EP3472528A1 - Kühleinrichtung zur montage unter einer raumdecke - Google Patents

Kühleinrichtung zur montage unter einer raumdecke

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EP3472528A1
EP3472528A1 EP17725194.9A EP17725194A EP3472528A1 EP 3472528 A1 EP3472528 A1 EP 3472528A1 EP 17725194 A EP17725194 A EP 17725194A EP 3472528 A1 EP3472528 A1 EP 3472528A1
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EP
European Patent Office
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air
heat exchanger
fan
housing
air cooler
Prior art date
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EP17725194.9A
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English (en)
French (fr)
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EP3472528B1 (de
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Michael Freiherr
Alexander SALM
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Guentner GmbH and Co KG
Original Assignee
Guentner GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP3472528A1 publication Critical patent/EP3472528A1/de
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/30—Arrangement or mounting of heat-exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • 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

Definitions

  • the invention relates to an air cooler according to the preamble of claim 1 and a method for cooling the air in rooms, especially in walk-in storage or cold rooms.
  • Generic air coolers are, for example. For cooling the air in large-volume rooms, such. B. walk-in storage or cold rooms used.
  • the air coolers used for this purpose are part of the equipment of the storage or cooling room and installed in stationary.
  • the air cooler contains a heat exchanger, for example in the form of a heat exchanger, on or through which the air to be cooled is passed or passed through, wherein the heat exchanger extracts heat from the air and cools it.
  • the heat exchanger can be a heat exchanger which has a pipe or channel system through which a coolant or refrigerant flows.
  • the heat exchanger can also be an evaporator which has a pipe or channel system through which a two-phase refrigerant flows.
  • the pipe or channel system of the evaporator is coupled to a condenser or a recooler, which is regularly outside the space to be cooled, for example.
  • a condenser or a recooler On the roof of the building in which the storage or cooling room is located.
  • the refrigerant is filled only after the installation of the cooling system, consisting of the arranged in the storage or cooling chamber air cooler and the external condenser or recooler in the condenser or recooler.
  • the condenser or recooler is connected via pipelines to the evaporator of the air cooler to direct the refrigerant in the liquid state and at low pressure through the evaporator.
  • the evaporator evaporates the first liquid refrigerant and removes the air flowing through heat.
  • the vaporized refrigerant is returned via the pipe into the condenser or recooler to be liquefied there by compression or cooled.
  • an air conditioner which has a housing which can be installed on a ceiling, in which a radial fan is arranged.
  • the centrifugal fan sucks ambient air through one at the bottom of the housing arranged air inlet and blows the sucked air in the radial direction through laterally arranged in the housing air outlets.
  • a heat exchanger is arranged in the air outlets through which the air blown out by the centrifugal fan is passed and thereby cooled.
  • the radial fan and the heat exchanger are in each case at the same height with the air outlets arranged laterally in the housing.
  • Another air conditioner of this type is known from JP 06 137 558 A.
  • this air conditioner comprises a housing which can be installed on a ceiling, in which a diagonal fan and a heat exchanger are arranged.
  • the diagonal fan sucks in ambient air through a suction opening arranged on the underside of the housing, in which the heat exchanger is arranged.
  • the sucked air flows through the areally formed and substantially horizontally lying heat exchanger and is thereby cooled.
  • the sucked and cooled air is guided by the diagonal fan obliquely upwards and deflected by means of guide elements obliquely downwards in the direction of laterally arranged in the housing air outlets.
  • the cooled air flows through the air outlets back into the room.
  • a cooling system for large-volume rooms eg. For walk-in cooling and storage rooms
  • a cooling system for large-volume rooms which comprises a arranged in the space to be cooled evaporation device and thus connected via piping external compressor and a downstream condenser, the outside to Cooling space are arranged.
  • a refrigerant carried in a piping system is compressed and liquefied in the downstream condenser and then passed in the liquid state through the piping into the evaporator. Before the refrigerant enters the evaporator, the liquid refrigerant flows through an expansion valve to drain the refrigerant.
  • the cooling system can be operated either with a single-phase or a two-phase refrigerant, wherein the evaporator arrangement during operation of the system with a single-phase refrigerant acts as a simple heat exchanger and when operating with a two-phase refrigerant as an evaporator in which evaporates the expanded refrigerant through the expansion valve and - After it has been heated by the passing ambient air - passed in gaseous state through the pipes back to the compressor and liquefied there again.
  • the evaporator device comprises a housing in which two microchannel evaporators are arranged.
  • the housing further comprises a planar and covered by a grille air inlet and a likewise flat trained and covered by a grille air outlet, wherein the air inlet and the air outlet are arranged in opposite walls of the housing and the microchannel evaporator therebetween.
  • a plurality of fans are further arranged, which are coupled to the microchannel evaporators to direct air through the evaporator means. For this purpose, ambient air is sucked through the air inlet and blown out of the housing through the air outlet. The ambient air drawn in by the fans is passed or passed through the microchannel evaporators, which cools the air.
  • the housing of the evaporator device can be placed in the walk-in storage or cooling room or suspended from the ceiling, so that between the ceiling and the top of the housing remains a free space that allows the inflow or outflow of air.
  • the installation of the housing on the bottom of the Lager appears to be cooled.
  • the refrigerator requires a lot of space, which is no longer available as a storage room.
  • a suspended arrangement of the evaporator device on the ceiling of the accessible storage or cooling space has the disadvantage that dust and dirt can be deposited on the horizontal upper side of the housing on which the air inlet or the air outlet is arranged. This is particularly problematic in storage and cold storage for food, as the stored material can be contaminated, resulting in hygiene problems.
  • the invention is based on the object to provide a highly efficient air cooler for cooling the air in large-volume and especially walk-storage or cold rooms, which has a housing which is arranged on a ceiling of the space to be cooled and which the disadvantages of Known in the prior art cooling equipment and in particular the dripping of condensation and the accumulation of dust and dirt on the top of the suspended from the ceiling cooling equipment avoids.
  • the air cooler should be space-saving installable in the room to be cooled and in particular be as low as possible to allow installation on the ceiling, without significantly reducing the room height.
  • the air cooler comprises a housing with a bottom, a lid which can be fastened directly and without clearance to a ceiling of the space to be cooled and at least one side wall, in which at least one air outlet is arranged, and at least one planar and substantially configured one in the housing horizontally lying heat exchanger and at least one arranged in the housing above the heat exchanger fan.
  • the fan sucks ambient air from the space to be cooled through an air inlet and the sucked air flows at least substantially in the vertical direction through the planar heat exchanger and is deflected by the fan in the horizontal direction to the arranged in the side wall of the housing air outlet.
  • the fan and the air outlet are above the heat exchanger.
  • the sucked air flows through the flat heat exchanger at least substantially perpendicular to its plane and leave the housing through the at least one laterally disposed air outlet and can flow back into the room.
  • This will create a large effective heat transfer area and thus ensuring a good heat transfer efficiency.
  • a vertical air flow of the cooled air from the housing into the space to be cooled is prevented because the cooled air leaves the housing through the at least one lateral air outlet in a substantially horizontal flow direction. This prevents unpleasant vertical air currents in the room to be cooled and allows a uniform distribution of the cooled air in the room.
  • the inventive arrangement of the fan, the at least one air outlet and the heat exchanger in the housing of the air cooler also allows the arrangement of a pan for collecting condensation, located on the outer surface of the heat exchanger, in particular on the fins and the pipes of a finned heat exchanger or a Mikrokanalverdampers, can form.
