DE4431536A1 - Berieselungsvorrichtung für Verdampferelemente - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Berieselungsvorrichtung für Verdampferelemente, insbesondere für plattenförmige Ver­ dampferelemente einer Kühleinrichtung, mit einem oberhalb der im wesentlichen vertikal ausgerichteten Verdampfer­ elemente angeordneten, wannenartigen Flüssigkeitsbehälter, der mit eine Flüssigkeit den Verdampferelementen zu­ führenden, in Längsrichtung der Verdampferelemente ver­ laufenden parallelen Öffnungsanordnungen versehen ist.

Eine derartige Berieselungsvorrichtung ist beispielsweise aus der GB 11 26 738 und aus der Zeitschrift "Gemüse 10/ 1986", S. 392 ff, für Kühl- und Befeuchtungsvorrichtungen bekannt. Hierbei ist es wesentlich, daß die vertikalen Verdampferelemente bzw. Verdampferplatten möglichst voll­ ständig und gleichmäßig mit einem Wasserfilm überzogen sind. Dieses Wasser wird dann unterhalb der Verdampfer­ platten wieder gesammelt und zum oberhalb der Verdampfer­ platten angeordneten Flüssigkeitsbehälter zurückgepumpt.

Die Flüssigkeit im Flüssigkeitsbehälter gelangt über Loch­ reihen zu den darunter angeordneten Verdampferplatten und rieselt dann entlang derselben nach unten. Diese Loch­ reihen weisen den Nachteil auf daß zum einen die Löcher durch Verunreinigungen leicht verstopft werden können, und zum anderen ist es mit solchen Löchern sehr schwierig, insbesondere im oberen Bereich eine gleichmäßige Befeuch­ tung der Verdampferplatten zu erzielen. Würde man anderer­ seits anstelle der Löcher Längsschlitze bzw. Schlitzöff­ nungen vorsehen, so wäre es relativ schwierig, definierte und begrenzte Wassermengen den Verdampferplatten zuzu­ führen.

Aus der DE 40 24 276 C2 ist eine ähnliche Anordnung von vertikalen parallelen Verdampferplatten bekannt, bei denen die Berieselung mit Flüssigkeit mittels Sprührohren und Sprühdüsen erreicht wird. Diese Anordnung erfordert jedoch ständig einen definierten Sprühdruck, und auch hier be­ steht die Gefahr der Verstopfung der Düsenöffnungen, wo­ durch sich nicht nur die versprühte Wassermenge pro Zeit­ einheit verändert, sondern auch noch die Gefahr besteht, daß sich der Sprühstrahl beispielsweise im Winkel ver­ ändert, was zu einem ungleichmäßigen Sprühvorgang führt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher dar­ in, eine Berieselungsvorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der auf einfache Weise eine völ­ lig gleichmäßige Benetzung bzw. Berieselung der Ver­ dampferelemente erreicht wird, und bei der der Wasserfilm nicht durch Verschmutzungen beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeweils im Bereich der beiden Längsseiten der Öffnungs­ anordnungen angebrachte, elastisch an gegenüberliegenden Seiten des jeweiligen Verdampferelements anliegende streifenförmige Flüssigkeitsverteiler vorgesehen sind.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird eine völlig gleichmäßige Verteilung von Flüssigkeit über die Länge der jeweiligen Verdampferelemente erzielt, da die streifen­ förmigen Flüssigkeitsverteiler über die gesamte Länge gleichmäßig anliegen. Da diese streifenförmigen Flüssig­ keitsverteiler elastisch an den Verdampferelementen an­ liegen, kann die verteilte Flüssigkeitsmenge auf einfache Weise durch die Höhe des Flüssigkeitspegels im Flüssig­ keitsbehälter eingestellt werden. Auf Grund des Wasser­ drucks werden nämlich die streifenförmigen Flüssigkeits­ verteiler mehr oder weniger elastisch von den Verdampfer­ elementen abgehoben. Durch diese elastische Anlage wird auch eine Selbstreinigung erreicht, da eventuelle Schmutz­ partikel durch elastisches Abheben der Flüssigkeitsver­ teiler hindurchgelangen können, ohne daß der Flüssigkeits­ verteiler verstopft werden könnte. Eine besondere Reini­ gungsvorrichtung ist daher nicht erforderlich. Bei Bedarf können die streifenförmigen Flüssigkeitsverteiler ausge­ tauscht werden, beispielsweise durch solche, die einen größeren oder kleineren Wasserdurchsatz gestatten.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Berieselungsvorrichtung möglich.

