DE3116685C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für Klimaanlagen od. dgl., insbesondere für Verdunstungskühler oder Ver­ dunstungsverflüssiger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Kühlvorrichtungen dieser Art sind allgemein bekannt ebenso wie die damit verbundenen Schwierigkeiten, derartige Vor­ richtungen vor Einfrieren zu schützen. Hierzu ist bereits vorgeschlagen worden, dem Primärkreislauf mit einer 40%igen Äthylenglycol-Wassermischung zu füllen, deren Gefrierpunkt bei -26,7°C liegt und den Sekundärkreislauf elektrisch zu beheizen, und zwar mittels im Sumpfwasser vorgesehenen Heizpatronen; das Wasser in der Bodenwanne wird elektrisch beheizt, wenn bei ruhender Anlage die Wassertemperatur unter +8°C fällt.

Wenn das Gerät voll in betrieb ist, darf die Wasseraus­ trittstemperatur aus dem Rohrschlagensystem unter Be­ rücksichtigung einer Luftaußentemperatur von -15°C nicht unter +8°C fallen. Zumeist reicht dann die vom Rohrschlan­ gensystem abgegebene Wärme nicht mehr aus, den von einer Pumpe bewegten Sekundärkreislauf vor Einfrieren zu schützen. Auch wenn der Lüfter allein bei Luftaußentemperaturen unter 0°C betrieben wird, kann das in der Wanne angesammelte Wasser trotz standardmäßiger Heizung einfrieren. Um nun das Einfrieren zu verhindern, müßte eine Wannenheizung so ausgelegt werden, daß sie zu einem erheblichen Ernergiever­ braucher wird, was jeder energiesparenden Vernunft wider­ sprechen würde.

Eine weitere Möglichkeit, dem Einfrieren entgegenzuwirken, glaubte man, darin zu sehen, das Sekundärwasser in den Win­ termonaten einfach abzulassen, wodurch jene Pumpe im Sekundär­ kreislauf stillgelegt werden kann. Dieser Vorgang mag auch automatisiert werden; fällt die Luftaußentemperatur auf 0°C ab, wird das Wannenwasser automatisch abgelassen und die Pumpe gesperrt. Bei Anstieg auf 4°C wird das Wasser zuge­ speist und die Sperrung der Pumpe nach Erreichen des vorge­ schriebenen Wannenspiegels wieder aufgehoben. Diese Verfahrens­ weise wiederum bedingt einen sehr hohen Wasserverbrauch.

Eine Kühlvorrichtung der eingangs genannten Art zeigt die DE-PS 9 72 293 anhand eines Verdunstungsverflüssigers mit obenliegendem Ventilator, unter dem sich eine Enthitzerschlange als Tropfenabscheider erstreckt. In die Enthitzerschlange wird von einem Kompressor kommen­ des dampfförmiges Kältemittel (z. B. NH₃-Dampf) einge­ leitet und über ein Rohr zu - unterhalb eines hori­ zontalen Düsenstockes angebrachten - Kühlelemen­ ten geleitet. Aus diesen Kühlelementen wird der NH₃-Dampf durch ein weiteres Rohr einer Drosselstelle zuge­ führt, an die alternativ eine Kühlschlange im Wan­ nensumpf angeschlossen sein kann, die anderseits nach außen geöffnet ist. Es wird hier also eine möglichst intensive Kühlung des Kältemittels angestrebt wobei dessen gesamte Menge durch den Wannensumpf strömt.

Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich nun der Erfinder die Aufgabe gestellt, eine Kühlvorrichtung der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, daß ein energie- und wassersparender Winterbetrieb möglich wird, ohne daß es dazu aufwendiger Einrichtungen bedürfte.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die in die Kühlturmwanne gelegte Rohrschlange wird mit dem darüber angeordneten Rohrschlangensystem ver­ bunden. Ein Teil des im Rohrschlagensystems zu kühlenden Wassers des Primärkreislaufes strömt durch diese Rohrschlan­ ge und erwärmt das Wasser in der Wanne, also den Sekundär­ kreislauf. Dadurch wird die Einfriergefahr des Wannenwas­ sers gebannt. Die Lufttemperatur kann auf -10°C absinken, wenn das Wasser im Primärkreislauf +15°C nicht unterschrei­ tet.

Das Primärwasser vermag das sumpfwasser zu erwärmen.

