pressure has risen to 3.924 bar. As a result of the rise of the inner Drucks kann der Ringraum zwischen dem inneren und äußeren Rohr 12 und 13 auf einem Druck gehalten werden, der höher als der atmosphärische Druck ist, sogar dann, wenn das gekühlte Wärmespeichermedium 15 erstarrt, wobei es sein Volumen vermindert, so daß ein Eindringen von Außenluft sogar dann vermieden wird, wenn das äußere Rohr 13 nicht vollkommen luftdicht ist. Der äußere und innere Wärmeaustauscher 6 und 7 ist vorzugsweise ein Kreuzstrom-Wärmetauscher, der fürPressure can be the annulus between the inner and outer tubes 12 and 13 are maintained at a pressure higher than atmospheric pressure, even when the cooled heat storage medium 15 solidifies, wherein it reduces its volume, so that a Ingress of outside air is prevented even if the outer tube 13 is not completely airtight. The outer and inner heat exchangers 6 and 7 is preferably a cross-flow heat exchanger which is suitable for den Wärmeaustausch mittels Umgebungsluft besonders geeignet ist, so daß der Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der umgebenden Luft unter Verwendung der natürlichen Luftkonvektion wirkungsvoll durchgeführt werden kann. Für den Fall, daß überflüssi-the heat exchange by means of ambient air is particularly suitable, so that the heat exchange between the Refrigerant and the surrounding air using natural air convection effectively can be carried out. In the event that superfluous

ts ge elektrische Energie verfügbar ist, kann ein Ventilator zur Steigerung des Wärmeaustausches mit herangezogen werden.If electrical energy is available, a fan can also be used to increase the heat exchange.

Das beschriebene Kühlsystem arbeitet wie folgt. Nachts, wenn die Außentemperatur niedrig ist, wirdThe cooling system described works as follows. At night when the outside temperature is low, will

ία der Tößte Teil der von dem äußeren w**f!?^iA*^o"^c/*h^Ar 6 gesammelten Kühlenergie dem Wärmespeicher 5 mittels des Naturumlaufs zwischen dem Wärmetauscher 6 und dem Wärmespeicher 5 zugeführt, während der verbleibende Teil der Kühlenergie mittels dem natürlichenία the killer part of the outside w ** f !? ^iA * ^o " ^{c /} * h ^A r 6 collected cooling energy is fed to the heat accumulator 5 by means of the natural circulation between the heat exchanger 6 and the heat accumulator 5, while the remaining part of the cooling energy is supplied by means of the natural Umlauf zwischen dem äußeren und inneren Wärmetauscher 6 und 7 dem Wärmetauscher 7 zugeführt wird, wodurch die Luft im Gehäuse 3 gekühlt wird.Circulation between the outer and inner heat exchangers 6 and 7 is fed to the heat exchanger 7, whereby the air in the housing 3 is cooled.

Tagsüber, wenn die Außentemperatur ansteigt, kann der äußv-'e Wärmetauscher 6 nicht als Kondensator arDuring the day, when the outside temperature rises, the external heat exchanger 6 cannot act as a condenser beiten. Unter diesen Umständen wird die im Wärme speichermedium 15 gespeicherte Kühlenergie des Wärmespeichers 5 zur Kühlung verwendet, wobei der Wärmespeicher 5 als Kondensator arbeitet. Das Kühlmittel wird mittels Naturumlauf zwischen dem Wärmcspeiwork. Under these circumstances, the warmth will be Storage medium 15 used stored cooling energy of the heat storage unit 5 for cooling, the heat storage unit 5 operating as a condenser. The coolant is by means of natural circulation between the heat storage eher 5 und dem inneren Wärmetauscher 7 zirkuliert, wodurch eine wirkungsvolle Kühlung des Innenraums des Gehäuses 3 stattfindet.rather 5 and the inner heat exchanger 7 circulates, whereby an effective cooling of the interior of the housing 3 takes place.

Wenn nachtsüber die Außentemperatur unterhalb 4O⁰C absinkt, gibt das Kältemittel im äußeren WärmcIf drops night over the outside temperature below 4O ⁰ C, gives the refrigerant in the outer Wärmc tauscher 6 latente Wärme ab und kondensiert, d. h. es wird flüssig. Das flüssige Kältemittel wird in der unteren Sammelleitung 66 gesammelt und fließt an der inneren Fläche der Rohrleitung 11 entlang, wie dies mittels einem ausgezogenen Pfeil in Fig.3A gezeigt ist. Derexchanger 6 from latent heat and condenses, d. H. it becomes liquid. The liquid refrigerant is collected in the lower manifold 66 and flows on the inner one Surface of the pipeline 11 along, as shown by a solid arrow in Fig.3A. Of the Großteil dieses verflüssigten Kältemittels fließt über die Rohrleitung 17 in die inneren Rohre 12 des Wärmespeichers 5, während der verbleibende Teil über die obere Sammelleitung 7a in den inneren Wärmetauscher 7 fließt Im inneren Wärmetauscher 7 absorbiert das flüsMost of this liquefied refrigerant flows via the pipe 17 into the inner pipes 12 of the heat storage device 5, while the remaining part flows through the upper one Manifold 7a flows into the inner heat exchanger 7 In the inner heat exchanger 7, the flues are absorbed sige Kältemittel Wärme aus der Luft im Inneren des Gehäuses, wodurch es verdampft wird.sige refrigerant heat from the air inside the Housing, which means that it is vaporized.

In der Zwischenzeit wird in dem Wärmespeicner 5 das Wärmespeichermedium 15 gekühlt und erstarrt aufgrund der von dem Kältemittel absorbierten latentenIn the meantime, in the heat storage device 5, the heat storage medium 15 is cooled and solidifies due to the latent ones absorbed by the refrigerant

Wärme, während letzteres verdampftHeat while the latter evaporates

Das im inneren Wärmetauscher 7 und in dem Wärmespeicher 5 verdampfte Kältemittel befindet sich nunmehr in der Gasphase, wird in der oberen Sammelleitung Ta des inneren Wärmetauschers 7 gesammelt undThe refrigerant evaporated in the inner heat exchanger 7 and in the heat accumulator 5 is now in the gas phase, is collected in the upper collecting line Ta of the inner heat exchanger 7 and fließt über den mittleren Teil der Rohrleitung 11 in den äußeren Wärmetauscher 6.flows through the middle part of the pipeline 11 into the external heat exchanger 6.