Die oberen Endkanten der plattenartigen Verdampferelemente sind im wesentlichen mittig unterhalb oder in den Öff­ nungsanordnungen positioniert, so daß beide Seiten der Verdampferelemente in gleicher Weise mit Flüssigkeit be­ rieselt werden.

Die beiden streifenförmigen Flüssigkeitsverteiler eines Verdampferelements sind in vorteilhafter konstruktiver Ausgestaltung jeweils schräg nach unten zu diesem Ver­ dampferelement hin zusammenlaufend ausgebildet. Hierdurch bilden die Anlageflächen zwischen Flüssigkeitsverteiler und Verdampferelement einen tiefsten Punkt des Flüssig­ keitsstands im Flüssigkeitsbehälter, so daß die streifen­ förmigen Flüssigkeitsverteiler ständig mit Flüssigkeit be­ aufschlagt bzw. versorgt sind. Auch dies fördert die gleichmäßige Bildung eines Wasserfilms entlang der Ver­ dampferelemente.

Die Öffnungsanordnungen können in zweckmäßiger Ausgestal­ tung als Schlitzöffnungen ausgebildet sein, da die Dosie­ rung von Flüssigkeit nunmehr von den streifenförmigen Flüssigkeitsverteilern vorgenommen wird.

Eine besonders gute Zuführung von Wasser zu den Flüssig­ keitsverteilern bzw. Verdampferelementen hin wird dadurch erreicht, daß der Boden des Flüssigkeitsbehälters wenig­ stens im Bereich der Verdampferelemente parallele, nach unten hin sich im Querschnitt verjüngende Rinnen aufweist und daß die Öffnungsanordnungen jeweils im untersten Be­ reich der Rinnen angeordnet sind. Somit ist selbst bei einer eventuellen Schräglage des Flüssigkeitsbehälters gewährleistet, daß die streifenförmigen Flüssigkeitsver­ teiler überall mit Flüssigkeit beaufschlagt sind. Die Rinnen werden dabei in konstruktiv vorteilhafter Ausge­ staltung durch zickzackartig aneinandergereihte oder ge­ bogene Blechstreifen gebildet.

Haltestreifen der Flüssigkeitsverteiler können besonders einfach und sicher an den Blechstreifen fixiert werden.

Als günstigste Ausbildung der streifenförmigen Flüssig­ keitsverteiler haben sich Streifenbürsten erwiesen, die die Verteilung und Dosierung der den Verdampferelementen zugeführten Flüssigkeit besonders gut erreichen. Auf Grund der Wasserdurchlässigkeit der Streifenbürsten ist die Gefahr einer vollständigen Abdichtung gering und die Reinigungswirkung und Unempfindlichkeit gegen Verschmut­ zung besonders gut.

Um die Gefahr einer ungleichmäßigen Flüssigkeitszuführung auf Grund von Wasserbewegungen, Strömungen und Wellen auszuschließen, die bei der Wasserzufuhr in den Flüssig­ keitsbehälter oberhalb der Verdampferelemente entstehen könnten, weist dieser Flüssigkeitsbehälter wenigstens einen Einfüllraum für die Flüssigkeit auf, der vom übrigen Bereich des Flüssigkeitsbehälters durch eine Überlauf­ wandung und/oder eine mit Durchgangsöffnungen versehene Wandung getrennt ist. Dieser Einfüllraum ist zweckmäßiger­ weise außerhalb des Bereichs der Verdampferelemente ange­ ordnet.

Eine die Flüssigkeit von einem Sammelbehälter unterhalb der Verdampferelemente zum Flüssigkeitsbehälter oberhalb der Verdampferelemente rückführende Pumpeinrichtung sorgt dafür, daß der für eine bestimmte Berieselungsmenge er­ forderliche Flüssigkeitspegel im Flüssigkeitsbehälter ein­ gestellt werden kann.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich­ nung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Flüssigkeitsbehälter mit darunter angeord­ neten vertikalen Verdampferplatten, von denen jeweils nur ein oberster Teilbereich dargestellt ist,

Fig. 2 in einer vergrößerten Teildarstellung die oberen Bereiche von drei dieser Verdampferplatten mit anliegenden Streifenbürsten als Flüssigkeitsver­ teiler und