Bei i. w. drucklosem - also abgeschalteten - Primärkreis­ lauf wird das Wasser des Tertiärkreislaufes im sogenannten Wannenregister durch das dann etwa von Patronen geheizte Sumpfwasser erwärmt und steigt in einem thermischen Kreis­ lauf auf. So wird der Winterbetrieb gesichert und der Pri­ märkreislauf ebenfalls vor dem Einfrieren geschützt.

Im Rahmen der Erfindung ist eine Rohrschlange von beispiels­ weise zehn Reihen in die Bodenwanne gelegt und über flexible Verbindungen mit Sammlern des Primärkreislaufes des Rohr­ schlangensystems verbunden.

Zwischen Wannen­ register und Rohrschlangensystem kann ein Sperrorgan angeordnet sein, um es gegen den Primärkreislauf - falls gewünscht - zu verschließen. Zufolge eines anderen Merkmals ist das Wannenregister auch mit einer Entleerungseinrichtung ver­ sehen, die vorteilhafterweise in eine Entleerungseinrichtung der Bodenwanne mündet.

Wird die Bodenwanne zumindest teilweise von einem horizontal verlaufenden Wannendeckel überspannt, ergibt sich der Vor­ teil, daß die Temperatur in der Bodenwanne verhältnismäßig konstant gehalten werden kann, allerdings unter Verzicht auf den Vorteil gegebenenfalls aufsteigender Warmluft.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevor­ zugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung;

diese zeigt in ihrer einzigen Figur den Längsschnitt durch eine Kühlvorrichtung mit unterschiedlichem Ober­ teil in der linken und der rechten Figurenhälfte.

Ein Verdunstungskühler K auf einem Fundament 1 weist über einer rechteckigen Bodenplatte 2 ein quaderförmiges Ge­ häuse 3 aus einer Armaturenfront 4, Seitentafeln 5 und einer Lüfterwand 6 auf; letztere trägt an einem Anbau­ stutzen 7 einen Radiallüfter 8, welcher über einen unter einem Schutzgitter 9 verborgenen Riementrieb mit einem Drehstrom-Kurzschlußläufer-Motor 10 verbunden ist.

An der Armaturenfront 4 befindet sich nahe der Bodenplatte 2 ein Frischwasseranschluß 12, ein Überlauf 13 mit auto­ matischer Wasserabschlämmung sowie eine stutzenartige - ein Sperrorgan 14 _a enthaltende - Entleerungseinrichtung 14, deren oberes Ende in eine Bodenwanne 15 des Gehäuses 3 mündet. In dieser sind als Heizeinrichtungen bei 16 Heizpatronen vorgesehen, welche in der Bodenwanne 15 stehendes Sumpfwasser 17 eräwrmen können.

Die im Gehäuse 3 vorhandene Mündung des Frischwasseranschlusses 12 ist mit einem an der Oberfläche bzw. dem Spiegel 18 des Sumpfwassers 17 sichtbaren Schwimmer 19 verbunden, der einen Mengenregler steuert.

Über der Bodenwanne 15 verläuft ein mehrstöckiges Rohrschlangen­ system 20 aus vollwandigen Stahlrohren. Es ist bevorzugt längs­ weise geneigt ausgeführt.

Über dem - abzukühlendes Wasser in einem Primärkreislauf W ₁ führenden - Rohrschlangensystem 20 sind Sprührohre 21 vorge­ sehen und über eine Steigleitung 22 mit Drosselklappe 23 an eine Pumpe 24 mit vorgeschaltetem Pumpenfilter 25 an­ geschlossen; sowohl die Steigleitung 22 als auch Pumpe 24 und Pumpenfilter 25 können außerhalb des Gehäuses 3 oder innerhalb der dann bei 4′ liegenden Armaturenfront angeordnet sein.

Die Pumpe 24 zieht einen Stutzen 26, in dem Heizpatronen vorhanden sein können, Wasser für einen sogenannten Sekundär­ kreislauf W ₂ aus der Bodenwanne 15 ab und drückt es in jener Steigleitung 22 zu Düsen 27 des Sprührohres 21 oberhalb des Rohrschlangensystems 20, wo es versprüht wird und kühlend auf das Rohrschlangensystem 20 fällt. Die Wasserpartikel bewegen sich dabei im Gegenstrom zu der gemäß Pfeil x auf­ steigenden Luft.