  • a recess is expediently formed in the bottom of the housing, or it is arranged in the interior of the housing a collecting trough on the floor.
  • the condensation which forms on the outer surface of the heat exchanger and drips from there due to gravity, can collect in the depression of the soil or in the arranged on the bottom drip tray and be discharged via a at the lowest point of the depression or the drip tray opening drain line.
  • the air inlet through which the ambient air is sucked by the fan into the interior of the housing, is expediently arranged below the heat exchanger and - as the at least one air outlet - in a side wall of the housing. This ensures, on the one hand, that the entire ambient air flowing into the housing is conducted through the heat exchanger, whereby a very efficient heat transfer can be produced.
  • the arrangement of the at least one air inlet in a side wall of the housing prevents unpleasant air flows in the space to be cooled in the vertical direction.
  • several air inlets and several air outlets are provided in the housing.
  • the housing may be cylindrical and have a cylinder jacket-shaped side wall.
  • the air inlet and the air outlet are expediently arranged alternately and uniformly around the circumference of the side wall of the cylindrical housing.
  • the housing may also be formed cuboid with four mutually perpendicular side walls, expediently in the or each side wall, in which an air outlet is provided, no air inlet is arranged, and vice versa. This prevents that already cooled air leaving the housing through an air outlet can be sucked back into the housing directly through an air inlet arranged adjacent to the air outlet.
  • a partition plate is preferably arranged, in which an air passage opening is formed.
  • the air passage opening in the partition plate is aligned with the fan, ie the air passage opening is coaxial with the axis of rotation of the fan and the diameter of the air passage opening corresponds at least substantially to the diameter of the fan, which is typically in the range of 200 to 400 mm, but also up to 1200 mm can be large.
  • the ambient air sucked in laterally from the fan through the air inlet flows into the housing at least substantially in the horizontal direction and is deflected there by the negative pressure generated by the fan in the area above the partition plate in the vertical direction and flows first through the flat heat exchanger and then through the air passage opening in the partition plate in the fan.
  • the partition plate divides the interior of the housing in a horizontal plane and ensures that the ambient air sucked in by the fan can flow at least substantially completely in the vertical direction through the heat transfer in a planar manner.
  • the heat exchanger can be designed as a microchannel evaporator or, alternatively, as a lamellar heat exchanger, in both cases the air drawn in flows parallel to the lamellae of the heat exchanger or the evaporator, namely in the case of a Lammellen heat exchanger parallel to the fins of the heat exchanger and in the case of a microchannel evaporator parallel to the zig-zag between the parallel microchannels of the microchannel evaporator arranged lamellae. In both cases, the sucked air flows perpendicular to the flow direction of the flowing through the tubes or channels of the heat exchanger refrigerant. This also ensures a large heat transfer surface and thus efficient heat transfer.
  • Figure 1 Perspective view of a first embodiment of an air cooler according to the invention with a housing and arranged therein
  • FIG 3 is a perspective detail view of the heat exchanger and the fan of the embodiment of the air cooler of Figure 1, wherein for better illustration, the front and the rear side wall and the lid of the housing and a partition plate are not shown;
  • FIG 4 detailed perspective view of the lid and the upper portion of the lateral side walls of the housing with a horizontal partition plate of Embodiment of the air cooler of Figure 1, wherein for better illustration of the heat exchanger is not shown; detailed perspective view of the heat exchanger of the embodiment of the air cooler of Figure 1 ( Figure 5 a) and a schematic representation of the air flow through the heat exchanger ( Figure 5b).
  • FIG. 6 shows a perspective view of a second embodiment of an air cooler according to the invention with a heat exchanger designed as an evaporator, with the front side wall of the housing being removed for the purpose of depicting the interior of the housing;
  • FIG. 8 shows a perspective detailed representation of the evaporator
  • the exemplary embodiment of an air cooler shown in FIGS. 1 to 5 for cooling the air in large-volume rooms, in particular in walk-in storage or cooling rooms or cooled working spaces (in particular in the food industry, eg in slaughterhouses), comprises a cuboidal housing 1 with a horizontal lying floor la, a parallel and spaced apart lid lb and four perpendicular to each other and to the bottom or lid standing side walls lc.
  • a fan 4 and a heat exchanger 3 is arranged, wherein the heat exchanger 3 is formed in the embodiment of Figures 1 to 5 as a heat exchanger.
  • the flat-shaped heat exchanger which is shown in Figures 3 and 5 respectively in a perspective view in detail, is arranged in the interior of the housing in a horizontal position.
  • the fan 4 may be a radial or a diagonal fan.
  • the lid lb can be attached directly and without clearance to a ceiling of the room to be cooled, so that the air cooler can be arranged without gaps on the ceiling. This can be done, for example, by attaching the lid lb via fastening means or a frame on the underside of the ceiling.
  • the interior of the housing 1 is divided by a horizontal partition plate 6 in a lower space and an upper space, wherein the fan 4 are arranged in the upper space above the partition plate 6 and the heat exchanger 3 in the lower space below the partition plate 6.
  • a circular air passage opening 6a is provided, which is aligned with the fan 4 arranged above in such a way that the air passage opening 6a is arranged coaxially to the axis of rotation of the fan 4 and has a diameter which is at least substantially the diameter of the fan 4th equivalent.
  • air inlets 5 are provided on opposite side walls lc.
  • the air inlets 5 are formed by openings in the side walls lc.
  • an air filter 9 is arranged in each of these openings.
  • air outlets 2 in the form of openings in the side walls lc are also provided in opposite side walls. Outside the housing are in the area of the air outlets 2 more baffles 10 or blind slats parallel to each other and spaced from each other and have obliquely downwards.
  • the baffles or the Venetian blinds are preferably movable and expedient motorized, so they can be closed, for example, in a defrost.
  • the bottom la contains a sloping towards the center, in particular spherical depression whose lowest point opens into a drain line, not shown here.
  • the heat exchanger 3 embodied as a heat exchanger in this exemplary embodiment is shown in detail in FIGS. 3 and 5 and comprises distributor lines 3c which run parallel to a side wall 1c of the housing 1 along an x-direction and are connected to transverse lines 3b arranged perpendicular thereto (FIG. as shown in Fig. 5a).
  • the transverse lines 3b extend along a z-direction.
  • Slats 3a are arranged transversely to the transverse lines 3b, which extend in an xy plane and in the z direction at a distance are arranged to each other.
  • a coolant for example.
  • a glycol-containing coolant passed.
  • the distribution lines 3c are coupled to a coolant circuit, is passed through the cooled coolant in the transverse lines 3b and is returned from there to re-cooling again.
  • the coolant circuit contains a recooler, which is expediently arranged outside the space to be cooled, for example, on a building roof.
  • ambient air is sucked in by means of the rotating fan 4 through the air inlets 5.
  • the sucked air flows in a substantially horizontally extending inlet flow through the air inlets 5 in the lower chamber of the housing 1 and due to the negative pressure generated by the fan 4 in the upper space in at least substantially vertical direction through the heat exchanger 3. While flowing through the sucked air through the heat exchanger 3, the air is deprived of heat, whereby the air is cooled.
  • the heat extracted from the air is taken up by the coolant circulating in the heat exchanger and removed to the recooler in order to cool the coolant coming from the heat exchanger 3 and heated again.
  • FIG 5b the air flow through the formed as a plate heat exchanger heat exchanger 3 is shown schematically.
  • the sucked into the interior of the housing 1 air flows in the vertical direction (y-direction) through the flat heat exchanger 3 and flows in particular past the transverse lines 3b, through which flows the (cold) coolant.