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung mit ebener Bodenwandung des Flüssigkeitsbehälters.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten ersten Ausfüh­ rungsbeispiel bildet eine Vielzahl von vertikal und par­ allel zueinander angeordneten Verdampferplatten 10 einen Kühler, der beispielsweise Bestandteil einer nicht näher dargestellten Kühleinrichtung ist. In Fig. 1 sind zur Ver­ einfachung nur die oberen Endbereiche von 17 Verdampfer­ platten dargestellt und in Fig. 2 in vergrößerter Dar­ stellung nur drei dieser oberen Endbereiche von Ver­ dampferplatten 10. Diese Verdampferplatten des Kühlers werden von einer Kühlflüssigkeit, wie Ammoniak, Frigen od. dgl., durchströmt, wobei in nicht näher dargestellter und an sich bekannter Weise ein Kühlkreislauf der Kühl­ flüssigkeit zwischen dem Kühler und einem an eine Kom­ pressor-Kältemaschine angeschlossenen Wärmetauscher er­ folgt. Die Verdampferplatten 10 werden zur Kühlung von außen mit einer Flüssigkeit berieselt, wie später noch näher erläutert wird. Ein derartiger, aus Verdampfer­ platten 10 bestehender Kühler kann selbstverständlich auch für andere Anwendungen eingesetzt werden.

Oberhalb der Verdampferplatten 10 befindet sich eine Flüssigkeitswanne 11 zur Aufnahme der Flüssigkeit, die von dort aus den Verdampferplatten 10 zugeleitet wird, an diesen entlang nach unten strömt bzw. rieselt und dort in einer nicht dargestellten Auffangwanne aufgefangen wird. Mittels einer nicht näher dargestellten Pumpe wird die Flüssigkeit dann wieder in die Flüssigkeitswanne 11 hoch­ gepumpt, wobei zur Vereinfachung von der Flüssigkeits­ leitung nur der in die Flüssigkeitswanne 11 mündende End­ bereich 12 dargestellt ist.

In der Flüssigkeitswanne 11 sind zwei Bereiche zu unter­ scheiden. Die Flüssigkeit strömt vom Endbereich 12 der Leitung aus zunächst in einen äußeren Einfüllbereich 13, der von einem inneren Zuführbereich 14 für die Verdampfer­ platten 10 durch eine Beruhigungswandung 15 getrennt ist. Erst wenn der Flüssigkeitspegel im Zuführbereich 14 eine bestimmte Höhe erreicht hat, kann die Flüssigkeit über die Beruhigungswandung 15 hinweg in den Zuführbereich 14 ge­ langen. Strömungen, Wellen od. dgl., die durch den Einfüll­ vorgang bedingt sind, werden dadurch weitgehend ausge­ schaltet. Die Beruhigungswandung 15 kann noch zusätzlich Öffnungen aufweisen, durch die die Flüssigkeit durch diese Beruhigungswandung 15 hindurch in den Zuführbereich 14 gelangen kann. Diese Öffnungen können auch so bemessen sein, daß ein Oberströmen der Beruhigungswandungen 15 nicht mehr auftritt.

Der Zuführbereich 14 umfaßt im wesentlichen denjenigen Bereich, unter dem die Verdampferplatten 10 angeordnet sind. Die Bodenwandung 16 der Flüssigkeitswanne 11 im Zu­ führbereich 14 weist einen zickzackartigen Querschnitt auf und wird durch winkelig aneinandergereihte Blechstreifen oder durch eine entsprechend gebogene Blechplatte gebildet. Hierdurch werden parallele, in der Längsrichtung der Verdampferplatten 10 verlaufende Rinnen 17 gebildet, die jeweils in ihrem untersten Bereich Schlitzöffnungen 18 besitzen. Da sich die Länge der Rinnen oft über 2 bis 3 m erstreckt, kann anstelle einer durchgehenden Schlitzöff­ nung 18 zur Erhöhung der mechanischen Stabilität auch eine Öffnungsanordnung von in Längsrichtung aneinandergereihten Schlitzen treten, die jeweils voneinander durch Stege ge­ trennt sind. Die oberen Endbereiche der Verdampferplatten 10 befinden sich unterhalb dieser Schlitzöffnungen 18.

