DE2938401A1 - Vorrichtung zur abschwaechung von windeinfluessen fuer anlagen zur kontaktierung eines fluids mit atmosphaerischer luft - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abschwächung von Windeinflüssen an einer Anlage bzw. auf eine Anlage zur Kontaktierung eines Fluids mit atmosphärischer Luft, die an ihrer Basis mit wenigstens einer Lufteintrittsöffnung versehen ist.

Der Erfindung lieqt die Aufgabe zuqrunde, die Windeinflüsse auf solche Anlagen zu vermindern, Einflüsse, deren nachteilige Folqe eine Beeinträchtigung des guten Kontaktes zwischen Fluid und atmosphärischer Luft ist. Besonderes Anwendungsgebiet der Erfindung sind atmosphärische Kühler, deren thermische Leistungen bei Auftreten von Wind wesentlich beeinträchtigt werden. Der Wind, der die Ansaugbedingungen des Kühlers stört, vermindert einerseits dessen Luftdurchsatz, weil die Druckverluste, welche die Ventilatoren und/oder der Zugkamin des Kühlers kompensieren müssen, mit dem Wind zunehmen und andererseits vermindert dieser Wind die Luftverteilung in der Wärmeaustauschzone dahingehend, daß selbst bei konstantem Luftdurchsatz der Wärmeübergang zwischen dem zu kühlenden Fluid und der atmosphärischen Luft vermindert wird.

Ausgehend von einer Vorrichtung zur Abschwächung der Windeinflüsse an einer Anlage zur Kontaktierung eines Fluids mit atmosphärischer Luft, die an ihrer Basis mit wenigstens einer Lufteintrittsöffnung versehen ist, zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß die Vorrichtung durch Ablenkplatten gebildet wird, deren Höhe wenigstens etwa gleich derjenigen der Lufteintrittsöffnunq ist und die sich vom Kühler ausgehend von dieser Öffnung nach außen im wesentlichen senkrecht zur Öffnung über eine Entfernung erstrecken, die wenigstens etwa gleich ihrer Höhe ist.

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Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in

Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung eines atmosphärischen Kühlers mit Naturzug, der mit einer Vorrichtung zur Abschwächung gemäß der Erfindung ausgestattet ist,

Fig. 2 eine schematische perspektivische Darstellung eines kreisförmigen Kühlers mit Saugventilatoren, mit einer Vorrichtung zur Abschwächung nach der Erfindung,

Fig. 3 eine schematische perspektivische Darstellung eines atmosphärischen Kühlers mit Saugventilatoren, der durch die Nebeneinanderanordnuno mehrerer Kühl zellen gebildet und mit einer Vorrichtung nach der Erfindung ausgestattet ist und

Fig. 4 eine graphische Darstellung, die die Wirksamkeit der Abschwächvorrichtung nach der Erfindung erkennen läßt.

Nach Fig. 1 der Zeichnungen ist die dargestellte Anlage ein atmosphärischer Kühler mit Naturzug mit einem einen Kamin bildenden Turm 1, dessen Basis eine Umfangsöffnung 2 für den Lufteintritt vorgesehen ist. Dieser Kühler umfaßt innen sämtliche Geräte, die notwendig sind, um das zu kühlende Fluid mit atmosphärischer Luft zu kontaktieren, obwohl diese Geräte nicht in den Zeichnungen aus Gründen der Klarheit dargestellt sind. Diese Geräte, die insbesondere Wärmeaustauscher mit direktem oder indirektem Kontakt des zu kühlenden Fluids mit der atmosphärischen Luft oder eine Kombination dieser beiden Arten von Wärmeaustauschern umfassen, sind von an sich

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bekannter Art und dem Fachmann bekannt, werden also hier nicht qenauer beschrieben.

Entsprechend der Zeichnung ist der Turm 1, der einen kreisförniqen Querschnitt aufweist, an seiner Basis mit einer bestimmten Anzahl von Ablenkplatten 3 versehen, die sich von der Lufteintrittsöffnunq 2 nach außen erstrecken. Die Platten 3 sind entsprechend radialen Ebenen des Turms und vorzuqsweise symmetrisch um diesen anqeordnet. Die Höhe H der Platten 3 in Höhe der Lufteintrittsöffnunq 2 ist weniqstens etwa qleich der Höhe h dieser öffnung 2 und vorzuqsweise qleich dieser. Im übriqen haben nach der darqestellten Ausführunqsform die Platten eine nach außen von der öffnung 2 ausgehend zunehmende Höhe. Die Länqe 1 der Platten ist weniqstens etwa qleich der Höhe H in Höhe der öffnunq 2; diese beiden Abmessunqen sind im dargestellten Beispiel qleich.