Das Herabfließen des flüssigen Kältemittels und das Aufsteigen des gasförmigen Kältemittels finden gleichzeitig in der gleichen Rohrleitung 11 statt. Die beidenThe flowing down of the liquid refrigerant and the rising of the gaseous refrigerant take place simultaneously in the same pipeline 11. The two Ströme stören sich jedoch einander nicht, wenn die von den Geräten 2 erzeugte Wärme nicht zu groß ist, da der aufsteigende Gasstrom des Kältemittels eine ausreichend geringe Geschwindigkeit infolge der geringenHowever, currents do not interfere with each other if the heat generated by the devices 2 is not too great, since the rising gas flow of the refrigerant a sufficiently low speed due to the low

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Verdampfungsrate des Kältemittels aufweist, so daß das flüssige Kältemittel an der Wand der Rohrleitung 11 nach unten fließt, während das gasförmige Kältemittel durch den mittleren Teil der gleichen Rohrleitung 11 nach oben fließi.Has evaporation rate of the refrigerant, so that the liquid refrigerant on the wall of the pipe 11 while the gaseous refrigerant flows downwards through the middle part of the same pipe 11 flow upwards

infolge des Naturumlaufs des Kältemittels einschließlich des Phascnwechsels des Kältemittels vom gasförmigen zum flüssigen Zustand und umgekehrt wird die Küi'finergie in dem Wärmespeichermittel 15 gespeichert, und gleichzeitig die Luft im Inneren des Gehäuses 3 wirksam gekühlt.as a result of the natural circulation of the refrigerant including the phase change of the refrigerant from the gaseous to the liquid state and vice versa, the Küi'finergie is stored in the heat storage means 15, and at the same time the air inside the housing 3 is effectively cooled.

Tagsüber, wenn die Außentemperatui z. B. über 50⁰C ansteigt, kann das Kältemittel, das die Luft im Inneren des Gehäuses 3 gekühlt hat und im inneren Wärmetauscher 7 verdampft ist, nicht mittels des äußeren Wärmetaaschers 6 gekühlt werden. Das verdampfte Kältemittel fließt daher nicht durch die Rohrleitung 11 nach oben, sondern wird in die Innenrohre 12 des Wärmespeichers 5 über die obere Sammelleitung 7 und die Gasleitung i6 eiiigciüiiri. Das gasförmige Käiiemiüei unterliegt dann dem Wärmeaustausch mit dem Wärmespeichermittel 15, in dem die Kühlenergie gespeichert ist, so daß es kondensiert und verflüssigt wird. Das kondensierte Kältemitttel fließt dann über die Flüssigkeitsleitung 17 zu dem inneren Wärmetauscher 7 zurück. Wenn dieser Kreislauf fortgesetzt wird, wird die im Kältemittel 5 gespeicherte Kühlenergie verbraucht und mittels des Kältemittels zur wirksamen Kühlung der Luft im Gehäuse 3 überführt, wodurch die Temperatur der Sendegeräte 2 auf der gewünschten Temperatur, ■/.. B. bei ungefähr 50°C oder niedriger gehalten wird.During the day, when the outside temperature z. B. rises above 50 ⁰ C, the refrigerant, which has cooled the air inside the housing 3 and evaporated in the inner heat exchanger 7, cannot be cooled by means of the outer heat exchanger 6. The evaporated refrigerant therefore does not flow upwards through the pipe 11, but is instead eiiigciüiiri into the inner pipes 12 of the heat accumulator 5 via the upper collecting pipe 7 and the gas pipe 6. The gaseous liquid is then subject to the heat exchange with the heat storage means 15, in which the cooling energy is stored, so that it is condensed and liquefied. The condensed refrigerant then flows back to the internal heat exchanger 7 via the liquid line 17. If this cycle is continued, the cooling energy stored in the refrigerant 5 is consumed and transferred by means of the refrigerant for effective cooling of the air in the housing 3, whereby the temperature of the transmitter 2 at the desired temperature, ■ / .. B. at about 50 ° C or lower.

L»ie an der äußeren Fläche des Innenrohres 12 angebrachten Lamellen 14 fördern und steigern den Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und dem Wärmespcichermedium 15. Gleichzeitig wird der Wärmeaustausch zwischen der Luft und dem Kältemittel aufgrund der natürlichen Konvektion der Luft bei jedem der Wärmetauscher 6 und 7 erreicht, sogar dann, wenn kein motorgetriebener Ventilator vorgesehen ist.It is attached to the outer surface of the inner tube 12 Fins 14 promote and increase the heat exchange between the refrigerant and the heat storage medium 15. At the same time, the heat exchange between the air and the refrigerant is due the natural convection of air is achieved in each of the heat exchangers 6 and 7, even if none motor-driven fan is provided.

Da der Wärmespeicher 5 zwischen dem inneren und äußeren Wärmetauscher 6 und 7 vorgesehen ist, kann das aufgrund der geringeren Nachttemperatur kondensierte flüssige Kältemittel im äußeren Wärmetauscher 6 langsam in den Wärmespeicher 5 und den inneren Wärmetauscher 7 allein aufgrund der Schwerkraft fließen, während das gasförmige im inneren Wärmetauscher 7 und dem Wärmespeicher 5 verdampfte Kältemittel langsam in den äußeren Wärmetauscher 6 fließen kann. Auf diese Weise wird der Naturumlauf des Kältemittels einschließlich des Phasenwechsels erreicht.Since the heat accumulator 5 is provided between the inner and outer heat exchangers 6 and 7, can the liquid refrigerant condensed in the outer heat exchanger 6 due to the lower night temperature flow slowly into the heat accumulator 5 and the inner heat exchanger 7 solely due to gravity, while the gaseous refrigerant evaporated in the inner heat exchanger 7 and the heat accumulator 5 can flow slowly into the outer heat exchanger 6. In this way the natural circulation of the refrigerant becomes including the phase change achieved.

