SE1151175A1 - Kylsystem med integrerade medel för att reducera förekomst av mikroorganismer och algtillväxt i kylvattnet - Google Patents

Description

15 20 25 30 kylsystem som kan reducera förekomsten av mikroorganismer och algtillväxt i vattnet.

Sammanfattninq av uppfinninqen l ljuset av ovanstående önskade egenskaper hos ett vattenbaserat kylsystem, och ovanstående nämnda nackdelar med känd teknik, är ett syfte med föreliggande uppfinning att tillhandahålla ett förbättrat kylsystem som har integrerade medel för vattenbehandling. l enlighet med en första aspekt av föreliggande uppfinning tillhandahålls ett kylsystem innefattande: en kylvattenbassäng, ett värmeväxlingselement anordnat ovanför kylvattenbassängen, vilket värmeväxlingselement innefattar ett fluidum som ska kylas, en pumpanordning för att transportera kylvatten från kylvattenbassängen till åtminstone ett munstycke, varvid nämnda åtminstone ett munstycke är inställt att spruta ut kylvatten på åtminstone ett parti av värmeväxlingselementet, en luftjoniserare inställd att tillhandahålla joniserad luft i kontakt med små kylvattendroppar som faller från värmeväxlingselementet mot kylvattenbassängen och åtminstone ett substrat anordnat i kylvattenbassängen, vilket åtminstone ett substrat är åtminstone delvis i kontakt med kylvattnet, varvid nämnda åtminstone ett substrat är belagt med ett material innefattande en biocid.

Värmeväxlingselementet ska i detta sammanhang förstås som en struktur i vilken ett medium som ska kylas kan flöda. Det kan avse en rörformig struktur där röret till exempel kan vara rakt, anordnat i ett serpentinmönster eller i form av en spole. l olika utföringsformer av uppfinningen kan värmeväxlingselementet vara en ytkondensor i form av en vattenkyld tub och rörvärmeväxlare. Alternativt kan värmeväxlaren tillhandhållas i form av plattor i flera lager där olika medium flödar mellan olika lager av plattor såsom i en plattvärmeväxlare. Det flödande mediet som ska kylas kan vara i flytande eller gasform, såsom vatten, luft, ånga eller andra flödande media.

Ett eller flera munstycken är anordnade att spruta ut vatten på värmeväxlingselementet för att överföra värme från värmeväxlingselementet 10 15 20 25 30 till kylvattnet. Munstyckena kan vara anordnade att spruta vattnet på värmeväxlingselementet från olika riktningar och olika vinklar i syfte att förbättra effektiviteten av kylsystemet. Kylvattenbassängen verkar som en reservoar för kylvatten. Om förångning eller annan vattenförlust sker kan kylvattenbassängen återfyllas till en förutbestämd nivå genom ett automatiskt reglersystem.

Mängden biocid som släpps ut i vattnet beror på den belagda ytan som är i kontakt med vattnet. Således krävs det inte att substratets hela yta är belagd med ett material som innefattar en biocid. Vidare kan mängden biocid som släpps ut i kylvattnet till exempel styras genom att styra hur stor del av substratets yta som är i kontakt med vattnet. Biocid ska tolkas som vilken substans som helst som verkar för att reducera tillväxt av alger, svampar, mikrober, mikroorganismer etc. i kylvattnet och på ytor av kylsystemet i kontakt med kylvattnet. En biocid kan också hänvisa till ett antibeväxningsmedel, ett bekämpningsmedel mot skadedjur eller växter eller ett antimikrobiellt medel.

Föreliggande uppfinning grundar sig på insikten an en biocid kan introduceras i vattnet i ett kylsystem genom att anordna ett substrat belagt med material innefattande en biocid i kylsystemets kylvattenbassäng.

Substratets beläggning är anordnad att kontinuerligt avge en viss mängd biocid till vattnet, för att därigenom säkerställa att tillväxten av alger och mikroorganismer reduceras. Genom att kontinuerligt avge biocid till kylvattnet krävs ingen manuell hantering för att tillsätta biocid till vattnet. Ytterligare en fördel med föreliggande uppfinning är att när mängden biocid som avges från beläggningen sjunker kan substratet enkelt bytas ut eller förses med en ny beläggning.

