DE2917812A1

DE2917812A1 - Winddaempfungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2917812A1
Application number: DE19792917812
Authority: DE
Inventors: Jean Dipl Ing Gilbert; Jean Gilbert Dipl Ing Ribier
Original assignee: Hamon Sobelco SA
Current assignee: Hamon Sobelco SA
Priority date: 1978-05-16
Filing date: 1979-05-03
Publication date: 1979-11-22
Also published as: FR2426234A1; FR2426234B1; BE875644A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dämpfung der Wirkung von Wind "bei einer Anlage, bei der ein Strömungsmittel mit der atmosphärischen Luft in Berührung gebracht wird.

Die Anlagen, bei denen ein Strömungsmittel mit der atmosphärischen Luft in Berührung gebracht werden, z.B. atmosphärische Kühlanlagen, haben entweder einen Turm, der einen Kamin bildet, durch den die atmosphärische Luft durch natürlichen Zug umgewälzt wird, ggf. unterstützt von einem oder mehreren Ventilatoren, oder nur eine einfache Kontaktkammer, die mit Ansaug- oder Druckventilatoren versehen ist. In beiden Fällen dringt die atmosphärische Luft unten in die Anlage ein und verläßt sie oben, nachdem sie mit dem Strömungsmittel direkt oder indirekt in Berührung gebracht worden ist. -

Bei den atmosphärischen Kühlanlagen mit direkter Kontaktierung, die auch als "Feuchtigkeitskühlanlagen¹⁴ bezeichnet werden, strömt das Strömungsmittel, das eine Flüssigkeit wie z.B. Wasser ist, aufgrund der Schwerkraft in einen Austauschkörper mit Gegenstrom oder eine die atmosphärische Luft kreuzende Strömung.

Bei den Kühlanlagen mit indirekter Kontaktierung, die auch als "Trockenkühlanlagen" bezeichnet werden, läuft das Strömungsmittel in Radiatoren oder Austauschern um, die die atmosphärische Luft durchquert.

Wenn man z.B. die kreisförmigen Feuchtigkeitskühlanlagen mit Gegenstrom betrachtet, nimmt der Wärmeaustauscher einen Teil des Turms über der Lufteinlaßöffnung ein. Am Boden der Kühlanläge zwischen dem Wasserniveau des Behälters und dem Austauschkörper befindet sich ein relativ freier Raum, der nur das Traggerüst der inneren Ausstattung des Turms und ggf. die Wassereinlaßrohre

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trägt, wo das Wasser in freiem Pail nach unten gelangt. Der Hauptwiderstand für den Durchgang der Luft wird somit von der inneren Ausstattung des Turms gebildet. Der Widerstand in Strömungsrichtung vor dem Austauschkörper "besteht hauptsächlich aus der in freiem Pail "befindlichen Wassermasse. In Strömungsrichtung vor dem Wasservorhang ist der Widerstand praktisch Null.

Es ist kein Element vorhanden, das die Führung der Luft in die in freiem Pail befindliche Wassermasse sicherstellt. Das Nichtvorhandensein einer Luftführung und die geringen Ladungsverluste in Strömungsrichtung vor dem Austauschkörper ermöglichen es dem Wind, die Verteilung der Luft unter dem Austauschkörper stark zu beeinflussen und Wirbel zu erzeugen. Dadurch ergibt sich einerseits eine Zunahme der Ladungsverluste bzw. eine Abnahme der Luftdurchsatzmenge des Turms für den Luftzug, den er erzeugt, und andererseits einen weniger günstigen Wärmeaustausch. Diese Verschlechterung des Wärmeaustausche ist einerseits auf die schlechte Verteilung der Luft (bei konstanter Luftdurchsatzmenge) und andererseits auf die Verringerung der Luftdurchsatzmenge zurückzuführen.

Außerdem erreicht über einer bestimmten Windgeschwindigkeit die Luft die Kühlanlage an einem Teil ihres Umfangs mehr oder weniger tangential und kann sie an dem Lufteinlaßabschnitt verlassen, ohne in den Austauschkörper einzudringen . Daher können Störungen· infolge von Wind bereits bei relativ geringen Geschwindigkeiten des V/indes in der freien Atmosphäre auftreten, d.h. im Grenzfall bei der Geschwindigkeit Null, und zwar in dem häufigen Falle, daß der Wind, der die Kühlanlage stört, derjenige ist, der unten an der Kühlanlage bläst und durch den Luftzug einer Gruppe von an einem Stand-

ort befindlichen Kühlanlagen und durch die Form der Kühltürme und der "benachbarten Gebäude bestimmt wird (z.B. eine zentrale Elektrizitätshalle), die Luftströraungs- und Wirbelbereiche erzeugen.