Wenn tagsüber die Außentemperatur ansteigt wird in ähnlicher Weise der Naturumlauf des Kältemittels aufgrund der Schwerkraft erreicht, da der nun als Kondensator arbeitende Wärmespeicher 5 oberhalb des inneren Wärmetauschers 7 angeordnet ist, der als Verdampfer arbeitetIf the outside temperature rises during the day, the natural circulation of the refrigerant is due in a similar way reached by gravity, since the now working as a condenser heat accumulator 5 above the inner Heat exchanger 7 is arranged, which works as an evaporator

Der Wärmespeicher 5 hat also zwei Funktionen, d. h. er arbeitet nachtsüber als Verdampfer und tagsüber als Kondensator- Um dieser Anforderung zu genügen, ist der Wärmespeicher 5 horizontal angeordnet und mit flüssigem Kältemittel bis zur Mitte des Durchmessers der inneren Rohre 12 gefüllt Wenn der Wärmespeicher 5 nachts als Verdampfer arbeitet, wird das in dem äußeren Wärmetauscher 6 kondensierte Kältemittel aufgrund der von dem Wärmespeichermedium 5 absorbierten Wärme verdampft, wodurch letzteres mittels der latenten Wärme gekühlt wird, während das Kältemittel selbst verdampft und in den gasförmigen Zustand übergeht. Da ein Gasraum oberhalb eines jeden Innenrohres 12 vorgesehen ist, kann das verdampfte Kältemitte! zum äußeren Wärmetauscher 6 über diesen Gasraum im Innenrohr 12 und die mit dem einen Ende des oberen Gasraums des Innenrohres 12 verbundene Gasleitung zum äußeren Wärmetauscher 6 zurückfließen. Wenn der Wärmespeicher tagsüber als Kondensator arbeitet, wird das Kältemittel, das aufgrund des Wärmeaustausches des inneren Wärmetauschers zur Kühlung derThe heat accumulator 5 thus has two functions, d. H. it works as an evaporator during the night and as a condenser during the day. In order to meet this requirement, is the heat accumulator 5 is arranged horizontally and with liquid refrigerant up to the middle of the diameter of the inner tubes 12 filled When the heat accumulator 5 works as an evaporator at night, this is in the outer Heat exchanger 6 condensed refrigerant due to that absorbed by the heat storage medium 5 Heat evaporates, whereby the latter is cooled by means of the latent heat, while the refrigerant evaporates itself and turns into a gaseous state. There is a gas space above each inner tube 12 is provided, the evaporated refrigerant! to the outer heat exchanger 6 via this gas space in the inner tube 12 and the gas line connected to one end of the upper gas space of the inner tube 12 flow back to the outer heat exchanger 6. If the heat accumulator works as a condenser during the day, is the refrigerant that, due to the heat exchange of the internal heat exchanger, is used to cool the

to Innenluft verdampft ist in den oberen Gasraum eines jeden Innenrohres 12 eingeführt, so daß es gekühlt und mittels des Wärmespeichermediums 15, in dem Kühlenergie während der Nacht gespeichert wurde, kondensiert. Die Kondensation wird bei einem guten Wirkungsgrad durchgeführt, da ungefähr die Hälfte der Gesamtoberfläche des Innenrohres 12 oberhalb des Niveaus des flüssigen Kältemittels als Wärmeübertragungsfläche dient. Man sieht, daß der Zweiweg-Wärmeaustausch mit gutem Wirkungsgrad im Gasraum des iiiiieiirohres J2 sowohl iags- als auch nachtsüber durchgeführt wird.to evaporated internal air is introduced into the upper gas space of each inner tube 12 so that it is cooled and by means of the heat storage medium 15, in which cooling energy was stored during the night, condensed. The condensation is carried out with a good efficiency, since about half of the total surface of the inner tube 12 above the level of the liquid refrigerant as a heat transfer surface serves. It can be seen that the two-way heat exchange with good efficiency in the gas space of the iiiiieiires J2 carried out both day and night will.

Wenn der Wärmespeicher 5 nicht in der horizontalen Lage angeordnet ist, werden flüssiges Kältemittel bzw. gasförmiges Kältemittel am oberen und unteren Abschnitt des Wärmespeichers 5 angesammelt. In diesem Fall wird das flüssige Kältemittel am unteren Abschnitt nachtsüber zur Kühlung des Wärmespeichermediums 15 verdampft, während tagsüber das gasförmige Kältemittel im oberen Abschnitt aufgrund der Kühlenergie des Wärmespeichermittels 15 kondensiert wird.If the heat accumulator 5 is not arranged in the horizontal position, liquid refrigerant or gaseous refrigerant is accumulated on the upper and lower portions of the heat accumulator 5. In this In the case of the lower section, the liquid refrigerant is used to cool the heat storage medium at night 15 evaporates, while during the day the gaseous refrigerant in the upper section due to the cooling energy of the heat storage means 15 is condensed.

Man kann die Verdampfung und Kondensation des Kältemittels im Wärmespeicher durch Ausbildung einer kapillarfördernden Oberfläche auf der Innenfläche des Innenrohres 12 zur Ausbildung einer Kapillarwirkung, steigern.The evaporation and condensation of the refrigerant in the heat accumulator can be achieved by forming a capillary-promoting surface on the inner surface of the inner tube 12 for the formation of a capillary effect, increase.