Im übriqen können, wie qestrichelt in Fiq. 1 darqestellt, die Platten 3 bezüqlich des Kühlers nach innen über die öffnung hinaus über einen Teil des Radius des kreisförmiqen Querschnittes des Turms 1 verlänqert werden, was dazu führt, daß im Innern des Kühlers der Abschwächunqseffekt, den die Ablenkplatten 3 sicherstellen, verlängert wird und der genauer im folgenden beschrieben werden wird.

Die besondere Ausführungsform der Erfindung betriffend, wird es also möglich, daß man mit zunehmender Höhe der Platten wirksamer gegen die Einflüsse eines Windes ankämpfen kann, der axial über einen Teil des Umfanqs der öffnung 2 und von oben nach unten bläst.

Fiq. 2 zeigt einen atmosphärischen Kühler mit mechanischem Zug mit einer zylindrischen, in ihrem oberen Teil durch ein

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Dach 5 geschlossenen Kammer 4, in der eine gewisse Anzahl nicht dargestellter Saugventilatoren untergebracht ist, die von den durch Diffusoren 6b verlängerte Mantelringe 6a umgeben sind. Die vor der Lufteintrittsöffnung 2 dieses Kühlers angebrachten Platten haben hier eine konstange Höhe; ihre Länge ist aber wesentlich größer als ihre Flöhe. Diese Höhe kann mehrfach größer als die Höhe sein. Wie im Beispiel der Fig. 1 ist die Anzahl der Ablenkplatten, mit der der Kühler ausgestattet ist, nicht kritisch. Vorzugsweise liegt für einen kreisförmigen Kühler die Anzahl der Platten 3 zwischen vier aus Gründen der Wirksamkeit und etwa zehn aus Gründen der Wirtschaftlichkeit.

Fig. 3 läßt eine andere Kühlerbauart, ausgestattet mit Ablenkplatten 3 nach der Erfindung, erkennen. Dieser Kühler länglicher Gestalt besteht aus der Nebeneinanderanordnung mehrerer Kühlzellen, die jeweils durch eine Kammer 7 von parallelepipedförmiqer Rechteckgestalt bestimmt und mit einem Dach 8 versehen sind, in welchem ein nicht dargestellter Ventilator untergebracht ist, der von einem durch einen Diffuser 9b verlängerten Mantelring 9a umgeben ist. Vor jeder Lufteintrittsöffnung einer Zelle ist eine Ablenkplatte 3 von der in Fig. 2 beschriebenen Art angebracht. Diese Verteilung ist jedoch nicht zwingend; mehrere Lufteintrittsplatten einer Zelle können im Fall von Zellen großer Abmessungen notwendig sein, oder es können mehrere benachbarte Zellen im Falle von Zellen kleiner Abmessungen genügen.

Auch ist die symmetrische Verteilung der Platten längs des oder der Lufteintritte eines Kühlers nicht zwingend; diese Anordnung kann unregelmäßig sein entweder aufgrund eines Fehlens von Verfügbarkeit auf dem Grund bzw. Erdboden oder aufgrund störender benachbarter Gebäude oder aufgrund des

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Vorhandenseins vorherrschender Winde, was dazu führt, aus WirtschaftlichkeitsgrUnden gewisse der Ablenkplatten fortzulassen.

Obwohl rechteckige Ablenkplatten im Aufbau einfacher sind , kann es vorteilhaft sein, sie zu profilieren. Insbesondere der obere Rand kann nach oben gehen, entweder geradlinig, wie in Fig. 1 dargestellt, oder gekrümmt. Der obere Rand kann auch, während er sich vom Kühler entfernt, nach unten geneigt sein; die Höhe der Platte am Umfang des Kühlers kann gleich oder größer der der Lufteintrittsöffnung des Kühlers sein. Schließlich kann der radial am weitesten entfernte äußere Rand nicht geradlinig und vertikal, vielmehr, während er sich entfernt oder indem er nach außen nach unten verläuft, geneigt sein; er kann auch ein durchlaufendes, gegebenenfalls winkeliges Profil mit dem oberen Rand bilden. Die eventuelle Abnahme der Platte nach außen und ihrer Höhe in Höhe des Kühlers, gegebenenfalls höher als die Lufteintrittsöffnung des Kühlers und findet ihre Berechtigung in der Tatsache, daß ein wesentlicher Teil der Luft von oben, gegebenenfalls längs der Wandung oder längs der Rumpfes des Kühlers streicht.