Selbstverständlich sind diese Wirkungen des Windes, obwohl sie insbesondere bei Feuchtigkeitskühlanlagen mit Gegenstrom vorhersehbar sind, auch bei anderen Arten von atmosphärischen Kühlanlagen und allgemein in allen Fällen störend, in denen ein Strömungsmittel direkt oder indirekt mit der atmosphärischen Luft auf einem großen Durchgangsquerschnitt in Berührung gebracht werden muß, da der Wind eine schlechte Verteilung der Luft in diesem Querschnitt und eine Verringerung der Luftdurchsatzmenge hervorrufen kann.

Aus der PR-PS 2 198 1.1-3 ist bereits eine Vorrichtung bekannt, die aus um vertikale Achsen bewegliche Öffnungs-Schiießelementenbesteht, die die Kühlanlage unten umgeben und es ermöglichen, die Lufteinlaßöffnung an einem Teil des Umfangs der Kühlanlage zu schließen, und die in Abhängigkeit ύοπ der Windrichtung derart gerichtet werden können, daß das Eindringen von Luft in den Turm verbessert wird. Die beweglichen Elemente sind Luftführungen, deren Länge praktisch gleich ihrem Abstand ist, da eine Drehung von 90° den Luftdurchgang sehließt. Wenn diese beweglichen Elemente unter dem Wind radial gerichtet sind, sind sie um den Turm fortschreitend geneigt, bis sie seitlich etwa 45° erreicht haben und die Luft mehr oder weniger tangential zum Turm führen.

Eine derartige Vorrichtung hat den Hauptnachteil, bewegliche Elemente aufzuweisen, d.h. solche, die beim Einbau und bei der Wartung hinderlich sind. Außer bei allen meterologischen Bedingungen an der Einsatzstelle widerstandsfähig zu sein, ergeben sich bei einer derartigen

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Vorrichtung technologische Schwierigkeiten. Außerdem ist eine derartige Vorrichtung für Feuchtigkeitskühlanlagen wenig geeignet. Sie ist tatsächlich für Trockenkühlanlagen vorgesehen, bei denen die Austauscher am Umfang der Kühlanlage angeordnet sind und das Hauptelement "bilden, das dem Luftdurchgang entgegenwirkt. Es gibt keine Probleme bei der Verteilung der Luft über den gesamten Querschnitt des Turms vor dem Erreichen des Widerstandselements, wie dies bei Feuchtigkeitskühlanlagen der Fall ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Dämpfung der Wirkung von Wind bei Anlagen zu schaffen, bei denen ein Strömungsmittel mit der atmosphärischen Luft in Berührung gebracht wird, die gleichzeitig einfach und stabil ist und die, obwohl für Trockenkühlanlagen geeignet, insbesondere bei Feuchtigkeitskühlanlagen wirksam ist, insbesondere denen mit Gegenstrom, und die es ermöglicht, die zuvor erwähnten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis 5 beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Figur 1 teilweise geschnitten eine Seitenansicht einer Feuchtigkeitskühlanlage mit natürlichem Luftzug, die mit einer Verrichtung gemäß der Erfindung ausgestattet ist,

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Figur 2 von unten eine A_nsicht der halben Kühlanlage der Pig. 1,

Figur 3 vergrößert einen Querschnitt der Einzelheit A der Fig. 1,

Figur 4 teilweise im Schnitt eine Seitenansicht eirs r Gruppe von Feuchtigkeitskühlanlagen mit künstlichem Luftzug, auf die die Vorrichtung der Erfindung angewandt ist, und

Figur 5 teilweise geschnitten eine Ansicht von unten der Gruppe von Kühlanlagen der Fig. 4.