Bei dem Kühlsystem weist der Wärmespeicher 5 eine Mantelrohrkonstruktion, bestehend aus einem inneren, mit dem Kühlmitte! gefüllten Rohr und einem Außenrohr 13, das mit dem Innenrohr verbunden ist und einen Ringspalt dazwischen ausbildet, der mit einem Wärmespeichermedium gefüllt ist, auf. Da das Kältemittel m^;;. hohem Druck sich im inneren Rohr 12 befindet, das einen kleinen Durchmesser aufweist, ist der Wärmespeicher 5 als Ganzes ausreichend dimensioniert um dem hohen inneren Druck des Kältemittels zu widerstehen. Weiter wird bei der beschriebenen Ausführungsform der größte Teil des Ringraums zwischen den Innen- und Außenrohren von dem Wärmespeichermedium eingenommen, während der verbleibende Volumenabschnitt mit Druckgas gefüllt ist. Daher sinkt der Druck in dem Wärmespeichermedium 5 nicht unterhalb des atmosphärischen Drucks, sogar dann nicht, wenn das Volumen des Wärmespeichermittels 15 aufgrund der Kühlung und Verfestigung desselben vermindert wird. Daher besteht keine Gefahr, daß Umgebungsluft in den Wärmespeicher 5 eintritt, sogar dann nicht, wenn das Außenrohr 13 nicht vollkommen luftdicht ist wodurch zur Erhaltung der Qualität des Wärmespeichermediums 15 beigetragen wird.In the cooling system, the heat accumulator 5 has a jacket tube construction, consisting of an inner one with the cooling center! filled tube and an outer tube 13, which is connected to the inner tube and forms an annular gap between them, which is filled with a heat storage medium. Since the refrigerant m ^; ;. high pressure is located in the inner tube 12, which has a small diameter, the heat accumulator 5 as a whole is sufficiently dimensioned to withstand the high internal pressure of the refrigerant. Furthermore, in the embodiment described, most of the annular space between the inner and outer tubes is taken up by the heat storage medium, while the remaining volume section is filled with compressed gas. Therefore, the pressure in the heat storage medium 5 does not decrease below atmospheric pressure even if the volume of the heat storage medium 15 is reduced due to the cooling and solidification of the same. Therefore, there is no risk of ambient air entering the heat storage device 5, even if the outer pipe 13 is not completely airtight, which contributes to maintaining the quality of the heat storage medium 15.

Fettsäuren als Wärmespeichermedium 15 haben einen hohen Erstarrungspunkt, und die erforderliche Überhitzung beträgt nur einige Grad, wenn der Erstar rungspunkt zu Beginn der Verfestigung sich vom Schmelzpunkt zum Erfordernis einer gewissen Unterkühlung unterscheidet. Daher braucht das Kältemittel nicht eine niedrige Temperatur zur Verfestigung des Wärmespeichermediums aufzuweisen. Eine sehr hohe äußere Nachttemperatur von ungefähr 30⁰C ist für dieFatty acids as a heat storage medium 15 have a high solidification point, and the required superheating is only a few degrees if the solidification point at the beginning of solidification differs from the melting point to require a certain supercooling. Therefore, the refrigerant does not need to have a low temperature for solidification of the heat storage medium. A very high outside night temperature of around 30 ⁰ C is for the

Erzielung der Erstarrung ausreichend.Achievement of solidification is sufficient.

Weiter sind die Fettsäuren relativ stabil und im allgemeinen ungiftig. Insbesondere haben die Fettsäuren eine große Anzahl Kohlenstoffatome, die ihnen beste Eigenschaften bei geringer Giftigkeit verleihen.Furthermore, the fatty acids are relatively stable and generally non-toxic. In particular, the fatty acids have one large number of carbon atoms, which give them the best properties with low toxicity.

Im folgenden sollen die mit dem beschriebenen Kühlsystem erzielten Versuchsergebnisse unter Bezugnahme auf F i g. 4 beschrieben werden.In the following, the test results achieved with the cooling system described are intended with reference on F i g. 4 will be described.

Bei diesem Versuch wurden die Größe des Gehäuses 3, die Größe und Konstruktion der Isolierung und die erzeugte Wärme der Geräte in dem Gehäuse 3 so ausgewählt, daß sie denen einer tatsächlichen Radiorelaisstation entsprechen, um auf diese Weise die tatsächlichen Betriebsbedingungen so gut wie möglich nachzuahmen. Das Gehäuse befand sich in einem Raum, dessen Temperatur entsprechend den großen Temperaturunterschieden in der Wüste oder ähnlichen Regionen in Afrika oder im Mittleren Osten verändert wurde. Der Zustand der Kühlung in dem Gehäuse 3 und die Betriebsbedingungen des Wärmespeichers 5 wurden unter Verwendung des in den F i g. 3A und 3B gezeigten Kühlsystems beobachtet, wobei die in den Fig.4 gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.In this experiment, the size of the housing 3, the size and construction of the insulation and the generated heat of the devices in the housing 3 selected so that they are those of an actual radio relay station in order to mimic the actual operating conditions as closely as possible. The housing was in a room, the temperature of which corresponds to the large temperature differences was changed in the desert or similar regions in Africa or the Middle East. The state the cooling in the housing 3 and the operating conditions of the heat accumulator 5 were used of the in the F i g. 3A and 3B, the cooling system shown in FIG Results were obtained.

Es wurde ein Gehäuse mit einer Breite von 2,3 m, einer Tiefe von 2,3 m und einer Höhe von 3,1 m verwendet. Zur Verminderung des gesamten Wärmeübertragungskoeffizienten wurde eine Wärmeisolierung 8 aus Urethanschaum von 150 mm Dicke verwendet. Der Urethanschaum 8 war in Sandwichbauweise zwischen 1,6 mm dicken Stahlplatten angeordnet, die wiederum mit einer weißen Vinylchloridbeschichtung versehen waren. Entsprechend wurde der Gesamtwärmeübertragungskoeffizient auf K = 0,839 KJ/m²h°C reduziert, während der Reflexionsfaktor der Wandoberfläche auf s — 0,6 oder höher gesteigert wurde. Glühlampen oder ähnliches mit einer Leistung von 150 W wurden an der Stelle der Sendegeräte 2 angeordnet, so daß sie letztere simulieren konnten.An enclosure 2.3 m wide, 2.3 m deep and 3.1 m high was used. In order to reduce the overall heat transfer coefficient, thermal insulation 8 made of urethane foam 150 mm thick was used. The urethane foam 8 was sandwiched between 1.6 mm thick steel plates, which in turn were provided with a white vinyl chloride coating. Accordingly, the total heat transfer coefficient was reduced to K = 0.839 KJ / m ² h ° C, while the reflection factor of the wall surface was increased to s - 0.6 or higher. Incandescent lamps or the like with a power of 150 W were arranged at the location of the transmitting devices 2 so that they could simulate the latter.