  • the transverse to the transverse lines 3b arranged fins 3a, which like the pipes of the distribution and the transverse lines, of a thermally conductive material, for example. From a metal, preferably aluminum, formed thereby increase the effective heat exchange surface between the air flow to be cooled and the Pipes of the heat exchanger 3.
  • the air flows perpendicular to the flow direction of the flowing through the transverse lines 3b coolant.
  • the cooled air flows through the air passage opening 6a in the partition plate 6 in the upper space of the housing 1 and is deflected there by the fan 4 in a horizontal direction.
  • the horizontally deflected and cooled air eventually flows in a substantially horizontal outlet flow through the air outlets 2 out of the housing 1 and is thereby unglenkt by the baffles 10 obliquely downwards.
  • Condensation which can form on the pipes and the fins of the heat exchanger 3, drips from there due to gravity and can be collected in the recess of the bottom la and discharged through the drain line.
  • FIG 4 the upper part of the housing 1 is shown in a perspective view, wherein the front side wall is removed for clarity. From Figure 4, in particular, the horizontal partition plate 6 with the central air passage opening 6a and the fan 4 arranged above can be seen. The arranged below the partition plate 6 heat exchanger is not shown in the illustration of Figure 4 for reasons of clarity.
  • inwardly projecting support plates 11 are formed. On these support plates 11, the lateral edge regions of the heat exchanger 3 and in particular its distribution lines 3 c can be placed and secured to hold the heat exchanger 3 in an at least substantially horizontal position.
  • FIG. 6 another embodiment of an air cooler according to the invention is shown, this embodiment corresponds to the heat exchanger 3, the embodiment of Figures 1 to 5.
  • the heat exchanger 3 is designed as an evaporator and in particular as a micro-channel evaporator.
  • the designed as a microchannel evaporator heat exchanger 3 of the embodiment of Figure 6 is shown in Figure 8 in detail. It comprises lateral, parallel and along the x-direction spaced apart extending manifolds 3 c, which are connected to a plurality of perpendicular thereto (in the z-direction) extending, flat transverse channels 3d.
  • the transverse channels 3d are internally subdivided into several (eg 10 to 15) microchannels which have a diameter or a width / height of 1 to 2 mm, respectively.
  • a two-phase refrigerant is passed into the microchannels of the transverse channels 3d.
  • zigzag-shaped extending lamellae 3e are arranged.
  • the distribution pipes 3 c are coupled via a piping system to an external compressor and a subsequent condenser, both of which are arranged outside the space to be cooled, for example.
  • the refrigerant is compressed and liquefied in the subsequent condenser and passed through the piping to the heat exchanger 3.
  • an expansion valve is arranged so that the passed and initially liquid refrigerant can expand and evaporate.
  • the refrigerant vaporizes and absorbs heat from the air flowing through the heat exchanger 3.
  • the air flows in the vertical direction (y-direction) parallel to the slats 3e through the microchannel evaporator and is cooled by discharging the heat to the heat exchanger 3.
  • the vaporized refrigerant of the microchannel evaporator flows from the transverse channels 3d back into a distribution line 3 c and is returned from there via the piping system in the compressor and the subsequent condenser, where it is again compressed and liquefied.
  • the air cooler of the exemplary embodiment of FIG. 7 shows a modified variant of the embodiment of FIG.
  • the air cooler of the exemplary embodiment of FIG. 7 also has a heat exchanger 3 embodied as a microchannel evaporator.
  • the embodiment of Figure 7 includes a sump 8 in which condensate can be collected ,
  • the drip tray 8 is slightly inclined relative to the horizontal, for example. In an angular range of l ° -5 °.
  • the drip pan 8 contains a drain line 12, via which the collected condensation water can be removed and, in particular, sucked off.
  • the drip tray is appropriately dimensioned that it covers or covers the floor plan of the overlying heat exchanger, so that any condensation that drips on the pipes and fins of the heat exchanger can be completely collected.
  • the invention is not limited to the exemplary embodiments illustrated in the drawings.
  • a finned tube heat exchanger or evaporator can be used as a heat exchanger.
  • the heat exchanger can, in accordance with the above embodiments, flat or curved, in particular concave, be.
  • a plurality of fans and heat exchangers may be arranged in the housing 1, wherein suitably alternately (from bottom to top) depending on a heat exchanger and a fan can be arranged in blocks one above the other.
  • the air coolers according to the invention are expediently dimensioned such that they produce a heat output in the range of> 1 kW. This allows room temperatures in the range of 4 to 16 ° C to be achieved.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Luftkühler zur Kühlung der Luft in Räumen, insbesondere in begehbaren Lager- oder Kühlräumen, der ein Gehäuse (1) mit einem Boden (1a), einem unmittelbar und ohne Abstand an einer Decke des zu kühlenden Raums befestigbaren Deckel (1b) und wenigstens einer Seitenwand (1c), in der wenigstens ein Luftauslass (2) angeordnet ist, sowie wenigstens einen in dem Gehäuse (1) angeordneten und flächig ausgebildeten sowie zumindest im Wesentlichen horizontal liegenden Wärmeübertrager (3) und wenigstens einen in dem Gehäuse (1) angeordneten Ventilator (4) zum Ansaugen von Luft aus dem zu kühlenden Raum umfasst, wobei die vom Ventilator (4) angesaugte Luft zumindest im Wesentlichen in vertikaler Richtung durch den flächigen Wärmeübertrager (3) strömt und vom Ventilator (4) in horizontaler Richtung zu dem Luftauslass (2) umgelenkt wird. Um einen hocheffizienten Luftkühler zur Kühlung der Luft in großvolumigen und insbesondere begehbaren Lager- oder Kühlräumen bereitzustellen, der platzsparend installierbar direkt an einer Decke angeordnet wird und welcher das Herabtropfen von Kondenswasser sowie die Anlagerung von Staub und Schmutz vermeidet, sind bei dem erfindungsgemäßen Luftkühler der Ventilator (4) und der Luftauslass (2) oberhalb des Wärmeübertragers (3) angeordnet.

Description

KÜHLEINRICHTUNG ZUR MONTAGE UNTER EINER RAUMDECKE
Die Erfindung betrifft einen Luftkühler nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Kühlung der Luft in Räumen, insbesondere in begehbaren Lager- oder Kühlräumen.
Gattungsgemäße Luftkühler werden bspw. zur Kühlung der Luft in großvolumigen Räumen, wie z. B. begehbare Lager- oder Kühlräume verwendet. Die hierfür eingesetzten Luftkühler sind Bestandteil der Ausstattung des Lager- oder Kühlraums und darin stationär installiert. Der Luftkühler enthält einen Wärmeübertrager, bspw. in Form eines Wärmetauschers, an dem bzw. durch den die zu kühlende Luft vorbei- bzw. durchgeleitet wird, wobei der Wärmeübertrager der Luft Wärme entzieht und diese abkühlt. Bei dem Wärmeübertrager kann es sich um einen Wärmetauscher handeln, der ein von einem Kühl- oder Kältemittel durchflossenes Rohr- oder Kanalsystem aufweist. Bei dem Wärmeübertrager kann es sich auch um einen Verdampfer handeln, der ein von einem zweiphasigen Kältemittel durchflossenes Rohr- oder Kanalsystem aufweist. Das Rohr- bzw. Kanalsystem des Verdampfers ist dabei mit einem Verflüssiger oder einem Rückkühler gekoppelt, der regelmäßig außerhalb des zu kühlenden Raums, bspw. auf dem Dach des Gebäudes, in dem sich der Lager- oder Kühlraum befindet, angeordnet ist. Das Kältemittel wird dabei erst nach der Installation der Kühlanlage, bestehend aus dem im Lager- bzw. Kühlraum angeordneten Luftkühler und dem externen Verflüssiger bzw. Rückkühler in den Verflüssiger bzw. Rückkühler eingefüllt. Der Verflüssiger bzw. Rückkühler ist über Rohrleitungen mit dem Verdampfer des Luftkühlers verbunden, um das Kältemittel im flüssigen Zustand und unter niedrigem Druck durch den Verdampfer zu leiten. Beim Durchströmen der zu kühlenden Raumluft des Lager- bzw. Kühlraums durch den Verdampfer verdampft das zunächst flüssige Kältemittel und entzieht der durchströmenden Luft dabei Wärme. Das verdampfte Kältemittel wird über die Rohrleitung in den Verflüssiger bzw. Rückkühler zurückgeführt, um dort durch Verdichtung verflüssigt bzw. gekühlt zu werden.
