DE7507775U1

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Info

Publication number: DE7507775U1
Application number: DE19757507775
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Filing date: 1975-03-12
Publication date: 1978-09-21

Description

Gebrauchsmusteranmeldung

1) Prof. Dr.-lng. Robert Rautenbach
Turmstraße 46, 51oo Aachen

2) Dipl.-Ing. Horst Hoeck
Kaiser-Friedrich-Allee 2a
51oo Aachen

3) Dipl.-Ing. Wolfgang Beer
Beeckstr. 38, S1oo Aachen

Luftkühler

Die Erfindung bezieht sich gai-.t'jngsgemäß auf einen Luftkühler zur Kühlung von feuchter Luft, - mit Wärtnetauscherf lachen und Einrichtung zum Ablösen einer darauf gebildeten Eis- oder Reifschicht.

Wird feuchte Luft unter den Gefrierpunkt abgekühlt,, so bilden sich auf den kühlenden Wärmetauscherflächen des Luftkühlers Eis- oder Reifschichten. Mit wachsender Scnichtdicke stellen

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insbes. Reifschichten einen stark zunehmenden Wärmedurchgangswiderstand dar, der die Kühlleistung des Luftkühlers stark herabsetzt. Zusätzlich haben diese Schichten einen begrenzenden Einfluß auf die durchströmenden Luftmengen bzw. auf den Druckverlust. Aus den genannten Gründen ist man gezwungen, die Kühlflächen von Zeit zu Zeit von den Eis- bzw. Reifschichten zu befreien, üblich ist es, die Eis- oder Reifschichten periodisch abzutauen. Das Abtauen erfolgt teils direkt - beispielsweise durch vorgewärmte Luft - oder auch indirekt. Es wurden auch gesonderte, zusätzliche Heizrohre vorgeschlagen (DE-AS 1 o57 625).

Es ist weiterhin bekannt, daß man durch elektrischen Strom Wärme erzeugen und diese zum Abtauen von Eis oder Reif einsetzen kann. Da elektrische Energie jedoch die hochwertigste Energieform darsteßlt, das Abtauen von Eis oder Reif jedoch nur minderwertige Energie - beispielsweise in Form von warmer Luft - verlangt, sind besondere Gestaltungen notwendig, damit man auch große Luftkühler (z. B. von Gefrierhäusern)wirtschaftlich mittels elektrischer Energie von den haftenden Eis- oder Reifschichten befreien kann. Diese zu schaffen, ist Aufgabe der Erfindung,

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß auf den Wärmetauscherflächen zunächst eine dünne Isolierschicht und darauf eine ebenfalls dünne Leiterschicht angeordnet ist, auf der sich 'unmittelbar oder mittelbar die Eis- oder Reifschicht bildet, und daß die Leiterschicht von einem elektrischen Strom durchfließbar ist. Auf der Leiterschicht kann eine zusätzliche dünne Schutzschicht

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angeordnet sein. Die Leiterschicht ist z. B. als aufgedampfte, aufgalvanisierte oder aufgestrichene Metallschicht ausgeführt. Sie kann aber auch aus dünnen Drähten aufgebaut sein. Ein anderer Vorschlag der Erfindung geht dahin, daß die Leiterschicht als aufgeklebte Folie ausgeführt ist.

Bei Verwirklichung der Erfindung kann so vorgegangen werden, daß die Eis- oder Reifschicht mittels Wärme von der Wärmetauscherwand nur gelöst wird, d. h. es wird nur eine sehr kleine Zone diejenige, die der Wärmetauscherwand am nächsten ist - in den flüssigen oder dampfförmigen Zustand überführt. Die so gelöste Schicht kann dann durch die Schwerkraft, einen Luftstrom aber auch durch den Dampfdruck der getauten und verdampften Schicht von der Wärmetauscherwand wegtransportiert werden. Weiterhin wird erreicht, daß durch die Wärme, die das Lösen der festen Schicht von der Wärmetauscherwand bewirkt, nicht die gesamte Wärmetauscherwand auf eine Temperatur erwärmt wird, die über dem Schmelzpunkt der gebildeten Schicht liegt. Da nur eine dünne Teilschicht der Wärmetauscherwand des Luftkühlers erwärmt wird, um die feste Schicht zu lösen, ist es möglich, während des Ablösevorganges das Kühlmittel, das durch den Luftkühler strömt und die Bildung der Eis- bzw. Reifschicht bewirkt hat, weiter strömen zu lassen. Durch dieses Kühlmittel muß nämlich nur eine vergleichsweise kleine, zusätzliche Wärmemenge abgeführt werden. Im Ergebnis erreicht man eine Mehrzahl von Vorteilen:

Der erfindungsgemäße Luftkühler kann kontinuierlich betrieben werden, so daß kein zusätzlicher Wärmetauscher - beispielsweise im ümschaltbetrieb - erforderlich ist, da der Ablösevorgang sehr schnell vonstatten geht.