Zur Temperaiuränderung des innenraums des Gehäuses 3 wurde ein elektrisches Heizgerät mit einer Leistung von 0,5 kW und ein motorangetriebener Ventilator über dem Gehäuse angeordnet. Damit wurde die Temperatur in dem Gehäuse 3 zwischen 50⁰C und 35° C durch entsprechendes Einschalten des Heizgeräts und des Ventilators zur Änderung der Umgebungstemperatur geändert. Die Temperatur betrug von 19 bis 20 Uhr 45° C. von 21 bis 23 Uhr 40⁰C. von 24 bis 7 Uhr 35° C, von 8 bis 10 Uhr 40⁰C, von 11 bis 12 Uhr 45° C und von 13 bis 18 Uhr 50° C, wie man aus F i g. 4 sieht.To change the temperature of the interior of the housing 3, an electric heater with an output of 0.5 kW and a motor-driven fan were arranged above the housing. Thus, the temperature in the housing 3 between 50 ⁰ C and 35 ° C was changed by appropriately switching on the heater and the fan to change in ambient temperature. The temperature was from 19 to 20h 45 ° C. from 21 until 23 o'clock 40 ⁰ C. of 24 pm to 7 am 35 ° C from 8 am to 10:40 ⁰ C of 11 to 12 am and 45 ° C of 13 until 6 p.m. 50 ° C, as can be seen from FIG. 4 sees.

Für den äußeren Wärmetauscher 6 und den inneren Wärmetauscher 7 des Kühlgerätes wurden Kreuzstrom-Wärmetauscher und als Kühlmittel wurde R-22 verwendet. Es wurden fünf Wärmespeicher 5 in seitlicher Anordnung verwendet, in denen Fettsäure als Wärmespeichermedium 15 verwendet wurde.Cross-flow heat exchangers were used for the outer heat exchanger 6 and the inner heat exchanger 7 of the cooling device and R-22 was used as the refrigerant. There were five heat accumulators 5 in the side Arrangement used in which fatty acid was used as the heat storage medium 15.

Aus F i g. 4 ist ersichtlich, daß aus den Versuchsergebnissen bestätigt wurde, daß man die Innentemperatur des Gehäuses 3 sogar bei maximaler Außentemperatur unterhalb 50⁰C halten kann.From Fig. 4 it can be seen that the test results confirmed that the internal temperature of the housing 3 can be kept ^{below 50 ° C. even at the maximum external temperature.}

Das Wärmespeichermedium 15 im Wärmespeicher 5 wurde während der Nacht zwischen 21 Uhr und 5 Uhr verfestigt, wenn die Außentemperatur zwischen 40° C und 35° C lag und wurde im frühen Morgen bis 7 Uhr unterkühlt, wenn die Außentemperatur 35°C betrug. Wenn die Außentemperatur anstieg, schmolz das Wärmespeichermedium 15 ungefähr gegen 10 Uhr bei einer Außentemperatur von 45° C. Der Schmelzvorgang fand den ganzen Tag über statt, wenn die AußentemperaturThe heat storage medium 15 in the heat storage 5 was during the night between 9 p.m. and 5 a.m. solidified when the outside temperature was between 40 ° C and 35 ° C and was in the early morning until 7 o'clock hypothermic when the outside temperature was 35 ° C. When the outside temperature rose, the heat storage medium melted 15 about 10 o'clock with an outside temperature of 45 ° C. The melting process took place held throughout the day when the outside temperature

auf ihrem Maximum, d.h. 50⁰C gehalten wurde, wobei der simulierte Tag bis 20 Uhr dauerte, wenn die Außentemperatur auf 43°C abgesenkt wurde.was kept at its maximum, ie 50 ⁰ C, the simulated day lasted until 8 p.m. when the outside temperature was lowered to 43 ° C.

Das Kühlsystem dieser Ausführungsform ist für die Verwendung einsr Kurzwellenrelaisstation für das Sendewesen, das eine Ausrüstung mit einer vergleichsweisen geringen Wärmeentwicklung (bei 150 W) aufweist, geeignet, wobei, wenn die erzeugte Wärme größer ist, die verdampfte Kältemittelmenge im inneren Wärmctauscher 7 und der Wärmespeicher 5 viel größer sein müssen.The cooling system of this embodiment is for the use of a shortwave relay station for the transmission, which is equipped with a comparatively low heat development (at 150 W), suitable, whereby, if the generated heat is greater, the evaporated amount of refrigerant in the internal heat exchanger 7 and the heat accumulator 5 must be much larger.

In einem solchen Fall wird es notwendig, den schwerkraftbedingten Naturumlauf des Kältemittels mittels verschiedener Maßnahmen auszugleichen. Beispiels-In such a case it becomes necessary to use the natural circulation of the refrigerant caused by gravity to compensate for various measures. Example

is weise kann das mittels zweier getrennter Leitungen geschehen, wie dies im Zusammenhang mit anderen Ausführungsformen beschrieben wird, die die untere Sammelleitung 66 des äußeren Wärmetauschers 6 und die obere Sammelleitung 7a des inneren Wärmetauschers 7 verbinden. In diesem Fall dient eine der Leitungen als Gasleitung für das vom inneren Wärmetauscher 7 kommende gasförmige Kältemittel, während die andere Leitung als Flüssigkeitsleitung für das vorn äußeren Wärmetauscher 6 kommende flüssige Kältemittel dient.is wise this can be done by means of two separate lines, as will be described in connection with other embodiments incorporating the lower manifold 66 of the outer heat exchanger 6 and the upper manifold 7a of the inner heat exchanger 7 associate. In this case, one of the lines serves as a gas line for the one coming from the internal heat exchanger 7 gaseous refrigerant, while the other line acts as a liquid line for the front outer heat exchanger 6 upcoming liquid refrigerant is used.