Aus der JP 2009 024 936 A ist ein Klimagerät bekannt, welches über ein an einer Decke installierbares Gehäuse verfügt, in dem ein Radialventilator angeordnet ist. Der Radialventilator saugt Umgebungsluft durch einen an der Unterseite des Gehäuses angeordneten Lufteinlass an und bläst die angesaugte Luft in radialer Richtung durch seitlich in dem Gehäuse angeordnete Luftauslässe aus. In den Luftauslässen ist jeweils ein Wärmeübertrager angeordnet, durch den die vom Radialventilator ausgeblasene Luft geleitet und dabei abgekühlt wird. Der Radialventilator und die Wärmeübertrager befinden sich dabei jeweils mit den seitlich in dem Gehäuse angeordneten Luftauslässen auf gleicher Höhe.
Ein weiteres Klimagerät dieser Art ist aus der JP 06 137 558 A bekannt. Auch dieses Klimagerät umfasst ein an einer Decke installierbares Gehäuse, in dem ein Diagonalventilator sowie ein Wärmetauscher angeordnet sind. Der Diagonalventilator saugt Umgebungsluft durch eine an der Unterseite des Gehäuses angeordnete Ansaugöffnung an, in der der Wärmetauscher angeordnet ist. Die angesaugte Luft strömt durch den flächig ausgebildeten und im Wesentlichen horizontal liegenden Wärmetauscher und wird dabei abgekühlt. Die angesaugte und gekühlte Luft wird von dem Diagonalventilator schräg nach oben geleitet und mittels Führungselemente schräg nach unten in Richtung von seitlich in dem Gehäuse angeordneten Luftauslässen umgelenkt. Die gekühlte Luft strömt durch die Luftauslässe zurück in den Raum.
Diese bekannten Klimageräte werden in der Regel für die Klimatisierung kleinerer Räume, wie z.B. Wohn- und Büroräume verwendet, um eine angenehme Raumtemperatur im Bereich von 20°C bis 25 °C zu erzeugen. Bei der Verwendung derartiger Klimageräte in großvolumigen Lager- oder Kühlräumen, in denen wesentlich niedrigere Kühltemperaturen im Bereich von unter 16°C erzeugt werden sollen, besteht die Gefahr, dass sich im Klimagerät Kondenswasser bildet, insbesondere an den Rohrleitungen und Lamellen, das aus dem Klimagerät tropfen kann. Bei einer Anordnung des Ventilators unterhalb des Wärmetauschers, können die Wassertropfen des Kondenswasser im Ventilator versprüht und mit der gekühlten Luft aus den Luftauslässen geblasen werden und dadurch in dem Raum einen ungewollten Tropfenwurf erzeugen. Dasselbe kann auch bei einer Anordnung des Ventilators oberhalb des Wärmetauschers passieren, wenn der Ventilator mit hoher Leistung (hoher Drehzahl) betrieben wird.
Aus der US 2006/0130 517 AI ist ein Kühlsystem für großvolumige Räume, bspw. für begehbare Kühl- und Lagerräume bekannt, welches eine in dem zu kühlenden Raum angeordnete Verdampfungseinrichtung sowie einen damit über Rohrleitungen verbundenen externen Kompressor und einen nachgeordneten Verflüssiger umfasst, die außerhalb des zu kühlenden Raums angeordnet sind. In dem externen Kompressor wird ein in einem Rohrleitungssystem geführtes Kältemittel verdichtet und im nachgeordneten Verflüssiger verflüssigt und dann im flüssigen Zustand durch die Rohrleitungen in die Verdampfungseinrichtung geleitet. Bevor das Kältemittel in die Verdampfungseinrichtung eintritt, strömt das flüssige Kältemittel durch ein Expansionsventil, um das Kältemittel zu entpsannen. Das Kühlsystem kann dabei entweder mit einem einphasigen oder einem zweiphasigen Kältemittel betrieben werden, wobei die Verdampferanordnung beim Betrieb des Systems mit einem einphasigen Kältemittel als einfacher Wärmetauscher und bei Betrieb mit einem zweiphasigen Kältemittel als Verdampfer wirkt, in dem das durch das Expansionsventil entspannte Kältemittel verdampft und - nachdem es durch die vorbeiströmende Umgebungsluft erwärmt worden ist - in gasförmigem Zustand durch die Rohrleitungen zurück zum Kompressor geleitet und dort wieder verflüssigt wird.
Die Verdampfereinrichtung umfasst dabei ein Gehäuse, in dem zwei Mikrokanal- Verdampfer angeordnet sind. In dem Gehäuse sind weiterhin ein flächiger und von einem Luftgitter abgedeckter Lufteinlass sowie ein ebenfalls flächig ausgebildeter und von einem Luftgitter abgedeckter Luftauslass angeordnet, wobei der Lufteinlass und der Luftauslass in gegenüberliegenden Wänden des Gehäuses angeordnet sind und die Mikrokanal- Verdampfer dazwischen liegen. In dem Gehäuse sind weiterhin mehrere Lüfter angeordnet, welche mit den Mikrokanal- Verdampfern gekoppelt sind, um Luft durch die Verdampfereinrichtung zu leiten. Hierfür wird Umgebungsluft durch den Lufteinlass angesaugt und durch den Luftauslass aus dem Gehäuse ausgeblasen. Die von den Lüftern angesaugte Umgebungsluft wird an den Mikrokanal- Verdampfern vorbei- bzw. durchgeleitet, wodurch sich die Luft abkühlt. Das Gehäuse der Verdampfereinrichtung kann dabei in dem begehbaren Lager- bzw. Kühlraum aufgestellt oder abgehängt an der Decke angeordnet werden, so dass zwischen der Decke und der Oberseite des Gehäuses ein Freiraum verbleibt, der das Ein- oder Ausströmen von Luft ermöglicht. Das Aufstellen des Gehäuses auf dem Boden des zu kühlenden Lagerbzw. Kühlraum benötigt allerdings viel Platz, der als Lagerraum nicht mehr zur Verfügung steht. Eine abgehängte Anordnung der Verdampfereinrichtung an der Decke des begehbaren Lager- oder Kühlraums weist den Nachteil auf, dass sich an der horizontal liegenden Oberseite des Gehäuses, an dem der Luftein- oder der Luftauslass angeordnet ist, Staub und Schmutz ablagern können. Dies ist insbesondere in Lager- und Kühlräumen für Lebensmittel problematisch, da das Lagergut verschmutzt werden kann, wodurch sich Hygieneprobleme ergeben. Weiterhin kann bei dieser Verdampfereinrichtung das Kondenswasser, das sich an den Rohrleitungen und den Lamellen der Mikrokanalverdampfer niederschlägt, durch den Luftauslass (oder den Lufteinlass) heraustropfen.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen hocheffizienten Luftkühler zur Kühlung der Luft in großvolumigen und insbesondere begehbaren Lager- oder Kühlräumen bereitzustellen, der ein Gehäuse aufweist, welches an einer Decke des zu kühlenden Raums angeordnet wird und welcher die genannten Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Kühlgeräte und insbesondere das Herabtropfen von Kondenswasser sowie die Anlagerung von Staub und Schmutz an der Oberseite der von der Decke abgehängten Kühlgeräten vermeidet. Der Luftkühler soll dabei platzsparend in dem zu kühlenden Raum installierbar sein und insbesondere möglichst niedrig sein, um eine Installation an der Decke zu ermöglichen, ohne die Raumhöhe wesentlich zu vermindern.