Wie insbesondere aus Fig. 2 deutlich hervorgeht, sind Streifenbürsten 19 jeweils an den ebenen Wandungen der Rinnen 17 so fixiert, daß ihre Borsten 20 schräg nach unten unterhalb der Schlitzöffnungen 18 aufeinander zu­ laufen und jeweils an gegenüberliegenden Seiten einer Ver­ dampferplatte 10 elastisch anliegen. Die Streifenbürsten 19 weisen dabei eine der Länge der Rinnen 17 bzw. der der Verdampferplatten 10 entsprechende Länge auf, können je­ doch selbstverständlich auch aus mehreren aneinanderge­ reihten Streifenbürsten 19 zusammengesetzt sein. Wesent­ lich dabei ist, daß die Borsten 20 durchgehende, an den Verdampferplatten 10 anliegende Borstenreihen bilden. Die Streifenbürsten 19 bestehen dabei aus einer die Borsten 20 haltenden Borstenhalterung 21 und einer daran fixierten Halteleiste 22, mit deren Hilfe die jeweilige Streifen­ bürste 19 an der Bodenwandung 16 bzw. der Wandung einer Rinne 17 fixiert wird.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel greifen die oberen Endkanten der Verdampferplatten 10 geringfügig durch die Schlitzöffnungen 18 hindurch. Diese oberen Endkanten können auch unterhalb der Schlitzöffnungen 18 enden, soll­ ten jedoch im wesentlichen mittig zu den Schlitzöffnungen 18 angeordnet sein, um eine gleichmäßige Verteilung des an beiden Seiten der Verdampferplatten 10 herunterlaufenden Wassers zu erreichen.

Die in die Flüssigkeitswand 11 eingefüllte Flüssigkeit gelangt über oder durch die Beruhigungswandung 15 in den Zuführbereich 14 und füllt dort die Rinnen 17. Je nach Füllhöhe werden die Borsten 20 der Streifenbürsten 19 elastisch von den Verdampferplatten 10 abgehoben, so daß Wasser entlang dieser Verdampferplatten 10 nach unten rieseln kann. Durch die gleichmäßig anliegenden Borsten 20 erfolgt dabei eine gleichmäßige Berieselung der Ver­ dampferplatten 10. Gelangen Schmutzteilchen in die Borsten 20, die den Durchgang der Flüssigkeit behindern, so wird der Wasserspiegel durch diese "Verstopfung" automatisch erhöht, und durch den geodätischen Oberdruck werden die Bürsten dann dem Wasserdruck weichen, wodurch die Schmutz­ teilchen automatisch ausgespült werden, so daß eine auto­ matische Reinigung gewährleistet ist.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbei­ spiel ist eine ebene Bodenwandung 23 der Flüssigkeitswanne 11 vorgesehen. In dieser Bodenwandung 23 sind entsprechen­ de, in Längsrichtung der Verdampferplatten 10 verlaufende Schlitzöffnungen 24 vorgesehen. Die Streifenbürsten 19 sind unterhalb der Randbereiche der Schlitzöffnungen 24 fixiert, und die Borsten 20 verlaufen wiederum schräg nach unten zu den Verdampferplatten 10 hin. Die schematisch dargestellte Flüssigkeit 25 strömt in die jetzt durch die Borsten 20 gebildeten Rinnen und durch die elastisch an den Verdampferplatten 10 anliegenden Borsten hindurch, wodurch ein Flüssigkeitsfilm 26 an den Verdampferplatten 10 entlang nach unten strömt.

In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels könnten anstelle von Schlitzöffnungen auch andere Öff­ nungsanordnungen mit anderer Gestalt der Einzelöffnungen treten. Wesentlich dabei ist, daß die Streifenbürsten je­ weils im Bereich der beiden Längsseiten dieser Öffnungs­ anordnungen angebracht sind, so daß Flüssigkeit durch die Öffnungsanordnungen in die durch die an den Verdampfer­ platten 10 anliegenden Bürsten gebildeten Rinnen gelangen kann.

Obwohl Streifenbürsten sich als sehr gute Flüssigkeitsver­ teiler erwiesen haben, können jedoch prinzipiell auch andere, elastisch an den Verdampferplatten 10 anliegende streifenförmige Flüssigkeitsverteiler eingesetzt werden. Beispielsweise könnten solche Flüssigkeitsverteiler aus einer Vielzahl von elastisch anliegenden Streifen, Bändern, Lappen od. dgl. bestehen. Oder es könnten schwamm­ artige Leistenelemente als Flüssigkeitsverteiler einge­ setzt werden.