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Der geringe Aufwand an Energie für das Ablösen der - den Wärmeübergang und die Luftströmung behindernden - Eis- oder Reifschichte, erlaubt es, diese schon dann zu entfernen, wenn J die Schichtdicke im Vergleich zur konventionellen Verfahrens- ! weise (Abtauen) noch sehr klein ist.

Dies bedeutet, daß die Zeitspanne zwischen zwei Ablösevorgängen im Vergleich zum konventionellen Abtauen erheblich verkürzt wird.

Aus der geringen Schichtdicke, verbunden mit der kurzen Periodendauer für das Ablösen, ergibt sich einerseits, daß der Luftkühler nahezu stationär kühlt, d. h. die Kühlleistung wird von der gebildeten Eis- oder Reifschicht vergleichsweise wenig beeinflußt, und andererseits kann die Kühlmitteltemperatur aufgrund des verringerten mittleren (zeitliches Mittel) Wärmedurchgangswiderstandes heraufgesetzt werden, was einen vergleichsweise niedrigen Energiebedarf für die Kältemaschine, in der das Kühlmittel seinerseits herabgekühlt wird, zur Folge hat. - Regelvorrichtungen für das zeitweilige Trennen des Kühlmittelkreislauf es vom eigentlichen Luftkühler mit anschließendem Abtauen entfallen, da das Kühlmittel erfindungsgemäß während des Ablösevorganges weiter durch den Luftkühler strömen kann.

In Fig. 1 und 2 ist beispielhaft der Schnitt durch die Wärmetauscherwand einer bevorzugten Ausführung eines erfindungsgemäßen Luftkühlers skizziert.

Das Kühlmittel 1 sorgt für das notwendige Temperaturgefälle zum Abkühlen der feuchten Luft 7, wobei sich eine Eis- oder Reif-

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schicht 6 bildet. Die Wärmetauscherstützwand 2 - beispielsweise aus Stahl - sorgt für die notwendige Festigkeit der Wärmetauscherwand.

Eine dünne Schicht elektrisch isolierenden Materials 3 befindet eich zwischen der Wärmetauscherseützwand 2 und einer elektrisch leitenden Schicht 4, durch die ein Strom geleitet werden kann, ohne daß er auch durch die Wärmetauscherstützwand 2 fließt. Die elektrisch leitende Schicht V könnte beispielsweise eine aufgedampfte, dünne metallische Schicht sein, oder auch aus dünnen Folien bzw. einem Netz dünner Drähte bestehen. Direkt an der elektrisch leitenden Schicht 4 oder nur durch eine weitere dünne Schutzschicht 5 - Fig. 2 - getrennt, wird aufgrund des Temperaturgefälles zwischen feuchter Luft 7 und Kühlmittel 1 die Eis- oder Reifschicht 6 gebildet. Ein kurzer Stromfluß durch die elektrisch leitende Schicht 4 reicht nun aus, diese über die Schmelztemperatur zu erwärmen und dadurch die gebildete Eis- bzw. Reifschicht von der Wärmetauscherwand zu lösen, so daß sie durch die genannten Kräfte abtransportiert werden kann.

Wesentlich ist, daß die elektrisch leitende Schicht 4 im Verhältnis zur Wärmetauscherstützwand 2 dünn ist. Aufgrund der Trägheit des Wärmeleitungsvorganges wird sich die wesentlich dickere Wärmetauscherstützschicht 2 während des Stromflusses nur unwesentlich erwärmen, so daß das Kühlmittel 1 nur eine geringe zusätzliche Wärmemenge abzuführen hat und während des Stromflusses durch die elektrisch leitende Schicht 4 weiterströmen kann.

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Vorteilhaft ist es, in einem erfindungsgemäßen Luftkühler nicht die gesamte Wärmetauscherfläche gleichzeitig von der Eisbzw. Reifschicht zu befreien, sondern nacheinander einzelne Teilflächen. Das läßt sich schaltungsmäßig leicht verwirklichen, lir. Rahmen der Erfindung liegt es, die Wärmetauscherwand mit Rippen oder Lamellen - Fig. 3 - zu versehen.

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Claims

Andrejewski, Honlce, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen Schutzansprüche

1. Luftkühlei zur Kühlung von feuchter Luft, - mit Wärmetauscherflächen und Einrichtung zum Ablösen einer darauf gebildeten Eisoder Reifschicht, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Wärmetauscherflächen (2) zunächst eine dünne Isolierschicht C3) und darauf eine ebenfalls dünne Leiterschicht (4) angeordnet ist, auf der sich unmittelbar oder mittelbar die Eis- oder Reifschicht bildet, und daß die Leiterschicht (4) von einem elektrischen Strom durchfließbar ist.

2. Luftkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Leiter&chicht (4) eine zusätd-iche dünne Schutzschicht (5) angeordnet ist.

3. Luftkühler nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterschicht (4) als aufgedampfte, aufgalvani-

% sierte oder aufgestrichene Metallschicht ausgeführt ist.

4. Luftkühler nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterschicht (4) aus dünnen Drähten aufgebaut ist.

5. Luftkühler nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterschicht (4) als aufgeklebte Folie ausgefüht ist.