WO2010084023A1 - Device for large-scale media conditioning - Google Patents

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WO2010084023A1
WO2010084023A1 PCT/EP2010/000438 EP2010000438W WO2010084023A1 WO 2010084023 A1 WO2010084023 A1 WO 2010084023A1 EP 2010000438 W EP2010000438 W EP 2010000438W WO 2010084023 A1 WO2010084023 A1 WO 2010084023A1
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WO
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devices
container
heat exchanger
medium
conditioning
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PCT/EP2010/000438
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WO2010084023A4 (en
Inventor
Frank Triesch
Original Assignee
Frank Triesch
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Publication date
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Publication of WO2010084023A1 publication Critical patent/WO2010084023A1/en
Publication of WO2010084023A4 publication Critical patent/WO2010084023A4/en

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/04Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants
    • F02C7/05Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants having provisions for obviating the penetration of damaging objects or particles
    • F02C7/052Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants having provisions for obviating the penetration of damaging objects or particles with dust-separation devices

Definitions

  • the present invention relates generally to large scale media conditioning apparatus according to the preamble of claim 1 and a system of a plurality of such apparatus.
  • the present invention also relates to devices for conditioning combustion air, which is supplied to gas turbines.
  • the combustion air of gas turbines is cleaned in so-called filter houses of solid and liquid particles in order to pressurize the working machine with the cleanest possible air.
  • filter houses of solid and liquid particles in order to pressurize the working machine with the cleanest possible air.
  • mist eliminators in such an air filter house, mist eliminators, bird screens and usually one or two filter stages are installed. Since the filters as well as the compressors of the gas turbine tend to freeze under given outside air conditions - high relative humidity and temperatures around the freezing point - the air is additionally preheated during this season.
  • heat exchangers, infrared radiators or hot air or rare exhaust manifolds are installed in a filter house, which preheat the intake air indirectly or directly.
  • Such a device 1 is shown purely schematically in Fig.
  • a high flow velocity causes a high pressure loss.
  • Unevenly inflated air filters pollute faster.
  • a small number of air filters also leads to faster pollution and a sharp increase in pressure loss.
  • Em high pressure loss in the filter house causes corresponding performance losses of the gas turbine. Possibly.
  • the polluted filters must be replaced during operation of the gas turbine under unfavorable conditions.
  • a one- or two-stage air filtration leads to an increased dirt entry into the compressor of the gas turbine. This dirt settles on the compressor blades (Fouhng) and also leads to increasing performance and efficiency losses.
  • the direct cooling is possible by the evaporation or injection of water into the intake tract and the associated adiabatic cooling effect.
  • the intake air can be cooled with heat exchangers, which are acted upon by naturally or artificially cooled heat transfer media.
  • heat exchangers which are acted upon by naturally or artificially cooled heat transfer media.
  • combustion air for gas turbines hybrid.
  • the combustion air is either heated dry or moistened, or simultaneously heated and humidified with a hybrid cooler (DE 10 2004 050 182 Al). It is also known to combine these process steps in a filter house.
  • the combustion air of the gas turbine can first coarse filtered in a first filter stage, then conditioned in a hybrid cooler and then finely and finely filtered in two other filter stages.
  • the low air velocity required by the hybrid coolers to prevent gassing results in low pressure loss of the hybrid filter house despite coupling with three-stage air filtration.
  • the result is about twice as large suction surface and about three times as large filter house, as is conventional practice. This is associated with a correspondingly higher weight, which makes conversions to the new method more difficult and requires corresponding substructures.
  • Larger gas turbines would require more than 10 of the listed hybrid coolers. Difficulties arise to unite them in an air filter house. So a maximum of 3 hybrid coolers can be stacked on top of each other, without changing the statics of the radiator housing.
  • the object of the invention is therefore to provide a device for large-scale media conditioning, which largely prefabricated industrially and can be easily adapted to different applications and sites.
  • the transport and assembly costs should be kept low.
  • the device should in particular be particularly easily coupled to a system of such devices.
  • the inventive apparatus for large-scale conditioning in particular cleaning, humidification, drying, cooling, heating and / or pressure increase of liquid and / or gaseous media, has at least one conditioning device (eg filters, humidifiers, heat exchangers, dryers, etc.) and a container, which forms the housing of the device and a flow channel for the medium, so that a cross section of the container is substantially flowed through by the medium, wherein the container for the storage, transport and / or for the function of the device is self-supporting and stackable.
  • these devices for large-scale media conditioning can be stored particularly easily, transported and combined into systems, without the need for special preparations, such as trusses during transport or structural engineering precautions during storage.
  • the disadvantages of known device are eliminated, which consisted of several individual modules and had to be assembled only at the construction site.
  • the device can be prefabricated from standardized segments at the factory, transported to the construction site and there modular assembled and arranged in a very short time as desired.
  • the devices become standardizable in this way.
  • the production can be industrial.
  • the delivery times are shortened.
  • the costs are reduced.
  • the devices always have identical dimensions and a uniform attractive appearance. They can be arranged in different space-saving constellations. If necessary, individual Devices can also be quickly replaced with new ones, so that no long downtimes arise.
  • the container is formed substantially closed at least in a circumferential direction. Then, the container forms a through-flow channel for the medium in one direction, thus providing the medium itself little flow resistance. However, it may alternatively also be provided that the flow channel consciously changes direction, for example, is guided by two adjacent sides of a rectangular container. This can e.g. be advantageous if the installation of the container or the arrangement of many devices to a system of media passage in one direction is not possible.
  • the container is in terms of its length, width and height as a container, in particular according to DIN ISO 668 formed.
  • a container in particular according to DIN ISO 668 formed.
  • Such containers have been standard for many years and there is much experience in their transportation, storage and stacking. In particular, these containers are designed for heavy loads, which must necessarily carry such a container in a device for large-scale media conditioning.
  • the container with respect to its corner fittings as a container, in particular according to DIN ISO 1161, formed.
  • the advantages of the container can also be advantageously used for large-scale media conditioning, wherein the stability of the container despite providing a flow channel is still given to the extent that a self-supporting and stackable storage and transport are guaranteed.
  • one or more stiffening elements are provided in the container for protection against internal and / or external pressure, particularly many devices can be stacked on top of each other and also during transport must be less carefully with the devices um-. to be gone.
  • the stiffening elements are formed by one or more angular, in particular triangular, expiring elements, wherein in particular one side of the elements is arranged on each side of the container and the elements of adjacent sides of the container adjoin one another. This makes it particularly simple and inexpensive to achieve a particularly effective stiffening.
  • At least one heat exchanger is provided. Then the medium can be subjected to heat or heat can be removed. Furthermore, at least one secondary medium transfer device is advantageously provided. Then, for example, the heat of the medium can be delivered to a secondary medium for further use. It is preferably provided that at least one heat exchanger and / or a secondary media transformer, in particular combined are designed as hybrid heat exchanger. At the same time, the secondary media transmitter can simultaneously also assume the function of the heat exchanger by virtue of the secondary medium circulating heat / cold / energy, for which it is circulated through the secondary media transmitter and if necessary supplemented and reheated and / or cooled or regenerated.
  • the secondary medium is in mass transfer with the main medium (for example, it itself evaporates / vaporizes into the medium to be conditioned or absorbs moisture or dust or the like from the medium to be conditioned).
  • a secondary media transformer or a hybrid heat exchanger can be operated with a secondary medium, for which a secondary media circuit is formed, wherein preferably in a secondary media circuit one or more secondary media task and / or recording devices, and in particular further at least one secondary media pump and a heat exchanger, a drain and / or a make-up valve are arranged.
  • a secondary media receiving device is designed as a collecting trough and in particular provided with a walk-in cover, in particular with a grating. Then this element of the secondary fluid circuit can be integrated into the device in a particularly space-saving manner.
  • At least one mixing valve or the like advantageously a three-way valve is arranged, preferably two, in particular three three-way valves, and / or that for switching between countercurrent and direct current between the secondary medium circuit and air flow of an air conditioning a flow switch in the secondary media circuit and / / or a switch of the air flow is provided.
  • a mixing valve can be switched to internal recuperation for the secondary fluid circuit additionally in operation.
  • two three-way valves a switchover between DC and countercurrent operation between secondary medium circuit and air flow can be provided.
  • three three-way valves allow both switching and internal recuperation.
  • the three-way valves can also be provided pure flow switch.
  • the conditioning device for internal recuperation has at least one row of tubes which is connected to the wetting medium circuit of the conditioning device and / or has at least one row of tubes which is connected to a bypass in the secondary medium cycle, and / or has a separate Rekuperationsniklauf.
  • the conditioning device for internal recuperation is connected to the secondary fluid circuit of a heat exchanger whose primary fluid circuit is connected to the wetting medium circuit of the conditioning device.
  • one or more coarse protection devices are provided on the inlet side in the device, in particular for protection against large impurities which, for example, provide protection against driftwood and / or birds and / or also against special weather influences, such as rain, snow or hail.
  • At least one filter device in particular two or three filter stages arranged in series in the flow direction of the medium, in particular uniform or different filter methods (for example a combination of surface filter and adsorption filter or absorption filter alone etc.) are provided.
  • the filter device is preferably arranged in one of the surrounding walls of the container lying in the direction of flow or walls inside the container which terminate completely in the flow path.
  • the filters of the respective filter devices are expediently arranged one above the other in one or more rows, in particular in four rows.
  • one or more devices increasing the pressure of the flowing medium are arranged in the device, in particular in one of the surrounding walls of the container lying in the direction of flow or walls within the container which completely close the flow path.
  • Such devices increasing the pressure of the flowing medium may be, for example, fans, compressors and / or pumps.
  • a plurality can also be provided, e.g. instead of a big fan several small ones.
  • a device for preventing icing is also provided.
  • the conditioning devices in particular the filters of the filter devices, the heat exchangers, the secondary media transmitters and / or the hybrid heat exchangers or anti-icing devices or the pressure-increasing devices are particularly advantageously arranged in respective receptacles, which are in particular designed to additionally stiffen the container. This also improves the conditions of storage and transportation. At the same time, but also the requirement for the container in terms of Stiffness can be reduced. In other words, that the container of the device can either be made self-supporting and stackable out of itself or these properties only in interaction with the other devices of the device for large-scale media conditioning, such as. eg the conditioning device (s). It is essential, therefore, that the container of the present device according to the invention does not have to be self-supporting and stackable by itself.
  • the container may have at least one laterally arranged antechamber in which no media conditioning takes place, which is connected via at least one sealable breakthrough to a space in which the media conditioning takes place.
  • the closability ensures that media conditioning is not disturbed. This vestibule is then not flowed through by the medium, so that this part of the cross section of the container does not form a flow channel.
  • at least one vestibule has at least one riser.
  • the antechambers of stacked devices can be easily reached.
  • at least one elevator preferably arranged on a ladder, which is designed in particular to accommodate a plurality of filter elements, in particular according to the number of filter units in the filter means behind or behind each other arranged filter rows.
  • the devices can be particularly comfortable wait.
  • the filter elements of course, other elements of the device and its devices can be easily transported by the elevator.
  • the apparatus, a heat exchanger, a secondary media supply device or a hybrid heat exchanger and / or an anti-icing device can be acted upon with antifreeze in a particularly expedient manner.
  • this makes sense especially when a liquid medium is passed through the device.
  • Preference is given to devices for measuring the humidity and / or the temperature and / or the pressure and the level or conductivity and / or other quality parameters to be set of the gaseous and / or liquid medium to be conditioned and / or a secondary medium before, on and / or after provided for the individual conditioning stages.
  • At least one control or regulating and / or monitoring device in particular for cleaning, humidification, drying, cooling and / or heating or anti-icing and / or increasing the pressure of the gaseous and / or liquid medium or a secondary medium to be conditioned intended. Then the media conditioning can be regulated and monitored very easily.
  • Independent protection is claimed for a system of several devices according to the invention, wherein a plurality of devices are arranged one above the other and / or next to each other, which are preferably sealed to one another at the separation points, wherein in particular two to nine devices are stacked tower-like. By sealing, no already conditioned medium can escape from the system or unconditioned medium can enter the system.
  • the devices are at least mechanically interconnected. Alternatively, it may also be sufficient that the devices are mutually fixed in their position due to their own weight.
  • a plurality of preferably juxtaposed devices in particular tower-like stacks with devices, preferably supplemented with corresponding lower and / or upper covers or lateral walls, form a closed region around an inlet and / or outlet opening.
  • the pipelines are hydraulically connected to one another, in particular for the make-up and / or emptying of the secondary media transformers and / or hybrid heat exchangers of the individual devices via collectors.
  • the leadership of the secondary media can be uniform and thus jointly controllable.
  • the flow and return headers in particular the heat exchanger and / or hybrid heat exchanger of the individual devices are preferably hydraulically connected together in the Tichelmann system.
  • the pipes are routed from the heat generator to the heat consumer and back in the ring installation so that the sum of the lengths of the supply line and the return line is approximately the same for each heat consumer. Heat consumers with short flow have a long return line and vice versa. The point is that all heat consumers are exposed to about the same pressure losses and thus equal volume flows, i. set the same heat flows in the heat consumers, even if no control valves are used. This causes a uniform heating of more distant heat consumers.
  • control or regulating and / or monitoring devices of the individual devices with electrical current, light or media-conducting cables, preferably with bus systems, in particular electrically, optically or hydraulically connected to each other.
  • devices of a system in particular one or more, for example tower-like stack-forming devices are connected on the media side via a collector, a funnel and / or a channel at least with a respective upstream and / or downstream device.
  • one or more devices may also be provided with upstream and / or downstream devices, such as gas turbines, buildings and the like. be connected.
  • the device according to the invention and / or the system according to the invention at least one gas turbine, a fan, an air compressor, a building or similar units or devices upstream and / or downstream and the heat transfer media of the heat exchanger, hybrid heat exchanger and / or facilities to prevent icing are energized, especially with (Ab) heat or cold or electrical energy from this unit or this device or its environment act or lead energy, in particular (Ab) heat or - cold from the media stream to be conditioned in this unit or this device or its environment back.
  • the device according to the invention and / or the inventive system at least one gas turbine, a fan, an air compressor, a building or similar units or devices upstream and / or downstream and the secondary media circuits of the secondary media transformer, hybrid heat exchanger and / or Devices for preventing icing or other conditioning devices can be acted upon by substances / media or energy from this unit or this device or its surroundings or lead substances / media or energy from the media stream to be conditioned into this unit or this device or its surroundings , among other things, for its reprocessing.
  • the conditioning device for internal recuperation in at least one row of tubes by the conditioning device provides a wetting effect. is guided medium, and / or that in at least one row of pipes the secondary medium cycle via a bypass taken secondary medium is performed, and / or separate secondary medium is guided in a separate Rekuperations- medium circulation, and / or a secondary medium is guided, which is removed from a heat exchanger, whose primary circuit is operated with the wetting medium of the conditioning as the primary medium.
  • This preferred embodiment can also be used advantageously in a countercurrent operation.
  • hybrid cooler in the hybrid cooling operation in the DC, i. to be flowed through correctly in cross-direct current.
  • it since it is an advantage of hybrid coolers that they can be operated dry below a certain outside air temperature, which saves significant amounts of cooling water over wet cooling towers, and this with countercurrent, i. is correctly more effective in cross-countercurrent, it may be advantageous to provide a possibility to switch the flow direction on the water side and / or on the air side. However, this can be superfluous if in the transitional period and in winter up to about 3 Kelvin higher cooling water outlet temperatures are required or tolerable.
  • hybrid coolers in which in addition to the cooling water cooling also the use of moist air takes place, so for example.
  • the hybrid DC mode of operation (cross / DC mode) is an option since, in addition to the higher air humidity, lower air outlet temperatures on the hybrid cooler are also achieved on an adiabatic basis. In this case, this results in lower air inlet temperatures at the gas turbine and, as a consequence, higher gas turbine outputs.
  • the internal recuperation also works in a hybrid air humidifier that is not used for cooling water cooling.
  • cooling water is circulated in direct current (cross / direct current) from the warm air inlet to the cold air outlet in the hybrid cooler bundle, the incoming warm ambient air is convectively pre-cooled.
  • the temperature level in the heat exchanger sink both on the air as well as on the cooling water and wetting water side and subsequently the air and the cooling water outlet temperature compared to a simply flowed through hybrid radiator humidifier. This increases the performance of the gas turbine in addition to a system with simply adiabatically humidified intake air.
  • cooling water is circulated in the hybrid cooler bundle in countercurrent (cross / countercurrent) from the cold air outlet to the warm air inlet, the outflowing cold ambient air is reheated convectively.
  • the temperature level in the heat exchanger rise both on the air side and on the side of the cooling water and, as a consequence, the air and the cooling water outlet temperature with respect to a hybrid radiator humidifier flowed through simply.
  • the relative humidity at the hybrid cooler outlet decreases, which may be a desirable criterion on the side which uses this air, provided that the humidity can not be influenced more easily by other criteria.
  • the wetting water of a hybrid cooler humidifier is always close to the wet bulb temperature and thus even colder than the cooling water in the hybrid cooler bundle, it may be useful to include the wetting water in the internal recuperation.
  • the wetting water is passed through at least one of the rows of tubes of the hybrid cooler, e.g. to pre-cool the incoming warm ambient air noticeably.
  • the temperature level in the heat exchanger on both the air and on the cooling water side and consequently the air and the cooling water outlet temperature decrease in comparison with a hybrid radiator with a single flow through it.
  • the wetting water is used for wetting the hybrid cooler bundle from the outside. Due to the adiabatic cooling, the wet bulb temperature in the wetting water is reached very quickly, so that the internal recuperation has a total lowering temperature.
  • wetting water on the outside of the hybrid cooler bundle is loaded with air polluting particles, it may be more appropriate to direct the wetting water through wetting water cooling water through an easy to clean heat exchanger and not directly through the hybrid cooler bundle to noticeably pre-cool the incoming warm cooling water , If the external heat exchanger becomes dirty, it can be cleaned more easily than the hybrid cooler.
  • recuperation temperature can be decoupled from the cooling water temperature and achieve a higher degree of recuperation.
  • FIG. 2 shows a device according to the invention in a front view
  • FIG. 3 shows the device according to the invention according to FIG. 2 in a first side view of the section along the axis A-A, FIG.
  • FIG. 4 shows the device according to the invention according to FIG. 2 in a second side view on the section along the axis BB
  • FIG. 5a, b shows an inventive system of devices according to the invention according to FIG. 2 in a first embodiment
  • FIG. 6a, b shows an inventive system 2
  • FIG. 8a, b shows a system according to the invention of devices according to the invention according to FIG. 2 in a fourth embodiment
  • FIG 9a, b show a system according to the invention from devices according to the invention according to FIG. 2 in a fifth embodiment
  • FIG. 10 shows a system according to the invention from devices according to the invention according to FIG. 2 in a sixth embodiment
  • Fig. 15 is a block diagram of the temperature characteristics for the embodiment of FIG. 12d and
  • FIG. 16 shows an overview of the temperature profiles for the embodiment according to FIG. 12c.
  • the device 20 is shown purely schematically in a preferred embodiment, frontally and in two side views.
  • This device 20 is a large-scale device 20 for conditioning the combustion tion of gas turbines (not shown, similar to FIG. 1).
  • the device 20 comprises a container 21, wherein the container 21 along its length in the circumferential direction with closed side walls 22, 23, 24, 25 is formed.
  • the container 21 is designed as a 40 'container 21, ie it has the essential structural details of such a container and thus also its dimensions (height 2591 mm, width 2438 mm, length 12192 mm).
  • the two side walls 26, 27 along the length of the container 21 are substantially open in such a way that they form a flow channel 28 for the combustion air (arrows indicate in all directions the direction of the flow of the combustion air), whereby the longitudinal cross-section of the Container 21 is essentially traversed by the combustion air.
  • the device 20 is flowed through in a transverse direction, whereby the filter surface advantageously increased and thus the flow resistance and the number of required devices 20 are reduced.
  • the device 20 further comprises three filter rows 31, 32, 33, and a heat exchanger 34, which is designed as a hybrid heat exchanger 34 and disposed between the first 31 and second filter row 32.
  • a rain deflector with bird screen 35 is arranged before the first filter row 31, a rain deflector with bird screen 35 is arranged.
  • a trough 36 is arranged, which is covered with a walk-in grating 37.
  • the filter rows 31, 32, 33 have a multiplicity of filter elements 38 which are arranged in suitable holding devices 39 in the filter rows in the manner of a matrix (in the present case 17 ⁇ 4 filter elements 38). By adapting these holding devices 39 and different filter makes can be used or retrofitted as desired at any time.
