EP3404268B1 - Ventilationseinheit für kälteanlagen - Google Patents

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EP3404268B1
EP3404268B1 EP18172026.9A EP18172026A EP3404268B1 EP 3404268 B1 EP3404268 B1 EP 3404268B1 EP 18172026 A EP18172026 A EP 18172026A EP 3404268 B1 EP3404268 B1 EP 3404268B1
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EP
European Patent Office
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fan
ventilation unit
designed
heat exchanger
air volume
Prior art date
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Active
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EP18172026.9A
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English (en)
French (fr)
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EP3404268A1 (de
Inventor
Oliver Haaf
Thomas Heli
Daniel Gebert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Original Assignee
Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of EP3404268A1 publication Critical patent/EP3404268A1/de
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Publication of EP3404268B1 publication Critical patent/EP3404268B1/de
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    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D17/00—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces
    • F25D17/04—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection
    • F25D17/06—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection by forced circulation
    • F25D17/067—Evaporator fan units
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F04D17/06—Helico-centrifugal pumps
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    • F04D29/582—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/5826—Cooling at least part of the working fluid in a heat exchanger
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
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    • F24F1/0018—Indoor units, e.g. fan coil units characterised by fans
    • F24F1/0025—Cross-flow or tangential fans
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • F25D2500/00—Problems to be solved
    • F25D2500/02—Geometry problems

Definitions

  • the invention relates to a ventilation unit designed for use and for arrangement in a refrigeration system.
  • a protective grille is typically located on the outlet side of the fan. In this area, the very cold air mixes with the air from the adjoining cooling chamber (return flow in the hub area) as the axial fan flows increasingly radially. In high humidity applications, ice or snow-like material can stick to the fan blades or protective grille, also reducing efficiency and flow characteristics. In addition, when the heat exchanger is defrosted and the fan is not running, the ice can fall onto the wall ring of the fan and prevent the fan from restarting due to icing.
  • the necessary defrosting is generally a disadvantageous, complex process that disrupts actual operation and should be avoided as far as possible.
  • the invention is therefore based on the object of providing a ventilation unit which overcomes the above disadvantages and can be operated more efficiently and with less defrosting frequency.
  • a ventilation unit designed for use and for arrangement on a refrigeration system with a fan and a heat exchanger arranged in series with the fan, with the fan being designed and arranged opposite the heat exchanger, during operation an air volume flow through the heat exchanger and out of the Promote ventilation unit out.
  • the fan is designed as a diagonal fan. With the diagonal fan, the air volume flow is sucked in axially during operation and blown out diagonally at an angle to the rotation axis of the diagonal fan.
  • the diagonal fan is characterized in an advantageous manner by a high air output even at higher back pressure. This ensures that the blow-out direction of the diagonal fan is always diagonal and not radial, even with the maximum counter-pressures that occur during operation. Its range of throw remains largely unchanged even with a continuously increasing icing heat exchanger, a thermal short circuit due to an external backflow to the intake area of the heat exchanger is prevented. In addition, the resultant increased icing of the heat exchanger is avoided. The defrost cycles heat exchanger are extended.
  • the diagonal fan is designed to draw in the air volume flow axially and blow it out diagonally at an angle of 10-80°, more preferably at an angle of 25-60°, relative to its axis of rotation.
  • the discharge angle of the diagonal fan offers an average value from the outset that can be maintained throughout operation.
  • a favorable embodiment of the ventilation unit provides that the diagonal fan is designed and arranged in the ventilation unit to draw in the air volume flow through the heat exchanger and blow it out of the ventilation unit into an open environment, for example in a cold room.
  • the diagonal fan is therefore downstream of the heat exchanger in terms of flow.
  • the heat exchanger During operation, the heat exchanger generates a flow resistance that increases from an initial flow resistance with a first resistance characteristic curve (A) to an icing resistance with a second resistance characteristic curve (B) due to progressive icing for the diagonal fan.
  • the diagonal fan In the case of the ventilation unit, an embodiment according to the invention is characterized in that the diagonal fan is designed so that its highest efficiency range is in a range of a third resistance characteristic (C) of the heat exchanger, with the third resistance characteristic lying between the first and the second resistance characteristic (A, B).