Tillväxten av mikroorganismer och alger i vattnet kan också reduceras genom att öka syrehalten i vattnet. Med hänsyn till det insåg uppfinnaren också att ett effektivt sätt att syresätta vattnet i kylsystemet enligt föreliggande uppfinning är att utsätta vattendroppar som faller ner från värmeväxlingselementet ner i kylvattenbassängen för joniserad luft.

Exponering av de små vattendropparna för joniserad luft möjliggör exponering av en stor yta av vattnet, vilket i sin tur ökar effektiviteten av syresättningen 10 15 20 25 30 jämfört med när joniserad luft tillhandahålls som ett luftflöde direkt i vatten.

Därigenom kan tillväxten av alger och mikroorganismer reduceras ytterligare.

Kombinationen av syresättning av kylvattnet och ett kontrollerat avgivande av biocid är särskilt fördelaktigt då den förhöjda syrehalten i vattnet reducerar tillväxten av biomaterial i kylvattnet, vilket i sin tur minskar mängden biocid som krävs för att hålla kylvattnet tillfredsställande rent. l en utföringsform av uppfinningen kan substratet företrädesvis vara en metallisk skiva. En metallisk skiva används företrädesvis då den är robust och en skiva kan tillhandahålla en relativt stor ytarea samtidigt som den upptar en liten volym i kylvattenbassängen.

Enligt en utföringsform av uppfinningen kan substratet företrädesvis ha en profilerad yta. Genom att använda ett substrat som har en profilerad yta kan förhållandet mellan ytarea och volym ytterligare förbättras. Till exempel kan en metallisk skiva som har en korrugerad, gropig eller äggkartongslik profil med fördel användas.

I en utföringsform av uppfinningen innehåller biociden företrädesvis ett metallbaserat salt. I synnerhet kan biociden innefatta ett metallbaserat salt som har anti-mikrobiella, anti-bakteriella, anti-virus eller anti-fungala egenskaper och metallen kan till exempel vara Sn, Pb eller Cu.

I en utföringsform av uppfinningen innefattar biociden CuSO4.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar kylsystemet med fördel ett rörformigt hölje som omsluter värmeväxlingselementet. Genom att omsluta värmeväxlingselementet med ett rörformigt hölje som är öppet åtminstone i en nedre ände så att kylvatten kan falla mot kylvattenbassängen kan vattenförluster reduceras då vatten som sprutas ut på värmeväxlingselementet ej utsätts för soljus, vilket kan leda till förångning.

Dessutom utsätts kylvattnet ej för vind vilket förhindrar att kylvattnet blåser iväg.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är det rörformiga höljet med fördel anordnat angränsande till kylvattenbassängen. Genom att anordna det rörformiga höljet så att det sträcker sig till öppningen av kylvattenbassängen, eller så att det rörformiga höljets väggar angränsar till kylvattenbassängens väggar, skyddas kylvatten som faller från värmeväxlingselementet både från 10 15 20 25 30 solljus och vind då det faller mot kylvattenbassängen, därigenom reduceras kylvattenförluster. Dessutom, genom att anordna höljets väggar så att så att kylvattenbassängens öppning skyddas från solljus kan tillväxten av biomaterial i kylvattenbassängen reduceras. Höljet kan till exempel utgöras av separata plattor eller skivor anordnade så att en inneslutning formas i vilken värmeväxlingselementet är skyddat. Höljet kan också vara en del av kylvattenbassängen såsom i ett kylvattentorn där höljet är en förlängning av kylvattenbassängens väggar.

I en utföringsform av uppfinningen kan kylsystemet vidare innefatta en fläkt anordnad att orsaka ett luftflöde i en uppåtgående riktning så att flödande luft passerar värmeväxlingselementet. Luftflödets hastighet då det passerar värmeväxlingselementet påverkar förångningen av vatten från värmeväxlingselementet, och därigenom kyleffektiviteten. Sålunda kan kylsystemets kylegenskaper styras genom att styra luftflödet från fläkten.

Enligt en utföringsform av uppfinningen kan luftjoniseraren med fördel vara ansluten till ett flertal rör för att jämnt fördela den joniserade luften, varvid vart och ett av rören innefattar ett flertal öppningar. Ett flertal rör är anordnade så att den joniserade luften fördelas jämnt över hela ytan där vattendroppar faller från värmeväxlingselementet för att på så sätt förbättra effektiviteten av syresättningen. Rören och öppningarna är vidare anordnade så att flödet av joniserad luft är väsentligen detsamma från alla öppningar.

