DE69706892T2

DE69706892T2 - Vorrichtung zur rückkühlung von wärmetauscherkühlmittel

Info

Publication number: DE69706892T2
Application number: DE69706892T
Authority: DE
Inventors: Enrico Medessi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-10-16
Filing date: 1997-06-20
Publication date: 2002-04-25
Anticipated expiration: 2017-06-21
Also published as: EP1015832A1; ATE205935T1; DE69706892D1; JP2001502410A; AU3273297A; EP1015832B1; ITUD960197A1; WO1998016785A1; IT1289004B1

Description

Anwendungsgebiet

Diese Erfindung hat zum Gegenstand eine Vorrichtung zur Rückgewinnung der Kühlflüssigkeit in Wärmeaustauschkreisläufen
Die Neuerung findet besondere, wenn auch nicht ausschließliche Anwendung auf dem Gebiet der Rückgewinnung von Flüssigkeiten (Öl, Wasser usw.) bie Wärmetauschkreisläufen in Maschinen der industriellen Technik wie zum Beispiel Maschinen für die Eisproduktion oder Maschinen zum Formen von Kunststoffmaterialien (Kühlung der Formen) usw.

Stand der Technik

Es ist bekannt, dass es nach dem bisherigen Stand der Technik viele Arten von Maschinen gibt, die flüssigkeitsgekühlte Kreisläufe benutzen, insbesondere mittels Wasser oder Öl.
Die zur Kühlung verwendeten Flüssigkeiten treten im allgemein mit einer Temperatur aus, die über der durchschnittlichen Umgebungstemperatur liegt, z. B. 35-40ºC, so dass ihre wirksame Kühlung wichtig für eine geeignete Wiederberechnung ist, die mit minimalen Dimensionen und geeigneter Wirksamkeit erreicht wird.
Nach dem bisherigen Stand der Technik existieren bereits Vorrichtungen dieser Art, die im wesentlichen als Kühlturm aufgebaut sind, mit Wiederberechnung der Betriebsflüssigkeit, die aus der Hauptmaschine heraustritt, indem sie einem Wärmeaustausch unterworfen wird, indem sie einen Luftstrom passiert, auch unter Einsatz des Verdampfungssystems.
Auf diese Weise wird die Temperatur besagter Flüssigkeit auf einen nicht sehr hohen Wert abgesenkt, der allgemein ein wenig höher als die Umgebungsluft-Temperatur liegt. Zum Beispiel wenn die Umgebungsluft 20ºC warm ist, kann die Temperatur der Flüssigkeit von 35-40ºC auf einen Wert nicht unter 20ºC abgesenkt werden, oder auf das Maximum, das im Innern herscht, oder wenig darunter (mit Verwendung des Verdampfungssystems).
Dies hat den Nachteil, dass die Wärmeaustausch- Wirksamkeit in der Hauptmaschine (z. B. Maschine der Eiscrememaschine oder der zur Druckeinspritzung für Kunststoffmaterialien usw.) ziemlich verringert wird.
In den Kühltürmen und in den Luft-Wasser-Tauschern mit Verdampfung im allgemeinen kann die Temperatur, bei der es möglich ist, das Wasser wiederzugewinnen, nicht unter den Nasswärmegrad der verwendeten Luft sinken.
Normalerweise, in den Sommermonaten, rechnet man, dass der Nasswärmegrad über 24-25ºC liegt, so dass die Kühlung stark eingeschränkt ist.
In den Wasser-Lufttauschern ohne Verdampfung (zum Beispiel trockene Lamellentauscher), kann die Temperatur, bei der es möglich ist, das Wasser wiederzugewinnen, nicht unter die Trockenkugel temperatur der verwendeten Luft sinken, und daher ist die Temperatursenkung noch mehr eingeschränkt.
Ziel dieser Erfindung ist es, die obengenannte Nachteile zu vermeiden durch Schaffen einer Vorrichtung mit größerer Kühlwirksamkeit der besagten Betriebsflüssigkeiten (Wärmeaustausch) in besagten Haupt-Betriebsmaschinen.
Dieses und andere Ziele werden nach den Patentansprüchen durch eine Vorrichtung erreicht, die einen Kühlturm mit Luftstrahlen zur Kühlung von Betriebsflüssigkeiten, die mittels Wärmeaustausch in Haupt-Betriebsmaschinen zirkulieren, mit:
- mindestens einem Eintritt für besagtr Betriebsflüssigkeit, die durch den Wärmeaustausch in besagter Hauptmaschine erwärmt wird, und
- mindestens eine Kupplung für den Wiedereintritt von besagter Betriebsflüssigkeit, die zweckmäßigerweise mittels besagtem Kühlturm gekühlt ist, in dem Wiederberechnungs-System von besagter Hauptmaschine, gekennzeichnet dadurch, dass darin mindestens ein Kühlkreislauf mit Verdampfer-(Kühl-)Mitteln und Kondensatoren (Heizern) enthalten ist, wobei:
besagte Kondensatormittel werden an den Anfang von besagten Kühlturmmitteln zum Wärmeaustausch mit besagtem Luftstrom gesetzt, bevor er besagtes Kühlturmmittel abdeckt;
besagte Verdampfer werden an das Ende von besagten Kühlturmmitteln zum Wärmeaustausch mit besagter Betriebsflüssigkeit gesetzt zu ihrer weiteren Kühlung.
Auf diese Weise wird ein beträchtlich höherer Ertrag erhalten, so dass es möglich ist, die Betriebstemperatur auch auf äußerst niedrige Werte zu bringen, die unter der Umgebungstemperatur liegen.
Diese und weitere Vorteile gehen aus der folgenden Beschreibung zweier Vorzugslösungen hervor, mit Hilfe der beigefügten Zeichnungen, deren Einzelheiten nicht als einschränkend anzusehen sind, sondern nur als ein Beispiel.
Bild 1 ist eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen vereinfachten Systems, in diesem spezifischen Fall mit einem einzigen Kondensatorkühler zur Kühlung des Betriebswassers durch ein äußeres System ohne Verdampfung.
Bild 2 ist eine Ansicht einer Lösung mit doppeltem Kühler des Kondensators und Benutzung eines äußeren Systems mit Verdampfung.
Mit Bezug auf die Figuren kann man sehen, dass mit 1, 2 und 3 die Strömung der Kühlluft gezeigt wird, während der Ventilator in Komprimierung oder Saugung, der diese Strömung erzeugt, nicht gezeigt wird, da dieser Stand der Technik ist. Mit 11 wird der Behälter für die Ausrüstung gezeigt.
Mit 4 und 6 sind die Kupplungen für den Betriebswasserein- und -auslass (oder einer anderen Flüssigkeit) aus der Hauptmaschine (z. B. Maschine für Eiscreme, nicht gezeigt) angegeben.
Mit 8 ist der Kühlturm des Stands der Technik gezeigt, zur Kühlung der Betriebsflüssigkeit 4-6.
Mit 10 ist der Kühlkreislauf in dem System gezeigt, bei dem innovativ der Kondensator (7) oder die Kondensatoren (7, 19), als Eintritt des Luftstroms, am Anfang des Kühlturms liegen, und dem Verdampfer (9) am Ende des Kühlturms, um die Betriebsflüssigkeit weiter zu kühlen, mittels der Verbindung 5 vor dem Ablassen und Umlauf in der Hauptarbeitsmaschine (6).
Ein Arbeitsbeispiel geht aus den Parametern in dem Bild auf den betreffenden Temperaturen hervor, wobei:
wenn die Luft in von außen 1 hereinkommt, ist die Temperatur die die Umgebungstemperatur Ta.
Die Luft wird bei Tm > Ta beheizt, indem sie die Kondensatormittel (7) passiert, wobei sie trocknet.
Inzwischen, wenn sie nach 4 kommt, hat die Betriebsflüssigkeit eine Temperatur Te > Tm und folglich wird diese Betriebsflüssigkeit in dem Turm 8 auf einen bestimmten Wert abgekühlt, während die Luft auf der gegenüberliegenden Seite mit einer Temperatur TF > Tm austritt.
Der Wirkungsgrad der Wärmetausche in 7 und 8 kann durch Verwendung eines äußeren Verdampfungssystems verbessert werden, z. B. durch Wassersprühen (15, 16). Der Turm 8 kann auch ein Verdampfungssystem benutzen.
Vor dem Ablassen der Betriebsflüssigkeit wird diese durch den Verdampfer 9 des Kühlkreislaufs geleitet, so dass sie weiter abkühlend auf eine Temperatur Tu < Te.
Die Ausgangstemperatur Tu kann auf diese Weise auch äußerst niedrige Werte in bezug auf die Umgebungstemperatur erreichen, bis etwa 0ºC.
Bei der Lösung von Fig. 2 ist das regenähnliche oder spritzende Verdampfungssystem angegeben, zur Verbesserung des Austauschs durch einen Zwischenkollektor (13), der das Abfallwassers des Regens oder Sprühens sowohl vom Kondensator (19-17) als auch vom Kühlturm (8,12) sammelt, so dass es dann mittels einer Pumpe (14) oberhalb des Kondensators (16) und über dem Turm (15) wieder in Umlauf gebracht wird.
Der Raum 18 zwischen den beiden Kondensatoren wird es ermöglichen, dass in der Kondensatorgruppe der Wärmeaustausch wirkungsvoller ist, da in dem zweiten Kondensator (19) die Verdampfung des Wassers von äußerer Benetzung verwendet wird (16).