Weiter können der äußere Wärmetauscher 6 und der innere Wärmetauscher 7 zusätzlich mit einer oberen Sammelleitung bzw. einer unteren Sammelleitung versehen sein. In diesem Fall wird ein Ausgleich des Kältemittelstroms durch eine Verbindung zwischen der oberen Sammelleitung des äußeren Wärmetauschers 6 und der oberen Sammelleitung 7a des inneren Wärmetauschers 7 bzw. durch eine Verbindung der unteren Sammelleitung 6Z> des äußeren Wärmetauschers 6 und der unteren Sammelleitung des inneren Wärmetauschers 7 mittels einer Gas- bzw. einer Flüssigkeitsleitung erreicht. Next, the outer heat exchanger 6 and the inner heat exchanger 7 can also be equipped with an upper Be provided manifold or a lower manifold. In this case there is a balance of the refrigerant flow by a connection between the upper manifold of the outer heat exchanger 6 and the upper manifold 7a of the inner heat exchanger 7 or through a connection of the lower manifold 6Z> of the outer heat exchanger 6 and the lower collecting line of the inner heat exchanger 7 achieved by means of a gas or liquid line.

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist der Wärmespeicher 5 in einer Höhe zwischen dem äußeren und inneren Wärmetauscher 6 und 7 angeordnet und mit diesen beiden Wärmetauschern über Kältemittelleitungen so verbunden, daß das Kältemittel durch schwerkraftbedingten Naturumlauf umläuft, wodurch Kühlenergie im Wärmespeicher 5 gespeichert wird. Diese Anordnung gestattet jedoch noch weitere Veränderungen. Beispielsweise kann statt der Verbindung des Wärmespeichers 5 mit dem Kühlgerät 4 über Kühlleitungen die Anordnung so gestaltet werden, daß das Wärmespeichermedium 15 des Wärmespeichers 5 innerhalb des Gehäuses luftgekühlt wird, wobei das Gehäuse wieso derum durch den inneren Wärmetauscher 7 des Kühlgerätes 4 gekühlt wird.In the embodiment described, the heat accumulator 5 is at a height between the outer and inner heat exchanger 6 and 7 arranged and with these two heat exchangers via refrigerant lines connected in such a way that the refrigerant circulates through natural circulation due to gravity, creating cooling energy is stored in the heat accumulator 5. However, this arrangement allows further changes. For example, instead of connecting the heat accumulator 5 to the cooling device 4 via cooling lines the arrangement can be designed so that the heat storage medium 15 of the heat accumulator 5 within of the housing is air-cooled, the housing why in turn through the internal heat exchanger 7 of the cooling device 4 is cooled.

Weiter ist es möglich, das Gehäuse 3 an dem Slahlmast 20 in einer gewissen Höhe oberhalb des Erdbodens anzuordnen, wie dies in F i g. 5 gezeigt ist. Es ist ebenfalls möglich, das Gehäuse 3 teilweise oder völlig in den Erdboden einzugraben, wie dies in F i g. 6 oder 7 gezeigt ist In diesem Fall bestehen die Teile der Wände des Gehäuses 3, die unterhalb des Erdbodens liegen aus einem Material guter Wärmeleitfähigkeit, wie z. B. rostfreiem Stahl, so daß das Erdreich um das Gehäuse herum als Wärmespeicher verwendet werden kann. Es braucht nicht erwähnt zu werden, daß es möglich ist, den im Gehäuse 3 befindlichen Wärmespeicher 5' gleichzeitig mit dem aus dem Erdreich stehenden Wärmespeieher zu verwenden, wie dies in Fig.7 gezeigt ist. Im letzteren Fall kann die Kapazität des inneren Wärmespeichers 5' vermindert werden.It is also possible to attach the housing 3 to the Slahlmast 20 to be arranged at a certain height above the ground, as shown in FIG. 5 is shown. It is also possible to dig the housing 3 partially or completely into the ground, as shown in FIG. 6 or 7 shown In this case, the parts of the walls of the housing 3 that lie below the ground are made of a material with good thermal conductivity, such as e.g. B. stainless Steel so that the earth around the housing can be used as a heat store. It Needless to say, it is possible to use the heat accumulator 5 'located in the housing 3 at the same time to be used with the heat accumulator standing out of the ground, as shown in Fig. 7. in the in the latter case, the capacity of the internal heat store 5 'can be reduced.

F i g. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei derF i g. 8 shows a further embodiment in which

nine Wärmeleitung 18 an ihren beiden Enden mit Lamcücn versehen ist und keine Einrichtung zur Kapillarwirkungscntwicklung aufweist, wobei das Rohr 18 als Kühlgerät 4 verwendet wird, in diesem Fall ist der obere Abschnitt des Wärmerohres 18 über dem Gehäuse 3 angeordnet und bildet den äußeren Wärmetauscher 6', während der untere Abschnitt im Gehäuse 3 angeordnet ist und den inneren Wärmetauscher T bildet. Gleichzeitig ist der Wärmespeicher 5 um den inneren Wärmetauscher T in engem Kontakt mit diesem angeordnet. Das Wärmerohr 18 ist mit einem Kältemittel gefüllt. Bei dieser Ausführungsform, ebenso wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen, wird das Kältemittel im äußeren Wärmetauscher 6' gekühlt und infolge der niedrigen Nachttemperatur verfestigt. Es gelangt zur Kühlung des Wärmespeichers 5 in den inneren Wärmetauscher T. Tagsüber bei hoher Außentemperatur wird die Kühlenergie vom Wärmespeicher 5 abgegeben, so daß die Luft im Gehäuse 3 und entsprechend die in dem Gehäuse 3 angeordnete Sendeeinrichtung wirkungsvoll gekühlt wird.nine heat conduction 18 is provided with lamps at both ends and has no device for developing capillary action, the pipe 18 being used as a cooling device 4, in this case the upper section of the heat pipe 18 is arranged above the housing 3 and forms the outer heat exchanger 6 ' , while the lower section is arranged in the housing 3 and forms the inner heat exchanger T. At the same time, the heat accumulator 5 is arranged around the inner heat exchanger T in close contact with the latter. The heat pipe 18 is filled with a refrigerant. In this embodiment, as in the embodiments described above, the refrigerant is cooled in the external heat exchanger 6 'and solidified as a result of the low night temperature. It passes to the cooling of the heat accumulator 5 in the inner heat exchanger T. During the day when the outside temperature is high, the cooling energy is emitted by the heat accumulator 5 so that the air in the housing 3 and, accordingly, the transmitting device arranged in the housing 3 is effectively cooled.