  • the resistance characteristics (A, B, C) are characterized by a back pressure psf [Pa] that increases over a conveyed air quantity qv [m 3 /h]. The outflow always remains diagonal, even at maximum counter pressures, and does not change in a radial direction, as is the case with axial fans, for example.
  • the heat exchanger is designed according to the invention, the air volume flow to a conveying medium temperature of less than or equal to 15°C, in particular 5°C, to form a cold air volume flow, the cold air volume flow being able to be sucked in and blown out directly by the diagonal fan. Between the heat exchanger and the diagonal fan there are no components that thermally influence the cold air volume flow, the suction through the diagonal fan takes place directly downstream of the heat exchanger.
  • the ventilation unit is characterized in that the diagonal fan and the heat exchanger are connected to one another by a housing, the housing forming a closed flow channel for the air volume flow or the cold air volume flow.
  • the ventilation unit is designed as an integral structural unit for holistic arrangement and attachment to the refrigeration system.
  • the integral unit can be pre-assembled and delivered as a whole. Only the electrical connection has to be made to the cold rooms. This reduces the probability of errors during assembly.
  • the heat exchanger is designed as an evaporator.
  • the ventilation unit also includes a (flow) guide device which is arranged in a blow-out section of the diagonal fan and is designed to deflect the air volume flow blown out in a diagonal direction by the diagonal fan into an axial direction.
  • the diagonal blow-out direction of the diagonal fan can thereby be deflected into an axial blow-out flow direction and thus the throw of the diagonal fan can be increased.
  • the guide device can be implemented by parts of the housing or by guide bodies such as guide plates or the like that can also be fastened to the diagonal fan.
  • the guide device is formed in one piece on the diagonal fan, so that the number of parts is minimized.
  • a protective grille or access protection can also be arranged on the diagonal fan.
  • the guide device partially converts the swirl of the air volume flow generated by the diagonal fan into static pressure and thereby increases the pressure increase, efficiency and throw of the diagonal fan.
  • the diagonal fan is designed with a co-rotating cover disk that covers the fan blades.
  • the ventilation unit can also be designed in such a way that the flow is guided in the fixed housing and the diagonal fan has a wing end similar to an axial fan. A gap is then provided between the impeller and the fan blades.
  • FIG 1 the basic inventive structure of the ventilation unit is shown schematically, but to illustrate the fluidic problems with an axial fan 11 following a heat exchanger 10. Shown is a frozen state of the heat exchanger 10 and a resulting essentially radial outflow of the axial fan 11. About the with The flow path 8 shown by the arrows leads to a thermal short circuit, in which the air blown out of the axial fan 11 returns to the intake area of the heat exchanger. In addition, there is an inflow 9 on the outlet side in the hub region of the axial fan 11, which is overlaid by the outflow. From the actual purely axial outflow provided in the frost-free state, as exemplified in figure 2 is shown, when the heat exchanger is iced up, there is nothing or hardly anything left.
  • a ventilation unit 1 is shown schematically in the iced state with a diagonal fan 2 and a heat exchanger 3 arranged in series therewith and designed as an evaporator.
  • the heat exchanger 3 and the diagonal fan are connected to one another via a housing 5 forming a flow channel. Both the diagonal fan 2 and the heat exchanger 3 are inserted and fastened in the housing 5, so that the ventilation unit is an integral structural unit.
  • a protective grille 19 is arranged on the outlet section of the diagonal fan 2 .
  • the ventilation unit 1 is designed for use and for arrangement in a refrigeration system.
  • the diagonal outflow path 7 is marked with arrows.
  • the heat exchanger 3 cools the air volume flow to a conveying medium temperature of less than or equal to 15° C., in particular less than or equal to 5° C., to form the cold air volume flow, which is sucked in directly by the diagonal fan 2 .
  • the ventilation unit 1 according to the invention figure 3 with the diagonal fan 2 is opposite to the in figure 1
  • the embodiment shown can be designed with an axial fan 10 in a way as is shown in figure 4 is shown using a diagram of the conveyed air volume qv [m 3 /h] versus the pressure psf [Pa].
  • the fan characteristics 11', 2' of the axial fan 11 are off figure 1 and the diagonal fan 2 off figure 3 and three characteristic resistance curves A, B, C resulting from different icing states of the heat exchanger 3.