Claims

1. Vorrichtung, die Kühlturmmittel (8) mit Luftstrahl (1) zur Kühlung von Betriebsflüssigkeiten umfasst, die durch Wärmeaustausch in Hauptbetriebsmaschinen (4) zirkulieren, mit:

- mindestens einem Eintritt für besagte Betriebsflüssigkeit, die durch den Wärmeaustausch in der besagten Hauptmaschine (4) erwärmt ist und

- mindestens einer Kupplung für die Wiedereinleitung von besagter Betriebsflüssigkeit, zweckmässig gekühlt mittels besagter Kühlturmmittel (8), in dem Umlaufsystem von besagter Hauptmaschine (6),

gekennzeichnet dadurch, dass darin mindestens ein Gefrierkreislauf mit Verdampfern (9) und Kondensatormitteln (7) enthalten ist, wobei:

besagte Kondensatormittel (7) an den Anfang von besagten Kühlturmmitteln (8) zum Wärmeaustausch mit besagter Luftströmung (1-2) gesetzt sind, bevor es besagte Kühlturmmittel (8) für eine erste Kühlung der besagten Betriebsflüssigkeit umgibt;

besagte Verdampfermittel (9) werden an das Ende (5) von besagten Kühlturmmitteln gesetzt (8), zum Wärmeaustausch mit besagter Betriebsflüssigkeit für dessen weitere Kühlung (6).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass besagte Kondensatoren mindestens zwei an der Zahl sind (7, 19), parallel angeordnet und von besagter Kühl-Luftströmung (1, 2, 3) durchquert.

3. Vorrichtung gemäß einem beliebigen der vorherigen Patentansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass besagte Betriebsflüssigkeit (4) in besagten Kühlturm fallen gelassen oder gespritzt wird und von besagter Luftströmung (2, 3) bedeckt wird zwecks Verdunstung.

4. Vorrichtung gemäß einem beliebigen der vorherigen Patentansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass besagte Kühlturmmittel eine Kanalisation für besagte Betriebsflüssigkeit umfassen.

5. Vorrichtung gemäß einem beliebigen der vorherigen Patentansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass mindestens eines der besagten Kondensatormittel (7, 19) während der Bedeckung durch die Kühlungs-Luftströmung (1, 2) einem Wasserregen oder -sprühen ausgesetzt wird.

6. Vorrichtung nach dem vorherigen Anspruch, gekennzeichnet dadurch, dass das der Benetzung ausgesetzte Kondensatormittel ein zweites Kondensatormittel (19) ist, das am Ende eines ersten trockenen (7) parallel plaziert wird.

7. Vorrichtung gemäß einem beliebigen der vorherigen Patentansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass besagte Kühlturmmittel (8) während der Bedeckung durch die Kühlungs- Luftströmung (2, 3) einer Art Wasserregen oder -sprühen ausgesetzt werden.

8. Vorrichtung gemäß einem beliebigen der vorherigen Patentansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass mit dem System eine Art Wasserregen- oder -sprühkreislauf verbunden ist, der einen Kollektor (13) von den Kondensatormitteln (17) und von den Turmmitteln (12) her umfasst, sowie Umlaufmittel (14) zum Wiederbenetzen (16, 15) besagter Kondensatorenmittel (19) und zum Wärmeaustausch von besagtem Turm (8).