Kort beskrivninLav fiqur Dessa och andra aspekter av föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas mer i detalj med hänvisning till de bifogade figurer som visar ett exempel på en utföringsform av uppfinningen där: Fig. 1 schematiskt illustrerar ett kylsystem i enlighet med en utföringsform av uppfinningen.

Detaljerad beskrivninq av för närvarande föredraqna utförinqsformer I föreliggande detaljerade beskrivning kommer olika utföringsformer av ett kylsystem enligt föreliggande uppfinning att diskuteras huvudsakligen med hänvisning till ett kylsystem med öppet vatten vari joniserad luft och en biocid 10 15 20 25 30 verkar för att reducera tillväxt av biomaterial i kylvatten. Det ska noteras att detta på inga sätt begränsar omfånget av föreliggande uppfinning vilken likaväl kan tillämpas i andra vattenbaserade kylsystem såsom slutna kylsystem och olika typer av värmeväxlare.

Införandet av joniserad luft och tillsats av en biocid kan var för sig förbättra vattenkvalitén, men i följande detaljerande beskrivs en kombination av de två som ökar effektiviteten av vattenrening.

Fig. 1 är en schematisk illustration av ett kylsystem 100 enligt en utföringsform av uppfinningen. Kylsystemet 100 innefattar en kylvattenbassäng 102 som verkar som en kylvattenreservoar, ett värmeväxlingselement 104, som har ett inlopp 116 och ett utlopp 118, anordnat ovanför kylvattenbassängen 102, en pump 106 ansluten till ett rörarrangemang för att tillhandahålla kylvatten till ett flertal munstycken 108 anordnade ovanför värmeväxlingselementet 104. Munstyckena 108 sprutar ut vatten på värmeväxlingselementet 104. En del av vattnet förångas på grund av temperaturskillnaden mellan värmeväxlingselementet och vattnet, och det kvarvarande vattnet faller från värmeväxlingselementet 104 mot kylvattenbassängen 102 i form av små vattendroppar 112. En luftjoniserare 110 är anordnad för att tillhandahålla joniserad luft i kontakt med de fallande vattendropparna 112. Luften som joniseras kan typiskt vara luft tagen från omgivningen. Den joniserade luften tillhandahålls genom ett flertal rör 132, där vart och ett av rören 132 har ett flertal öppningar för att jämnt distribuera den joniserade luften för att åstadkomma en homogen syresättning av de fallande vattendropparna 112. Företrädesvis är nämnda flertal rör 132 anordnade för att täcka en yta motsvarande hälften av kylvattenbassängens ytarea. Rören 132 kan till exempel vara anordnade i ett gallermönster.

Ett flertal metalliska skivor 114 som har en profilerad yta är anordnade i kylvattenbassängen 102 och de metalliska skivorna 114 är belagda med ett material som innefattar en biocid. Fackmannen inser att ett substrat som har väsentligen vilken form som helst som kan beläggas med en biocid kan användas för att uppnå samma effekt som de ovan nämnda metalliska skivorna 114. Ett rörformat hölje 120 som är öppet i båda ändar omsluter värmeväxlingselementet 104 och täcker öppningen av kylvattenbassängen 10 15 20 25 30 102 från exponering för vind och solljus, därigenom reduceras kylvattenförluster. Höljet 120 kan vara en förlängning av kylvattenbassängens 102 väggar eller så kan höljet 120 vara en separat struktur anordnad ovanför kylvattenbassängen 102.

En fläkt 122 är anordnad för att introducera luft från omgivningen in i höljet under värmeväxlingselementet 104 så att luft flödar uppåt förbi värmeväxlingselementet 104 och ut genom höljets 120 övre öppna ände.

Luftens flödeshastighet har en inverkan på förångningen av vatten från värmeväxlingselementet 104. Därigenom kan värmeväxlingselementets 104 kyleffekt styras genom att reglera luftflödet från fläkten 122.

En flottör 124 anordnad i kylvattenbassängen 102 styr en vattenpump 126 ansluten till ett vatteninlopp för att bibehålla en konstant vattennivå i kylvattenbassängen 102.

Pumpanordningen 106 kan också innefatta ett filter 128 för att förhindra att partiklar i kylvattnet når pumpen 106. Kylsystemet 100 innefattar också ett översvämningsskydd i form av ett utlopp 130 anordnat på sidan av kylvattenbassängen 102, eller på en sida av höljet 120.