Die F i f. 9A bis 9C zeigen eine Abänderung der in Fig.3 gezeigten Ausführungsform. In dieser Ausführungsform werden eine Gasrohrleitung 11a und eine Flüssigkeitsrohrleitung 116 für die Verbindung der unteren Sammelleitung 66 des äußeren Wärmetauschers 6 und der oberen Sammelleitung 7a des inneren Wärmetauschers 7 verwendet. Das heißt, die Gasrohrleitung 1 la verbindet die obere Sammelleitung 7a mit dem oberen Gasraum der unteren Sammelleitung 6b (siehe Fig.9B), während die Flüssigkeitsrohrleitung Wb den unteren Abschnitt der unteren Sammelleitung 6b mit dem anderen Abschnitt der oberen Sammelleitung 7a, als dem Abschnitt, mit dem die Gasrohrleitung 11a verbunden ist, verbindet (siehe F i g. 9C).FIGS. 9A to 9C show a modification of the embodiment shown in FIG. In this embodiment, a gas pipe 11 a and a liquid pipe 116 are used for connecting the lower manifold 66 of the outer heat exchanger 6 and the upper manifold 7 a of the inner heat exchanger 7. That is, the gas pipeline 1 la connects the upper collecting duct 7a with the upper gas space of the lower bus line 6b (see Figure 9B), while the liquid piping Wb the lower portion of the lower header pipe 6b with the other portion of the upper collecting duct 7a, as the section to which the gas pipe 11a is connected (see Fig. 9C).

Diese Anordnung fördert den Naturumlauf des Kältemittels, so daß das Kühlsystem elektrische Einrichtungen mit einer größeren Wärmeleistung, als die in F i g. 3, wirkungsvoll kühien kann. Das Käitemittei wird im äußeren Wärmetauscher 6 kondensiert, fließt längs der mit der unteren Seite der unteren Sammelleitung 6b verbundenen Flüssigkeitsrohrleitung Hb nach unten, während das im inneren Wärmetauscher 7 und im Wärmespeicher 5 verdampfte gasförmige Kältemittel über die Gasrohrleitung iib nach oben strömen kann, die mit dem oberen Gasraum der unteren Sammelleitung 6b verbunden ist, so daß der aufsteigende Strom des gasförmigen Kältemittels und der herabfließende Strom des flüssigen Kältemittels sich einander nicht behindern, wodurch der Naturumlauf des Kältemittels gleichförmiger ist.This arrangement promotes the natural circulation of the refrigerant, so that the cooling system electrical devices with a greater heat output than that in FIG. 3, can cool effectively. The refrigerant is condensed in the external heat exchanger 6 and flows downwards along the liquid pipeline Hb connected to the lower side of the lower manifold 6b , while the gaseous refrigerant evaporated in the internal heat exchanger 7 and in the heat accumulator 5 can flow upwards via the gas pipeline iib , which is carried along with it is connected to the upper gas space of the lower manifold 6b so that the ascending flow of the gaseous refrigerant and the descending flow of the liquid refrigerant do not interfere with each other, whereby the natural circulation of the refrigerant is more uniform.

Die in den F i g. 3 und 9A bis 9C geneigten Kühlsysteme sind für die Kühlung von Sendeausrüstungen mit vergleichsweise geringer Wärmeleistung geeignet Wenn eine größere Wärmeleistung von diesen Sendereinrichtungen erzeugt wird, kann die Verdampfung des Kältemittels im inneren Wärmetauscher 7 und dem Wärmespeicher 5 entsprechend vergrößert werden.The in the F i g. 3 and 9A to 9C inclined cooling systems are suitable for cooling transmission equipment with a comparatively low heat output If a greater heat output is generated by these transmitter devices, the evaporation of the Refrigerant in the inner heat exchanger 7 and the heat accumulator 5 are increased accordingly.

Folglich müssen die Strömungsgeschwindigkeiten des gasförmigen Kältemittels vergrößert werden, ίη einem solchen Fall behindern der aufsteigende Gasstrom des Kältemittels und der herabfließende Flüssigkeitsstrom des Kältemittels einander, wenn der äußere Wärmetauscher 6 bzw. der innere Wärmetauscher 7 nur mit einer einzigen Sammelleitung versehen sind, was einen geringeren Naturumlauf des Kältemittels zur Folge hatConsequently, the flow rates of the gaseous refrigerant must be increased, ίη a In such a case, the rising gas flow of the refrigerant and the downward flowing liquid flow hinder of the refrigerant each other when the outer heat exchanger 6 and the inner heat exchanger 7 only with one single collecting line are provided, which results in a lower natural circulation of the refrigerant

Um dies zu vermeiden, ist jeder der Wärmetauscher 6 und 7 mit zwei Sammelleitungen versehen, wie dies inTo avoid this, each of the heat exchangers 6 and 7 is provided with two manifolds, as shown in FIG

Fig. IO gezeigt ist.Fig. IO is shown.

Das heißt, eine Gasrohrleitung Ua verbindet die obere Sammelleitung 7a des inneren Wärmetauschers und die obere Sammelleitung 6a am oberen Gaseintritt des geneigten äußeren Wärmetausches 6, während eine Flüssigkeitsrohrleitung 116 die untere Sammelleitung 6b des äußeren Wärmetauschers 6 und ei.ie untere Sammelleitung Tb am unteren Flüssigkeitseintritt des geneigten inneren Wärmetauschers 7 verbindet, so daß einThat is, a gas pipe Ua connects the upper manifold 7a of the inner heat exchanger and the upper manifold 6a at the upper gas inlet of the inclined outer heat exchanger 6, while a liquid pipe 116 connects the lower manifold 6b of the outer heat exchanger 6 and a lower manifold Tb at the lower liquid inlet of the inclined inner heat exchanger 7 connects so that a