  • the hybrid heat exchanger 34 is used for cooling (or preheating), has a flow 34a and a return 34b and is fed with a heat transfer medium (cooling medium in the case of the present cooling) and wetting water as secondary media, wherein the wetting water through the hybrid heat exchanger 34 as in a graduation works, including corresponding water ducts (not shown) are provided.
  • the heat transfer medium is passed through substantially horizontally along the length of the container 21 extending ribbed tubes 40, which communicate with each other hydraulically. These finned tubes 40 are flown by the combustion air flow and extract heat from the combustion air or heat them up.
  • the humidified combustion air is humidified via the wetting water and cooled adiabatically in addition or with a time lag.
  • the wetting water is collected in the tub 36 and returned from there by means of a seed pump 41 in a make-up line 42 and redistributed via water distribution channels (not shown) on the hybrid heat exchanger 34.
  • a conductivity meter 43, a Abschlämmventil 44 and a make-up valve 45 are further provided, wherein spent wetting water is drained via the Abschlämmventil 44 and fresh water is replenished via the make-up valve 45 when the conductivity of the wetting water rises above a predetermined value and thus its indicating heavy pollution.
  • the make-up also takes place when the level in the water drip pan 36 has dropped due to evaporation. If there is a risk of frost, the water collecting basin 36 is emptied in the same way.
  • the pipelines (not shown) are connected to each other for emptying and feeding the individual devices 20 via collectors (not shown).
  • the device 20 has a continuous operating step 46 to allow the operator maintenance, and the vestibule 29 has at the height of the first filter row 31 each doors 47 (floor safety doors) in the bottom 24 and in the roof 22, whereby the vestibules 29 one above the other stacked devices 20 are accessible together.
  • a riser 48 is provided in the vestibule 29, on which also a lift (not shown) can be arranged.
  • the ladders 48 of stacked devices 20 serve the personnel to climb the respective level.
  • the lift can be designed so that it can be moved over the ladders 48 of stacked devices 20 across.
  • a plurality of fresh filter elements 38 can be simultaneously transported up to their destination level upwards, or polluted filter elements 38 can be lowered down at the same time, conveniently and at great speed.
  • From the vestibule 29 lead airtight doors (only schematically indicated with a cross) to the respective filter rows 31, 32, 33 before and after the hybrid heat exchanger 34.
  • the exchange of the filter elements 38 takes place by the soiled elements 38 removed from front to back and then the new elements 38 are reinstalled from back to front.
  • the hybrid heat exchanger 34 can be cleaned from the front side.
  • the space behind the hybrid heat exchanger 34 can be reached in order to clean or adjust the water distribution of the wetting water on the rear side, if necessary via the continuous operating step 46.
  • a return collector 49 and a flow collector (not shown) with the corresponding inlet and outlet nozzles for the heat transfer medium are arranged.
  • the collector 49 all Devices 20 in the flow 34a and in the return 34b connected to each other.
  • all hybrid heat exchanger 34 for the anti-icing with an antifreeze-containing heat transfer medium is applied.
  • the lubricating oil is preferably used.
  • the return 34b of the upper device 20 is recycled via a separate collector. This allows a uniform loading of all devices 20 in the Tichelmann system (known from the heating technology rule to connect all consumers on supply and return lines with the same length) and a complete ventilation of all elements of the hybrid heat exchanger 34th
  • the hybrid heat exchanger 34 additionally fulfills the function of a mist eliminator and coalescer.
  • these conditioning devices can be retrofitted to further improve the Abscheidefunktion of mist and drops even physically in the direction of passage of the combustion air after the hybrid heat exchanger 34, which in most cases, however, will not be necessary because hybrid heat exchanger 34 verifiably work without swirling.
  • the device 20 has a control box 50.
  • Differential pressure gauges (not shown) are installed for measuring the differential pressure of the individual filter rows 31, 32, 33 and possibly also of the hybrid heat exchanger 34. The degree of contamination can be deduced from the differential pressure measured values and measures for exchanging the filter elements 38 can be planned in the event of a sharp increase.
  • To measure the air temperature and the relative humidity before and after the hybrid heat exchanger 34 also corresponding measuring devices (not shown) are also installed. If the air temperature in front of the gas turbine sinks below 5 ° C., the humidification of the combustion air goes out of operation, above about 7,5 0 C back into operation.
  • the device 20 now conditions large-scale combustion air for a gas turbine, wherein the air passes through the rain deflector and the bird screen 35 and is cleaned via the first filter row 31. Thereafter, it flows through the hybrid heat exchanger 34 which supplies heat to the air by means of the cooling circuit 37 or moisturizes it via the wetting water and cools it additionally or with a time delay. The thus conditioned combustion air is again cleaned in the two successive filter rows 32, 33 and fed to the gas turbine in a suitable manner.
  • the container 21 of the device 20 is designed so that up to 9 devices 20 can be stacked on top of one another both during transport by ship and in the warehouse in the port or at the installation site.
  • the transport can be done inexpensively with standard means of transport without additional packaging overseas. That the container 21 is self-supporting and stackable, can be achieved either by the fact that the container itself is so formed, to which even special stiffening elements can be provided.
  • Ches- wise here offer triangular stiffening plates, which are almost rectangular and each having a catheter which extends parallel to the container sides 23, 25 and is connected to a container side. The much shorter catheter is connected to the long catheter of the next stiffening element, so that there is a frame-shaped stiffening, which is very easy to produce.
  • the container 21 can only reach its rigidity by virtue of the fact that the holding devices 39 for the filter elements 38, if appropriate in cooperation with the filter elements 38, additionally stiffen it.
  • the number of necessary crane strokes is reduced from four to two, wherein the devices 20 are self-supporting and therefore do not require as the hybrid radiator previously a special crossbar for their own lifting.
  • the result is a reduction in the outer dimensions of the filter container 21 in the depth of about 2.4 m and a reduction in mass in a 4O 'container with about 8.2 t, each about half compared to a separate solution, as it is known so far.
  • Such filter container 21 can be standardized in this way.
  • the production can be industrial.
  • the delivery times are shortened.
  • the costs are reduced.
  • the devices 20 always have identical dimensions and a uniform attractive appearance. They can be arranged in different space-saving constellations. If necessary, individual devices 20 can also be quickly replaced with new ones, so that no long downtimes occur.
  • a gooseneck tunnel (not shown) is arranged in the bottom 24 of the container 21 in order to further reduce the space requirement in the Vertikacht during transport of the device 20.
  • the container 21 rests as a container with the gooseneck tunnel on the truck and is thus deeper.
  • the hybrid heat exchanger 34 then stands in the middle on the gooseneck tunnel, which occupies about 3.15 m of the container length and about 1.05 m of the width and has a height of, for example, 17 cm. It may also be due to the cramped space through the Goosenecktunnel 2 wells (not shown) are arranged in front of and behind the hybrid heat exchanger 34, instead of a tub 36.
  • FIGS. 5 to 10 show purely schematically each device arranged in a special arrangement, in a plan view (with "a ”) and a side view (labeled" b ").
  • the pipes Ie again illustrate the air flow.
  • the same or similar elements are provided with the same or similar reference numerals and their function and their interaction will not be discussed again.
  • FIGS. 5 a and 5 b A first preferred embodiment of the system 100 according to the invention is shown purely schematically in FIGS. 5 a and 5 b as an arrangement of three stacks 101, 102, 103, the stacks 101, 102, 103 each comprising three devices 20. These stacks 101, 102, 103 are arranged in a hoof-shaped manner around a wall 104 which has a passage passage 105 for the conditioned combustion air to a gas turbine (not shown).
  • the flow path to the passage opening 105 of all devices 20 is substantially equal
  • an intake manifold 106 is further provided for the combustion air
  • one opening 107 sealed in the passage opening 105 opens and the other opening 108 is approximately in the middle of the horseshoe enclosed space, as the drawn circle indicates.
  • the intake manifold 106 is disposed at the level of the middle plane of the devices 20, as is apparent from Fig. 5b.
  • the space between the devices 20 is bounded upwardly by a metal sheet or the like (not shown) and downwardly from the bottom 109 airtight. It can be seen, moreover, that the devices 20 are arranged with their anterooms 29 one above the other and in the same direction.
  • this system 100 has a footprint of approximately 250 m 2 and a lateral perspective expansion surface of approximately 116 m 2 .
  • the airtightness of the devices 20 with each other is easy to produce, for example, by the interposition of a sealing strip (not shown) when stacked. Such a sealing strip also ensures the airtightness to the bottom 109 and the wall 104 and towards the cover plate.
  • the individual devices 20 can be lashed to one another and to the environment by means of tension straps. To be customized, depending on the installation arrangement, only the air duct at the back of the devices 20 to the intake manifold 106 of the gas turbine.
  • the devices 20 are completely pre-assembled and can be put into operation for connection with each other after a few simple steps. Neither ladders nor operating platforms are to be retrofitted on site.
  • a second preferred embodiment of the system 110 according to the invention is shown purely schematically in FIG. 6 a and FIG. 6 b as a first plate-shaped arrangement of three stacks 101, 102, 103, wherein the stacks 101, 102, 103 each again comprise three devices 20.
  • the arrangement encloses a substantially semicircular space, so that the intake manifold 106 with the passage opening 105 of the wall 104 can complete.
  • this system 1 10 has a footprint of approximately 375 m 2 and a lateral perspective expanse area of approximately 107 m 2 .
  • a third preferred embodiment of the system 120 according to the invention is shown purely schematically in FIGS.
  • this system 120 therefore has a footprint of approximately 293 m 2 and a lateral perspective expanse area of approximately 98 m 2 .
  • a fourth preferred embodiment of the system 130 according to the invention is shown purely schematically in FIGS.
  • this system 130 has a footprint of approximately 214 m 2 and a lateral perspective expansion surface of approximately 82 m 2 .
  • FIG. 9a and 9b a fifth preferred embodiment of the inventive system 140 in Figures 9a and 9b is shown purely schematically as a funnel-shaped arrangement with a stack 102 ", the stack 102" comprising eight devices 20 to almost compensate for the missing side stacks.
  • four funnel surfaces 141, 142 are provided which are formed of a thin sheet of stiffening ribs and sealingly extend from the front opening 108 of the suction nozzle 106 to the side surfaces of the stack 102 ", but the antechambers 29 do not interfere with the forming funnel
  • the arrangement also encloses a substantially semicircular space
  • this system 140 has a footprint of approximately 96 m 2 and a lateral perspective extension area of approximately 164 m 2 .
  • a fan wall of many smaller individual fans could be provided in the device 20, which are then arranged, for example, in the filter element receptacles 39.
  • the combustion air can be additionally compressed, so that there is an increase in pressure.
  • the resulting device can also be used specifically as a conditioner for the heat transfer medium of the hybrid heat exchanger 34.
  • One or preferably several such devices with such fans in the stack to one another. arranged system similar to that shown in Figures 5 to 9 would thus be able to form a very effective cooling system or a cooling tower for the heat transfer medium.
  • the systems 100, 110, 120, 130, 140 can furthermore advantageously be provided with air guiding devices 150, 151, which is shown purely schematically as in FIG. It can be seen that the devices 20 have downstream air guiding devices 150, 151 in the direction of air flow.
  • These louvers 150, 151 are also formed as a 40 'container and have a frame-like structure with circumferential flanges 152, only walls 153 are provided where no air should enter or exit. Via the missing walls, openings 154 are formed, via which the louvers 150, 151 communicate with one another.
  • In the final louvers 151 one or more air outlet openings 155 are provided, through which the air (indicated by the arrows) of a gas turbine (not shown) is supplied.
  • means (not shown) for smoothing the air flow may be provided in the interior of the louvers 150, 151, so that, for example, no cornering can result in air stagnation. These means can be realized for example by curved sheets.
  • the spoilers 150, 151 are also designed to be self-supporting and stackable due to their container container.
  • the louvers 150, 151 are particularly easy to each other, with the devices 20 and with other facilities, such as channels and Wetterhutzen coupled, in turn, sealing means can be interposed .
  • silencers may be provided in the air duct in one or more air guiding devices 150, 151, wherein these silencers may advantageously also be provided directly in or on the device 20.
  • FIGS. 11a to 11g, 12a to 12e, 13a to 13d and 14a to 14d four different preferred embodiments of air conditioning devices 200, 220, 240, 260 are shown purely schematically in different operating modes, all of which are advantageously used in the device 20 according to the invention can be.
  • the same elements are denoted by the same reference numerals and their function is explained below uniformly.
  • the air conditioning device 200, 200 ' accordinging to the first preferred embodiment of FIG. 1 Ia to 1 Ie has a hybrid cooler 201 and a heat exchanger 202, wherein through the hybrid cooler 201, an air flow 203 is passed, which is to be conditioned.
  • the heat exchanger 202 is connected to a primary fluid circuit 204 and the secondary fluid circuit 205 circulates between hybrid radiator 201 and heat exchanger 202.
  • a wetting agent circuit 206 is provided in the hybrid radiator 201, wherein the secondary fluid circuit 205 via the pump 207 and the wetting medium circuit. run 206 via the pump 208 are operable.
  • the air flow 203 can thus both over the
  • Secondary fluid circuit 205 a dry cooling / dry preheating and be subjected to wet cooling via the wetting medium circuit 206.
  • the air conditioning device 200 is driven in a hybrid cooling mode (combined wet and dry cooling) in countercurrent flow between secondary medium circuit 205 and air flow 203.
  • the air conditioning device 200 is driven in the cocurrent between secondary medium circuit 205 and air flow 203 in hybrid cooling mode (combined wet and dry cooling).
  • hybrid cooling mode combined wet and dry cooling
  • the pump 207 of the secondary fluid circuit 205 with respect to the hybrid cooler 201 is arranged in opposite directions.
  • the air conditioning device 200 is driven in dry cooling mode (excluding dry cooling without wet cooling) in countercurrent between secondary medium circuit 205 and air flow 203.
  • the pump 208 of the wetting medium circuit 206 is out of operation.
  • the air conditioning device 200 is driven in the wetting mode (exclusive wet cooling).
  • the pump 207 of the secondary medium cycle is out of operation and also the primary circuit of the heat exchanger 202 is not in operation.
  • the air conditioning device 200 In the fifth operating mode according to FIG. He, the air conditioning device 200 'is moved in the DC mode between secondary medium circuit 205 and air flow 203 in the hybrid cooling mode, as in the second operating mode according to FIG. In addition, an independent Rekuperationsnikank 209 is provided, which is operated by means of the pump 210. This will further increase performance. Here, therefore, the rows of tubes of the Rekeperationsmedien Vietnamese- run 209 are performed separately from the remaining rows of tubes of the hybrid cooler 201. In the sixth operating mode according to Fig. Hf, the air conditioning device 200 "is moved in the double cooling mode between secondary medium circuit 205 and air flow 203 as in the second operating mode according to Fig. Ib In addition, it is provided that the wetting agent from the wetting agent circuit 206 before wetting is used over the rows of tubes 21 1 is performed, which are separated from the remaining rows of tubes of the secondary fluid circuit 205th
  • the air conditioning device 200 is driven in cocurrent cooling mode between secondary fluid circuit 205 and air flow 203.
  • the wetting agent may be expelled from the wetting agent circuit 206 before used for wetting is passed through a further heat exchanger 212 and there releases its heat to the secondary medium of the secondary medium circuit 205 in countercurrent.
  • the air conditioning device 220, 220 'according to the second preferred embodiment according to FIGS. 12 a to 12 e additionally has a three-way valve 221 which provides a bypass flow 222 in the secondary media circuit 205.
  • the air conditioning device 220 is driven in countercurrent between secondary medium circuit 205 and air flow 203 in the hybrid cooling mode.
  • cooled secondary medium 222 is fed to the hybrid cooler 201 via the internal recuperation bypass.
  • the air conditioning device 220 is driven in the hybrid cooling mode in the DC flow between the secondary medium circuit 205 and the air flow 203.
  • cooled secondary medium 222 is fed to the hybrid cooler 201 via the internal recuperation bypass.
  • the air conditioning device 220 is driven in the wetting mode.
  • secondary medium 222 is circulated in the hybrid cooler 201 via the bypass in countercurrent to the air flow 203 for internal recuperation.
  • Fig. 12c and also below lines without flow in the respective operating mode are shown in dashed lines.
  • the air conditioning device 220 is driven in the wetting mode.
  • secondary medium 222 is circulated in the hybrid cooler 201 via the bypass in direct current to the air flow 203 for internal recuperation.
  • the air conditioning device 220 ' is moved in the DC mode between secondary medium circuit 205 and air flow 203 in the hybrid cooling mode, as in the second operating mode according to FIG. 12b.
  • cooled secondary medium 222 is fed to the hybrid cooler 201 via the bypass for internal recuperation, wherein the cooled secondary medium via two rows of tubes 223 is performed separately in the air conditioning and then mixed with the actual secondary fluid circuit 205. This additionally increases the performance.
  • the rows of tubes 223 of the Rekuperationsmedienniklaufs are not carried out separately from the other rows of tubes of the hybrid cooler 201.
  • the air conditioning device 240 additionally has a further three-way valve 241, which provides a further bypass in the secondary medium circuit 205.
  • the pump 207 of the secondary medium cycle is arranged between the heat exchanger 202 and the three-way valve 221.
  • the air conditioning device 240 In the first operating mode according to FIG. 13 a, the air conditioning device 240 is driven in countercurrent between secondary medium circuit 205 and air flow 203 in the dry cooling mode. For this purpose, the two three-way valves 221, 241 are switched to flow.
  • the air conditioning device 240 is in the co-cooling mode between secondary medium circuit 205 and air flow in the hybrid cooling mode 203 driven.
  • the two three-way valves 221, 241 act as a changeover switch for the secondary fluid circuit.
  • the air conditioning device 240 is driven in the wetting mode.
  • secondary medium 205 is circulated in countercurrent to the air flow 203 in the hybrid cooler 201 via the heat exchanger 202 for internal recuperation, wherein the primary fluid circuit of the heat exchanger 202 is out of operation.
  • the air conditioning device 240 is driven in the wetting mode.
  • secondary medium is circulated by means of acting as a switch three-way valves 221, 241 in direct current to the air flow 203 in the hybrid cooler 201 via the heat exchanger 202 for internal recuperation, wherein the primary fluid circuit is out of operation.
  • the air conditioning device 260 additionally has a third three-way valve 261 which provides a further bypass in the secondary media circuit 205.
  • the pump 207 of the secondary fluid circuit is disposed between the heat exchanger 202 and the three-way valve 221, and the bypass provided via the third three-way valve 261 has a connection between the pump 207 and the heat exchanger 202.
  • the air conditioning device 260 is driven in countercurrent between secondary medium circuit 205 and air flow 203 in the hybrid cooling mode.
  • the two three-way valves 221, 241 are switched to flow.
  • secondary media 262 is circulated in the hybrid cooler 201 via the bypass provided for internal recuperation.
  • the air conditioning device 260 is driven in the hybrid cooling mode by means of the three-way valves 221, 241 acting as a changeover switch in the DC flow between the secondary medium circuit 205 and the air flow 203. Additionally, secondary medium 262 in the hybrid cooler 201 is circulated through the internal recuperation bypass provided by the third three-way valve 261.
  • the air conditioning device 260 is driven in the wetting mode.
  • secondary medium 262 is circulated countercurrently to the air flow 203 in the hybrid radiator 201 via the internal recuperation bypass provided by the third three-way valve 261.
  • the air conditioning device 260 is driven in the wetting mode.
  • secondary medium 262 is circulated by means of acting as a changeover three-way valves 221, 241 in direct current to the air flow 203 in the hybrid cooler 201 via the means of the third three-way valve 261 provided bypass for internal recuperation.
  • FIG. 15 shows the temperature profile when the air conditioning device 220 is operated in direct current according to FIG. 12d.
  • the air of the entering into the hybrid cooler 201 air flow 203 has a temperature of about 33.3 0 C.
  • the secondary medium emerging from the hybrid cooler 201 has a temperature of about 18.4 ° C.
  • this secondary medium eg. Cooling water
  • the refrigerant flowing in the hybrid radiator 201 secondary medium heated initially under the influence of the same air flowing current 203 easily, and then in turn to cool under the influence by adiabatic cooling by means of wetting 206 18.4 0 C (upper dashed arcuate curve in Fig. 15) , Thereby, the temperature of the air flow of 33.3 0 C to about 17.2 0 C are cooled (solid line in Fig. 15).
  • the temperature of the air stream 203 can be cooled by the adiabatic cooling in the wetting operation, only to about 18.9 0 C.
  • a gas turbine can be supplied with an approximately 1.7 0 K cooler air. Although this air is almost saturated, however, this plays no role, for example, for gas turbines.
  • FIG. 16 shows the temperature profile when the air conditioning device 220 is operated countercurrently, as shown in FIG. 12c.
  • the air of the entering into the hybrid cooler 201 air flow 203 in turn has a temperature of about 33.3 0 C.