  • the flow resistance of the heat exchanger 3 increases during operation due to progressive icing from an initial flow resistance with a first resistance characteristic A for the diagonal fan to an icing resistance with a second resistance characteristic B. In the state of the second resistance characteristic, a defrosting process of the heat exchanger 3 is initiated.
  • the diagonal fan 2 on the other hand, is designed to have its highest efficiency range in a region of the third resistance characteristic C of the heat exchanger 3 due to its diagonal blowing direction, with the third resistance characteristic C lying between the first and second resistance characteristic curves A, B.
  • the resistance characteristics A, B, C are characterized by a back pressure psf [Pa] that increases over a conveyed air quantity qv [m 3 /h].
  • the ventilation unit 1 according to the invention with the diagonal fan 2 can be operated over a longer period of time and with higher efficiency in the area of the resistance characteristic C with a correspondingly large flow rate compared to a structure with the axial fan 11, which only works as designed in the area of the resistance characteristic curve A.
  • the absolute difference is characterized by the fan characteristics 11', 2' of the axial fan 11 and the diagonal fan 2 in the diagram.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Ventilationseinheit ausgebildet zum Einsatz und zur Anordnung an einer Kälteanlage.
  • Beim Einsatz von Ventilationseinheiten mit Lüfter und Wärmeübertagern, die häufig auch als Wärmetauscher bezeichnet werden, an Kälteanlagen ist problematisch, dass der Wärmeübertrager während des Betriebs kontinuierlich zunehmend vereist und mithin sein Strömungswiderstand zunimmt. Der nachgeschaltete Lüfter muss gegen den zunehmenden Strömungswiderstand arbeiten, wodurch sich sein Betriebszustand verändert. Herkömmlicherweise werden bei derartigen Ventilationseinheiten Axiallüfter bzw. Axialventilatoren eingesetzt, die auf den Strömungswiderstand des Wärmetauschers ohne Vereisung ausgelegt werden. Daraus resultiert, dass der Lüfter nur kurzzeitig im Bereich optimaler Effizienz betrieben wird, jedoch mit zunehmender Vereisung des Wärmeübertragers und dessen steigendem Strömungswiderstand sich der Betriebszustand des Lüfters aus dem Bereich des Wirkungsgradoptimums heraus bewegt. Aufgrund des erhöhten Strömungswiderstands verändert sich zudem die Abströmrichtung von einer axialen in eine mehr und mehr radiale Richtung.
  • Dabei ist neben der aus wirtschaftlicher Sicht verschlechterten Anlageneffizienz auch aus strömungstechnischer Sicht nachteilig, da sich die Wurfweite des Lüfters stark reduziert, wodurch es zu einer ungleichförmigen Temperaturverteilung in dem an den Lüfter angrenzenden Kühlraum kommt. Zudem wird radial ausgeblasene Luft anteilig direkt um den zunehmend vereisenden Wärmeübertrager zurück zu dessen Einlaufbereich gefördert und erneut durch den Wärmeübertrager hindurchgeführt, wodurch es zu einem thermischen Kurzschluss kommt.
  • Typischerweise befindet sich am Lüfter ausblasseitig ein Schutzgitter. In diesem Bereich mischt sich bei der zunehmend radialen Abströmung des Axiallüfters die sehr kalte Luft mit der Luft des angrenzenden Kühlraums (Rückströmung im Nabenbereich). In Anwendungen mit hoher Luftfeuchtigkeit kann sich Eis oder schneeähnliches Material an den Lüfterschaufeln oder dem Schutzgitter festsetzen, wodurch sich der Wirkungsgrad und die Strömungscharakteristik ebenfalls verschlechtern. Zudem kann beim Abtauen des Wärmeübertragers und stillstehendem Lüfter das Eis auf den Wandring des Lüfters fallen und durch Vereisung ein Wiederanlaufen des Lüfters verhindern.
  • Das notwendige Abtauen ist generell ein nachteiliger, aufwendiger und so weit als möglich zu vermeidender Störungsprozess des eigentlichen Betriebs.