Diese Aufgabe wird mit einem Luftkühler mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit dem Verfahren zur Kühlung der Luft in Räumen mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Luftkühlers gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
Der erfindungsgemäße Luftkühler umfasst ein Gehäuse mit einem Boden, einem unmittelbar und ohne Abstand an einer Decke des zu kühlenden Raums befestigbaren Deckel und wenigstens einer Seitenwand, in der mindestens ein Luftauslass angeordnet ist, sowie wenigstens ein in dem Gehäuse angeordneter und flächig ausgebildeter sowie im Wesentlichen horizontal liegender Wärmeübertrager und wenigstens ein in dem Gehäuse oberhalb des Wärmeübertragers angeordneter Ventilator. Der Ventilator saugt Umgebungsluft aus dem zu kühlenden Raum durch einen Lufteinlass an und die angesaugte Luft strömt zumindest im Wesentlichen in vertikaler Richtung durch den flächigen Wärmeübertrager und wird vom Ventilator in horizontaler Richtung zu dem in der Seitenwand des Gehäuses angeordneten Luftauslass umgelenkt. Gemäß der Erfindung befinden sich der Ventilator und der Luftauslass dabei oberhalb des Wärmeübertragers.
Durch diese Anordnung wird ermöglicht, dass die angesaugte Luft den flächig ausgebildeten Wärmeübertrager zumindest im wesentlichen senkrecht zu seiner Ebene durchströmt und das Gehäuse durch den wenigstens einen seitlich angeordneten Luftauslass verlassen und in den Raum zurückströmen kann. Dadurch wird eine große effektive Wärmeübertragungsfiäche und damit eine gute Wärmeübertragungseffizienz gewährleistet. Weiterhin wird ein vertikaler Luftstrom der gekühlten Luft aus dem Gehäuse in den zu kühlenden Raum verhindert, weil die gekühlte Luft das Gehäuse durch den wenigstens einen seitlichen Luftauslass in einer im Wesentlichen horizontalen Strömungsrichtung verlässt. Dies verhindert unangenehme vertikale Luftströmungen in dem zu kühlenden Raum und ermöglicht eine gleichmäßige Verteilung der gekühlten Luft im Raum.
Durch die unmittelbare Anordnung des Deckels des Gehäuses an der Decke des zu kühlenden Raums, ohne Abstand zwischen der Raumdecke und dem Deckel des Gehäuses, wird verhindert, dass sich auf der Oberseite des Deckels Staub und Schmutz ablagern kann.
Die erfindungsgemäße Anordnung des Ventilators, des wenigstens einen Luftauslasses und des Wärmeübertragers in dem Gehäuse des Luftkühlers ermöglicht darüber hinaus die Anordnung einer Wanne zum Sammeln von Kondenswasser, das sich an der Außenfläche des Wärmeübertragers, insbesondere an den Lamellen und den Rohrleitungen eines Lamellen- Wärmetauschers oder eines Mikrokanalverdampers, bilden kann. Hierfür ist zweckmäßig in dem Boden des Gehäuses eine Vertiefung ausgebildet, oder es ist im Innern des Gehäuses eine Auffangwanne auf dem Boden angeordnet. Das Kondenswasser, das sich an der Außenfläche des Wärmeübertragers bildet und von dort schwerkraftbedingt abtropft, kann sich in der Vertiefung des Bodens oder in der auf dem Boden angeordneten Auffangwanne sammeln und über eine am tiefsten Punkt der Vertiefung bzw. der Auffangwanne einmündende Ablaufleitung abgeführt werden.
Der Lufteinlass, durch den die Umgebungsluft von dem Ventilator in das Innere des Gehäuses angesaugt wird, ist zweckmäßig unterhalb des Wärmeübertragers und - wie der wenigstens eine Luftauslass - in einer Seitenwand des Gehäuses angeordnet. Dadurch wird zum einen gewährleistet, dass die gesamte in das Gehäuse einströmende Umgebungsluft durch den Wärmeübertrager geleitet wird, wodurch eine sehr effiziente Wärmeübertragung erzeugt werden kann. Andererseits verhindert die Anordnung des wenigstens einen Lufteinlasses in einer Seitenwand des Gehäuses unangenehme Luftströmungen in dem zu kühlenden Raum in vertikaler Richtung. Zweckmäßig sind mehrere Lufteinlässe und mehrer Luftauslässe in dem Gehäuse vorgesehen. Das Gehäuse kann dabei zylindrisch ausgebildet sein und eine zylindermantelförmige Seitenwand aufweisen. In diesem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Luftkühlers ist es zweckmäßig, den Lufteinlass und den Luftauslass an diametral gegenüberliegenden Stellen der zylindermantelförmigen Seitenwand vorzusehen. Bei mehreren Lufteinlässen und Luftauslässen werden diese zweckmäßig abwechselnd und gleichförmig um den Umfang der Seitenwand des zylindrischen Gehäuses angeordnet.
Das Gehäuse kann auch quaderförmig mit vier senkrecht zueinander stehenden Seitenwänden ausgebildet sein, wobei zweckmäßig in der oder jeder Seitenwand, in der ein Luftauslass vorgesehen ist, kein Lufteinlass angeordnet ist, und umgekehrt. Dies verhindert, dass bereits gekühlte und das Gehäuse durch einen Luftauslass verlassende Luft wieder direkt durch einen benachbart zum Luftauslass angeordneten Lufteinlass in das Gehäuse angesaugt werden kann.
Zwischen dem flächig ausgebildeten und zumindest im Wesentlichen in einer horizontalen Ebene liegenden Wärmeübertrager und dem Ventilator ist bevorzugt eine Trennplatte angeordnet, in der eine Luftdurchgangsöffnung ausgebildet ist. Die Luftdurchgangsöffnung in der Trennplatte fluchtet dabei mit dem Ventilator, d.h. die Luftdurchgangsöffnung verläuft koaxial zur Drehachse des Ventilators und der Durchmesser der Luftdurchgangsöffnung entspricht zumindest im Wesentlichen dem Durchmesser des Ventilators, der typischerweise im Bereich von 200 bis 400 mm liegt, jedoch auch bis zu 1200 mm groß sein kann. Die seitlich von dem Ventilator durch den Lufteinlass angesaugte Umgebungsluft strömt dabei zumindest im Wesentlichen in horizontaler Richtung in das Gehäuse ein und wird dort durch den vom Ventilator erzeugten Unterdruck in dem Bereich oberhalb der Trennplatte in vertikaler Richtung umgelenkt und strömt zunächst durch den flächig ausgebildeten Wärmeübertrager und anschließend durch die Luftdurchgangsöffnung in der Trennplatte in den Ventilator. Die Trennplatte unterteilt das Innere des Gehäuses in einer horizontalen Ebene und stellt sicher, dass die vom Ventilator angesaugte Umgebungsluft zumindest im Wesentlichen vollständig in vertikaler Richtung durch den flächig ausgebildeten Wärmeübertragen strömen kann. Durch die Unterteilung des Inneren des Gehäuses mittels der Trennplatte wird eine Entkopplung der Strömung der angesaugten Umgebungsluft in vertikaler Richtung durch den Wärmeübertrager und das Ausströmen der gekühlten Luft in einer zumindest im Wesentlichen horizontalen Strömungsrichtung durch den wenigstens einen Luftauslass sichergestellt. Dadurch können Luftverwirbelungen im Inneren des Gehäuses und infolgedessen eine Verminderung der Wärmeübertragungseffizienz vermieden werden.