Mediet som flödar genom inloppet 116 in i värmeväxlingselementet 104 har typiskt en temperatur omkring 70°C. Mediet kyls då det flödar genom värmeväxlingselementet 104 så att när det passerar genom utloppet 118 är temperaturen i området 30-40°C.

Beläggningen av de metalliska skivorna 114 kan till exempel tillhandahållas i form av en färg som innefattar en biocid. Sådan beläggningsfärg som innefattar en biocid används typiskt för att måla botten på båtar för att förhindra tillväxt av alger och andra organismer. Vidare är de metalliska skivorna 114 företrädesvis anordnade så att de är lätta att avlägsna från kylvattenbassängen 102, för att därigenom göra det enkelt att byta ut skivorna om nödvändigt eller att avlägsna skivorna för ommålning/tillhandahållande av ny beläggning när biocidnivån som avges från beläggningen sjunker under en viss nivå. Dessutom kan individuella skivor läggas till eller tas bort om reningsbehovet varierar vid olika förhållanden, till exempel beroende på säsong. Systemet är också modulärt 10 på så sätt att antalet skivor som används är enkelt anpassningsbart för att överstämma med reningskraven för ett särskilt kylsystem. Även om uppfinningen har beskrivits med hänvisning till specifika exempel av utföringsformer är många olika varianter och ändringar uppenbara för fackmannen. Ett slutet system kan tillexempel också dra fördelar av innehållet i föreliggande uppfinning.

Variationer av de beskrivna utföringsformer kan också förstås och utföras av fackmannen då den beskrivna uppfinningen tillämpas genom att studera ritningar, beskrivning och krav. I kraven utesluter inte ordet ”innefatta” andra element eller steg, och den obestämda artikeln en eller ett utesluter inte ett flertal. Faktumet att olika särdrag redogörs i olika ömsesidigt olika beroende krav indikerar inte att en kombination av dessa särdrag inte med fördel kan användas.

Claims (10)

10 15 20 25 30 PATENTKRAV

1. Kylsystem (100) innefattande: en kylvattenbassäng (102); ett värmeväxlingselement (104) anordnat ovanför kylvattenbassängen (102), vilket värmeväxlingselement (104) innefattar ett fluidum som ska kylas en pumpanordning (106) för att transportera kylvatten från kylvattenbassängen (102) till åtminstone ett munstycke (108); varvid nämnda åtminstone ett munstycke är inställt att spruta ut kylvatten på åtminstone ett parti av värmeväxlingselementet (104); en Iuftjoniserare (110) inställd att tillhandahålla joniserad luft i kontakt med små kylvattendroppar (112) som faller från värmeväxlingselementet (104) mot kylvattenbassängen (102); och åtminstone ett substrat (114) anordnat i kylvattenbassängen (102), vilket åtminstone ett substrat (114) är åtminstone delvis i kontakt med kylvattnet, varvid nämnda åtminstone ett substrat är belagt med ett material innefattande en biocid.

2. Kylsystem (100) enligt krav 1, varvid substratet (114) är en metallisk skiva.

3. Kylsystem (100) enligt krav 1 eller 2, varvid substratet (114) har en profilerad yta.

4. Kylsystem (100) enligt något av föregående krav, varvid biociden innefattar ett metallbaserat salt.

5. Kylsystem (100) enligt något av föregående krav, varvid biociden innefattar, Sn, Pb eller Cu.

6. Kylsystem (100) enligt något av föregående krav, varvid biociden innefattar CuSO4 10 15 10

7. Kylsystem (100) enligt något av föregående krav, vidare innefattande ett rörformigt hölje (120) som omsluter värmeväxlingselementet (104).

8. Kylsystem (100) enligt krav 7, varvid det rörformiga höljet (120) är anordnat angränsande till kylvattenbassängen (102).

9. Kylsystem (100) enligt något av föregående krav, vidare innefattande en fläkt (122) anordnad att orsaka ett luftflöde i en uppåtgående riktning så att flödande luft passerar värmeväxlingselementet (104).

10. Kylsystem (100) enligt något av föregående krav, varvid luftjoniseraren (110) är ansluten till ett flertal rör (132) för att jämnt fördela den joniserade luften, varvid vart och ett av rören (132) innefattar ett flertal öppningar.