  • Druckschriftlicher Stand der Technik ist beispielsweise in den Dokumenten JP 2003 106742 A und EP 2 679 920 A2 offenbart.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Ventilationseinheit bereit zu stellen, welche die vorstehenden Nachteile überwindet und effizienter sowie mit geringerer Abtauhäufigkeit betrieben werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird eine Ventilationseinheit ausgebildet zum Einsatz und zur Anordnung an einer Kälteanlage vorgeschlagen, mit einem Lüfter und einem zu dem Lüfter in Reihe angeordneten Wärmeübertrager, wobei der Lüfter ausgebildet und gegenüber dem Wärmeübertrager angeordnet ist, im Betrieb einen Luftvolumenstrom durch den Wärmeübertrager hindurch und aus der Ventilationseinheit heraus zu fördern. Der Lüfter ist erfindungsgemäß als Diagonallüfter ausgebildet. Bei dem Diagonallüfter wird der Luftvolumenstrom im Betrieb axial angesaugt und diagonal in einem Winkel gegenüber der Rotationsachse des Diagonallüfters ausgeblasen.
  • Der Diagonalventilator zeichnet sich in vorteilhafter Weise durch eine hohe Luftleistung auch bei höherem Gegendruck aus. Dabei ist sichergestellt, dass auch bei den im Betrieb maximal auftretenden Gegendrücken die Ausblasrichtung des Diagonalventilators stets diagonal und nicht radial ist. Seine Wurfweite bleibt auch bei einem kontinuierlich zunehmend vereisenden Wärmeübertrager im Wesentlichen unverändert groß, ein thermischer Kurzschluss durch eine außenseitige Rückströmung zum Ansaugbereich des Wärmeübertragers wird verhindert. Zudem wird eine sich hieraus ergebende stärkere Vereisung des Wärmeübertragers vermieden. Die Abtauzyklen des Wärmeübertragers werden verlängert.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist der Diagonallüfter ausgebildet, den Luftvolumenstrom axial anzusaugen und diagonal in einem Winkel von 10 - 80°, weiter bevorzugt einem Winkel von 25 - 60°, gegenüber seiner Rotationsachse auszublasen. Im Vergleich zu einem 0°-Ausblaswinkel eines Axiallüfters und einem 90°-Ausblaswinkel eines Radiallüfters bietet der Ausblaswinkel des Diagonallüfters von vorneherein einen Mittelwert, der über den Betrieb aufrecht erhalten werden kann.
  • Eine günstige Ausführungsform der Ventilationseinheit sieht vor, dass der Diagonallüfter ausgebildet und in der Ventilationseinheit angeordnet ist, den Luftvolumenstrom durch den Wärmeübertrager anzusaugen und aus der Ventilationseinheit heraus in eine freie Umgebung, beispielsweise in einem Kühlraum auszublasen. Der Diagonallüfter ist mithin strömungstechnisch dem Wärmeübertrager nachgeschaltet.
  • Der Wärmeübertrager erzeugt im Betrieb durch fortschreitende Vereisung für den Diagonallüfter einen sich von einem Ausgangsströmungswiderstand mit einer ersten Widerstandskennlinie (A) zu einem Vereisungswiderstand mit einer zweiten Widerstandskennlinie (B) erhöhenden Durchströmungswiderstand. Bei der Ventilationseinheit ist eine erfindungsgemäße Ausführung dadurch gekennzeichnet, dass der Diagonallüfter ausgelegt ist, dass sein höchster Wirkungsgradbereich in einem Bereich einer dritten Widerstandskennlinie (C) des Wärmeübertragers ist, wobei die dritte Widerstandskennlinie zwischen der ersten und der zweiten Widerstandskennlinie (A, B) liegt. Die Widerstandskennlinien (A, B, C) sind dabei durch einen über eine geförderte Luftmenge qv [m3/h] ansteigenden Gegendruck psf [Pa] gekennzeichnet. Die Abströmung bleibt dabei auch bei maximalen Gegendrücken stets diagonal und verändert sich nicht in eine radiale Richtung, wie beispielsweise bei Axiallüftern.
  • Erfindungsgemäß ist der Wärmeübertrager ausgebildet, den Luftvolumenstrom auf eine Fördermitteltemperatur von kleiner oder gleich 15°C, insbesondere 5°C zur Bildung eines Kaltluftvolumenstroms abzukühlen, wobei der Kaltluftvolumenstrom unmittelbar von dem Diagonallüfter ansaugbar und ausblasbar ist. Zwischen dem Wärmeübertrager und dem Diagonallüfter sind keine den Kaltluftvolumenstrom wärmetechnisch beeinflussenden Bauteile vorgesehen, die Ansaugung durch den Diagonallüfter erfolgt unmittelbar dem Wärmeübertrager nachgeschaltet.