  • the light emerging from the hybrid radiator 201 secondary medium has a temperature of about 20.6 0 C.
  • this secondary medium eg. Cooling water
  • this secondary medium is fed by means of the three-way valve 221 back to the hybrid radiator 201, then is situated at the input side of the hybrid radiator also secondary medium with about 20.6 0 C (cf., upper straight dashed curve in FIG. 16).
  • the refrigerant flowing in the hybrid radiator 201 secondary medium is cooled initially under the influence of counter-current air stream 203 slightly, to then warm up again under the influence of the incoming hot air stream 203 to approximately 20.6 0 C (lower dashed arcuate curve in Fig. 16) , Thereby, the temperature of the air flow of 33.3 0 C to about 19.4 0 C are cooled (solid line in Fig. 16).
  • the temperature of the air stream 203 can be cooled by the adiabatic cooling in the wetting operation to about 18.9 0 C.
  • the temperature of the air flow 203 is warmer by about 0.5 0 K, but also dryer.
  • This air 203 may be advantageous for air conditioning and the like. Be used when high humidity and thus possible steam formation are undesirable.
  • the air conditioning device 200, 220, 240, 260 can be operated in a wide variety of ways, whereby it is optimally adaptable to given requirements.
  • the transport of the secondary medium 222; 262 can also take place by means of other means already known, for example, in particular with regulated jet pumps or separate, in particular, regulated mixing pumps (both not shown separately).
  • regulated jet pumps or separate, in particular, regulated mixing pumps (both not shown separately).
  • regulated mixing pumps both not shown separately.
  • hybrid coolers for example, otherwise wetted heat exchanger, and finned tube heat exchangers can be used before, in or after which, for example, with nozzles or perforated / porous hoses or surfaces wetting medium is applied.
  • the present invention provides apparatuses 20 for large-scale media conditioning and methods for their operation, the elements of which are optimally combined in one block, prefabricated largely industrially and easily adapted to the various applications and sites can be adjusted.
  • the invention has been described essentially with reference to the conditioning of combustion air for gas turbines, it is clear that it can be used advantageously for any type of conditioning, ie also for secondary-medium cooling alone.

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Abstract

The present invention relates to devices (20) for large-scale media conditioning, to systems made of a plurality of such devices (20) and to a method for the operation thereof. The elements of the devices (20) according to the invention are optimally combined into a block that is substantially industrially premanufactured and can be easily adapted to different application cases and installation locations.

Description

Vorrichtung zur großtechnischen Medienkonditionierung Device for large-scale media conditioning
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Vorrichtungen zur großtechnischen Medienkonditionierung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein System aus mehreren solcher Vorrichtungen.The present invention relates generally to large scale media conditioning apparatus according to the preamble of claim 1 and a system of a plurality of such apparatus.
Dabei betrifft die vorliegende Erfindung auch Vorrichtungen zur Konditionierung von Verbrennungsluft, die Gasturbinen zugeführt wird. Die Verbrennungsluft von Gasturbinen wird in so genannten Filterhäusern von festen und flüssigen Partikeln gereinigt, um die Arbeitsmaschine mit möglichst sauberer Luft zu beaufschlagen. Dazu sind in einem solchen Luftfilter- haus Tropfenabscheider, Vogelschutzgitter und üblicherweise ein oder zwei Filterstufen installiert. Da die Filter als auch die Verdichter der Gasturbine bei gegebenen Außenluftbedingun- gen - hoher relativer Feuchte und Temperaturen um den Gefrierpunkt - zu Vereisung neigen, wird die Luft in dieser Jahreszeit zusätzlich vorgewärmt. Dazu werden in einem Filterhaus auch Wärmeübertrager, Infrarot-Strahler oder Heißluft- bzw. seltener Abgasverteiler installiert, die die Ansaugluft indirekt oder direkt vorwärmen. Eine solche Vorrichtung 1 ist rein schematisch in Fig. 1 dargestellt, wobei das Anti-Icing-System 2, das Wetterschutzgitter 3, das Gitter 4, die Vorfilterwand 5, die Feinfilterwand 6, das Schutzgitter 7, das Übergangsstück 8, der Kuhssenschalldämpfer 9 und der Zuluftkanal 10 sowie die Gasturbine 11 deutlich zu erkennen sind. Dabei ist wesentlich, dass Filterhäuser von Gasturbinen praktisch immer individuell an den jeweiligen Anwendungsfall und Aufstellungsort angepasst und einzeln oder nur in Kleinserie gefertigt werden. Dies ist verbunden mit einem hohen Konstruktionsaufwand und langen Lieferzeiten.The present invention also relates to devices for conditioning combustion air, which is supplied to gas turbines. The combustion air of gas turbines is cleaned in so-called filter houses of solid and liquid particles in order to pressurize the working machine with the cleanest possible air. For this purpose, in such an air filter house, mist eliminators, bird screens and usually one or two filter stages are installed. Since the filters as well as the compressors of the gas turbine tend to freeze under given outside air conditions - high relative humidity and temperatures around the freezing point - the air is additionally preheated during this season. For this purpose, heat exchangers, infrared radiators or hot air or rare exhaust manifolds are installed in a filter house, which preheat the intake air indirectly or directly. Such a device 1 is shown purely schematically in Fig. 1, wherein the anti-icing system 2, the weatherproof grille 3, the grid 4, the pre-filter wall 5, the fine filter wall 6, the protective grille 7, the transition piece 8, the Kuhssenschalldämpfer 9 and the supply air duct 10 and the gas turbine 11 are clearly visible. It is essential that filter houses of gas turbines are practically always adapted individually to the particular application and site and made individually or only in small batches. This is associated with a high design effort and long delivery times.
In der Folge wird kaum ein Optimum bzgl. Strömung und Druckverlust erreicht. Eine hohe Strömungsgeschwindigkeit bewirkt einen hohen Druckverlust. Ungleichmäßig angeströmte Luftfilter verschmutzen schneller. Eine geringe Anzahl an Luftfiltern führt ebenfalls zu einer schnelleren Verschmutzung und zu einem starken Anstieg des Druckverlustes. Em hoher Druckverlust im Filterhaus bewirkt entsprechende Leistungseinbußen der Gasturbine. Ggf. müssen die verschmutzten Filter während des Betriebes der Gasturbine unter ungünstigen Bedingungen ausgetauscht werden. Eine nur ein- oder zweistufige Luftfilterung führt dabei zu einem verstärkten Schmutzeintrag in den Verdichter der Gasturbine. Dieser Schmutz setzt sich auf den Verdichterschaufeln ab (Fouhng) und führt ebenfalls zu steigenden Leistungs- und Wirkungsgradeinbußen.As a result, hardly any optimum regarding flow and pressure loss is achieved. A high flow velocity causes a high pressure loss. Unevenly inflated air filters pollute faster. A small number of air filters also leads to faster pollution and a sharp increase in pressure loss. Em high pressure loss in the filter house causes corresponding performance losses of the gas turbine. Possibly. The polluted filters must be replaced during operation of the gas turbine under unfavorable conditions. A one- or two-stage air filtration leads to an increased dirt entry into the compressor of the gas turbine. This dirt settles on the compressor blades (Fouhng) and also leads to increasing performance and efficiency losses.
Deshalb ist es ebenfalls üblich, den Verdichter der Gasturbine im Betrieb (online) oder im abgestellten und abgekühlten Zustand (offline) zu waschen. Dazu wird mit speziellen Wascheinrichtungen unter Hochdruck geeignete Waschlösung in den Verdichter eingebracht und der angebackene Schmutz wieder abgewaschen und ausgespült. Bei Online-Wäschen muss meist die Leistung der Gasturbine gesenkt werden. Bei Offline-Wäschen geht die Gasturbine für viele Stunden vollständig außer Betrieb. Beides senkt die Verfügbarkeit der Gasturbine als Antrieb eines Elektrogenerators oder eines Gasverdichters und somit den Ertrag des Betreibers. Mit steigender Ansauglufttemperatur fallen die Leistung und der Wirkungsgrad der Gasturbine. Um dies zu kompensieren, wird die Ansaugluft im Sommer gekühlt. Dazu verwendet man e- benfalls direkte oder indirekte Verfahren. Die direkte Kühlung ist durch die Verdunstung oder Eindüsung von Wasser in den Ansaugtrakt und den damit verbundenen adiabatischen Kühleffekt möglich. Indirekt kann die Ansaugluft mit Wärmeübertragern gekühlt werden, die mit natürlich oder künstlich gekühlten Wärmeträgermedien beaufschlagt werden. Zur Verbesserung der Luftfilterung ist es bekannt, die Verbrennungsluft für Gasturbinen in drei Stufen zu filtern. Dies führt jedoch bereits von Anfang an zu einem erhöhten Druckverlust mit den bereits beschriebenen Folgen. Die Filterelemente werden bei ihrem Wechsel unter erschwerten Bedingungen über Leitern oder mit Seilwinden transportiert.Therefore, it is also common to wash the compressor of the gas turbine during operation (online) or in the parked and cooled state (offline). For this purpose, with special washing facilities under high pressure suitable washing solution is introduced into the compressor and rinsed off the baked dirt and rinsed out. In online washes usually needs the power of the gas turbine can be lowered. For offline washes, the gas turbine goes completely out of service for many hours. Both reduce the availability of the gas turbine as the drive of an electric generator or a gas compressor and thus the yield of the operator. As the intake air temperature increases, the performance and efficiency of the gas turbine fall. To compensate for this, the intake air is cooled in summer. For this purpose, direct or indirect methods are also used. The direct cooling is possible by the evaporation or injection of water into the intake tract and the associated adiabatic cooling effect. Indirectly, the intake air can be cooled with heat exchangers, which are acted upon by naturally or artificially cooled heat transfer media. To improve the air filtration, it is known to filter the combustion air for gas turbines in three stages. However, this already leads from the beginning to an increased pressure loss with the consequences already described. The filter elements are transported when changing under difficult conditions via ladders or winches.
Desweiteren ist es bekannt, die Verbrennungsluft für Gasturbinen hybrid zu konditionieren. Dazu wird mit einem Hybridkühler die Verbrennungsluft entweder trocken erwärmt, oder befeuchtet, oder gleichzeitig erwärmt und befeuchtet (DE 10 2004 050 182 Al). Es ist weiter bekannt, diese Verfahrensschritte in einem Filterhaus zu kombinieren. So kann die Verbrennungsluft der Gasturbinen zunächst in einer ersten Filterstufe grob gefiltert, dann in einem Hybridkühler konditioniert und anschließend in zwei weiteren Filterstufen fein und feinst gefiltert werden.Furthermore, it is known to condition the combustion air for gas turbines hybrid. For this purpose, the combustion air is either heated dry or moistened, or simultaneously heated and humidified with a hybrid cooler (DE 10 2004 050 182 Al). It is also known to combine these process steps in a filter house. Thus, the combustion air of the gas turbine can first coarse filtered in a first filter stage, then conditioned in a hybrid cooler and then finely and finely filtered in two other filter stages.
Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass sie aus zwei Filterhaushälften vor und nach dem Hybridkühler besteht. Dies führt zu enormem Montageaufwand auf der Baustelle, weil die Teile stets nur einzeln mit einem Kran bewegt werden können. Desweiteren werden Verbindungsflansche oder flexible Kompensatoren zwischen den einzelnen Bauteilen erforderlich. Auch sind die Teile durch die Wanne unter dem Hybridkühler von unterschiedlicher Höhe, so dass es Stufen im Fundament bzw. dem Auflager gibt. Zur Erzielung größerer Luftdurchsatzmengen sind mehrere Module erforderlich, die auf der Baustelle einzeln übereinander gestellt werden. Die Hybridkühler erfordern eine Spezial-Traverse zu ihrem Anheben, die gesondert angeliefert und wieder abtransportiert werden muss. Die Hybridkühler sind untereinander luftdicht zu verbinden, um unbehandelte Luftbypassströmungen zu vermeiden.The disadvantage of this solution is that it consists of two filter house halves before and after the hybrid cooler. This leads to enormous installation work on the construction site, because the parts can always be moved individually with a crane. Furthermore, connecting flanges or flexible compensators between the individual components are required. Also, the parts are through the tub under the hybrid cooler of different heights, so there are steps in the foundation or the support. To achieve greater air flow rates several modules are required, which are placed individually on the construction site. The hybrid coolers require a special traverse for lifting, which must be delivered separately and removed again. The hybrid coolers must be connected airtight with each other to avoid untreated air bypass flows.
Die geringe Luftgeschwindigkeit, die die Hybridkühler erfordern, um einen Tropfenaustrag zu verhindern, führt zu einem geringen Druckverlust des hybriden Filterhauses trotz Kopplung mit einer dreistufigen Luftfilterung. Folge ist allerdings eine etwa doppelt so große Ansaugfläche und ein etwa dreifach so großes Filterhaus, wie herkömmlich üblich. Dies ist verbunden mit einem entsprechend höheren Gewicht, was Umrüstungen auf das neue Verfahren erschwert und entsprechende Unterkonstruktionen erfordert. Bei größeren Gasturbinen wären mehr als 10 der angeführten Hybridkühler erforderlich. Es entstehen Schwierigkeiten, diese in einem Luftfilterhaus sinnvoll zu vereinen. So können maximal 3 Hybridkühler übereinander gestapelt werden, ohne die Statik des Kühlergehäuses zu verändern.The low air velocity required by the hybrid coolers to prevent gassing results in low pressure loss of the hybrid filter house despite coupling with three-stage air filtration. The result, however, is about twice as large suction surface and about three times as large filter house, as is conventional practice. This is associated with a correspondingly higher weight, which makes conversions to the new method more difficult and requires corresponding substructures. Larger gas turbines would require more than 10 of the listed hybrid coolers. Difficulties arise to unite them in an air filter house. So a maximum of 3 hybrid coolers can be stacked on top of each other, without changing the statics of the radiator housing.
Ebenfalls bekannt sind Klimakompaktgeräte für die Klimatisierung von Luftströmen in Gebäuden. Auch hier wird Luft gefiltert, erwärmt oder gekühlt und be- oder entfeuchtet, je nach Klimasituation und Anforderungen der versorgten Räumlichkeiten (z.B. DE 44 07 806). Diese Geräte sind aber nicht weltweit normiert, nicht stapelbar oder für größere Luftmengen geeignet. Gasturbinen wiederum erfordern nicht die komplette Funktionalität von Klimakompaktgeräten.Also known are compact air conditioning units for the air conditioning of air flows in buildings. Again, air is filtered, heated or cooled and humidified or dehumidified, depending on the climate situation and requirements of the supplied premises (for example, DE 44 07 806). However, these devices are not standardized worldwide, not stackable or suitable for larger volumes of air. Gas turbines in turn do not require the complete functionality of air conditioning compact devices.
Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht daher darin, eine Vorrichtung zur großtechnischen Me- dienkonditionierung bereitzustellen, die weitestgehend industriell vorgefertigt und leicht an verschiedene Anwendungsfälle und Aufstellungsorte angepasst werden kann. Dabei soll der Transport- und Montageaufwand gering gehalten sein. Die Vorrichtung soll dabei insbesondere besonders leicht zu einem System solcher Vorrichtungen koppelbar sein.The object of the invention is therefore to provide a device for large-scale media conditioning, which largely prefabricated industrially and can be easily adapted to different applications and sites. The transport and assembly costs should be kept low. The device should in particular be particularly easily coupled to a system of such devices.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem System nach Anspruch 26. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Unteransprüchen angegeben.This object is achieved with a device according to claim 1 and a system according to claim 26. Advantageous embodiments are specified in the dependent subclaims.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur großtechnischen Konditionierung, insbesondere Reinigung, Befeuchtung, Trocknung, Kühlung, Erwärmung und/oder Druckerhöhung von flüssigen und/oder gasförmigen Medien, weist zumindest eine Konditionierungseinrichtung (z.B. Filter, Befeuchter, Wärmeübertrager, Trockner etc.) auf und einen Behälter, der das Gehäuse der Vorrichtung und einen Strömungskanal für das Medium bildet, so dass ein Querschnitt des Behälters im Wesentlichen von dem Medium durchströmt wird, wobei der Behälter für die Lagerung, den Transport und/oder für die Funktion der Vorrichtung selbsttragend und stapelbar ausgebildet ist. Dadurch können diese Vorrichtungen zur großtechnischen Medienkonditionierung besonders einfach gelagert, transportiert und zu Systemen zusammengefasst werden, ohne dass es dazu besonderer Vorbereitungen, wie Traversen beim Transport oder bautechnischer Vorkehrungen bei der Lagerung bedarf. Dadurch werden auch die Nachteile bekannter Vorrichtung beseitigt, die aus mehreren einzelnen Modulen bestanden und erst am Aufbauort zusammengestellt werden mussten. Nunmehr kann die Vorrichtung aus standardisierten Segmenten werksseitig vorgefertigt, auf die Baustelle transportiert und dort in kürzester Zeit modular beliebig zusammengesetzt und angeordnet werden.The inventive apparatus for large-scale conditioning, in particular cleaning, humidification, drying, cooling, heating and / or pressure increase of liquid and / or gaseous media, has at least one conditioning device (eg filters, humidifiers, heat exchangers, dryers, etc.) and a container, which forms the housing of the device and a flow channel for the medium, so that a cross section of the container is substantially flowed through by the medium, wherein the container for the storage, transport and / or for the function of the device is self-supporting and stackable. As a result, these devices for large-scale media conditioning can be stored particularly easily, transported and combined into systems, without the need for special preparations, such as trusses during transport or structural engineering precautions during storage. As a result, the disadvantages of known device are eliminated, which consisted of several individual modules and had to be assembled only at the construction site. Now, the device can be prefabricated from standardized segments at the factory, transported to the construction site and there modular assembled and arranged in a very short time as desired.
Die Vorrichtungen werden auf diese Art standardisierbar. Die Fertigung kann industriell erfolgen. Die Lieferzeiten verkürzen sich. Die Kosten verringern sich. Die Vorrichtungen haben stets identische Abmessungen und ein einheitliches ansprechendes Äußeres. Sie können in verschiedenen Platz sparenden Konstellationen angeordnet werden. Bei Bedarf können einzelne Vorrichtungen auch schnell gegen neue ausgetauscht werden, so dass keine langen Stillstandszeiten entstehen.The devices become standardizable in this way. The production can be industrial. The delivery times are shortened. The costs are reduced. The devices always have identical dimensions and a uniform attractive appearance. They can be arranged in different space-saving constellations. If necessary, individual Devices can also be quickly replaced with new ones, so that no long downtimes arise.
Durch die Integration der einzelnen Elemente der Vorrichtung in ein einziges Gehäuse lassen sich im Übrigen auch nicht nur die Abmessungen der Vorrichtung reduzieren, sondern auch deren Gewicht.By integrating the individual elements of the device into a single housing, not only can the dimensions of the device be reduced, but also its weight.
Vorteilhaft ist dabei vorsehbar, dass der Behälter zumindest in einer Umfangsrichtung im Wesentlichen geschlossen ausgebildet ist. Dann bildet der Behälter einen in einer Richtung durchgehenden Strömungskanal für das Medium aus, stellt dem Medium also selbst wenig Strömungswiderstand entgegen. Allerdings kann alternativ auch vorgesehen sein, dass der Strömungskanal bewusst die Richtung ändert, beispielsweise durch zwei benachbarte Seiten eines rechteckigen Behälters geführt wird. Dies kann z.B. dann von Vorteil sein, wenn bei Aufstellung des Behälters bzw. der Anordnung vieler Vorrichtungen zu einem System der Medien- durchtritt in einer Richtung nicht möglich ist.It is advantageously conceivable that the container is formed substantially closed at least in a circumferential direction. Then, the container forms a through-flow channel for the medium in one direction, thus providing the medium itself little flow resistance. However, it may alternatively also be provided that the flow channel consciously changes direction, for example, is guided by two adjacent sides of a rectangular container. This can e.g. be advantageous if the installation of the container or the arrangement of many devices to a system of media passage in one direction is not possible.
Besonders bevorzugt ist der Behälter in Bezug auf seine Länge, Breite und Höhe als ein Container, insbesondere nach der DIN ISO 668, ausgebildet. Solche Container sind seit vielen Jahren Standard und es existieren große Erfahrungen bei ihrem Transport, Lagerung und Stapelung. Insbesondere sind diese Container für große Lasten ausgelegt, die ein solcher Behälter zwangsläufig bei einer Vorrichtung zur großtechnischen Medienkonditionierung tragen muss. Zweckmäßig ist der Behälter in Bezug auf seine Eckbeschläge als ein Container, insbesondere nach DIN ISO 1161, ausgebildet.Particularly preferably, the container is in terms of its length, width and height as a container, in particular according to DIN ISO 668 formed. Such containers have been standard for many years and there is much experience in their transportation, storage and stacking. In particular, these containers are designed for heavy loads, which must necessarily carry such a container in a device for large-scale media conditioning. Suitably, the container with respect to its corner fittings as a container, in particular according to DIN ISO 1161, formed.