Der Wärmeübertrager kann wie in der US 2006/0130517 AI als Mikrokanal- Verdampfer oder alternativ auch als Lamellen- Wärmetauscher ausgebildet sein, in beiden Fällen strömt die angesaugte Luft parallel zu den Lamellen des Wärmetauschers bzw. des Verdampfers, nämlich im Falle eines Lammellen- Wärmetauschers parallel zu den Lamellen des Wärmetauschers und im Falle eines Mikrokanal- Verdampfers parallel zu den Zick-Zack- förmig zwischen den parallelen Mikrokanälen des Mikrokanal- Verdampfers angeordneten Lamellen. In beiden Fällen strömt die angesaugte Luft senkrecht zur Fließrichtung des durch die Rohre bzw. Kanäle des Wärmeübertragers fließenden Kältemittels. Dadurch wird ebenfalls eine große Wärmeübertragungsfläche und damit eine effiziente Wärmeübertragung sichergestellt. Diese und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher beschriebenen Ausführungsbeispielen. Die Zeichnungen zeigen:
Figur 1: perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Luftkühlers mit einem Gehäuse und darin angeordnetem
Ventilator und einem als Wärmetauscher ausgebildeter Wärmeübertrager, wobei zur Darstellung des Gehäuseinneren die vordere Seitenwand des Gehäuses weggenommen ist; Figur 2: Aufriss der Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Luftkühlers von Figur i;
Figur 3: perspektivische Detaildarstellung des Wärmeübertragers und des Ventilators der Ausführungsform des Luftkühlers von Figur 1, wobei zur besseren Darstellung die vordere und die hintere Seitenwand sowie der Deckel des Gehäuses und eine Trennplatte nicht gezeigt sind;
Figur 4: perspektivische Detaildarstellung des Deckels und des oberen Abschnitts der seitlichen Seitenwände des Gehäuses mit einer horizontalen Trennplatte der Ausführungsform des Luftkühlers von Figur 1 , wobei zur besseren Darstellung der Wärmeübertrager nicht gezeigt ist; perspektivische Detaildarstellung des Wärmeübertragers der Ausführungsform des Luftkühlers von Figur 1 (Figur 5 a) und schematische Darstellung der Luftströmung durch den Wärmeübertrager (Figur 5b);
Figur 6: perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Luftkühlers mit einem als Verdampfer ausgebildeter Wärmeübertrager, wobei zur Darstellung des Gehäuseinneren die vordere Seitenwand des Gehäuses weggenommen ist;
Aufriss einer gegenüber der Ausführungsform von Figur 6 abgewandelten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Luftkühlers mit einer Wanne zum Aufsammeln von Kondenswasser;
Figur 8: perspektivische Detaildarstellung des als Verdampfer ausgebildeten
Wärmeübertragers der Ausführungsform des Luftkühlers der Figuren 6 und 7.
Das in den Figuren 1 bis 5 gezeigte Ausführungsbeispiel eines Luftkühlers zur Kühlung der Luft in großvolumigen Räumen, insbesondere in begehbaren Lager- oder Kühlräumen oder gekühlten Arbeitsräumen (insbesondere im Bereich der Lebensmittelindustrie, bspw. in Schlachtbetrieben), umfasst ein quaderförmiges Gehäuse 1 mit einem horizontal liegenden Boden la, einem parallel und im Abstand dazu angeordneten Deckel lb und vier senkrecht zueinander und zum Boden bzw. Deckel stehende Seitenwände lc. In dem Gehäuse 1 ist ein Ventilator 4 und ein Wärmeübertrager 3 angeordnet, wobei der Wärmeübertrager 3 in dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 5 als Wärmetauscher ausgebildet ist. Der flächig ausgebildete Wärmetauscher, der in den Figuren 3 und 5 jeweils in einer perspektivischen Darstellung im Detail gezeigt ist, ist dabei im Inneren des Gehäuses in einer horizontalen Lage angeordnet. Bei dem Ventilator 4 kann es sich um einen Radial- oder Diagonalventilator handeln. Der Deckel lb ist unmittelbar und ohne Abstand an einer Decke des zu kühlenden Raums befestigbar, so dass der Luftkühler abstandslos an der Decke angeordnet werden kann. Dies kann bspw. durch Befestigen des Deckels lb über Befestigungsmittel oder einen Rahmen an der Unterseite der Decke erfolgen.
Das Innere des Gehäuses 1 ist durch eine horizontale Trennplatte 6 in einen unteren Raum und einen oberen Raum unterteilt, wobei der Ventilator 4 im oberen Raum oberhalb der Trennplatte 6 und der Wärmeübertrager 3 im unteren Raum unterhalb der Trennplatte 6 angeordnet sind. Im Zentrum der Trennplatte 6 ist eine kreisförmige Luftdurchgangsöffnung 6a vorgesehen, welche mit dem darüber angeordneten Ventilator 4 in der Weise fluchtet, dass die Luftdurchgangsöffnung 6a koaxial zur Drehachse des Ventilators 4 angeordnet ist und einen Durchmesser aufweist, der zumindest im Wesentlichen dem Durchmesser des Ventilators 4 entspricht. Im unteren Raum des Gehäuses 1 sind an gegenüberliegenden Seitenwänden lc Lufteinlässe 5 vorgesehen. Die Lufteinlässe 5 sind durch Öffnungen in den Seitenwänden lc gebildet. Zweckmäßig ist in diesen Öffnungen jeweils ein Luftfilter 9 angeordnet.
Im oberen Raum des Gehäuses 1 sind ebenfalls in gegenüberliegenden Seitenwänden lc Luftauslässe 2 in Form von Öffnungen in den Seitenwänden lc vorgesehen. Außen am Gehäuse sind im Bereich der Luftauslässe 2 mehrere Leitbleche 10 oder Jalousielamellen parallel übereinander und im Abstand zueinander angeordnet und weisen schräg nach unten. Die Leitbleche bzw. die Jalousielamellen sind bevorzugt beweglich und zweckmäßig motorbetrieben, damit sie bspw. bei einem Abtauvorgang geschlossen werden können.
Der Boden la enthält eine zum Mittelpunkt hin abfallende, insbesondere sphärische Vertiefung, deren tiefster Punkt in eine hier nicht gezeigte Ablaufleitung mündet.