  • Die Ventilationseinheit ist in einer Weiterbildung dadurch gekennzeichnet, dass der Diagonallüfter und der Wärmeübertrager durch ein Gehäuse miteinander verbunden sind, wobei das Gehäuse einen geschlossenen Strömungskanal für den Luftvolumenstrom bzw. den Kaltluftvolumenstrom bildet.
  • Ferner ist auch vorteilhaft, dass die Ventilationseinheit als integrale Baueinheit zur ganzheitlichen Anordnung und Befestigung an der Kälteanlage ausgebildet ist. Die integrale Baueinheit kann als Ganzes vormontiert und geliefert werden. An den Kühlräumen muss lediglich noch der elektrische Anschluss erfolgen. Die Fehlerwahrscheinlichkeit bei der Montage wird hierdurch verringert.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist der Wärmeübertrager als Verdampfer ausgebildet.
  • Bei einer erfindungsgemäßen Ausführung umfasst die Ventilationseinheit ferner eine (Strömungs-)Leiteinrichtung, welche in einem Ausblasabschnitt des Diagonallüfters angeordnet und ausgebildet ist, den von dem Diagonallüfter in diagonaler Richtung ausgeblasenen Luftvolumenstrom in eine axiale Richtung umzulenken. Die diagonale Ausblasrichtung des Diagonallüfters kann hierdurch in eine axiale Ausblasströmungsrichtung umgelenkt und mithin die Wurfweite des Diagonallüfters vergrößert werden. Die Leiteinrichtung kann durch Teile des Gehäuses oder durch zusätzlich an dem Diagonallüfter befestigbare Leitkörper wie Leitbleche oder dergleichen realisiert werden. In einer Ausführungsvariante wird die Leiteinrichtung einteilig an dem Diagonallüfter ausgebildet, so dass die Teileanzahl minimiert ist.
  • Ausblasseitig kann an dem Diagonallüfter zusätzlich ein Schutzgitter oder Eingriffsschutz angeordnet werden.
  • Ferner kann bei der Ventilationseinheit vorgesehen werden, dass die Leiteinrichtung den Drall des von dem Diagonallüfter erzeugten Luftvolumenstroms teilweise in statischen Druck umwandelt und dadurch die Druckerhöhung, Effizienz und Wurfweite des Diagonallüfters steigert.
  • Erfindungsgemäß ist der Diagonallüfter mit einer mitrotierenden, die Lüfterschaufeln überdeckenden Deckscheibe ausgebildet. Der Ventilationseinheit kann zudem in einem Ausführungsbeispiel ferner derart ausgebildet sein, dass die Strömungsführung in dem feststehenden Gehäuse erfolgt und der Diagonallüfter ein axiallüfterähnliches Flügelende aufweist. Zwischen dem Laufrad und den Lüfterschaufeln ist dann ein Spalt vorgesehen.
  • Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet und werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine nicht zur Erfindung gehörige Ventilationseinheit mit einem Axiallüfter gemäß dem Stand der Technik zur Veranschaulichung des Strömungsverhaltens im vereisten Zustand;
    Fig. 2
    die Ventilationseinheit aus Fig. 1 in einem Zustand ohne Vereisung;
    Fig. 3
    eine erfindungsgemäße Ventilationseinheit im vereisten Zustand;
    Fig. 4
    ein Diagramm zur Darstellung der Auslegung der erfindungsgemäßen Ventilationseinheit
  • In Figur 1 ist der grundsätzliche erfindungsgemäße Aufbau der Ventilationseinheit schematisch dargestellt, jedoch zur Veranschaulichung der strömungstechnischen Problematik mit einem Axiallüfter 11 im Anschluss an einen Wärmeübertrager 10. Gezeigt ist ein vereister Zustand des Wärmeübertragers 10 und einer daraus resultierenden im Wesentlichen radialen Abströmung des Axiallüfters 11. Über den mit Pfeilen dargestellten Strömungsweg 8 kommt es zum thermischen Kurzschluss, bei dem ausgeblasene Luft des Axiallüfters 11 wieder zum Ansaugbereich des Wärmeübertragers zurückgelangt. Zudem erfolgt eine ausblasseitige Zuströmung 9 im Nabenbereich des Axiallüfters 11, die durch die Abströmung überlagert wird. Von der eigentlichen, im unvereisten Zustand vorgesehenen rein axialen Abströmung, wie sie beispielhaft in Figur 2 gezeigt wird, ist im vereisten Zustand des Wärmetauschers nichts oder kaum etwas übrig.