Es war zwar schon die Verwendung von Aggregate-Containern bekannt, die die Vorteile der Container-Konstruktion nutzen, um Aggregate wie Pumpen, Verdichter, Blockheizkraftwerke, Wasseraufbereitungsanlagen usw. in massiven und gleichzeitig mobilen Einhausungen unterzubringen, sie werksseitig komplett vorzumontieren, zu testen, in einem Stück auf die Baustelle zu transportieren und abzustellen und sehr schnell in Betrieb zu nehmen, wobei der Container also gleichzeitig bzw. nacheinander als Verpackung, standardisiertes Transportbehältnis und mobile Einhausung dient. Allerdings handelte es sich dabei nicht um Vorrichtungen zur großtechnischen Medienkonditionierung und diese Container sind jeweils kein Behälter, der das Gehäuse der Vorrichtung und einen Strömungskanal für das Medium bildet, so dass ein Querschnitt des Containers von dem Medium durchströmt wird.It was already known the use of aggregate containers, which take advantage of the container design to accommodate aggregates such as pumps, compressors, combined heat and power plants, water treatment plants, etc. in massive yet mobile housings, factory pre-assemble, to test, in transport a piece to the site and turn off and take very quickly to put into operation, the container thus simultaneously or successively as a packaging, standardized transport container and mobile housing is used. However, these are not devices for large-scale media conditioning and these containers are each no container that forms the housing of the device and a flow channel for the medium, so that a cross-section of the container is flowed through by the medium.
Es wurde nun überraschend gefunden, dass die Vorteile der Container vorteilhaft auch für die großtechnische Medienkonditionierung verwendet werden können, wobei die Stabilität des Containers trotz Bereitstellung eines Strömungskanals noch insoweit gegeben ist, dass eine selbsttragende und stapelbare Lagerung und Transport gewährleistet bleiben. Wenn in dem Behälter ein oder mehrere Versteifungselemente zum Schutz vor innerer und/oder äußerer Druckeinwirkung vorgesehen sind, lassen sich besonders viele Vorrichtungen über einander stapeln und auch beim Transport muss weniger sorgfältig mit den Vorrichtungen um- gegangen werden. Bevorzugt werden die Versteifungselemente durch ein oder mehrere winkelförmige, insbesondere dreiecksähnlich auslaufende Elemente gebildet, wobei insbesondere eine Seite der Elemente an jeweils einer Seite des Behälters angeordnet ist und die Elemente benachbarter Seiten des Behälters aneinander grenzen. Dadurch lässt sich besonders einfach und kostengünstig eine besonders wirksame Versteifung erzielen.It has now surprisingly been found that the advantages of the container can also be advantageously used for large-scale media conditioning, wherein the stability of the container despite providing a flow channel is still given to the extent that a self-supporting and stackable storage and transport are guaranteed. If one or more stiffening elements are provided in the container for protection against internal and / or external pressure, particularly many devices can be stacked on top of each other and also during transport must be less carefully with the devices um-. to be gone. Preferably, the stiffening elements are formed by one or more angular, in particular triangular, expiring elements, wherein in particular one side of the elements is arranged on each side of the container and the elements of adjacent sides of the container adjoin one another. This makes it particularly simple and inexpensive to achieve a particularly effective stiffening.
Vorteilhaft ist zumindest ein Wärmeübertrager vorgesehen. Dann kann das Medium mit Wärme beaufschlagt oder ihm Wärme entzogen werden. Weiterhin vorteilhaft ist zumindest ein Sekun- därmedienübertrager vorgesehen. Dann kann beispielsweise die Wärme des Mediums an ein Sekundärmedium zur Weiterverwendung abgegeben werden. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass zumindest ein Wärmeübertrager und/oder ein Sekundärmedienübertrager, insbesondere vereinigt als Hybridwärmeübertrager ausgebildet sind. Dabei kann der Sekundärmedienübertrager gleichzeitig auch die Funktion des Wärmeübertragers übernehmen, indem das Sekundärmedium Wärme/Kälte/Energie überträgt, wofür es durch den Sekundärmedienübertrager zirkuliert und außerhalb ggf. ergänzt und erneut erwärmt und/oder gekühlt bzw. regeneriert wird. Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass das Sekundärmedium mit dem Hauptmedium im Stoffaustausch steht (z.B. selbst in das zu konditionierende Medium verdunstet/verdampft oder Feuchte oder Staub o.a. aus dem zu konditionierenden Medium aufnimmt). Dabei kann weiterhin zweckmäßig vorgesehen sein, dass ein Sekundärmedienübertrager oder ein Hybridwärmeübertrager mit einem Sekundärmedium betreibbar sind, wofür ein Sekundärmedienkreislauf ausgebildet ist, wobei bevorzugt in einem Sekundärmedienkreislauf eine oder mehrere Sekundär- medienaufgabe- und/oder -aufnahmeeinrichtungen, sowie insbesondere weiterhin zumindest eine Sekundärmedienpumpe und ein Wärmeübertrager, ein Ablass- und/oder ein Nachspeiseventil angeordnet sind. Dadurch kann der Sekundärmedienkreislauf besonders einfach gewartet werden. Vorteilhaft ist eine Sekundärmedienaufnahmeeinrichtung als Auffangwanne ausgebildet und insbesondere mit einer begehbaren Abdeckung versehen, insbesondere mit einem Gitterrost. Dann lässt sich dieses Element des Sekundärmedienkreislaufs besonders Platz sparend in die Vorrichtung integrieren.Advantageously, at least one heat exchanger is provided. Then the medium can be subjected to heat or heat can be removed. Furthermore, at least one secondary medium transfer device is advantageously provided. Then, for example, the heat of the medium can be delivered to a secondary medium for further use. It is preferably provided that at least one heat exchanger and / or a secondary media transformer, in particular combined are designed as hybrid heat exchanger. At the same time, the secondary media transmitter can simultaneously also assume the function of the heat exchanger by virtue of the secondary medium circulating heat / cold / energy, for which it is circulated through the secondary media transmitter and if necessary supplemented and reheated and / or cooled or regenerated. It can also be provided that the secondary medium is in mass transfer with the main medium (for example, it itself evaporates / vaporizes into the medium to be conditioned or absorbs moisture or dust or the like from the medium to be conditioned). It can further be expediently provided that a secondary media transformer or a hybrid heat exchanger can be operated with a secondary medium, for which a secondary media circuit is formed, wherein preferably in a secondary media circuit one or more secondary media task and / or recording devices, and in particular further at least one secondary media pump and a heat exchanger, a drain and / or a make-up valve are arranged. As a result, the secondary fluid circuit can be maintained particularly easily. Advantageously, a secondary media receiving device is designed as a collecting trough and in particular provided with a walk-in cover, in particular with a grating. Then this element of the secondary fluid circuit can be integrated into the device in a particularly space-saving manner.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass im Sekundärmedienkreislauf zumindest ein Mischventil oder dgl., vorteilhaft ein Dreiwegeventil angeordnet ist, bevorzugt zwei, insbesondere drei Dreiwegeventile, und/oder dass zur Umschaltung zwischen Gegenstrom und Gleichstrom zwischen Sekundärmedienkreislauf und Luftstrom einer Luftkonditioniereinrichtung ein Strömungsumschalter in dem Sekundärmedienkreislauf und/oder ein Umschalter des Luftstroms vorgesehen ist. Mittels eines Mischventils kann für den Sekundärmedienkreislauf zusätzlich im Betrieb auf innere Rekuperation umgestellt werden. Mittels zweier Dreiwegeventile kann eine Umschaltung zwischen Gleichstrom - und Gegenstrombetrieb zwischen Sekundärmedienkreislauf und Luftströmung bereitgestellt werden. Und durch drei Dreiwegeventile wird sowohl die Umschaltung als auch die innere Rekuperation ermöglicht. Alternativ oder zusätzlich zu den Dreiwege- ventilen können auch reine Strömungsumschalter bereitgestellt werden. Beispielsweise im Se- kundärmedienstrom durch eine umschaltbare Pumpe. Oder für den Luftstrom durch schaltbare Luftleiteinrichtungen, die die Durchströmungsrichtung der Konditioniereinrichtung ändern. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Konditioniereinrichtung zur inneren Rekupe- ration zumindest eine Rohrreihe aufweist, die mit dem Benetzungsmedienkreislauf der Konditioniereinrichtung verbunden ist und/oder zumindest eine Rohrreihe aufweist, die mit einem Bypass in dem Sekun- därmedienkreislauf verbunden ist, und/oder einen gesonderten Rekuperationskreislauf aufweist. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Konditioniereinrichtung zur inneren Rekuperation mit dem Sekundärmedienkreislauf eines Wärmeübertragers verbunden ist, dessen Primärmedienkreislauf mit dem Benetzungsmedienkreislauf der Konditioniereinrichtung verbunden ist.Advantageously, it is provided that at least one mixing valve or the like, advantageously a three-way valve is arranged, preferably two, in particular three three-way valves, and / or that for switching between countercurrent and direct current between the secondary medium circuit and air flow of an air conditioning a flow switch in the secondary media circuit and / / or a switch of the air flow is provided. By means of a mixing valve can be switched to internal recuperation for the secondary fluid circuit additionally in operation. By means of two three-way valves, a switchover between DC and countercurrent operation between secondary medium circuit and air flow can be provided. And three three-way valves allow both switching and internal recuperation. Alternatively or in addition to the three-way valves can also be provided pure flow switch. For example, in the secondary media flow through a switchable pump. Or for the air flow through switchable louvers, which change the flow direction of the conditioning. In an advantageous embodiment, it is provided that the conditioning device for internal recuperation has at least one row of tubes which is connected to the wetting medium circuit of the conditioning device and / or has at least one row of tubes which is connected to a bypass in the secondary medium cycle, and / or has a separate Rekuperationskreislauf. In a further preferred embodiment, it is provided that the conditioning device for internal recuperation is connected to the secondary fluid circuit of a heat exchanger whose primary fluid circuit is connected to the wetting medium circuit of the conditioning device.
Besonders bevorzugt sind eintrittsseitig in der Vorrichtung eine oder mehrere Grobschutzeinrichtungen, insbesondere zum Schutz vor größeren Verunreinigungen vorgesehen, die beispielsweise Schutz vor Treibholz und/oder Vögeln bieten und/oder auch vor speziellen Witterungseinflüssen, wie Regen, Schnee oder Hagel.Particularly preferably, one or more coarse protection devices are provided on the inlet side in the device, in particular for protection against large impurities which, for example, provide protection against driftwood and / or birds and / or also against special weather influences, such as rain, snow or hail.
In einer vorteilhaften Weiterbildung sind mindestens eine Filtervorrichtung, insbesondere zwei oder drei in Durchströmungsrichtung des Mediums in Reihe angeordnete Filterstufen insbesondere einheitlicher oder unterschiedlicher Filterverfahren (z.B. eine Kombination aus Oberflächenfilter und Adsorptionsfilter oder Absorptionsfilter allein etc.) vorgesehen. Bevorzugt ist die Filtervorrichtung in einer der in Strömungsrichtung liegenden Umfassungswände des Behälters oder in den Strömungsweg vollständig abschließenden Wänden innerhalb des Behälters angeordnet. Zweckmäßig sind die Filter der jeweiligen Filtereinrichtungen in einer oder mehreren, insbesondere in vier Reihen übereinander angeordnet.In an advantageous development, at least one filter device, in particular two or three filter stages arranged in series in the flow direction of the medium, in particular uniform or different filter methods (for example a combination of surface filter and adsorption filter or absorption filter alone etc.) are provided. The filter device is preferably arranged in one of the surrounding walls of the container lying in the direction of flow or walls inside the container which terminate completely in the flow path. The filters of the respective filter devices are expediently arranged one above the other in one or more rows, in particular in four rows.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind eine oder mehrere den Druck des strömenden Mediums erhöhende Einrichtungen in der Vorrichtung angeordnet, und zwar insbesondere in einer der in Strömungsrichtung liegenden Umfassungswände des Behälters oder in den Strömungsweg vollständig abschließenden Wänden innerhalb des Behälters. Solche den Druck des strömenden Mediums erhöhende Einrichtungen können beispielsweise Ventilatoren, Verdichter und/oder Pumpen sein. Statt einer Einrichtung können auch eine Vielzahl vorgesehen sein, also z.B. statt eines großen Ventilators mehrere kleine.In a further preferred refinement, one or more devices increasing the pressure of the flowing medium are arranged in the device, in particular in one of the surrounding walls of the container lying in the direction of flow or walls within the container which completely close the flow path. Such devices increasing the pressure of the flowing medium may be, for example, fans, compressors and / or pumps. Instead of a device, a plurality can also be provided, e.g. instead of a big fan several small ones.
Zweckmäßig ist außerdem eine Einrichtung zur Vereisungsverhinderung vorgesehen. Besonders vorteilhaft sind die Konditionierungseinrichtungen, insbesondere die Filter der Filtereinrichtungen, die Wärmeübertrager, die Sekundärmedienübertrager und/oder die Hybridwärmeübertrager bzw. Vereisungsverhinderungs- oder die Druck erhöhenden Einrichtungen in jeweiligen Aufnahmen angeordnet, die insbesondere so ausgebildet sind, dass sie den Behälter zusätzlich versteifen. Das verbessert ebenfalls die Bedingungen hinsichtlich Lagerung und Transport. Gleichzeitig kann aber auch die Anforderung an den Behälter hinsichtlich dessen Steifigkeit reduziert werden. D.h. in anderen Worten, dass der Behälter der Vorrichtung entweder aus sich heraus selbsttragend und stapelbar ausgebildet sein kann oder diese Eigenschaften erst im Zusammenspiel mit den weiteren Einrichtungen der Vorrichtung zur großtechnischen Medienkonditionierung, wie. z.B. der oder den Konditionierungseinrichtungen, erlangen kann. Wesentlich ist also, dass der Behälter der vorliegenden erfindungsgemäßen Vorrichtung also nicht schon selbst selbsttragend und stapelbar ausgebildet sein muss.Appropriately, a device for preventing icing is also provided. The conditioning devices, in particular the filters of the filter devices, the heat exchangers, the secondary media transmitters and / or the hybrid heat exchangers or anti-icing devices or the pressure-increasing devices are particularly advantageously arranged in respective receptacles, which are in particular designed to additionally stiffen the container. This also improves the conditions of storage and transportation. At the same time, but also the requirement for the container in terms of Stiffness can be reduced. In other words, that the container of the device can either be made self-supporting and stackable out of itself or these properties only in interaction with the other devices of the device for large-scale media conditioning, such as. eg the conditioning device (s). It is essential, therefore, that the container of the present device according to the invention does not have to be self-supporting and stackable by itself.
Insbesondere für Wartungszwecke kann der Behälter zumindest einen seitlich angeordneten Vorraum, in dem keine Medienkonditionierung erfolgt, aufweisen, der über zumindest einen dicht verschließbaren Durchbruch zu einem Raum, in dem die Medienkonditionierung erfolgt, verbunden ist. Durch die Verschließbarkeit ist sichergestellt, dass die Medienkonditionierung nicht gestört wird. Dieser Vorraum wird dann nicht von dem Medium durchströmt, so dass dieser Teil des Querschnitts des Behälters keinen Strömungskanal bildet.For maintenance purposes in particular, the container may have at least one laterally arranged antechamber in which no media conditioning takes place, which is connected via at least one sealable breakthrough to a space in which the media conditioning takes place. The closability ensures that media conditioning is not disturbed. This vestibule is then not flowed through by the medium, so that this part of the cross section of the container does not form a flow channel.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Behälter der Vorrichtung und/oder zumindest ein Vorraum zumindest einen insbesondere schließbaren Durchbruch in der Decke und/oder dem Fußboden und/oder insbesondere in zumindest einer anderen Wand auf. Dadurch können die Räume von zwei oder mehreren Vorrichtungen miteinander verbunden werden. Vorzugsweise weist zumindest ein Vorraum zumindest eine Steigleiter auf. Dadurch lassen sich die Vorräume von gestapelten Vorrichtungen leicht erreichen. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass in einem Vorraum zumindest ein Aufzug, bevorzugt an einer Steigleiter angeordnet ist, der insbesondere ausgelegt ist, mehrere Filterelemente, insbesondere entsprechend der Anzahl der in den Filtereinrichtungen über- oder hintereinander angeordneten Filterreihen aufzunehmen. Dadurch lassen sich die Vorrichtungen besonders komfortabel warten. Anstatt der Filterelemente können mit dem Aufzug natürlich auch andere Elemente der Vorrichtung und ihrer Einrichtungen einfach transportiert werden.In an advantageous embodiment, the container of the device and / or at least one vestibule on at least one particular closable breakthrough in the ceiling and / or the floor and / or in particular in at least one other wall. Thereby, the spaces of two or more devices can be connected to each other. Preferably, at least one vestibule has at least one riser. As a result, the antechambers of stacked devices can be easily reached. Alternatively or additionally it can be provided that in an anteroom at least one elevator, preferably arranged on a ladder, which is designed in particular to accommodate a plurality of filter elements, in particular according to the number of filter units in the filter means behind or behind each other arranged filter rows. As a result, the devices can be particularly comfortable wait. Instead of the filter elements, of course, other elements of the device and its devices can be easily transported by the elevator.
Besonders zweckmäßig sind die Vorrichtung, ein Wärmeübertrager, eine Sekundärmedienauf- gabeeinrichtung oder ein Hybridwärmeübertrager und/oder eine Vereisungsverhinderungsein- richtung mit Frostschutzmittel beaufschlagbar. Für die Vorrichtung als solche ist dies vor allem dann sinnvoll, wenn durch die Vorrichtung ein flüssiges Medium geführt wird. Bevorzugt sind Einrichtungen zur Messung der Feuchte und/oder der Temperatur und/oder des Druckes sowie des Füllstandes oder der Leitfähigkeit und/oder anderer einzustellender Qualitätsparameter des zu konditionierenden gasförmigen und/oder flüssigen Mediums und/oder eines Sekundärmediums vor, an und/oder nach den einzelnen Konditionierungsstufen vorgesehen. Und insbesondere ist zumindest eine Steuerungs- bzw. Regelungs- und/oder Überwachungseinrichtung, insbesondere für die Reinigung, Befeuchtung, Trocknung, Kühlung und/oder Erwärmung bzw. Vereisungsverhinderung und/oder die Druckerhöhung des zu konditionierenden gasförmigen und/oder flüssigen Mediums oder eines Sekundärmediums vorgesehen. Dann lässt sich die Medienkonditionierung besonders einfach regeln und überwachen. Unabhängiger Schutz wird beansprucht für ein System aus mehreren erfindungsgemäßen Vorrichtungen, wobei mehrere Vorrichtungen übereinander und/oder nebeneinander angeordnet sind, die bevorzugt untereinander an den Trennstellen abgedichtet sind, wobei insbesondere zwei bis neun Vorrichtungen turmartig übereinander gestapelt sind. Durch die Abdichtung kann kein bereits konditioniertes Medium aus dem System entweichen oder nicht konditioniertes Medium in das System gelangen.The apparatus, a heat exchanger, a secondary media supply device or a hybrid heat exchanger and / or an anti-icing device can be acted upon with antifreeze in a particularly expedient manner. For the device as such, this makes sense especially when a liquid medium is passed through the device. Preference is given to devices for measuring the humidity and / or the temperature and / or the pressure and the level or conductivity and / or other quality parameters to be set of the gaseous and / or liquid medium to be conditioned and / or a secondary medium before, on and / or after provided for the individual conditioning stages. In particular, at least one control or regulating and / or monitoring device, in particular for cleaning, humidification, drying, cooling and / or heating or anti-icing and / or increasing the pressure of the gaseous and / or liquid medium or a secondary medium to be conditioned intended. Then the media conditioning can be regulated and monitored very easily. Independent protection is claimed for a system of several devices according to the invention, wherein a plurality of devices are arranged one above the other and / or next to each other, which are preferably sealed to one another at the separation points, wherein in particular two to nine devices are stacked tower-like. By sealing, no already conditioned medium can escape from the system or unconditioned medium can enter the system.
Vorzugsweise sind die Vorrichtungen zumindest mechanisch miteinander verbunden. Alternativ kann es auch ausreichen, dass die Vorrichtungen aufgrund ihres Eigengewichts gegenseitig in ihrer Lage fixiert werden.Preferably, the devices are at least mechanically interconnected. Alternatively, it may also be sufficient that the devices are mutually fixed in their position due to their own weight.