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Wie die Pig- 1 bis 3 zeigen, "besteht die dargestellte atmesphärische Kühlanlage mit natürlichem Zug aus einem Turm 1, der einen Kamin bildet und unten mit einer Umfangslufteinlaüöffnung 2 versehen ist. Der Turm ruht mittels Stützen 3 auf einem Behälter 4 zur Aufnahme der Flüssigkeit, z.B. von Wasser, die in freiem Pail von einem Austauschkörper 5 herabläuft, in dem sie direkt mit der atmosphärischen Luft in Berührung gebracht wird, die durch die Öffnung 2 eintritt. Über dem Austauschkörper 5 ist ein Gitter 6 zur Verteilung und Dispersion der Flüssigkeit angeordnet, über dem sich eine Tropfentrennvorrichtung 7 erstreckt, die dazu bestimmt iat, die Flüssigkeitstropfen aufzufangen, die in der Luft suspendiert sind, die den Austauschkörper verläßt. Alle diese Elemente ebenso wie die Arbeitsweise einer derartigen Kühlanlage sind bekannt und werden daher im einzelnen nicht beschrieben.

Gemäß der Erfindung ist die Einlaßöffnung 2 des Turms 1 von einem bedeckten Umfangsgang 8 umgeben, der ein Dach aufweist, das sich horizontal vom Turm 1 bzw. dem Kanal aus erstreckt und innen von dem Kaminsturz 10 getragen wird. Der Boden 11 des Ganges kann z.B. von einer Betonplatte bedeckt sein, die den Rand 13 des Behälters 4 umgibt. Der Eingang des Ganges 8 ist von vertikalen festen Platten begrenzt, die sich zwischen der Platte 12 und dem Dach 9 im wesentlichen parallel und abstandsgleich radial zum Turm 1 erstrecken. Die Platten 14 sind in einem bestimmten Abstand vom Rand 13 derart angeordnet, daß ein kreisförmiger Weg verbleibt.

Die Platten 14 können eine Dicke von einigen Millimetern haben und z.B. aus Asbest-Zement bestehen und von einer leichten Metalltragkonstruktion getragen werden. Wenn z.B. die Kühlanlage eine Lufteinlaßöffnung 2 von 12 m Höhe, einen Sturz 10 von 40 cm Breite und einen Rand 13 ^hat> der das Niveau des Bodens 12 um 60 cm überragt, kann man Platten mit einer Höhe von 13 m, einer Länge von 2 m und einer Dicke von 6 mm vorsehen, die einen Abstand von 40 cm voneinander haben.

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Bas Dach 9 des Ganges, das den freien Raum zwischen den Platten 14 an ihrem oberen Teil und zwischen diesen Platten und dem Körper "bzw. der Wand des Turms 1 schließt, kann eine Breite von z.B. 16 cm haben.

Im allgemeinen muß der Abstand zwischen den Platten 14 bezüglich ihrer Länge gering sein, die ein Mehrfaches dieses Abstandes ist. Man bildet so schmale Rinnen, deren Höhe etwa gleich der der Lufteinlaßöffnung der Kühlanlage ist. Durch diese Rinnen wird die Luft senkrecht zur Einlaßöffnung der Kühlanlage geleitet, d.h. radial, was ihrer optimalen Punktion entspricht, und zwar unabhängig von der Kraft und der Richtung des Windes. Wie zuvor angegeben, ist der Hauptfaktor der Änderung der Arbeitsweise von Feuchtigkeitskühlanlagen durch den Wind die Luftturbulenz und eine unregelmäßige, d.h. inkohärente Form der Luftströmung. Mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird die Wirkung des Windes wesentlich verringert und darauf beschränkt, bei kreisförmigen Kühlanlagen eine örtliche Luftdurchsatzmenge zu erzeugen, die sich längs des Umfanges der Kühlanlage ändert und unter dem Wind maximal, gegenüber dem Wind mittel und seitlich minimal ist, entsprechend der Druckwirkung eines Strömungsmittels in Bewegung auf einem Zylinder senkrecht zur Strömung.

Diese Ungleichmäßigkeit verringert praktisch nicht die Luftdurchsatzmenge des Turms, da die Verringerung der Luftdurchsatzmenge seitlich und gegenüber dem Wind durch eine Zunahme der Luftdurchsatzmenge unter dem Wind ausgeglichen wird.