  • In Figur 3 ist schematisch eine erfindungsgemäße Ventilationseinheit 1 im vereisten Zustand mit einem Diagonallüfter 2 und einem hierzu in Reihe angeordneten und als Verdampfer ausgebildeten Wärmeübertrager 3 dargestellt. Der Wärmeübertrager 3 und der Diagonallüfter sind über ein einen Strömungskanal bildendes Gehäuse 5 miteinander verbunden. Sowohl der Diagonallüfter 2 als auch der Wärmeübertrager 3 sind in das Gehäuse 5 eingesetzt und befestigt, so dass die Ventilationseinheit eine integrale Baueinheit ist. Am Ausblasabschnitt des Diagonalventilators 2 ist ein Schutzgitter 19 angeordnet. Die Ventilationseinheit 1 ist in ihrer schematisch dargestellten Form ausgebildet zum Einsatz und zur Anordnung an einer Kälteanlage.
  • Im Betrieb saugt der Diagonallüfter 2 einen Luftvolumenstrom aus axialer Richtung durch den Wärmeübertrager 3 hindurch an und bläst ihn trotz Vereisung anschließend aus der Ventilationseinheit 1 diagonal in einem Winkel α=30° gegenüber der Rotationsachse RA des Diagonallüfters 2 heraus in die freie Umgebung, beispielsweise in eine Kühlkammer. Der diagonale Abströmweg 7 ist mit Pfeilen gekennzeichnet.
  • Der Wärmeübertrager 3 kühlt den Luftvolumenstrom auf eine Fördermitteltemperatur von kleiner oder gleich 15°C, insbesondere kleiner oder gleich 5°C, zur Bildung des Kaltluftvolumenstroms, der unmittelbar von dem Diagonallüfter 2 angesaugt wird.
  • Die erfindungsgemäße Ventilationseinheit 1 gemäß Figur 3 mit dem Diagonallüfter 2 ist gegenüber der in Figur 1 gezeigten Ausführung mit einem Axiallüfter 10 in einer Weise auslegbar, wie es in Figur 4 anhand eines Diagramms der geförderten Luftmenge qv [m3/h] gegenüber dem Druck psf [Pa] aufgezeigt ist. Darin sind die Lüfterkennlinien 11', 2' des Axiallüfters 11 aus Figur 1 und des Diagonallüfters 2 aus Figur 3 sowie drei sich aufgrund unterschiedlicher Vereisungszustände des Wärmeübertragers 3 ergebende Widerstandskennlinien A, B, C eingezeichnet.
  • Der Durchströmungswiderstand des Wärmeübertragers 3 steigt im Betrieb durch fortschreitende Vereisung von einem Ausgangsströmungswiderstand mit einer ersten Widerstandskennlinie A für den Diagonallüfter zu einem Vereisungswiderstand mit einer zweiten Widerstandskennlinie B an. Im Zustand der zweiten Widerstandskennlinie wird ein Abtauprozess des Wärmeübertragers 3 eingeleitet. Der Diagonallüfter 2 ist hingegen durch seine diagonale Ausblasrichtung so ausgelegt, seinen höchsten Wirkungsgradbereich in einem Bereich der dritten Widerstandskennlinie C des Wärmeübertragers 3 aufzuweisen, wobei die dritte Widerstandskennlinie C zwischen der ersten und zweiten Widerstandskennlinie A, B liegt. Die Widerstandskennlinien A, B, C sind durch einen über eine geförderte Luftmenge qv [m3/h] ansteigenden Gegendruck psf [Pa] gekennzeichnet.
  • Die erfindungsgemäße Ventilationseinheit 1 mit dem Diagonallüfter 2 kann im Vergleich zu einem Aufbau mit dem Axiallüfter 11, der nur im Bereich der Widerstandskennlinie A auslegungsgemäß funktioniert, über einen längeren Zeitraum und mit höherem Wirkungsgrad im Bereich der Widerstandskennlinie C bei entsprechend gleich großer Fördermenge betrieben werden. Der absolute Unterschied ist durch die Lüfterkennlinien 11', 2' der Axiallüfter 11 und Diagonallüfter 2 im Diagramm gekennzeichnet.