Besonders vorteilhaft bilden mehrere bevorzugt nebeneinander angeordnete Vorrichtungen, insbesondere turmartige Stapel mit Vorrichtungen, bevorzugt ergänzt mit entsprechenden unteren und/oder oberen Abdeckungen bzw. seitlichen Wänden, einen geschlossenen Bereich um eine Zu- und/oder Abströmöffnung. Dann lässt sich besonders einfach eine gemeinsame Me- dienkonditionierung über alle Vorrichtungen gemeinsam bewerkstelligen.Particularly advantageously, a plurality of preferably juxtaposed devices, in particular tower-like stacks with devices, preferably supplemented with corresponding lower and / or upper covers or lateral walls, form a closed region around an inlet and / or outlet opening. In that case, it is particularly easy to jointly carry out common media conditioning across all devices.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung sind die Rohrleitungen insbesondere zur Nachspeisung und/oder Entleerung der Sekundärmedienübertrager und/oder Hybridwärmeübertrager der einzelnen Vorrichtungen über Sammler hydraulisch miteinander verbunden. Auf diese Weise lässt sich die Führung der Sekundärmedien einheitlich und damit gemeinsam steuerbar gestalten. Bevorzugt sind die Vorlauf- und Rücklaufsammler insbesondere der Wärmeübertrager und/oder Hybridwärmeübertrager der einzelnen Vorrichtungen vorzugsweise im Tichelmann-System hydraulisch miteinander verbunden. Beim Tichelmann-System werden die Rohre vom Wärmeerzeuger zum Wärmeverbraucher und zurück in Ringverlegung so geführt, dass die Summe der Längen von Vorlaufleitung und Rücklaufleitung bei jedem Wärmeverbraucher etwa gleich ist. Wärmeverbraucher mit kurzem Vorlauf haben eine lange Rücklaufleitung und umgekehrt. Der Sinn dabei ist, dass alle Wärmeverbraucher etwa gleichen Druckverlusten ausgesetzt sind und sich damit gleiche Volumenströme, d.h. gleiche Wärmeströme in den Wärmeverbrauchern einstellen, auch wenn keine Regelventile verwendet werden. Dies bewirkt ein gleichmäßiges Erwärmen auch von weiter entfernt gelegenen Wärmeverbrauchern.In an expedient embodiment, the pipelines are hydraulically connected to one another, in particular for the make-up and / or emptying of the secondary media transformers and / or hybrid heat exchangers of the individual devices via collectors. In this way, the leadership of the secondary media can be uniform and thus jointly controllable. Preferably, the flow and return headers in particular the heat exchanger and / or hybrid heat exchanger of the individual devices are preferably hydraulically connected together in the Tichelmann system. In the Tichelmann system, the pipes are routed from the heat generator to the heat consumer and back in the ring installation so that the sum of the lengths of the supply line and the return line is approximately the same for each heat consumer. Heat consumers with short flow have a long return line and vice versa. The point is that all heat consumers are exposed to about the same pressure losses and thus equal volume flows, i. set the same heat flows in the heat consumers, even if no control valves are used. This causes a uniform heating of more distant heat consumers.
Zweckmäßig sind die Steuerungs- bzw. Regelungs- und/oder Überwachungseinrichtungen der einzelnen Vorrichtungen mit elektrischen Strom, Licht oder Medien leitenden Kabeln, vorzugsweise mit Bus-Systemen, insbesondere elektrisch, optisch oder hydraulisch miteinander verbunden.Suitably, the control or regulating and / or monitoring devices of the individual devices with electrical current, light or media-conducting cables, preferably with bus systems, in particular electrically, optically or hydraulically connected to each other.
Vorzugsweise sind Vorrichtungen eines Systems, insbesondere eine oder mehrere, zum Beispiel turmartige Stapel bildende Vorrichtungen auf der Medienseite über einen Sammler, einen Trichter und/oder einen Kanal zumindest mit einer jeweils vor- und/oder nachgeordneten Vorrichtung verbunden. Alternativ oder zusätzlich können auch eine oder mehrere Vorrichtungen mit einer vor- und/oder nachgeordneten Einrichtung, wie Gasturbinen, Gebäuden und derglei- chen, verbunden sein.Preferably, devices of a system, in particular one or more, for example tower-like stack-forming devices are connected on the media side via a collector, a funnel and / or a channel at least with a respective upstream and / or downstream device. Alternatively or additionally, one or more devices may also be provided with upstream and / or downstream devices, such as gas turbines, buildings and the like. be connected.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind die erfindungsgemäße Vorrichtung und/oder das erfindungsgemäße System zumindest einer Gasturbine, einem Ventilator, einem Luftverdichter, einem Gebäude oder ähnlichen Aggregaten oder Einrichtungen vor- und/oder nachgeschaltet und die Wärmeträgermedien der Wärmeübertrager, Hybridwärmeübertrager und/oder der Einrichtungen zur Vereisungsverhinderung sind mit Energie, insbesondere mit (Ab)wärme oder -kälte oder elektrischer Energie aus diesem Aggregat oder dieser Einrichtung oder dessen Umgebung beaufschlagbar bzw. führen Energie, insbesondere (Ab)wärme oder - kälte aus dem zu konditionierenden Medienstrom in dieses Aggregat oder diese Einrichtung oder dessen Umgebung zurück.In a particularly preferred embodiment, the device according to the invention and / or the system according to the invention at least one gas turbine, a fan, an air compressor, a building or similar units or devices upstream and / or downstream and the heat transfer media of the heat exchanger, hybrid heat exchanger and / or facilities to prevent icing are energized, especially with (Ab) heat or cold or electrical energy from this unit or this device or its environment act or lead energy, in particular (Ab) heat or - cold from the media stream to be conditioned in this unit or this device or its environment back.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung sind die erfindungsgemäße Vorrichtung und/oder das erfindungsgemäße System zumindest einer Gasturbine, einem Ventilator, einem Luftverdichter, einem Gebäude oder ähnlichen Aggregaten oder Einrichtungen vor- und/oder nachgeschaltet und die Sekundärmedienkreisläufe der Sekundärmedienübertrager, Hybridwärmeübertrager und/oder der Einrichtungen zur Vereisungsverhinderung oder anderer Konditio- nierungseinπchtungen sind mit Stoffen/Medien bzw. Energie aus diesem Aggregat oder dieser Einrichtung oder dessen Umgebung beaufschlagbar bzw. führen Stoffe/Medien bzw. Energie aus dem zu konditionierenden Medienstrom in dieses Aggregat oder diese Einrichtung oder dessen Umgebung zurück, unter anderem zu dessen Wiederaufarbeitung.In a further particularly preferred embodiment, the device according to the invention and / or the inventive system at least one gas turbine, a fan, an air compressor, a building or similar units or devices upstream and / or downstream and the secondary media circuits of the secondary media transformer, hybrid heat exchanger and / or Devices for preventing icing or other conditioning devices can be acted upon by substances / media or energy from this unit or this device or its surroundings or lead substances / media or energy from the media stream to be conditioned into this unit or this device or its surroundings , among other things, for its reprocessing.
Selbständiger Schutz wird auch für Luftleitemπchtungen beansprucht, die bevorzugt mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und/oder dem erfindungsgemäßen System einsetzbar sind. Diese Luftleiteinπchtungen weisen einen als Container ausgebildeten Behälter und zumindest zwei von der Luft zumindest teilweise durchströmbare Seitenwände auf. Zusätzlich können im Inneren des Behälters auch noch Luftleitbleche oder dgl. vorgesehen werden, um Turbulenzen zu vermeiden in den Eckbereichen des Behälters.Independent protection is also claimed for Luftleitemπchtungen, which are preferably used with the inventive device and / or the inventive system. These Luftleiteinπchtungen have a container designed as a container and at least two of the air at least partially through-flow side walls. In addition, inside the container also air baffles or the like. Be provided to avoid turbulence in the corner regions of the container.
Unabhängiger Schutz wird beansprucht für ein Verfahren zum Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei der Sekundärmedienkreislauf der Luftkonditioniereinπchtung zumindest zeitweilig im Gleichstrom zum durch die Luftkonditionieremπchtung geführten Luftstrom betrieben wird.Independent protection is claimed for a method for operating the device according to the invention, wherein the secondary medium circuit of Luftkonditioniereinπchtung is at least temporarily operated in cocurrent to the guided through the Luftkonditionieremπchtung air flow.
Vorteilhaft ist es dann, wenn zur inneren Rekuperation dem warmen Sekundärmedieneintπtt der Konditioniereinπchtung bereits abgekühltes Sekundärmedium vom Sekundärmedienaustπtt der Konditionlereinrichtung zugeführt wird oder dem kalten Sekundärmedienaustπtt der Kon- ditioniereinπchtung warmes Sekundärmedium vom Sekundärmedieneintπtt der Konditiomer- einπchtung zugeführt wird, so dass diese Ausgestaltung auch vorteilhaft bei einem Gegen- strombetπeb Verwendung finden kann.It is advantageous if, for internal recuperation, already cooled secondary medium is supplied to the secondary medium compartment of the conditioning unit or to the cold secondary medium compartment of the conditioning unit for supplying warm secondary medium from the secondary media inlet to the conditioner device, so that this embodiment is also advantageous in a Counter-current can be used.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass durch die Konditioniereinπchtung zur inneren Rekuperation in zumindest einer Rohrreihe durch die Konditioniereinπchtung ein Benetzungs- medium gefuhrt wird, und/oder dass in zumindest einer Rohrreihe dem Sekundärmedienkreislauf über einen Bypass entnommenes Sekundärmedium geführt wird, und/oder in einem separaten Rekuperations- medienkreislauf gesondertes Sekundärmedium geführt wird, und/oder ein Sekundärmedium gefuhrt wird, das einem Wärmeübertrager entnommen wird, dessen Primärkreislauf mit dem Benetzungsmedium der Konditioniereinrichtung als Primärmedium betrieben wird. Diese bevorzugte Ausgestaltung kann auch vorteilhaft bei einem Gegenstrombetrieb eingesetzt werden.In a preferred embodiment, it is provided that the conditioning device for internal recuperation in at least one row of tubes by the conditioning device provides a wetting effect. is guided medium, and / or that in at least one row of pipes the secondary medium cycle via a bypass taken secondary medium is performed, and / or separate secondary medium is guided in a separate Rekuperations- medium circulation, and / or a secondary medium is guided, which is removed from a heat exchanger, whose primary circuit is operated with the wetting medium of the conditioning as the primary medium. This preferred embodiment can also be used advantageously in a countercurrent operation.
Es hat sich gezeigt, dass es günstiger ist, Hybridkühler im hybriden Kühlbetrieb im Gleichstrom zu betreiben. Dabei wird eine höhere relative Luftfeuchte am Austritt erreicht - nahe 99 % rF, und eine niedrigere Kühlwasseraustrittstemperatur, im Vergleich mit einem im Gegenstrom durchströmten Hybridkühler.It has been shown that it is cheaper to operate hybrid coolers in hybrid cooling mode in DC. This results in a higher relative humidity at the outlet - close to 99% RH, and a lower cooling water outlet temperature, in comparison with a countercurrently flowed through hybrid cooler.
Wo sich also eine nahezu gesättigte Luft am Austritt nicht negativ auswirkt, und eine möglichst niedrige Kühlwassertemperatur im Vordergrund steht, sollte ein Hybridkühler im hybriden Kühlbetrieb im Gleichstrom, d.h. korrekt im Kreuz-Gleichstrom durchströmt werden. Da es jedoch ein Vorteil von Hybridkühlern ist, dass sie unterhalb einer gewissen Außenlufttemperatur trocken betrieben werden können, was gegenüber Nasskühltürmen bedeutende Mengen an Kühlwasser spart, und dies bei Gegenstrom, d.h. korrekt bei Kreuz-Gegenstrom weiterhin effektiver ist, kann es von Vorteil sein, eine Umschaltmöglichkeit der Strömungsrichtung auf der Wasserseite und/oder auf der Luftseite vorzusehen. Dies kann jedoch überflüssig sein, wenn in der Übergangszeit und im Winter bis zu ca. 3 Kelvin höhere Kühlwasseraustrittstemperaturen erforderlich oder tolerierbar sind.So where an almost saturated air at the outlet does not affect negatively, and the lowest possible cooling water temperature is in the foreground, a hybrid cooler in the hybrid cooling operation in the DC, i. to be flowed through correctly in cross-direct current. However, since it is an advantage of hybrid coolers that they can be operated dry below a certain outside air temperature, which saves significant amounts of cooling water over wet cooling towers, and this with countercurrent, i. is correctly more effective in cross-countercurrent, it may be advantageous to provide a possibility to switch the flow direction on the water side and / or on the air side. However, this can be superfluous if in the transitional period and in winter up to about 3 Kelvin higher cooling water outlet temperatures are required or tolerable.
Insbesondere bei Hybridkühlern, bei denen neben der Kühlwasserkühlung auch die Nutzung der feuchten Luft erfolgt, also z.B. bei der Hybriden Verbrennungsluftkonditionierung an Gasturbinen bietet sich die hybride Gleichstromfahrweise (Kreuz-/Gleichstromfahrweise) an, da neben der höheren Luftfeuchte adiabatisch bedingt auch niedrigere Luftaustrittstemperaturen am Hybridkühler erzielt werden. Dies bedingt in diesem Fall niedrigere Lufteintrittstemperaturen an der Gasturbine und in der Folge höhere Gasturbinenleistungen.In particular, in hybrid coolers, in which in addition to the cooling water cooling also the use of moist air takes place, so for example. In the case of hybrid combustion air conditioning on gas turbines, the hybrid DC mode of operation (cross / DC mode) is an option since, in addition to the higher air humidity, lower air outlet temperatures on the hybrid cooler are also achieved on an adiabatic basis. In this case, this results in lower air inlet temperatures at the gas turbine and, as a consequence, higher gas turbine outputs.
Desweiteren kann es von Vorteil sein, an Hybridkühlern unabhängig von der Strömungsführung innere Rekuperation zu betreiben. Dazu wird dem warmen Kühlwassereintritt des Hybridkühlers bereits abgekühltes Kühlwasser vom Kühlwasseraustritt des Hybridkühlers beigemischt. Ziel ist, das Temperaturniveau im Wärmeübertrager sowohl auf der Kühlwasser- wie auf der Luftseite und in der Folge die Kühlwasser- wie die Luftaustrittstemperatur gegenüber einem einfach durchströmten Hybridkühler abzusenken.Furthermore, it may be advantageous to operate internal recuperation of hybrid coolers regardless of the flow guidance. For this purpose, already cooled cooling water from the cooling water outlet of the hybrid cooler is added to the warm cooling water inlet of the hybrid cooler. The aim is to lower the temperature level in the heat exchanger both on the cooling water as well as on the air side and in the sequence the cooling water as the air outlet temperature compared to a simply flowed through hybrid cooler.
Die innere Rekuperation wirkt auch in einem nicht zur Kühlwasserkühlung genutzten hybriden Luftbefeuchter. Wird also im Hybridkühlerbündel Kühlwasser im Gleichstrom (Kreuz- /Gleichstrom) vom warmen Lufteintritt zum kalten Luftaustritt zirkuliert, so wird die einströmende warme Umgebungsluft konvektiv vorgekühlt. Dadurch sinken das Temperaturniveau im Wärmeübertrager sowohl auf der Luft- wie auf der Kühlwasser- und Benetzungswasserseite und in der Folge die Luft- wie die Kühlwasseraustrittstemperatur gegenüber einem einfach durchströmten Hybridkühler-Luftbefeuchter. Dies steigert die Leistung der Gasturbine zusätzlich gegenüber einer Anlage mit einfach adiabatisch befeuchteter Ansaugluft. Wird hingegen im Hybridkühlerbündel Kühlwasser im Gegenstrom (Kreuz-/Gegenstrom) vom kalten Luftaustritt zum warmen Lufteintritt zirkuliert, so wird die ausströmende kalte Umgebungsluft konvektiv nachgewärmt. Dadurch steigen das Temperaturniveau im Wärmeübertrager sowohl auf der Luft- wie auf der Kühlwasserseite und in der Folge die Luft- wie die Kühlwasseraustrittstemperatur gegenüber einem einfach durchströmten Hybridkühler-Luftbefeuchter. Insbesondere sinkt aber die relative Luftfeuchte am Hybridkühleraustritt, was ein wünschenswertes Kriterium auf der diese Luft nutzenden Seite sein kann, sofern die Luftfeuchte nicht durch andere Kriterien einfacher beeinflusst werden kann.The internal recuperation also works in a hybrid air humidifier that is not used for cooling water cooling. Thus, if cooling water is circulated in direct current (cross / direct current) from the warm air inlet to the cold air outlet in the hybrid cooler bundle, the incoming warm ambient air is convectively pre-cooled. As a result, the temperature level in the heat exchanger sink both on the air as well as on the cooling water and wetting water side and subsequently the air and the cooling water outlet temperature compared to a simply flowed through hybrid radiator humidifier. This increases the performance of the gas turbine in addition to a system with simply adiabatically humidified intake air. If, however, cooling water is circulated in the hybrid cooler bundle in countercurrent (cross / countercurrent) from the cold air outlet to the warm air inlet, the outflowing cold ambient air is reheated convectively. As a result, the temperature level in the heat exchanger rise both on the air side and on the side of the cooling water and, as a consequence, the air and the cooling water outlet temperature with respect to a hybrid radiator humidifier flowed through simply. In particular, however, the relative humidity at the hybrid cooler outlet decreases, which may be a desirable criterion on the side which uses this air, provided that the humidity can not be influenced more easily by other criteria.
Da das Becken- bzw. Benetzungswasser eines Hybridkühlers-Luftbefeuchters stets nahe der Feuchtkugeltemperatur und damit noch kälter, als das Kühlwasser im Hybridkühlerbündel ist, kann es sinnvoll sein, das Benetzungswasser in die innere Rekuperation einzubeziehen. So wird das Benetzungswasser zumindest durch eine der Rohrreihen des Hybridkühlers geführt, um z.B. die eintretende warme Umgebungsluft spürbar vorzukühlen. Dadurch sinken das Temperaturniveau im Wärmeübertrager sowohl auf der Luft- wie auf der Kühlwasserseite und in der Folge die Luft- wie die Kühlwasseraustrittstemperatur gegenüber einem einfach durchströmten Hybridkühler. Anschließend wird das Benetzungswasser zur Benetzung des Hybridkühlerbündels von außen genutzt. Durch die adiabatische Kühlung wird sehr schnell die Feuchtkugeltemperatur im Benetzungswasser erreicht, so dass sich die innere Rekuperation insgesamt Temperatur absenkend auswirkt.Since the pool or wetting water of a hybrid cooler humidifier is always close to the wet bulb temperature and thus even colder than the cooling water in the hybrid cooler bundle, it may be useful to include the wetting water in the internal recuperation. Thus, the wetting water is passed through at least one of the rows of tubes of the hybrid cooler, e.g. to pre-cool the incoming warm ambient air noticeably. As a result, the temperature level in the heat exchanger on both the air and on the cooling water side and consequently the air and the cooling water outlet temperature decrease in comparison with a hybrid radiator with a single flow through it. Subsequently, the wetting water is used for wetting the hybrid cooler bundle from the outside. Due to the adiabatic cooling, the wet bulb temperature in the wetting water is reached very quickly, so that the internal recuperation has a total lowering temperature.
Da das Benetzungswasser auf der Außenseite des Hybridkühlerbündels aber mit Luft verschmutzenden Partikeln beladen ist, kann es sinnvoller sein, das Benetzungswasser alternativ durch einen einfach zu reinigenden Wärmeübertrager Benetzungswasser-Kühlwasser zu leiten, und nicht direkt durch das Hybridkühlerbündel, um das eintretende warme Kühlwasser spürbar vorzukühlen. Bei Verschmutzung des externen Wärmeübertragers lässt sich dieser dann einfacher reinigen, als der Hybridkühler.However, since the wetting water on the outside of the hybrid cooler bundle is loaded with air polluting particles, it may be more appropriate to direct the wetting water through wetting water cooling water through an easy to clean heat exchanger and not directly through the hybrid cooler bundle to noticeably pre-cool the incoming warm cooling water , If the external heat exchanger becomes dirty, it can be cleaned more easily than the hybrid cooler.
Desweiteren kann es sinnvoll sein, Rohrreihen des Hybridkühlerbündels, insbesondere am luft- seitigen Ein- und/oder am Austritt für die innere Rekuperation mit Kühlwasser und/oder Sekundärmedium eines gesonderten Rekuperationsmedienkreislaufs zu reservieren, und die hybride Kühlung durch die übrigen dazwischen liegenden Rohrreihen zu realisieren. Dadurch lässt sich die Rekuperationstemperatur von der Kühlwassertemperatur abkoppeln und ein höherer Rekuperationsgrad erzielen.Furthermore, it can be useful to reserve rows of tubes of the hybrid cooler bundle, in particular on the air-side inlet and / or outlet for internal recuperation with cooling water and / or secondary medium of a separate Rekuperationsmedienkreislaufs, and to realize the hybrid cooling through the remaining intervening rows of tubes , As a result, the recuperation temperature can be decoupled from the cooling water temperature and achieve a higher degree of recuperation.