Das zu kühlende Wasser des Primärkreislaufes W ₁ tritt im gewählten Ausführungsbeispiel unter dem Druck einer nicht gezeigten Pumpe an einem oberen Vorlauf 30 über Sammler 31 in das Rohrschlagensystem 20 ein und verläßt dieses nach Durchlaufen eines weiteren Sammlers 33 durch einen unteren Rücklauf 34. Vor- und Rücklauf 30 und 34 können bei einer nicht dargestellten Ausführungsform an den Seitentafeln 5 ange­ bracht sein.

Ein dritter Wasserstrom wird durch ein weiteres Rohr- oder Wannenregister 40 geleitet, welches unterhalb des Spiegel 18 in Sumpfwasser 17 verläuft und durch ein Fallrohr 41 am Sammler 31 sowie durch ein Steigrohr 42 am Sammler 33 an das Rohrschlangensystem 20 angeschlossen ist; dieses Wannenregister 40 kann über eine Entleerungsleitung 43 mit Sperr­ organ 43 a zur Entleerungseinrichtung 14 hin entleert sowie durch andere Sperrorgane 44 vom Rohrschlangensystem 20 ge­ trennt werden.

Im Fallrohr 41 gelangt ein Teilstrom W ₃ des zu kühlenden Wassers in Pfeilrichtung Z zum Wannenregister 40 und gibt seine Wärme an das Sumpfwasser 17 ab.

Wird die erwähnte Pumpe des Primärkreislaufs W ₁ - bei­ spielsweise im Winter - abgeschaltet, entsteht inner­ halb des Rohrschlangensystems 20 einerseits und ander­ seits in dem dieses über die Sammler 31, 33 sowie die Rohre 41, 42 schließenden Wannenregister 40 ein thermischer Kreislauf; die Heizeinrichtungen 16 halten das Sumpfwasser 17 bei etwa +7°C und erwärmen indirekt auch den Teilstrom W ₃ des Tertiärkreislauf. Dessen von unten her erwärmtes Wasser steigt im dargestellten Beispiel gemäß Pfeil t im thermischen Kreislauf nach oben. Dabei ist das Gehäuse 3 durch eine Schwenkklappe 46 gegen den Radial­ lüfter 8 sowie durch eine Abdeckung 47 mit angetriebenen Jalousieklappen 48 (linke Figurenseite) oder durch Längsjalousien 49 (rechte Figurenseite) nach oben hin geschlossen.

Im Ausführungsbeispiel der linken Figurenhälfte wird die Bodenwanne 15 von einem Wannendeckel 45 überspannt, über diesem und den Sprührohren 21 sind zudem Tropfenabscheider 50 vorgesehen.

Claims (6)

1. Kühlvorrichtung für Klimaanlagen od. dgl., insbeson­ dere für Verdunstungskühler oder Verdunstungsverflüs­ siger, mit oberhalb einer Bodenwanne für Sumpfwas­ ser vorgesehenem Lüfter und in dessen Luft­ strom einragendem Rohrschlangensystem mit Vor- und Rück­ lauf eines Primärkreislaufes, welches von einer Sprüh­ einrichtung eines mit der Bodenwanne verbundenen Sekun­ därkreislaufes überspannt ist, mit in der Bodenwanne angebrachtem Wannenre­ gister, das einends an den Rücklauf des Rohr­ schlangensystems angeschlossenen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Wannenregister (40) zur Führung eines Teilstromes (W ₃) des Primärkreislaufes (W ₁) andernends an dessen Vorlauf (30) angeschlossen ist.

2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Fallrohr (41) des Wannenregisters (40) mit dem Vorlauf (30) des Rohrschlangensystems (20) und dessen Rücklauf (34) mit einem Steigrohr (42) des Wannenregisters verbunden ist.

3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bodenwanne (15) mit zumindest einer vom Teilstrom (W ₃) unabhängigen Heizeinrichtung (16) versehen ist und das Rohrschlangensystem (20) sowie das Wannen­ register (40) mit dessen Zulauf und Rücklauf einen thermischen Kreislauf bildet.

4. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wannenregister (40) eine Entleerungsleitung (43) aufweist.

5. Kühlvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Entleerungsleitung (43) des Wannenre­ gisters (40) in eine Entleerungseinrichtung (14) der Bodenwanne (15) mündet.

6. Kühlvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenwanne (15) von einem Wannendeckel (45) überspannt ist.