Der in diesem Ausführungsbeispiel als Wärmetauscher ausgebildete Wärmeübertrager 3 ist in den Figuren 3 und 5 im Detail gezeigt und umfasst Verteilerleitungen 3 c, welche parallel zu einer Seitenwand lc des Gehäuses 1 entlang einer x-Richtung verlaufen und mit senkrecht dazu angeordneten Querleitungen 3b verbunden sind (wie in Fig. 5a gezeigt). Die Querleitungen 3b verlaufen entlang einer z-Richtung. Quer zu den Querleitungen 3b sind Lamellen 3 a angeordnet, welche in einer x-y-Ebene verlaufen und in z-Richtung im Abstand zueinander angeordnet sind. Durch die Verteilerleitungen 3 c und die Querleitungen 3b wird ein Kühlmittel, bspw. ein glykolhaltiges Kühlmittel, geleitet. Hierfür sind die Verteilerleitungen 3c mit einem Kühlmittelkreislauf gekoppelt, über den gekühltes Kühlmittel in die Querleitungen 3b geleitet und von dort zur Rückkühlung wieder zurückgeführt wird. Zur Kühlung des Kühlmittels enthält der Kühlmittelkreislauf einen Rückkühler, der zweckmäßig außerhalb des zu kühlenden Raums, bspw. auf einem Gebäudedach, angeordnet ist.
Zur Kühlung der Luft in dem Lager- oder Kühlraum, in dem der Luftkühler angeordnet ist, wird Umgebungsluft mittels des rotierenden Ventilators 4 durch die Lufteinlässe 5 angesaugt. Die angesaugte Luft strömt in einer im Wesentlichen horizontal verlaufenden Einlassströmung durch die Lufteinlässe 5 in den unteren Raum des Gehäuses 1 und bedingt durch den vom Ventilator 4 im oberen Raum erzeugten Unterdruck in zumindest im Wesentlichen vertikaler Richtung durch den Wärmeübertrager 3. Beim Durchströmen der angesaugten Luft durch den Wärmeübertrager 3 wird der Luft Wärme entzogen, wodurch die Luft abgekühlt wird. Die der Luft entzogene Wärme wird von dem im Wärmeübertrager zirkulierenden Kühlmittel aufgenommen und zum Rückkühler abtransportiert, um das aus dem Wärmeübertrager 3 kommende und erwärmte Kühlmittel wieder abzukühlen. In Figur 5b ist der Luftstrom durch den als Lamellen- Wärmetauscher ausgebildeten Wärmeübertrager 3 schematisch dargestellt. Die in das Innere des Gehäuses 1 angesaugte Luft strömt in vertikaler Richtung (y-Richtung) durch den flächig ausgebildeten Wärmeübertrager 3 und strömt dabei insbesondere an den Querleitungen 3b vorbei, durch die das (kalte) Kühlmittel strömt. Die Quer zu den Querleitungen 3b angeordneten Lamellen 3a, welche wie die Rohrleitungen der Verteiler- und der Querleitungen, aus einem wärmeleitenden Material, bspw. aus einem Metall, bevorzugt Aluminium, gebildet sind, erhöhen dabei die effektive Wärmeaustauschfläche zwischen der zu kühlenden Luftströmung und den Rohrleitungen des Wärmeübertragers 3. Die Luft strömt dabei senkrecht zur Fließrichtung des durch die Querleitungen 3b strömenden Kühlmittels.
Nach Durchströmen des Wärmeübertragers 3 strömt die gekühlte Luft durch die Luftdurchgangsöffnung 6a in der Trennplatte 6 in den oberen Raum des Gehäuses 1 und wird dort von dem Ventilator 4 in eine horizontale Richtung umgelenkt. Die in horizontaler Richtung umgelenkte und gekühlte Luft strömt schließlich in einer im Wesentlichen horizontalen Auslassströmung durch die Luftauslässe 2 aus dem Gehäuse 1 heraus und wird dabei durch die Leitbleche 10 schräg nach unten ungelenkt.
Kondenswasser, das sich an den Rohrleitungen und den Lamellen des Wärmeübertragers 3 bilden kann, tropft schwerkraftbedingt von dort ab und kann in der Vertiefung des Bodens la gesammelt und durch die Ablaufleitung abgeführt werden.
In Figur 4 ist der obere Teil des Gehäuses 1 in einer perspektivischen Darstellung gezeigt, wobei die vordere Seitenwand zur Verdeutlichung weggenommen ist. Aus Figur 4 ist insbesondere die horizontale Trennplatte 6 mit der zentralen Luftdurchgangsöffnung 6a und dem darüber angeordneten Ventilator 4 ersichtlich. Der unterhalb der Trennplatte 6 angeordnete Wärmeübertrager ist in der Darstellung der Figur 4 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigt. Zur Befestigung des Wärmeübertragers 3 am Gehäuse 1 sind an den Seitenwänden lc nach innen vorstehende Auflagebleche 11 angeformt. Auf diesen Auflageblechen 11 können die seitlichen Randbereiche des Wärmeübertragers 3 und insbesondere dessen Verteilungsleitungen 3 c aufgelegt und befestigt werden, um den Wärmeübertrager 3 in einer zumindest im Wesentlichen horizontalen Lage zu halten.
In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Luftkühlers dargestellt, wobei dieses Ausführungsbeispiel bis auf den Wärmeübertrtager 3 dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 5 entspricht. In dem Ausführungsbeispiel der Figur 6 ist der Wärmeübertrager 3 als Verdampfer und insbesondere als Mikrokanal- Verdampfer ausgebildet. Der als Mikrokanal- Verdampfer ausgebildete Wärmeübertrager 3 des Ausführungsbeispiels der Figur 6 ist in Figur 8 im Detail gezeigt. Er umfasst seitliche, parallel und entlang der x-Richtung im Abstand zueinander verlaufende Verteilerrohre 3 c, die mit einer Mehrzahl von senkrecht dazu (in z-Richtung) verlaufenden, flachen Querkanäle 3d verbunden sind. Die Querkanäle 3d sind im Inneren in mehrere (bspw. 10 bis 15) Mikrokanäle unterteilt, welche einen Durchmessser bzw. eine Breite/Höhe von jeweils 1 bis 2 mm aufweisen. Über die Verteilerrohre 3 c wird ein zweiphasiges Kältemittel in die Mikrokanäle der Querkanäle 3d geleitet. Zwischen den in x-Richtung im Abstand zueinander angeordneten Querkanälen 3d sind zick-zack- förmig verlaufende Lamellen 3e angeordnet. Die Verteilerrohre 3 c sind über ein Rohrleitungssystem mit einem externen Verdichter und einem nachfolgenden Verflüssiger gekoppelt, die beide außerhalb des zu kühlenden Raums, bspw. auf einem Gebäudedach, angeordnet sind. In dem Verdichter wird das Kältemittel komprimiert und in dem nachfolgenden Verflüssiger verflüssigt und über das Rohrleitungssystem zu dem Wärmeübertrager 3 geleitet. Stromaufwärts des Wärmeübertragers 3 ist ein Expansionsventil angeordnet, so dass das durchgeleitete und zunächst flüssige Kältemittel expandieren und verdampfen kann. Beim Durchleiten des expandierten Kältemittels durch die Mikrokanäle des Mikrokanal- Verdampfers verdampft das Kältemittel und nimmt Wärme von der durch den Wärmeübertrager 3 durchströmenden Luft auf. Die Luft strömt dabei in vertikaler Richtung (y-Richtung) parallel zu den Lamellen 3e durch den Mikrokanal- Verdampfer und wird durch Abgabe der Wärme an den Wärmeübertrager 3 abgekühlt. Das verdampfte Kältemittel des Mikrokanal- Verdampfers strömt aus den Querkanälen 3d zurück in eine Verteilerleitung 3 c und wird von dort über das Rohrleitungssystem in den Verdichter und dem nachfolgenden Verflüssiger zurückgeführt, um dort wieder komprimiert und verflüssigt zu werden.