Da die Luftkühlung nicht nur über eine Kombination von Nass- und Trockenkühlung erfolgen kann, sondern auch jeweils ausschließlich über Nass- oder Trockenkühlung wird im Rahmen dieser Erfindung auch auf Luftkonditioniereinπchtungen Bezug genommen und nicht nur aufSince the air cooling can not only be done by a combination of wet and dry cooling, but also exclusively by wet or dry cooling is in the frame This invention also relates to Luftkonditioniereinπchtungen and not only
Hybπdkühler.Hybπdkühler.
Die Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden aus der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung deutlich werden. Dabei zeigen:The features, characteristics and advantages of the present invention will become apparent hereinafter from the description of preferred embodiments with reference to the drawing. Showing:
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Frontalansicht,2 shows a device according to the invention in a front view,
Fig. 3 die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Fig. 2 in einer ersten Seitenansicht auf den Schnitt entlang der Achse A-A,3 shows the device according to the invention according to FIG. 2 in a first side view of the section along the axis A-A, FIG.
Fig. 4 die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Fig. 2 in einer zweiten Seitenansicht auf den Schnitt entlang der Achse B-B, Fig. 5a, b ein erfindungsgemäßes System aus erfindungsgemäßen Vorrichtungen nach Fig. 2 in einer ersten Ausführungsform, Fig. 6a, b ein erfindungsgemäßes System aus erfindungsgemäßen Vorrichtungen nach Fig. 2 in einer zweiten Ausführungsform, Fig. 7a, b ein erfindungsgemäßes System aus erfmdungsgemäßen Vorrichtungen nach Fig. 2 in einer dritten Ausführungsform, Fig. 8a, b ein erfmdungsgemäßes System aus erfindungsgemäßen Vorrichtungen nach Fig. 2 in einer vierten Ausführungsform, Fig. 9a, b ein erfindungsgemäßes System aus erfindungsgemäßen Vorrichtungen nach Fig. 2 in einer fünften Ausführungsform, Fig. 10 ein erfindungsgemäßes System aus erfindungsgemäßen Vorrichtungen nach Fig. 2 in einer sechsten Ausführungsform,4 shows the device according to the invention according to FIG. 2 in a second side view on the section along the axis BB, FIG. 5a, b shows an inventive system of devices according to the invention according to FIG. 2 in a first embodiment, FIG. 6a, b shows an inventive system 2, in a third embodiment, FIG. 8a, b shows a system according to the invention of devices according to the invention according to FIG. 2 in a fourth embodiment. FIG 9a, b show a system according to the invention from devices according to the invention according to FIG. 2 in a fifth embodiment, FIG. 10 shows a system according to the invention from devices according to the invention according to FIG. 2 in a sixth embodiment, FIG.
Fig. 1 Ia bis 1 I g die Luftkonditioniereinπchtung in einer ersten bevorzugten Ausführungsform für die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Fig. 2,1 Ia to 1 I g the Luftkonditioniereinπchtung in a first preferred embodiment of the inventive device of Fig. 2,
Fig. 12a bis 12e die Luftkonditioniereinπchtung in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform für die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Fig. 2,12a to 12e, the Luftkonditioniereinπchtung in a second preferred embodiment of the inventive device of FIG. 2,
Fig. 13a bis 13d die Luftkonditioniereinπchtung in einer dritten bevorzugten Ausführungsform für die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Fig. 2,13a to 13d, the Luftkonditioniereinπchtung in a third preferred embodiment of the device according to the invention shown in FIG. 2,
Fig. 14a bis 14d die Luftkonditioniereinπchtung in einer vierten bevorzugten Ausführungsform für die erfmdungsgemäße Vorrichtung nach Fig. 2,14a to 14d the Luftkonditioniereinπchtung in a fourth preferred embodiment of the inventive device of FIG. 2,
Fig. 15 eine Übersichtsgrafik hinsichtlich der Temperaturverläufe für die Ausführung nach Fig. 12d undFig. 15 is a block diagram of the temperature characteristics for the embodiment of FIG. 12d and
Fig. 16 eine Übersichtsgrafik hinsichtlich der Temperaturverläufe für die Ausführung nach Fig. 12c.FIG. 16 shows an overview of the temperature profiles for the embodiment according to FIG. 12c.
In den Fig. 2 bis 4 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 20 rein schematisch in einer bevorzugten Ausgestaltung frontal und in zwei Seitenansichten dargestellt. Bei dieser Vorrichtung 20 handelt es sich um eine großtechnische Vorrichtung 20 zur Konditionierung der Verbren- nungsluft von Gasturbinen (nicht gezeigt, ähnlich wie in Fig. 1). Die Vorrichtung 20 weist einen Behälter 21 auf, wobei der Behälter 21 entlang seiner Länge in Umfangsrichtung mit geschlossenen Seitenwänden 22, 23, 24, 25 ausgebildet ist. Der Behälter 21 ist als 40'-Container 21 ausgebildet, d.h. er weist die wesentlichen konstruktiven Details eines solchen Containers auf und damit auch dessen Ausmaße (Höhe 2591 mm, Breite 2438 mm, Länge 12192 mm). Die beiden Seitenwände 26, 27 entlang der Länge des Behälters 21 sind dagegen im Wesentlichen dahingehend offen ausgebildet, dass sie für die Verbrennungsluft (mit Pfeilen ist in allen Fig. die Richtung der Strömung der Verbrennungsluft gekennzeichnet) einen Strömungskanal 28 bildet, wodurch der Längsquerschnitt des Behälters 21 im Wesentlich von der Verbrennungsluft durchströmt wird. Der einzige Teil des Querschnitts des Behälters 21, der nicht durchströmt wird, ist der Vorraum 29, der seitlich hinter der Seitenwand 25 angeordnet ist und gegenüber dem eigentlichen Konditionierungsraum 30 zwei dicht verschließbare Durchbrüche in Form von Türen (nur schematisch mit jeweils einem Kreuz angedeutet) aufweist. Im Gegensatz beispielsweise zu herkömmlichen Gebäudeklimavorrichtungen, wo diese Vorrichtungen in Längsrichtung durchströmt werden, wird die Vorrichtung 20 in einer Querrichtung durchströmt, wodurch die Filterfläche vorteilhaft vergrößert und damit der Strömungswiderstand und die Anzahl der erforderlichen Vorrichtungen 20 vermindert sind.In FIGS. 2 to 4, the device 20 according to the invention is shown purely schematically in a preferred embodiment, frontally and in two side views. This device 20 is a large-scale device 20 for conditioning the combustion tion of gas turbines (not shown, similar to FIG. 1). The device 20 comprises a container 21, wherein the container 21 along its length in the circumferential direction with closed side walls 22, 23, 24, 25 is formed. The container 21 is designed as a 40 'container 21, ie it has the essential structural details of such a container and thus also its dimensions (height 2591 mm, width 2438 mm, length 12192 mm). On the other hand, the two side walls 26, 27 along the length of the container 21 are substantially open in such a way that they form a flow channel 28 for the combustion air (arrows indicate in all directions the direction of the flow of the combustion air), whereby the longitudinal cross-section of the Container 21 is essentially traversed by the combustion air. The only part of the cross-section of the container 21, which is not flowed through, is the vestibule 29, which is arranged laterally behind the side wall 25 and opposite the actual conditioning space 30 two tightly closable openings in the form of doors (only schematically indicated with a cross) having. In contrast, for example, to conventional building air conditioning devices, where these devices are flowed through in the longitudinal direction, the device 20 is flowed through in a transverse direction, whereby the filter surface advantageously increased and thus the flow resistance and the number of required devices 20 are reduced.
Die Vorrichtung 20 weist weiterhin drei Filterreihen 31, 32, 33, und einen Wärmeübertrager 34 auf, der als Hybridwärmeübertrager 34 ausgebildet und zwischen der ersten 31 und zweiten Filterreihe 32 angeordnet ist. Vor der ersten Filterreihe 31 ist ein Regenabweiser mit Vogelschutzgitter 35 angeordnet. Im Fußboden 24 des Behälters 20 ist eine Wanne 36 angeordnet, die mit einem begehbaren Gitterrost 37 abgedeckt ist. Die Filterreihen 31, 32, 33 weisen eine Vielzahl Filterelemente 38 auf, die in geeigneten Halteeinrichtungen 39 in den Filterreihen matrixartig (vorliegend 17 x 4 Filterelemente 38) angeordnet sind. Durch Anpassung dieser Halteeinrichtungen 39 können auch unterschiedliche Filterfabrikate eingesetzt bzw. je nach Wunsch jederzeit nachgerüstet werden.The device 20 further comprises three filter rows 31, 32, 33, and a heat exchanger 34, which is designed as a hybrid heat exchanger 34 and disposed between the first 31 and second filter row 32. Before the first filter row 31, a rain deflector with bird screen 35 is arranged. In the floor 24 of the container 20, a trough 36 is arranged, which is covered with a walk-in grating 37. The filter rows 31, 32, 33 have a multiplicity of filter elements 38 which are arranged in suitable holding devices 39 in the filter rows in the manner of a matrix (in the present case 17 × 4 filter elements 38). By adapting these holding devices 39 and different filter makes can be used or retrofitted as desired at any time.
Der Hybridwärmeübertrager 34 wird zur Kühlung (oder auch Vorwärmung) eingesetzt, weist einen Vorlauf 34a und einen Rücklauf 34b auf und wird gespeist mit einem Wärmeträgermedium (Kühlmedium im Fall der vorliegenden Kühlung) und Benetzungswasser als Sekundärmedien, wobei das Benetzungswasser über den Hybridwärmeübertrager 34 wie bei einem Gradierwerk läuft, wozu entsprechende Wasserführungen (nicht gezeigt) vorgesehen sind. Zur Kühlung oder Vorwärmung wird das Wärmeträgermedium durch im Wesentlichen horizontal entlang der Länge des Behälters 21 verlaufende berippte Röhrchen 40 geführt, die miteinander hydraulisch in Verbindung stehen. Diese berippten Röhrchen 40 werden vom Verbrennungsluftstrom angeströmt und entziehen der Verbrennungsluft Wärme oder wärmen diese auf. Über das Benetzungswasser wir die Verbrennungsluft zugleich befeuchtet und zusätzlich oder zeitversetzt adiabatisch abgekühlt. Das Benetzungswasser wird in der Wanne 36 aufgefangen und von dort mittels einer Süffelpumpe 41 in einer Nachspeisungsleitung 42 zurückbefördert und über Wasserverteilrinnen (nicht gezeigt) auf dem Hybridwärmeübertrager 34 erneut verteilt. In der Nachspeisungsleitung 42 sind weiterhin ein Leitfähigkeitsmesser 43, ein Abschlämmventil 44 und ein Nachspeiseventil 45 vorgesehen, wobei verbrauchtes Benetzungswasser über das Abschlämmventil 44 abgeschlämmt und Frischwasser über das Nachspeiseventil 45 nachgefüllt wird, wenn die Leitfähigkeit des Benetzungswassers über einen vorbestimmten Wert ansteigt und damit dessen zu starke Verschmutzung anzeigt. Die Nachspeisung erfolgt auch, wenn der Pegel in der Wasserauffangwanne 36 durch Verdunstung abgesunken ist. Bei Frostgefahr erfolgt auf die gleiche Weise eine Entleerung der Wasserauffangwanne 36. Bei mehreren übereinander gestapelten Vorrichtungen 20 sind die Rohrleitungen (nicht gezeigt) zur Entleerung und Nachspeisung der einzelnen Vorrichtungen 20 über Sammler (nicht gezeigt) untereinander verbunden.The hybrid heat exchanger 34 is used for cooling (or preheating), has a flow 34a and a return 34b and is fed with a heat transfer medium (cooling medium in the case of the present cooling) and wetting water as secondary media, wherein the wetting water through the hybrid heat exchanger 34 as in a graduation works, including corresponding water ducts (not shown) are provided. For cooling or preheating, the heat transfer medium is passed through substantially horizontally along the length of the container 21 extending ribbed tubes 40, which communicate with each other hydraulically. These finned tubes 40 are flown by the combustion air flow and extract heat from the combustion air or heat them up. At the same time, the humidified combustion air is humidified via the wetting water and cooled adiabatically in addition or with a time lag. The wetting water is collected in the tub 36 and returned from there by means of a seed pump 41 in a make-up line 42 and redistributed via water distribution channels (not shown) on the hybrid heat exchanger 34. In the make-up line 42, a conductivity meter 43, a Abschlämmventil 44 and a make-up valve 45 are further provided, wherein spent wetting water is drained via the Abschlämmventil 44 and fresh water is replenished via the make-up valve 45 when the conductivity of the wetting water rises above a predetermined value and thus its indicating heavy pollution. The make-up also takes place when the level in the water drip pan 36 has dropped due to evaporation. If there is a risk of frost, the water collecting basin 36 is emptied in the same way. In the case of a plurality of devices 20 stacked one above the other, the pipelines (not shown) are connected to each other for emptying and feeding the individual devices 20 via collectors (not shown).
Weiterhin weist die Vorrichtung 20 einen durchgehenden Bedientritt 46 auf, um dem Bedienpersonal die Wartung zu ermöglichen, und der Vorraum 29 weist auf Höhe der ersten 31 Filterreihe jeweils Türen 47 (Etagensicherungstüren) im Boden 24 und im Dach 22 auf, wodurch die Vorräume 29 übereinander gestapelter Vorrichtungen 20 gemeinsam zugänglich sind. Zusätzlich ist in dem Vorraum 29 eine Steigleiter 48 vorgesehen, an der auch ein Lift (nicht gezeigt) angeordnet werden kann. Die Steigleitern 48 übereinander gestapelter Vorrichtungen 20 dienen dem Personal zum Erklimmen der jeweiligen Ebene. Durch die Etagensicherungstüren 47 oder lukenartigen Deckel in den Gitterrosten sind die erforderlichen Durchbrüche in den Dächern 22 bzw. Fußböden 24 der Vorräume 29 gegen Absturz gesichert. Der Lift kann so ausgebildet werden, dass er über die Steigleitern 48 übereinander gestapelter Vorrichtungen 20 übergreifend bewegbar ist. Mit dem Lift können mehrere frische Filterelemente 38 gleichzeitig bequem und mit großer Geschwindigkeit zu ihrer Bestimmungsebene nach oben, oder verschmutzte Filterelemente 38 zur Entsorgung nach unten transportiert werden. Aus dem Vorraum 29 führen luftdichte Türen (nur schematisch mit jeweils einem Kreuz angedeutet) zu den jeweiligen Filterreihen 31 , 32, 33 vor und nach dem Hybridwärmeübertrager 34. Der Tausch der Filterelemente 38 erfolgt, indem die verschmutzten Elemente 38 von vorn nach hinten ausgebaut und anschließend die neuen Elemente 38 von hinten nach vorn wieder eingebaut werden. Im ausgebauten Zustand der ersten Filterreihe 31 lässt sich der Hybrid Wärmeübertrager 34 von der Vorderseite her reinigen. Im ausgebauten Zustand eines Filterelements 38 der zweiten Filterreihe 32 lässt sich der Raum hinter dem Hybridwärmeübertrager 34 erreichen, um ggf. über den durchgehenden Bedientritt 46 die Wasserverteilung des Benetzungswassers auf der Rückseite zu reinigen oder einzustellen.Furthermore, the device 20 has a continuous operating step 46 to allow the operator maintenance, and the vestibule 29 has at the height of the first filter row 31 each doors 47 (floor safety doors) in the bottom 24 and in the roof 22, whereby the vestibules 29 one above the other stacked devices 20 are accessible together. In addition, a riser 48 is provided in the vestibule 29, on which also a lift (not shown) can be arranged. The ladders 48 of stacked devices 20 serve the personnel to climb the respective level. By the floor security doors 47 or hatch-like lid in the gratings, the required openings in the roofs 22 and floors 24 of the vestibules 29 are secured against falling. The lift can be designed so that it can be moved over the ladders 48 of stacked devices 20 across. With the lift, a plurality of fresh filter elements 38 can be simultaneously transported up to their destination level upwards, or polluted filter elements 38 can be lowered down at the same time, conveniently and at great speed. From the vestibule 29 lead airtight doors (only schematically indicated with a cross) to the respective filter rows 31, 32, 33 before and after the hybrid heat exchanger 34. The exchange of the filter elements 38 takes place by the soiled elements 38 removed from front to back and then the new elements 38 are reinstalled from back to front. In the disassembled state of the first filter row 31, the hybrid heat exchanger 34 can be cleaned from the front side. In the disassembled state of a filter element 38 of the second filter row 32, the space behind the hybrid heat exchanger 34 can be reached in order to clean or adjust the water distribution of the wetting water on the rear side, if necessary via the continuous operating step 46.
Schließlich sind im Vorraum 29 ein Rücklauf Sammler 49 und ein Vorlaufsammler (nicht gezeigt) mit den entsprechenden Ein- und Austrittsstutzen für das Wärmeträgermedium angeordnet. Bei mehreren übereinander gestapelten Vorrichtungen 20 werden die Sammler 49 aller Vorrichtungen 20 im Vorlauf 34a und im Rücklauf 34b untereinander verbunden. Über denFinally, in the anteroom 29, a return collector 49 and a flow collector (not shown) with the corresponding inlet and outlet nozzles for the heat transfer medium are arranged. In a plurality of stacked devices 20, the collector 49 all Devices 20 in the flow 34a and in the return 34b connected to each other. On the
Vorlaufstutzen der unteren Vorrichtung 20 werden alle Hybridwärmeübertrager 34 für das An- ti-Icing mit einem Frostschutzmittel haltigen Wärmeträgermedium beaufschlagt. Als Wärmequelle für das Anti-Icing wird bevorzugt Abwärme der Gasturbine, zum Beispiel die des Schmieröls genutzt. Der Rücklauf 34b der oberen Vorrichtung 20 wird über einen gesonderten Sammler wieder rückgeführt. Dies erlaubt eine gleichmäßige Beaufschlagung aller Vorrichtungen 20 im Tichelmann-System (aus der Heizungstechnik bekannte Regel, alle Verbraucher über Vor- und Rückläufe mit gleicher Länge anzuschließen) und eine vollständige Entlüftung aller Elemente der Hybridwärmeübertrager 34.Supply connection of the lower device 20, all hybrid heat exchanger 34 for the anti-icing with an antifreeze-containing heat transfer medium is applied. As a heat source for the anti-icing waste heat of the gas turbine, for example, the lubricating oil is preferably used. The return 34b of the upper device 20 is recycled via a separate collector. This allows a uniform loading of all devices 20 in the Tichelmann system (known from the heating technology rule to connect all consumers on supply and return lines with the same length) and a complete ventilation of all elements of the hybrid heat exchanger 34th
Der Hybridwärmeübertrager 34 erfüllt zusätzlich die Funktion eines Tropfenabscheiders und Coalescers. Allerdings können diese Konditionierungseinrichtungen zur weiteren Verbesserung der Abscheidefunktion von Nebel und Tropfen auch selbst körperlich in Durchtrittsrichtung der Verbrennungsluft nach dem Hybridwärmeübertrager 34 nachgerüstet werden, was in den meisten Fällen jedoch nicht erforderlich sein wird, da Hybridwärmeübertrager 34 nachweislich schwadenfrei arbeiten.The hybrid heat exchanger 34 additionally fulfills the function of a mist eliminator and coalescer. However, these conditioning devices can be retrofitted to further improve the Abscheidefunktion of mist and drops even physically in the direction of passage of the combustion air after the hybrid heat exchanger 34, which in most cases, however, will not be necessary because hybrid heat exchanger 34 verifiably work without swirling.