ίο geschlossener Kreislauf, bestehend aus dem äußere Wärmetauscher 6, der Flüssigkeitsrohrleitung 116, dem inneren Wärmetauscher 7 und der Gasrohrleitung Ha, gebildet wird. Weiter wird der Wärmespeicher 5 mit der Gasrohrleitung Ua und der Flüssigkeitsrohrleitung 116 mittels Gasrohrleitungen 16 und Flüssigkeitsrohrleitungen 17 im Nebenschluß verbunden. Alle anderen konstruktionsmäßigen Merkmale entsprechen denen der Ausführungsformen von F i g. 3 und 9A bis 9C.
Im Betrieb gelangt das gasförmige Kältemittel vom inneren, als Verdampfer arbeitenden Wärmetauscher 7 und das gasförmige Kältemittel vom Wärmespeicher nach oben in die obere Sammelleitung 6a über die obere Sammelleitung 7a bzw. die von der oberen Seite der Innenrohre 12 führenden Gasleitungen 16 in die obere Sammelleitung 6a des äußeren Wärmetauschers 6 und fließen dann in den äußeren Wärmetauscher 6. Das gasförmige Kältemittel im äußeren Wärmetauscher 6 wird gekühlt und aufgrund des Wärmeaustausches mit der geringen umgebenden Lufttemperatur kondensiert und fließt dann über die untere Sammelleitung 66 und die Flüssigkeitsrohrleitung 116 aufgrund der Schwerkraft nach unten. Ein Teil des verflüssigten Kältemittels fließt über die Flüssigkeitsleitung 17 zurück zum Wärmespeicher 5, während der restliche Teil über die untere Sammelleitung 76 zum inneren Wärmetauscher 7 zurückgeführt wird. Man sieht, da der aufsteigende Gasstrom und der herabfließende Flüssigkeitsstrom durch getrennte Leitungen fließen, daß der Naturumlauf des Kältemittels infolge der Schwerkraft verbessert wird.ίο closed circuit, consisting of the outer heat exchanger 6, the liquid pipe 116, the inner heat exchanger 7 and the gas pipe Ha, is formed. Furthermore, the heat accumulator 5 is connected to the gas pipeline Ua and the liquid pipeline 116 by means of gas pipelines 16 and liquid pipelines 17 in a shunt. All other structural features correspond to those of the embodiments of FIG. 3 and 9A to 9C.
During operation, the gaseous refrigerant passes from the internal heat exchanger 7, which works as an evaporator, and the gaseous refrigerant passes from the heat accumulator up into the upper collecting line 6a via the upper collecting line 7a or the gas lines 16 leading from the upper side of the inner tubes 12 into the upper collecting line 6a of the outer heat exchanger 6 and then flow into the outer heat exchanger 6. The gaseous refrigerant in the outer heat exchanger 6 is cooled and condensed due to the heat exchange with the low ambient air temperature and then flows downwards via the lower manifold 66 and the liquid pipe 116 due to gravity. Part of the liquefied refrigerant flows back to the heat accumulator 5 via the liquid line 17, while the remaining part is returned to the inner heat exchanger 7 via the lower collecting line 76. It can be seen that the ascending gas stream and the descending liquid stream flow through separate lines that the natural circulation of the refrigerant is improved as a result of gravity.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen findet der Wärmeaustausch im äußeren und inneren Wärmetauscher 6 und 7 aufgrund der natürlichen Konvektion der die Wärmetauscher umgebenden Luft statt, ohne daß ein gesondert angetriebener Ventilator verwendet wird. Wenn jedoch elektrische Energie iur Verfugung steht kann ein Ventilator zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit der Luft verwendet werden, wodurch der Wärmeaustausch verbessert wird.In the embodiments described above, the heat exchange takes place in the outer and inner heat exchangers 6 and 7 take place without due to the natural convection of the air surrounding the heat exchangers that a separately driven fan is used. However, if electrical energy is available a fan can be used to increase the flow rate of the air the heat exchange is improved.

Hierzu 5 Blatt ZeichnungenIn addition 5 sheets of drawings

Claims

29 Ol patent claims:

1. Cooling system for cooling a room which is surrounded by a heat-insulated housing and which is intended in particular to accommodate a heat-generating device. wherein the housing is in regions with a large difference between the maximum day and minimum night temperature, the cooling system having a first heat exchanger arranged outside the room at a high level, a second heat exchanger arranged at a lower level within the room to be cooled and one in the area between the first and the heat accumulator located in the second heat exchanger, which is connected via pipelines to the first and the second heat exchanger, in which, depending on the temperature difference between the room to be cooled and the environment, a condensable refrigerant flows, characterized in that the two heat exchangers (S , 7) and the heat accumulator (5) are connected to one another via a closed refrigerant circuit, that the heat accumulator (5) has an inner tube (12) and an outer tube (13) surrounding the inner tube (12), that the heat accumulator (5) and the two heat exchangers (6,7) with the closed Senen refrigerant circuit are connected in such a way that from the pipe (11a, 11b) connecting the two heat exchangers (6,7) one to the inner pipe (12) of the Wärmesr. »Ithers (5) connecting line (16, 17) branches off so that the inner tube (12) is aligned horizontally that the refrigerant is present in the circuit in such an amount that it takes up half the cross-section of the inner tube (12) in the liquid state and that a variable phase heat storage means is located between the outer and inner tubes.

2. Cooling system according to claim 1, characterized in that the heat exchangers (6, 7) are arranged inclined, that the pipes comprises a first line (Wa) for the gaseous refrigerant and a second pipe (11 ty for the liquid refrigerant, so that the upper ends of the heat exchangers (6, 7) are connected to one another by the first line [Wa) and the lower ends of the heat exchangers (6, 7 ) are connected to one another by the second line (Wb) , and that the inner tube (12) of the heat accumulator (5 ) through a first connection line (16) uuü the first line (Wa) with the upper ends of the heat exchangers (6, 7) and through a second connection line (17) and the second line (U b) with the lower ends of the heat exchangers (6 , 7) is connected.

3. Cooling system according to claim 1 or 2, characterized in that the heat storage medium is a Fatty acid is.

4. Cooling system according to one of claims I to 3, characterized in that the space as a housing eo is designed for receiving a transmitting device acting as a heat-generating device.

5. Cooling system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the space enclosing Housing construction (8) is at least partially buried in the ground (Fig. 6).

6. Cooling system according to one of claims I to 5, characterized in that the heat exchange in the case of the first and second heat exchangers (6, 7) takes place by natural air convection