Damit ein in dem verwendeten Kältemittel enthaltenes Öl (welches zur Schmierung des Verdichters erforderlich ist) bei einem Austausch des Kältemittels aus den Rohrleitungen des Mikrokanalverdampfers und insbesondere aus den Mikrokanälen der Querleitungen 3b abgelassen werden kann, ist es in diesem Ausführungsbeispiel zweckmäßig, den flächig ausgebildeten Wärmeübertrager 3 nicht exakt in einer horizontalen Lage zu positionieren, sondern eine geringe Neigung gegenüber der horizontalen von ca. 1° bis 3° einzuhalten. Eine leichte Neigung des Wärmeübertragers 3 gegenüber die Horizontalen empfiehlt sich auch bei Verwendung eines Wärmetauschers als Wärmeübertrager, wenn dieser mit einem zweiphasigen und ein Öl enthaltendes Kältemittel betrieben wird, das in einem stromabwärts angeordneten externen Kompressor verdichtet wird. In Figur 7 ist eine abgewandelte Variante des Ausführungsbeispiels von Figur 6 gezeigt. Wie der Luftkühler von Figur 6 weist auch der Luftkühler des Ausführungsbeispiels von Figur 7 einen als Mikrokanal- Verdampfer ausgebildeten Wärmeübertrager 3 auf. Anders als bei dem Ausführungsbeispiel von Figur 6, in dem im Boden la (wie in dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1) eine Vertiefung zur Sammlung von Kondenswasser ausgebildet ist, enthält das Ausführungsbeispiel von Fig. 7 eine Auffangwanne 8, in der Kondenswasser gesammelt werden kann. Zweckmäßig ist die Auffangwanne 8 gegenüber der Horizontalen leicht geneigt, bspw. in einem Winkelbereich von l°-5°. An einer geneigten Seite enthält die Auffangwanne 8 eine Ablaufleitung 12, über welche das gesammelte Kondenswasser abgeführt und insbesondere abgesaugt werden kann. Die Auffangwanne ist zweckmäßig so dimensioniert, dass sie den Grundriss des darüber angeordneten Wärmeübertragers abdeckt oder überdeckt, so dass etwaiges Kondenswasser, das an den Rohrleitungen und den Lamellen des Wärmeübertragers abtropft, vollständig aufgesammelt werden kann. Die Erfindung ist nicht auf die zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann bspw. statt eines Mikrokanal- Verdampfers auch ein Rippenrohr- Wärmetauscher bzw. -Verdampfer (fm-and-tube heat exchanger) als Wärmeübertrager eingesetzt werden. Der Wärmeübertrager kann dabei, gemäß obigen Ausführungsbeispielen, eben oder auch gebogen, insbesondere konkav, sein. Ferner können mehrere Ventilatoren und Wärmeübertrager in dem Gehäuse 1 angeordnet sein, wobei zweckmäßig abwechselnd (von unten nach oben) je ein Wärmeübertrager und ein Ventilator blockweise übereinander angeordnet werden können.
Die erfindungsgemäßen Luftkühler sind zweckmäßig so dimensioniert, dass sie eine Wärmeleistung im Bereich von > 1 kW erzeugen. Damit können Raumtemperaturen im Bereich von 4 bis 16 °C erzielt werden.

Claims

Ansprüche
1. Luftkühler zur Kühlung der Luft in Räumen, insbesondere in begehbaren Lageroder Kühlräumen, umfassend ein Gehäuse (1) mit einem Boden (la), einem unmittelbar und ohne Abstand an einer Decke des zu kühlenden Raums befestigbaren Deckel (lb) und wenigstens einer Seitenwand (lc), in der wenigstens ein Luftauslass (2) angeordnet ist, wenigstens ein in dem Gehäuse (1) angeordneter und flächig ausgebildeter sowie zumindest im Wesentlichen horizontal liegender Wärmeübertrager (3) und wenigstens ein in dem Gehäuse (1) angeordneter Ventilator (4) zum Ansaugen von Luft aus dem zu kühlenden Raum, wobei die vom Ventilator (4) angesaugte Luft zumindest im
Wesentlichen in vertikaler Richtung durch den flächigen Wärmeübertrager (3) strömt und vom Ventilator (4) in horizontaler Richtung zu dem Luftauslass (2) umgelenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilator (4) und der Luftauslass (2) oberhalb des Wärmeübertragers (3) angeordnet sind.
2. Luftkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (1) unterhalb des Wärmeübertragers (3) wenigstens ein Lufteinlass (5) angeordnet ist.
3. Luftkühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einer Seitenwand (lc) ein Lufteinlass (5) angeordnet ist.
4. Luftkühler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse über vier Seitenwände (la, lb, lc, ld) verfügt und dass in der oder jeder Seitenwand (la, lb), in welcher ein Luftauslass (2) vorgesehen ist, kein
Lufteinlass (5) angeordnet ist, und umgekehrt.
5. Luftkühler nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wärmeübertrager (3) und dem Ventilator (4) eine Trennplatte (6) mit einer Luftdurchgangsöffnung (6a) angeordnet ist.
6. Luftkühler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Luftdurchgangsöffnung (6a) mit dem oberhalb der Trennplatte (6) angeordneten Ventilator (4) fluchtet.
7. Luftkühler nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlich durch den Lufteinlass (5) angesaugte Luft zumindest im Wesentlichen in horizontaler Richtung in das Gehäuse einströmt und dort in vertikaler Richtung umgelenkt wird, den Wärmeübertrager (3) vertikal durchströmt und in vertikaler Richtung durch die Luftdurchgangsöffnung (6a) in den Ventilator (4) einströmt.
8. Luftkühler nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (3) als Mikrokanal- oder als Lamellen- Wärmetauscher ausgebildet ist.
9. Luftkühler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die angesaugte Luft parallel zu den Lamellen des Lamellen- Wärmetauschers bzw. parallel zu den zickzack-förmig angeordneten Lamellen des Mikrokanal- Wärmetauschers durch den Wärmeübertrager (3) strömt.
10. Luftkühler nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (3) Rohre (3 a) oder Kanäle (3b) enthält, durch die ein Kältemittel fließt.
11. Luftkühler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die angesaugte Luft senkrecht zur Fließrichtung des durch die Rohre (3 a) oder Kanäle (3b) des Wärmeübertragers (3) fließenden Kältemittels durch den Wärmeübertrager (3) strömt.
12. Luftkühler nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (la) eine Vertiefung oder eine Wanne (8) zum Sammeln von Kondenswasser aufweist.
13. Luftkühler nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilator (4) als Radial- oder Diagonalventilator ausgebildet ist.
14. Verfahren zur Kühlung der Luft in Räumen, insbesondere in begehbaren Lageroder Kühlräumen, wobei die zu kühlende Luft mit einem Ventilator (4) in ein Gehäuse (1) eines Luftkühlers angesaugt, dort durch einen flächigen und zumindest im Wesentlichen horizontal liegenden Wärmeübertrager (3) geleitet und vom Ventilator (4) über wenigstens einen seitlichen Luftauslass (2) aus dem Gehäuse (1) ausgeblasen wird, wobei der Ventilator (4) und der Luftauslass (2) oberhalb des Wärmeübertragers (3) angeordnet sind und die vom Ventilator (4) angesaugte Luft zumindest im Wesentlichen in vertikaler Richtung durch den flächigen Wärmeübertrager (3) strömt und vom Ventilator in horizontaler Richtung zu dem seitlichen Luftauslass (2) umgelenkt wird.
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