Für die Steuerung der Benetzungsfunktionen besitzt die Vorrichtung 20 einen Schaltkasten 50. Für die Messung des Differenzdruckes der einzelnen Filterreihen 31, 32, 33 und ggf. auch des Hybridwärmeübertragers 34 sind Differenzdruckmessgeräte (nicht gezeigt) installiert. Aus den Differenzdruck-Messwerten kann auf den Verschmutzungsgrad geschlossen und bei starkem Anstieg können Maßnahmen zum Tausch der Filterelemente 38 geplant werden. Zur Messung der Lufttemperatur und der relativen Feuchte vor und nach dem Hybridwärmeübertrager 34 sind ebenfalls entsprechende Messgeräte (nicht gezeigt) installiert. Sinkt die Lufttemperatur vor der Gasturbine unter 5 0C, geht die Befeuchtung der Verbrennungsluft außer Betrieb, oberhalb von ca. 7,5 0C wieder in Betrieb.For the control of wetting functions, the device 20 has a control box 50. Differential pressure gauges (not shown) are installed for measuring the differential pressure of the individual filter rows 31, 32, 33 and possibly also of the hybrid heat exchanger 34. The degree of contamination can be deduced from the differential pressure measured values and measures for exchanging the filter elements 38 can be planned in the event of a sharp increase. To measure the air temperature and the relative humidity before and after the hybrid heat exchanger 34 also corresponding measuring devices (not shown) are also installed. If the air temperature in front of the gas turbine sinks below 5 ° C., the humidification of the combustion air goes out of operation, above about 7,5 0 C back into operation.
Die Vorrichtung 20 konditioniert nun großtechnisch Verbrennungsluft für eine Gasturbine, wobei die Luft durch den Regenabweiser und das Vogelschutzgitter 35 tritt und über die erste Filterreihe 31 gereinigt wird. Danach durchströmt sie den Hybridwärmeübertrager 34, der der Luft mittels des Kühlkreislaufs 37 Wärme zuführt oder diese über das Benetzungswasser anfeuchtet und zusätzlich oder zeitversetzt kühlt. Die so konditionierte Verbrennungsluft wird nochmals in den zwei aufeinander folgenden Filterreihen 32, 33 gereinigt und auf geeignete Weise der Gasturbine zugeführt.The device 20 now conditions large-scale combustion air for a gas turbine, wherein the air passes through the rain deflector and the bird screen 35 and is cleaned via the first filter row 31. Thereafter, it flows through the hybrid heat exchanger 34 which supplies heat to the air by means of the cooling circuit 37 or moisturizes it via the wetting water and cools it additionally or with a time delay. The thus conditioned combustion air is again cleaned in the two successive filter rows 32, 33 and fed to the gas turbine in a suitable manner.
Der Behälter 21 der Vorrichtung 20 ist so ausgelegt, dass bis zu 9 Vorrichtungen 20 sowohl beim Transport per Schiff als auch im Lager im Hafen oder am Aufstellungsort übereinander stapelbar sind. Der Transport kann dabei mit genormten Transportmitteln ohne zusätzliche Verpackung auch nach Übersee preiswert erfolgen. Dass der Behälter 21 selbsttragend und stapelbar ist, kann entweder dadurch erreicht werden, dass der Behälter selbst so ausgebildet wird, wozu auch noch besondere Versteifungselemente vorgesehen werden können. Beispiels- weise bieten sich hier dreieckige Versteifungsbleche an, die fast rechtwinklig sind und jeweils eine Kathete aufweisen, die sich parallel der Behälterseiten 23, 25 erstreckt und mit einer Behälterseite verbunden ist. Die wesentlich kürzere Kathete ist mit der langen Kathete des nächsten Versteifungselements verbunden, so dass sich eine rahmenförmige Versteifung ergibt, die sehr einfach herstellbar ist. Alternativ kann es sich auch um rechtwinklige Dreiecke handeln, wobei die Katheten zweier Dreiecke sich jeweils überlappen. Alternativ kann der Behälter 21 seine Steifigkeit auch erst dadurch erreichen, dass die Halteeinrichtungen 39 für die Filterelemente 38, ggf. im Zusammenspiel mit den Filterelementen 38, diesen zusätzlich versteifen. Für die Montage der Vorrichtungen 20 wird die Anzahl notwendiger Kranhübe von vier auf zwei reduziert, wobei die Vorrichtungen 20 selbst tragend ausgebildet sind und daher nicht wie die Hybridkühler bisher eine Spezial-Traverse zum eigenen Anheben erfordern. Im Resultat ergeben sich eine Reduzierung der äußeren Abmessungen des Filterbehälters 21 in der Tiefe mit ca. 2,4 m und eine Reduzierung der Masse bei einem 4O'-Behälter mit ca. 8,2 t auf jeweils etwa die Hälfte gegenüber einer getrennten Lösung, wie sie bisher bekannt ist. Darüber hinaus werden solche Filterbehälter 21 auf diese Art standardisierbar. Die Fertigung kann industriell erfolgen. Die Lieferzeiten verkürzen sich. Die Kosten verringern sich. Die Vorrichtungen 20 haben stets identische Abmessungen und ein einheitliches ansprechendes Äußeres. Sie können in verschiedenen Platz sparenden Konstellationen angeordnet werden. Bei Bedarf können einzelne Vorrichtungen 20 auch schnell gegen neue ausgetauscht werden, so dass keine langen Stillstandszeiten entstehen.The container 21 of the device 20 is designed so that up to 9 devices 20 can be stacked on top of one another both during transport by ship and in the warehouse in the port or at the installation site. The transport can be done inexpensively with standard means of transport without additional packaging overseas. That the container 21 is self-supporting and stackable, can be achieved either by the fact that the container itself is so formed, to which even special stiffening elements can be provided. Beispiels- wise here offer triangular stiffening plates, which are almost rectangular and each having a catheter which extends parallel to the container sides 23, 25 and is connected to a container side. The much shorter catheter is connected to the long catheter of the next stiffening element, so that there is a frame-shaped stiffening, which is very easy to produce. Alternatively, they can also be rectangular triangles, the cathets of two triangles overlapping each other. Alternatively, the container 21 can only reach its rigidity by virtue of the fact that the holding devices 39 for the filter elements 38, if appropriate in cooperation with the filter elements 38, additionally stiffen it. For the installation of the devices 20, the number of necessary crane strokes is reduced from four to two, wherein the devices 20 are self-supporting and therefore do not require as the hybrid radiator previously a special crossbar for their own lifting. The result is a reduction in the outer dimensions of the filter container 21 in the depth of about 2.4 m and a reduction in mass in a 4O 'container with about 8.2 t, each about half compared to a separate solution, as it is known so far. In addition, such filter container 21 can be standardized in this way. The production can be industrial. The delivery times are shortened. The costs are reduced. The devices 20 always have identical dimensions and a uniform attractive appearance. They can be arranged in different space-saving constellations. If necessary, individual devices 20 can also be quickly replaced with new ones, so that no long downtimes occur.
Um den Platzbedarf in der Vertikalern beim Transport der Vorrichtung 20 weiter zu verringern kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass im Boden 24 des Behälters 21 ein Goosenecktunnel (nicht gezeigt) angeordnet ist. Der Behälter 21 liegt als Container mit dem Goosenecktunnel auf dem LKW auf und steht damit tiefer. Der Hybridwärmeübertrager 34 steht dann in der Mitte auf dem Goosenecktunnel, der etwa 3,15 m der Containerlänge und ca. 1,05 m der Breite einnimmt und eine Höhe von beispielsweise 17 cm aufweist. Es können wegen der beengten Platzverhältnisse durch den Goosenecktunnel ggf. auch 2 Wannen (nicht gezeigt) vor und hinter dem Hybridwärmeübertrager 34 angeordnet werden, anstatt einer Wanne 36. Die beiden Wannen werden vor und hinter dem Goosenecktunnel in die Querprofile eingelassen und kommunizieren über Querverbindungen. Die Süffelpumpe 41 sitzt in einer der Wannen oder der Querverbindung zwischen ihnen. Beide Wannen und das Auflager des Kühlers in der Mitte bilden eine wasserdichte Einheit aus gekantetem dünnem (Edelstahl-)Blech, die in die Containerquerträger (aus Stahl) eingelegt ist, und damit nicht mehr tragend und preiswerter ist. Anhand der Fig. 5 bis 10 werden nun verschiedene Aspekte im Hinblick auf das erfindungsgemäße System aus erfindungsgemäßen Vorrichtungen 20 erläutert, dabei zeigen die Fig. 5 bis 9 rein schematisch jeweils in einer besonderen Anordnung aufgestellte Vorrichtungen, und zwar in einer Draufsicht (mit „a" bezeichnet) und einer Seitenansicht (mit „b" bezeichnet). Die Pfei- Ie verdeutlichen wiederum die Luftströmung. In allen Figuren sind gleiche oder ähnliche Elemente mit denselben oder ähnlichen Bezugszeichen versehen und auf ihre Funktion und ihr Zusammenwirken wird nicht noch einmal näher eingegangen.In order to further reduce the space requirement in the Vertikalern during transport of the device 20 may be advantageously provided that in the bottom 24 of the container 21, a gooseneck tunnel (not shown) is arranged. The container 21 rests as a container with the gooseneck tunnel on the truck and is thus deeper. The hybrid heat exchanger 34 then stands in the middle on the gooseneck tunnel, which occupies about 3.15 m of the container length and about 1.05 m of the width and has a height of, for example, 17 cm. It may also be due to the cramped space through the Goosenecktunnel 2 wells (not shown) are arranged in front of and behind the hybrid heat exchanger 34, instead of a tub 36. The two wells are inserted in front of and behind the gooseneck tunnel in the cross sections and communicate via cross connections. The suffe pump 41 sits in one of the tubs or the cross connection between them. Both troughs and the central cooler support form a watertight unit made of folded thin (stainless steel) metal sheet, which is inserted into the container cross members (made of steel), and thus is no longer load-bearing and cheaper. Various aspects with regard to the system according to the invention of devices 20 according to the invention will now be explained with reference to FIGS. 5 to 10, wherein FIGS. 5 to 9 show purely schematically each device arranged in a special arrangement, in a plan view (with "a ") and a side view (labeled" b "). The pipes Ie again illustrate the air flow. In all figures, the same or similar elements are provided with the same or similar reference numerals and their function and their interaction will not be discussed again.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems 100 ist in Fig. 5a und Fig. 5b rein schematisch als eine Anordnung von drei Stapeln 101, 102, 103 aufgezeigt, wobei die Stapel 101 , 102, 103 jeweils drei Vorrichtungen 20 umfassen. Diese Stapel 101, 102, 103 sind hufeinsenförmig um eine Wand 104 angeordnet, die eine Durchtrittsöffnung 105 für die konditionierte Verbrennungsluft zu einer Gasturbine (nicht gezeigt) aufweist. Damit die Anströmstrecke zu der Durchtrittsöffnung 105 von allen Vorrichtungen 20 im Wesentlichen gleich ist, ist weiterhin ein Ansaugstutzen 106 für die Verbrennungsluft vorgesehen, dessen eine Öffnung 107 abgedichtet in der Durchtrittsöffnung 105 mündet und dessen andere Öffnung 108 sich etwa in der Mitte des von dem Hufeisen umschlossenen Raumes befindet, wie der eingezeichnete Kreis andeutet. Zusätzlich ist der Ansaugstutzen 106 auf Höhe der mittleren Ebene der Vorrichtungen 20 angeordnet, wie sich aus Fig. 5b ergibt. Der Raum zwischen den Vorrichtungen 20 ist nach oben hin von einem Blech oder dgl. (nicht gezeigt) und nach unten hin vom Boden 109 luftdicht begrenzt. Zu erkennen ist im Übrigen, dass die Vorrichtungen 20 mit ihren Vorräumen 29 übereinander liegend und gleichsinnig angeordnet sind. Mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen 20 weist dieses System 100 eine Stellfläche von ca. 250 m2 und eine seitliche perspektivische Ausdehungsfläche von ca. 116 m2 auf.A first preferred embodiment of the system 100 according to the invention is shown purely schematically in FIGS. 5 a and 5 b as an arrangement of three stacks 101, 102, 103, the stacks 101, 102, 103 each comprising three devices 20. These stacks 101, 102, 103 are arranged in a hoof-shaped manner around a wall 104 which has a passage passage 105 for the conditioned combustion air to a gas turbine (not shown). Thus, the flow path to the passage opening 105 of all devices 20 is substantially equal, an intake manifold 106 is further provided for the combustion air, one opening 107 sealed in the passage opening 105 opens and the other opening 108 is approximately in the middle of the horseshoe enclosed space, as the drawn circle indicates. In addition, the intake manifold 106 is disposed at the level of the middle plane of the devices 20, as is apparent from Fig. 5b. The space between the devices 20 is bounded upwardly by a metal sheet or the like (not shown) and downwardly from the bottom 109 airtight. It can be seen, moreover, that the devices 20 are arranged with their anterooms 29 one above the other and in the same direction. With the devices 20 according to the invention, this system 100 has a footprint of approximately 250 m 2 and a lateral perspective expansion surface of approximately 116 m 2 .
Die Luftdichtheit der Vorrichtungen 20 untereinander ist leicht herstellbar beispielsweise durch Zwischenlage eines Dichtstreifens (nicht gezeigt) beim Übereinanderstapeln. Ein solcher Dichtstreifen sorgt auch für die Luftdichtheit zum Boden 109 und der Wand 104 hin sowie zu dem Deckelblech. Die einzelnen Vorrichtungen 20 können untereinander und gegenüber der Umgebung mittels Spanngurten verzurrt sein. Individuell anzupassen ist in Abhängigkeit von der Aufstellungsanordnung lediglich der Luftkanal an der Rückseite der Vorrichtungen 20 bis zum Ansaugstutzen 106 der Gasturbine. Die Vorrichtungen 20 sind komplett vormontiert und können nach wenigen Handgriffen zur Verbindung untereinander in Betrieb genommen werden. Weder Leitern noch Bedienbühnen sind vor Ort nachzurüsten.The airtightness of the devices 20 with each other is easy to produce, for example, by the interposition of a sealing strip (not shown) when stacked. Such a sealing strip also ensures the airtightness to the bottom 109 and the wall 104 and towards the cover plate. The individual devices 20 can be lashed to one another and to the environment by means of tension straps. To be customized, depending on the installation arrangement, only the air duct at the back of the devices 20 to the intake manifold 106 of the gas turbine. The devices 20 are completely pre-assembled and can be put into operation for connection with each other after a few simple steps. Neither ladders nor operating platforms are to be retrofitted on site.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems 110 ist in Fig. 6a und Fig. 6b rein schematisch als eine erste schildförmige Anordnung von drei Stapeln 101, 102, 103 aufgezeigt, wobei die Stapel 101, 102, 103 wiederum jeweils drei Vorrichtungen 20 umfassen. In diesem Fall umschließt die Anordnung einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Raum, so dass der Ansaugstutzen 106 mit der Durchtrittsöffnung 105 der Wand 104 abschließen kann. Mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen 20 weist dieses System 1 10 eine Stellfläche von ca. 375 m2 und eine seitliche perspektivische Ausdehungsfläche von ca. 107 m2 auf. Eine dritte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems 120 ist in Fig. 7a und Fig. 7b rein schematisch als eine zweite schildförmige Anordnung von drei Stapeln 101, 102, 103 aufgezeigt, wobei die Stapel 101, 102, 103 wiederum jeweils drei Vorrichtungen 20 umfassen. In diesem Fall umschließt die Anordnung ebenfalls einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Raum, wobei der mittlere Stapel 103 allerdings nach innen versetzt angeordnet ist. Mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen 20 weist dieses System 120 daher eine Stellfläche von ca. 293 m2 und eine seitliche perspektivische Ausdehungsfläche von ca. 98 m2 auf. Eine vierte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems 130 ist in Fig. 8a und Fig. 8b rein schematisch als keilförmige Anordnung von zwei Stapeln 101 ', 103' aufgezeigt, wobei die Stapel 101 ', 103 ' jeweils vier Vorrichtungen 20 umfassen, um den fehlenden mittleren Stapel etwa zu kompensieren. In diesem Fall umschließt die Anordnung ebenfalls einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Raum. Mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen 20 weist dieses System 130 eine Stellfläche von ca. 214 m2 und eine seitliche perspektivische Ausdehungsfläche von ca. 82 m2 auf.A second preferred embodiment of the system 110 according to the invention is shown purely schematically in FIG. 6 a and FIG. 6 b as a first plate-shaped arrangement of three stacks 101, 102, 103, wherein the stacks 101, 102, 103 each again comprise three devices 20. In this case, the arrangement encloses a substantially semicircular space, so that the intake manifold 106 with the passage opening 105 of the wall 104 can complete. With the devices 20 according to the invention, this system 1 10 has a footprint of approximately 375 m 2 and a lateral perspective expanse area of approximately 107 m 2 . A third preferred embodiment of the system 120 according to the invention is shown purely schematically in FIGS. 7a and 7b as a second plate-shaped arrangement of three stacks 101, 102, 103, wherein the stacks 101, 102, 103 in turn each comprise three devices 20. In this case, the arrangement also encloses a substantially semicircular space, wherein the middle stack 103, however, is arranged offset inwards. With the devices 20 according to the invention, this system 120 therefore has a footprint of approximately 293 m 2 and a lateral perspective expanse area of approximately 98 m 2 . A fourth preferred embodiment of the system 130 according to the invention is shown purely schematically in FIGS. 8a and 8b as a wedge-shaped arrangement of two stacks 101 ', 103', wherein the stacks 101 ', 103' each comprise four devices 20 to accommodate the missing middle one Stack about to compensate. In this case, the arrangement also encloses a substantially semicircular space. With the devices 20 according to the invention, this system 130 has a footprint of approximately 214 m 2 and a lateral perspective expansion surface of approximately 82 m 2 .
Schließlich ist eine fünfte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems 140 in Fig. 9a und Fig. 9b rein schematisch als trichterförmige Anordnung mit einem Stapel 102" aufgezeigt, wobei der Stapel 102" acht Vorrichtungen 20 umfasst, um die fehlenden seitlichen Stapel fast zu kompensieren. Zusätzlich sind vier Trichterflächen 141, 142 vorgesehen, die aus einem dünnen Blech mit Versteifungsrippen gebildet sind und sich abdichtend von der vorderen Öffnung 108 des Ansaugstutzens 106 zu den Seitenflächen des Stapels 102" erstrecken, wobei aber die Vorräume 29 nicht mit von dem sich ausbildenden Trichter 143 eingeschlossen werden. In diesem Fall umschließt die Anordnung ebenfalls einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Raum. Mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen 20 weist dieses System 140 eine Stellfläche von ca. 96 m2 und eine seitliche perspektivische Ausdehungsfläche von ca. 164 m2 auf.Finally, a fifth preferred embodiment of the inventive system 140 in Figures 9a and 9b is shown purely schematically as a funnel-shaped arrangement with a stack 102 ", the stack 102" comprising eight devices 20 to almost compensate for the missing side stacks. In addition, four funnel surfaces 141, 142 are provided which are formed of a thin sheet of stiffening ribs and sealingly extend from the front opening 108 of the suction nozzle 106 to the side surfaces of the stack 102 ", but the antechambers 29 do not interfere with the forming funnel In this case, the arrangement also encloses a substantially semicircular space With the devices 20 according to the invention, this system 140 has a footprint of approximately 96 m 2 and a lateral perspective extension area of approximately 164 m 2 .
Bei etwa gleichen Strömungsverhältnissen können mit diesen unterschiedlichen Systemen 100, 110, 120, 130, 140 somit Anlagen zur Verbrennungsluftkonditionierung bereitgestellt werden, die an unterschiedliche Platzverhältnisse am Aufstellungsort besonders angepasst sind. Hierbei sind natürlich noch zahlreiche weitere Varianten möglich.At about the same flow conditions can thus be provided with these different systems 100, 110, 120, 130, 140 facilities for combustion air conditioning, which are particularly adapted to different space conditions at the site. Of course, many other variants are possible.
In einer alternativen Ausgestaltung könnte bei der Vorrichtung 20 anstelle einer der Filterreihen 31 , 32, 33, bevorzugt anstelle der dritten Filterreihe 33, eine Ventilatorenwand aus vielen kleineren einzelnen Ventilatoren (nicht gezeigt) vorgesehen werden, die dann beispielsweise in den Filterelementaufnahmen 39 angeordnet sind. Durch die Ventilatoren kann die Verbrennungsluft zusätzlich komprimiert werden, so dass auch eine Druckerhöhung stattfindet. Bei dieser Ausgestaltung könnte auch grundsätzlich auf Filterreihen 31, 32, 33 verzichtet werden, wobei man bevorzugt zumindest die erste Filterreihe 31 als Vorfilter beibehalten wird. Die so entstehende Vorrichtung kann auch anstatt als Verbrennungsluftkonditionierer gezielt als Kon- ditionierer für das Wärmeträgermedium des Hybridwärmeübertragers 34 eingesetzt werden. Eine oder bevorzugt mehrere solcher Vorrichtungen mit solchen Ventilatoren im Stapel zu ei- nem System angeordnet ähnlich wie in den Abbildungen 5 bis 9 dargestellt würden somit eine sehr wirkungsvolle Kühlanlage bzw. einen Kühlturm für das Wärmeträgermedium bilden können.In an alternative embodiment, instead of one of the rows of filters 31, 32, 33, preferably instead of the third row of filters 33, a fan wall of many smaller individual fans (not shown) could be provided in the device 20, which are then arranged, for example, in the filter element receptacles 39. By the fans, the combustion air can be additionally compressed, so that there is an increase in pressure. In this embodiment, it would also be possible to dispense with filter rows 31, 32, 33 in principle, with preference being given to maintaining at least the first filter row 31 as a prefilter. Instead of being used as a combustion air conditioner, the resulting device can also be used specifically as a conditioner for the heat transfer medium of the hybrid heat exchanger 34. One or preferably several such devices with such fans in the stack to one another. arranged system similar to that shown in Figures 5 to 9 would thus be able to form a very effective cooling system or a cooling tower for the heat transfer medium.