Claims (9)

  1. Ventilationseinheit (1) ausgebildet zum Einsatz und zur Anordnung an einer Kälteanlage, mit einem Lüfter und einem zu dem Lüfter in Reihe angeordneten Wärmeübertrager (3), wobei der Lüfter ausgebildet und gegenüber dem Wärmeübertrager (3) angeordnet ist, im Betrieb einen Luftvolumenstrom durch den Wärmeübertrager (3) hindurch und aus der Ventilationseinheit heraus zu fördern, wobei
    der Lüfter als Diagonallüfter (2) ausgebildet ist und den Luftvolumenstrom im Betrieb axial ansaugt und diagonal in einem Winkel gegenüber seiner Rotationsachse (RA) ausbläst, wobei der Wärmeübertrager (3) ausgebildet ist, den Luftvolumenstrom auf eine Fördermitteltemperatur von ≤15°C zur Bildung eines Kaltluftvolumenstroms abzukühlen, wobei der Kaltluftvolumenstrom unmittelbar von dem Diagonallüfter (2) ansaugbar und ausblasbar ist, und
    wobei die Ventilationseinheit ferner eine Leiteinrichtung umfasst, welche in einem Ausblasabschnitt des Diagonallüfters (2) angeordnet und ausgebildet ist, den von dem Diagonallüfter (2) in diagonaler Richtung ausgeblasenen Luftvolumenstrom in eine axiale Richtung umzulenken, dadurch gekennzeichnet, dass der
    Diagonallüfter (2) eine mitrotierende Deckscheibe aufweist, und dass
    der Wärmeübertrager (3) für den Diagonallüfter (2) im Betrieb durch fortschreitende Vereisung einen sich von einem Ausgangsströmungswiderstand mit einer ersten Widerstandskennlinie (A) zu einem Vereisungswiderstand mit einer zweiten Widerstandskennlinie (B) erhöhenden Durchströmungswiderstand erzeugt und der Diagonallüfter (2) durch seine diagonale Ausblasrichtung ausgelegt ist, seinen höchsten Wirkungsgradbereich in einem Bereich einer dritten Widerstandskennlinie (C) des Wärmeübertragers (3) aufzuweisen, wobei die dritte Widerstandskennlinie (C) zwischen der ersten und der zweiten Widerstandskennlinie (A, B) liegt, und wobei die Widerstandskennlinien (A, B, C) durch einen über eine geförderte Luftmenge qv [m3/h] ansteigenden Gegendruck psf [Pa] gekennzeichnet sind.
  2. Ventilationseinheit nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Diagonallüfter (2) ausgebildet ist, den Luftvolumenstrom axial anzusagen und diagonal in einem Winkel von 10 - 80°, insbesondere einem Winkel von 25 - 60° gegenüber seiner Rotationsachse (RA) auszublasen.
  3. Ventilationseinheit nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Diagonallüfter (2) ausgebildet und in der Ventilationseinheit (1) angeordnet ist, den Luftvolumenstrom durch den Wärmeübertrager (3) anzusaugen und aus der Ventilationseinheit (1) heraus in eine freie Umgebung auszublasen.
  4. Ventilationseinheit nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Diagonallüfter (2) und der Wärmeübertrager (3) durch ein Gehäuse (5) miteinander verbunden sind, das einen geschlossenen Strömungskanal für den Luftvolumenstrom bildet.
  5. Ventilationseinheit nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als integrale Baueinheit zur ganzheitlichen Anordnung und Befestigung an der Kälteanlage ausgebildet ist.
  6. Ventilationseinheit nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (3) als Verdampfer ausgebildet ist.
  7. Ventilationseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung einteilig an dem Diagonallüfter (2) ausgebildet ist.
  8. Ventilationseinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung ausgebildet ist, einen Drall des von dem Diagonallüfter (2) erzeugten Luftvolumenstroms teilweise in statischen Druck umzuwandeln.
  9. Ventilationseinheit nach einem der vorigen Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) eine Luftführung für den von dem Diagonallüfter (2) erzeugten Luftvolumenstrom bildet.
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