Eine Anordnung mehrerer mit Streifenbürsten versehener Verdampferplatten ist insbesondere als Kühlturm einer wassergekühlten Kälteanlage und/oder eines indirekt ar­ beitenden Kühlkreislaufs verwendbar. Ein solcher Kühl­ turm wird im allgemeinen auf einem Gebäudedach angeord­ net, jedoch sind auch andere Anordnungen möglich. Zur verbesserten Kühlung kann noch ein Gebläse beispiels­ weise seitlich der Verdampferplatten 10 an deren Stirn­ seiten angeordnet werden, das eine horizontale, an den Verdampferelementen vorbeiströmende Luftströmung er­ zeugt. Ein solches Gebläse, das selbstverständlich auch aus mehreren Einzelgebläsen zusammengesetzt sein kann, eignet sich für derartige Kühltürme, kann je­ doch auch bei anderen Anwendungen eingesetzt werden.

Claims (16)

1. Berieselungsvorrichtung für Verdampferelemente, insbesondere für plattenförmige Verdampferelemente einer Kühleinrichtung, mit einem oberhalb der im wesentlichen vertikal ausgerichteten Verdampferelemente angeordneten, wannenartigen Flüssigkeitsbehälter, der mit eine Flüssigkeit den Verdampferelementen zuführenden, in Längsrichtung der Verdampferelemente verlaufenden parallelen Öffnungsanordnungen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils im Bereich der beiden Längs­ seiten der Öffnungsanordnungen (18; 24) angebrachte, elastisch an gegenüberliegenden Seiten des jeweiligen Verdampferelements (10) anliegende streifenförmige Flüssigkeitsverteiler (19) vorgesehen sind.

2. Berieselungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Endkanten der plattenarti­ gen Verdampferelemente (10) im wesentlichen mittig unter­ halb oder in den Öffnungsanordnungen (18; 24) positioniert sind.

3. Berieselungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die beiden streifen­ förmigen Flüssigkeitsverteiler (19) eines Verdampfer­ elements (10) schräg nach unten zu diesem Verdampfer­ element (10) hin zusammenlaufend ausgebildet sind.

4. Berieselungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsanord­ nungen (18; 24) als Schlitzöffnungen ausgebildet sind.

5. Berieselungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (16) des Flüssigkeitsbehälters (11) wenigstens im Bereich der Ver­ dampferelemente (10) parallele, nach unten hin sich im Querschnitt verjüngende Rinnen (17) aufweist und daß die Öffnungsanordnungen (18) jeweils im untersten Bereich der Rinnen (17) angeordnet sind.

6. Berieselungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinnen (17) durch zickzackartig aneinandergereihte Blechstreifen oder entsprechend ge­ bogene Blechteile gebildet sind.

7. Berieselungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Haltestreifen (22) der Flüssigkeits­ verteiler (19) an den Blechstreifen fixiert sind.

8. Berieselungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmi­ gen Flüssigkeitsverteiler (19) als Streifenbürsten ausge­ bildet sind.

9. Berieselungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeits­ behälter (11) wenigstens einen Einfüllbereich (13) für die Flüssigkeit aufweist, der vom übrigen Bereich (14) des Flüssigkeitsbehälters (11) durch eine Beruhigungswandung (15) getrennt ist.

10. Berieselungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Beruhigungswandung (15) als Ober­ laufwandung und/oder als mit Durchgangsöffnungen versehene Wandung ausgebildet ist.

11. Berieselungsvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfüllbereich (12) außer­ halb des Bereichs der Verdampferelemente (10) angeordnet ist.

12. Berieselungsvorrichtung nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Flüssigkeit von einem Sammelbehälter unterhalb der Ver­ dampferelemente (10) zum Flüssigkeitsbehälter (11) ober­ halb der Verdampferelemente (10) rückführende Pumpeinrich­ tung vorgesehen ist.

13. Berieselungsvorrichtung nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Kühlturm einer wassergekühlten Kälteanlage und/oder eines indirekt arbeitenden Kühlkreislaufs.

14. Berieselungsvorrichtung nach Anspruch 13, gekenn­ zeichnet durch die Anbringung auf einem Gebäudedach.

15. Berieselungsvorrichtung nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein eine die Verdampferelemente (10) parallel umströmende Luftströ­ mung erzeugendes Gebläse vorgesehen ist.

16. Berieselungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftströmung horizontal ver­ läuft.