Die Ablenkplatten 3 können aus irgend einem geeigneten Material, das beständig gegen Angriff der Umgebungsluft ist, bestehen, z.D. aus Beton, aus Asbestzement, Holz oder Metallblech.

Wenn im Betrieb der Wind bläst, erzeugen die Ablenkplatten um den Kühler eine Lufteinfangzone. In den Zonen, wo sie angeordnet sind, hindern die Platten 3 den Wind daran, tangential zur Lufteintrittsöffnung zu blasen; sie vermindern so die Tangentialkomponenten, mit denen die Luft den Kühler

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auf seinem Umfang angreift. Die Platten sorgen für Gegenströmungen, sogar Luftwirbel, arbeiten dem Wind entgegen; die gestörte Luftzone befindet sich jedoch außerhalb des Kühlers.

Zweck der Ablenkplatten ist es, die gestörte Luftzone nach außen zu verlegen, und zwar im wesentlichen diejenige, wo die Kühlerluftzufuhr und der Wind in Wechselwirkung treten.

Hieraus folgt ein regelmäßigeres Strömen der Luft gegen das Kühlerinnere sowie bessere thermische Leistungen, wie aus dem Diagramm der Fig. 4 hervorgeht. Hier entsprechen die Kurven Λ und B jeweils einem Kühler ohne Ablenkplatten und einem mit Ablenkplatten ausgestatteten Kühler. Diese Kurven zeigen die Änderungen ^ t (ausgedrückt in K) der Kaltwassertemperatur eines Kühlers mit Naturzug als Funktion der Windgeschwindigkeit V (ausgedrückt in m/sec), wobei der Vergleich dieser beiden Kurven zeigt, daß die Wirksamkeit der Kühlung eines Kühlers mit Ablenkplatten (Kurve B) gegenüber derjenigen eines Kühlers ohne solche Ablenkplatten (Kurve A) sehr wesentlich mit steigender Windgeschwindigkeit steigt.

Selbstverständlich läßt sich die oben beschriebene Vorrichtung zur Abschwächung des Windeinflusses auch anwenden auf feuchte oder trockene atmosphärische Kühler, sei es, daß sie mit mechanischem Zug oder mit Ventilatoren arbeiten und im letztgenannten Fall mit saugenden Ventilatoren oder drückenden Ventilatoren; der Kontakt zwischen Fluid und Luft im Falle feuchter Wärmeaustauscher wird dann zu Gegenstrom oder Kreuzstrom.

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Claims (5)

1. Patentansprüche

   1\ Vorrichtung zur Abschwächung von Windeinflüssen für eine Anlane zur Kontaktierung eines Fluids mit atmosphärischer Luft, wobei die Anlage an ihrer Basis mit wenigstens einer Lufteintrittsöffnung versehen ist ,gekennzeichnet durch Ablenkplatten (3), deren Höhe weniqstens etwa gleich der der Lufteintrittsöffnung ist, welche sich von dieser Öffnung aus vom Kühler nach außen, im wesentlichen senkrecht zu der öffnung über ein Stück, das wenigstens gleich etwa ihrer Höhe ist, erstrecken.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch g ekennzeichnet, daß die Ablenkplatten (3) entlang dieser öffnung unter regelmäßigen Abständen angeordnet sind.

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3. 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 , d a durch gekennzeichnet, daß diese Platten über ein Stück nach außen sich erstrecken, das gleich ihrer mehrfachen Höhe in Höhe der Lufteintrittsöffnunq

   (2) ist.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , d a durch gekennzeichnet, daß diese Platten sich zum Teil bis in das Innere der Anlage quer durch die Lufteintrittsöffnunq erstrecken.
5. 5. Vorrichtung nach ei-nem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß diese Platten eine nach außen, ausgehend von dieser öffnung zunehmende Höhe aufweisen.

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