Ladungsverluste infolge von Wirbeln sind nicht mehr vorhanden, während diejenigen der Dämpfungsvorrichtung selbst sehr gering sind, und zwar in der Größenordnung von maximal einigen Pascal. Die Oberfläche der Lufteinlaßöffnung ist praktisch nicht verringert (nur um die Dicke der Wände), die Luft erfährt keine Richtungsänderung (es ist kein Hindernis vor-

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handen), der Zustand der Oberfläche der Wände ist derart, daß nur eine geringe Reibung verursacht wird, und die Dicke der Wände ist bezüglich des Raums zwischen diesen Wänden sehr gering (zehnfach, d.h. das mehrfache Zehnfache oder weniger), so dab am Ausgang des Dämpfers kein wesentlicher Ladungsverlust entsteht. Schließlich ist eine derartige Vorrichtung, die aus einem üblichen Material wie Asbest-Zement, Beton oder Holz hergestellt werden kann, beim Kauf billiger und führt zu keinen Unterhaltskosten.

Die Fig. 4 und 5 zeigen schematisch die Anwendung der Dämpfungsvorrichtung gemäß der Erfindung auf eine rechteckige Kühlanlage mit Ansaugventilatoren.

Jede Kühlzelle 16 hat eine Kammer 17, die unten mit zwei vorderen rechteckigen Lufteinlaßöffnungen 18 und an ihrer oberen Wand mit einer Auslaßöffnung versehen ist, in der ein Ansaugventilator 19 angeordnet ist. Wie bei einer zuvor beschriebenen Kühlanlage mit natürlichem Zug ist innen ein Behälter (nicht gezeigt), ein Austauschkörper 5a, ein Verteilungs- und Dispersionsgitter 6a und eine Tropfentrennvorrichtung 7a vorgesehen.

Der Gang 8a, der der Kühlanlage zugeordnet ist, ist gleich dem Gang 8, mit der Ausnahme, daß er gerade ist und die Platten 14a vollkommen parallel und senkrecht zur Lufteinlaßöffnung 18 angeordnet sind. Wie bei der vorherigen Ausführungsform haben die Platten 14 vorzugsweise einen bestimmten Abstand von der Lufteinlaßöffnung, und es ist ein Dach 9a vorgesehen, das das Eindringen von Luft von oben durch die Platten verhindert, was zur Aufrechterhaltung der Wirksamkeit der Vorrichtung wichtig ist.

Dieser Anwendungsfall der Vorrichtung hat im wesentlichen die gleichen Vorteile wie bei einem kreisförmigen Kühlturm.

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-AA-

Leerseite

Claims

J 2. MAI

1979

Hamon-Sobelco S.A.

Rue Capouillet, 50-58 . _{0Q non}

B-1060 Bruxelles ^Ά ^ ^leL '

BELGIEN

Winddämpfungsvorrichtung

Ansprüche

M. .Vorrichtung zur Dämpfung der Wirkung von Wind "bei einer Anlage, "bei der ein Strömungsmittel mit atmosphärischer Luft in Berührung gebracht wird, gekennzeichnet durch einen abgedeckten Umfangsgang (8; 8a), der vor der bzw. jeder Lufteinlaßöffnung (2; 18) der Anlage angeordnet ist, dessen Einlaßöffnung von vertikalen festen Platten (14; 14a) begrenzt ist, die sich zwischen dem Boden (12) und dem Dach (9; 9a) des Ganges im wesentlichen parallel zueinander und abstandsgleich erstrecken, und dadurch, daß die Platten (14; 14a) im wesentlichen senkrecht zu der bzw. jeder Lufteinlaßöffnung der Anlage gerichtet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Einlaßöffnung des Ganges (8; 8a) und die Platten (14; 14a) im wesentlichen gleiche Höhe wie die bzw. jede Lufteinlaßöffnung haben.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Dach (9; 9a) den Raum vollkommen schließt, der zwischen den Platten an deren oberen Teil und dem zwischen den Platten (1.4, Ha) und der Wand der Anlage gebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet , daß die Länge der Platten (14, Ha) um das Mehrfache größer ist als der Abstand, der sie trennt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Abstand zwischen den Platten (14, 14a) etwa das Zehnfache bis zum mehrfachen Zehnfachen deren Dicke darstellt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß bei einer kreisförmigen Anlage die Platten (14) radial zur Anlage gerichtet sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Anlage eine oder mehrere gerade LufteinlaßÖffnungen hat, und daß die Platten (14a) exakt senkrecht zu der bzw. jeder jeweiligen Öffnung (1B) gerichtet sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß bei einer Anlage, die unten einen Behälter zum Auffangen einer Flüssigkeit hat, die direkt mit der atmosphärischen Luft in Berührung steht, ein Zwischenraum (15) zwischen dem Rand (13) des Behälters (4) und den Platten (14) ausgebildet ist.

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