Die Systeme 100, 1 10, 120, 130, 140 können weiterhin vorteilhaft mit Luftleiteinrichtungen 150, 151 versehen werden, die wie in Fig. 10 rein schematisch dargestellt ist. Zu erkennen ist, dass die Vorrichtungen 20 in Luftströmungsrichtung nachgelagerte Luftleiteinrichtungen 150, 151 aufweisen. Diese Luftleiteinrichtungen 150, 151 sind ebenfalls als 40'-Container ausgebildet und weisen eine rahmenartige Struktur mit umlaufenden Flanschen 152 auf, wobei nur dort Wände 153 vorgesehen sind, wo keine Luft ein- oder austreten soll. Über die fehlenden Wände sind Öffnungen 154 gebildet, über die die Luftleiteinrichtungen 150, 151 untereinander in Verbindung stehen. Bei den abschließenden Luftleiteinrichtungen 151 sind ein oder mehrere Luftaustrittsöffnungen 155 vorgesehen, durch die die Luft (angedeutet durch die Pfeile) einer Gasturbine (nicht gezeigt) zugeführt wird. Zusätzlich können im Inneren der Luftleiteinrichtungen 150, 151 Mittel (nicht gezeigt) zur Glättung der Luftströmung vorgesehen sein, damit sich beispielsweise in Eckbereichen keine Luftstauung ergeben kann. Diese Mittel können beispielsweise durch gebogene Bleche realisiert werden. Die Luftleiteinrichtungen 150, 151 sind aufgrund ihres Containerbehälters ebenfalls selbsttragend und stapelbar ausgebildet. Durch die umlaufenden Flansche 152, die im übrigen auch an den Vorrichtungen 20 vorgesehen sein können, sind die Luftleiteinrichtungen 150, 151 besonders einfach untereinander, mit den Vorrichtungen 20 und mit weiteren Einrichtungen, wie Kanälen und Wetterhutzen, koppelbar, wobei wiederum Abdichtungsmittel zwischengeordnet werden können. Zusätzlich können in einer oder mehreren Luftleiteinrichtungen 150, 151 Schalldämpfer in der Luftführung vorgesehen sein, wobei diese Schalldämpfer vorteilhaft auch direkt in oder an der Vorrichtung 20 vorgesehen werden können.The systems 100, 110, 120, 130, 140 can furthermore advantageously be provided with air guiding devices 150, 151, which is shown purely schematically as in FIG. It can be seen that the devices 20 have downstream air guiding devices 150, 151 in the direction of air flow. These louvers 150, 151 are also formed as a 40 'container and have a frame-like structure with circumferential flanges 152, only walls 153 are provided where no air should enter or exit. Via the missing walls, openings 154 are formed, via which the louvers 150, 151 communicate with one another. In the final louvers 151 one or more air outlet openings 155 are provided, through which the air (indicated by the arrows) of a gas turbine (not shown) is supplied. In addition, means (not shown) for smoothing the air flow may be provided in the interior of the louvers 150, 151, so that, for example, no cornering can result in air stagnation. These means can be realized for example by curved sheets. The spoilers 150, 151 are also designed to be self-supporting and stackable due to their container container. Due to the circumferential flanges 152, which may also be provided on the devices 20, the louvers 150, 151 are particularly easy to each other, with the devices 20 and with other facilities, such as channels and Wetterhutzen coupled, in turn, sealing means can be interposed , In addition, silencers may be provided in the air duct in one or more air guiding devices 150, 151, wherein these silencers may advantageously also be provided directly in or on the device 20.
In den Fig. I Ia bis 11g, 12a bis 12e, 13a bis 13d und 14a bis 14d sind vier verschiedene bevorzugte Ausgestaltungen von Luftkonditioniereinrichtungen 200, 220, 240, 260 rein schematisch in verschiedenen Betriebsmodi dargestellt, die alle vorteilhaft in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 20 eingesetzt werden können. In diesen Figuren werden jeweils die selben Elemente mit den selben Bezugszeichen bezeichnet und es wird deren Funktion nachfolgend einheitlich erläutert.In FIGS. 11a to 11g, 12a to 12e, 13a to 13d and 14a to 14d, four different preferred embodiments of air conditioning devices 200, 220, 240, 260 are shown purely schematically in different operating modes, all of which are advantageously used in the device 20 according to the invention can be. In these figures, the same elements are denoted by the same reference numerals and their function is explained below uniformly.
Die Luftkonditioniereinrichtung 200, 200' gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 1 Ia bis 1 Ie weist einen Hybridkühler 201 und einen Wärmeübertrager 202 auf, wobei durch den Hybridkühler 201 ein Luftstrom 203 geleitet wird, der konditioniert werden soll. Dazu ist der Wärmeübertrager 202 mit einem Primärmedienkreislauf 204 verbunden und der Sekundärmedienkreislauf 205 zirkuliert zwischen Hybridkühler 201 und Wärmeübertrager 202. Schließlich ist noch ein Benetzungsmittelkreislauf 206 beim Hybridkühler 201 vorgesehen, wobei der Sekundärmedienkreislauf 205 über die Pumpe 207 und der Benetzungsmedienkreis- lauf 206 über die Pumpe 208 betreibbar sind. Der Luftstrom 203 kann somit sowohl über denThe air conditioning device 200, 200 'according to the first preferred embodiment of FIG. 1 Ia to 1 Ie has a hybrid cooler 201 and a heat exchanger 202, wherein through the hybrid cooler 201, an air flow 203 is passed, which is to be conditioned. For this purpose, the heat exchanger 202 is connected to a primary fluid circuit 204 and the secondary fluid circuit 205 circulates between hybrid radiator 201 and heat exchanger 202. Finally, a wetting agent circuit 206 is provided in the hybrid radiator 201, wherein the secondary fluid circuit 205 via the pump 207 and the wetting medium circuit. run 206 via the pump 208 are operable. The air flow 203 can thus both over the
Sekundärmedienkreislauf 205 einer Trockenkühlung/Trockenvorwärmung als auch über den Benetzungsmedienkreislauf 206 einer Nasskühlung unterzogen werden.Secondary fluid circuit 205 a dry cooling / dry preheating and be subjected to wet cooling via the wetting medium circuit 206.
In dem ersten Betriebsmodus nach Fig. I Ia wird die Luftkonditioniereinrichtung 200 im hybriden Kühlbetrieb (kombinierte Nass- und Trockenkühlung) im Gegenstrom zwischen Sekundärmedienkreislauf 205 und Luftströmung 203 gefahren.In the first operating mode according to FIG. 11a, the air conditioning device 200 is driven in a hybrid cooling mode (combined wet and dry cooling) in countercurrent flow between secondary medium circuit 205 and air flow 203.
In dem zweiten Betriebsmodus nach Fig. I Ib wird die Luftkonditioniereinrichtung 200 im hybriden Kühlbetrieb (kombinierte Nass- und Trockenkühlung) im Gleichstrom zwischen Sekundärmedienkreislauf 205 und Luftströmung 203 gefahren. Hierzu ist die Pumpe 207 des Sekundärmittelkreislaufs 205 in Bezug auf den Hybridkühler 201 gegenläufig angeordnet. In dem dritte Betriebsmodus nach Fig. 11c wird die Luftkonditioniereinrichtung 200 im trockenen Kühlbetrieb (ausschließlich Trockenkühlung ohne Nasskühlung) im Gegenstrom zwischen Sekundärmedienkreislauf 205 und Luftströmung 203 gefahren. Dazu ist die Pumpe 208 des Benetzungsmedienkreislaufs 206 außer Betrieb.In the second operating mode according to FIG. 1 lb, the air conditioning device 200 is driven in the cocurrent between secondary medium circuit 205 and air flow 203 in hybrid cooling mode (combined wet and dry cooling). For this purpose, the pump 207 of the secondary fluid circuit 205 with respect to the hybrid cooler 201 is arranged in opposite directions. In the third operating mode according to FIG. 11 c, the air conditioning device 200 is driven in dry cooling mode (excluding dry cooling without wet cooling) in countercurrent between secondary medium circuit 205 and air flow 203. For this purpose, the pump 208 of the wetting medium circuit 206 is out of operation.
In dem vierten Betriebsmodus nach Fig. Hd wird die Luftkonditioniereinrichtung 200 im Be- netzungsbetrieb (ausschließliche Nasskühlung) gefahren. Dazu ist die Pumpe 207 des Sekun- därmedienkreislaufs außer Betrieb und auch der Primärkreislauf des Wärmeübertragers 202 ist nicht in Betrieb.In the fourth operating mode according to FIG. Hd, the air conditioning device 200 is driven in the wetting mode (exclusive wet cooling). For this purpose, the pump 207 of the secondary medium cycle is out of operation and also the primary circuit of the heat exchanger 202 is not in operation.
In dem fünften Betriebsmodus nach Fig. He wird die Luftkonditioniereinrichtung 200' wie im zweiten Betriebsmodus nach Fig. I Ib im hybriden Kühlbetrieb im Gleichstrom zwischen Sekundärmedienkreislauf 205 und Luftströmung 203 gefahren. Zusätzlich ist ein unabhängiger Rekuperationskreislauf 209 vorgesehen, der mittels der Pumpe 210 betrieben wird. Dadurch wird die Leistung weiter erhöht. Hier sind also die Rohrreihen des Rekeperationsmedienkreis- laufs 209 getrennt von den übrigen Rohrreihen des Hybridkühlers 201 ausgeführt. In dem sechsten Betriebsmodus nach Fig. Hf wird die Luftkonditioniereinrichtung 200" wie im zweiten Betriebsmodus nach Fig. I Ib im hybriden Kühlbetrieb im Gleichstrom zwischen Sekundärmedienkreislauf 205 und Luftströmung 203 gefahren. Zusätzlich ist vorgesehen, dass das Benetzungsmittel aus dem Benetzungsmittelkreislauf 206 bevor es zur Benetzung verwendet wird über die Rohrreihen 21 1 geführt wird, die getrennt sind von den übrigen Rohrreihen des Sekundärmedienkreislaufs 205.In the fifth operating mode according to FIG. He, the air conditioning device 200 'is moved in the DC mode between secondary medium circuit 205 and air flow 203 in the hybrid cooling mode, as in the second operating mode according to FIG. In addition, an independent Rekuperationskreislauf 209 is provided, which is operated by means of the pump 210. This will further increase performance. Here, therefore, the rows of tubes of the Rekeperationsmedienkreis- run 209 are performed separately from the remaining rows of tubes of the hybrid cooler 201. In the sixth operating mode according to Fig. Hf, the air conditioning device 200 "is moved in the double cooling mode between secondary medium circuit 205 and air flow 203 as in the second operating mode according to Fig. Ib In addition, it is provided that the wetting agent from the wetting agent circuit 206 before wetting is used over the rows of tubes 21 1 is performed, which are separated from the remaining rows of tubes of the secondary fluid circuit 205th
In dem siebenten Betriebsmodus nach Fig. 1 1g wird die Luftkonditioniereinrichtung 200' " wie im zweiten Betriebsmodus nach Fig. I Ib im hybriden Kühlbetrieb im Gleichstrom zwischen Sekundärmedienkreislauf 205 und Luftströmung 203 gefahren. Zusätzlich ist vorgesehen, dass das Benetzungsmittel aus dem Benetzungsmittelkreislauf 206 bevor es zur Benetzung verwendet wird durch einen weiteren Wärmeübertrager 212 geführt wird und dort seine Wärme an das Sekundärmedium des Sekundärmedienkreislaufs 205 im Gegenstrom abgibt. Die Luftkonditioniereinrichtung 220, 220' gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 12a bis 12e weist zusätzlich ein Dreiwegeventil 221 auf, das im Sekundärmedien- kreislauf 205 einen Bypass für eine Bypassströmung 222 bereitstellt.In the seventh mode of operation of Fig. 11g, as in the second mode of operation of Fig. 1b, the air conditioning device 200 'is driven in cocurrent cooling mode between secondary fluid circuit 205 and air flow 203. In addition, it is contemplated that the wetting agent may be expelled from the wetting agent circuit 206 before used for wetting is passed through a further heat exchanger 212 and there releases its heat to the secondary medium of the secondary medium circuit 205 in countercurrent. The air conditioning device 220, 220 'according to the second preferred embodiment according to FIGS. 12 a to 12 e additionally has a three-way valve 221 which provides a bypass flow 222 in the secondary media circuit 205.
In dem ersten Betriebsmodus nach Fig. 12a wird die Luftkonditioniereinrichtung 220 im hybriden Kühlbetrieb im Gegenstrom zwischen Sekundärmedienkreislauf 205 und Luftströmung 203 gefahren. Zusätzlich wird ausgekühltes Sekundärmedium 222 dem Hybridkühler 201 über den Bypass zur inneren Rekuperation zugeführt.In the first operating mode according to FIG. 12 a, the air conditioning device 220 is driven in countercurrent between secondary medium circuit 205 and air flow 203 in the hybrid cooling mode. In addition, cooled secondary medium 222 is fed to the hybrid cooler 201 via the internal recuperation bypass.
In dem zweiten Betriebsmodus nach Fig. 12b wird die Luftkonditioniereinrichtung 220 im hybriden Kühlbetrieb im Gleichstrom zwischen Sekundärmedienkreislauf 205 und Luftströmung 203 gefahren. Zusätzlich wird ausgekühltes Sekundärmedium 222 dem Hybridkühler 201 über den Bypass zur inneren Rekuperation zugeführt.In the second operating mode according to FIG. 12 b, the air conditioning device 220 is driven in the hybrid cooling mode in the DC flow between the secondary medium circuit 205 and the air flow 203. In addition, cooled secondary medium 222 is fed to the hybrid cooler 201 via the internal recuperation bypass.
In dem dritten Betriebsmodus nach Fig. 12c wird die Luftkonditioniereinrichtung 220 im Be- netzungsbetrieb gefahren. Zusätzlich wird Sekundärmedium 222 in dem Hybridkühler 201 über den Bypass im Gegenstrom zur Luftströmung 203 zur inneren Rekuperation zirkuliert. Bei Fig. 12c und auch im Folgenden sind Leitungen ohne Strömung in dem jeweiligen Betriebsmodus strichliert dargestellt.In the third operating mode according to FIG. 12c, the air conditioning device 220 is driven in the wetting mode. In addition, secondary medium 222 is circulated in the hybrid cooler 201 via the bypass in countercurrent to the air flow 203 for internal recuperation. In Fig. 12c and also below lines without flow in the respective operating mode are shown in dashed lines.
In dem vierten Betriebsmodus nach Fig. 12d wird die Luftkonditioniereinrichtung 220 im Be- netzungsbetrieb gefahren. Zusätzlich wird Sekundärmedium 222 in dem Hybridkühler 201 über den Bypass im Gleichstrom zur Luftströmung 203 zur inneren Rekuperation zirkuliert. In dem fünften Betriebsmodus nach Fig. 12e wird die Luftkonditioniereinrichtung 220' wie im zweiten Betriebsmodus nach Fig. 12b im hybriden Kühlbetrieb im Gleichstrom zwischen Sekundärmedienkreislauf 205 und Luftströmung 203 gefahren. Zusätzlich wird ausgekühltes Sekundärmedium 222 dem Hybridkühler 201 über den Bypass zur inneren Rekuperation zugeführt, wobei das ausgekühlte Sekundärmedium über zwei Rohrreihen 223 in der Luftkonditioniereinrichtung separat geführt wird und dann mit dem eigentlichen Sekundärmedienkreislauf 205 vermischt wird. Dadurch wird die Leistung zusätzlich erhöht. Hier sind also die Rohrreihen 223 des Rekuperationsmedienkreislaufs nicht getrennt von den anderen Rohrreihen des Hybridkühlers 201 ausgeführt.In the fourth operating mode according to FIG. 12d, the air conditioning device 220 is driven in the wetting mode. In addition, secondary medium 222 is circulated in the hybrid cooler 201 via the bypass in direct current to the air flow 203 for internal recuperation. In the fifth operating mode according to FIG. 12e, the air conditioning device 220 'is moved in the DC mode between secondary medium circuit 205 and air flow 203 in the hybrid cooling mode, as in the second operating mode according to FIG. 12b. In addition, cooled secondary medium 222 is fed to the hybrid cooler 201 via the bypass for internal recuperation, wherein the cooled secondary medium via two rows of tubes 223 is performed separately in the air conditioning and then mixed with the actual secondary fluid circuit 205. This additionally increases the performance. Here, therefore, the rows of tubes 223 of the Rekuperationsmedienkreislaufs are not carried out separately from the other rows of tubes of the hybrid cooler 201.
Die Luftkonditioniereinrichtung 240 gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 13a bis 13d weist zusätzlich ein weiteres Dreiwegeventil 241 auf, das im Sekundärmedienkreislauf 205 einen weiteren Bypass bereitstellt. Zusätzlich ist die Pumpe 207 des Sekun- därmedienkreislaufs zwischen Wärmeübertrager 202 und Dreiwegeventil 221 angeordnet. In dem ersten Betriebsmodus nach Fig. 13a wird die Luftkonditioniereinrichtung 240 im trockenen Kühlbetrieb im Gegenstrom zwischen Sekundärmedienkreislauf 205 und Luftströmung 203 gefahren. Dazu sind die beiden Dreiwegeventile 221 , 241 auf Durchfluss geschaltet. In dem zweiten Betriebsmodus nach Fig. 13b wird die Luftkonditioniereinrichtung 240 im hybriden Kühlbetrieb im Gleichstrom zwischen Sekundärmedienkreislauf 205 und Luftströmung 203 gefahren. Dazu wirken die beiden Dreiwegeventile 221, 241 als Umschalter für den Se- kundärmedienkreislauf.The air conditioning device 240 according to the third preferred embodiment of FIGS. 13a to 13d additionally has a further three-way valve 241, which provides a further bypass in the secondary medium circuit 205. In addition, the pump 207 of the secondary medium cycle is arranged between the heat exchanger 202 and the three-way valve 221. In the first operating mode according to FIG. 13 a, the air conditioning device 240 is driven in countercurrent between secondary medium circuit 205 and air flow 203 in the dry cooling mode. For this purpose, the two three-way valves 221, 241 are switched to flow. In the second operating mode according to FIG. 13b, the air conditioning device 240 is in the co-cooling mode between secondary medium circuit 205 and air flow in the hybrid cooling mode 203 driven. For this purpose, the two three-way valves 221, 241 act as a changeover switch for the secondary fluid circuit.
In dem dritten Betriebsmodus nach Fig. 13c wird die Luftkonditioniereinrichtung 240 im Be- netzungsbetrieb gefahren. Zusätzlich wird Sekundärmedium 205 im Gegenstrom zur Luftströmung 203 in dem Hybridkühler 201 über den Wärmeübertrager 202 zur inneren Rekuperation zirkuliert, wobei der Primärmedienkreislauf des Wärmeübertragers 202 außer Betrieb ist. In dem vierten Betriebsmodus nach Fig. 13d wird die Luftkonditioniereinrichtung 240 im Be- netzungsbetrieb gefahren. Zusätzlich wird Sekundärmedium mittels der als Umschalter wirkenden Dreiwegeventile 221, 241 im Gleichstrom zur Luftströmung 203 in dem Hybridkühler 201 über den Wärmeübertrager 202 zur inneren Rekuperation zirkuliert, wobei der Primärmedienkreislauf außer Betrieb ist.In the third operating mode according to FIG. 13c, the air conditioning device 240 is driven in the wetting mode. In addition, secondary medium 205 is circulated in countercurrent to the air flow 203 in the hybrid cooler 201 via the heat exchanger 202 for internal recuperation, wherein the primary fluid circuit of the heat exchanger 202 is out of operation. In the fourth operating mode according to FIG. 13d, the air conditioning device 240 is driven in the wetting mode. In addition, secondary medium is circulated by means of acting as a switch three-way valves 221, 241 in direct current to the air flow 203 in the hybrid cooler 201 via the heat exchanger 202 for internal recuperation, wherein the primary fluid circuit is out of operation.
Die Luftkonditioniereinrichtung 260 gemäß der vierten bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 14a bis 14d weist zusätzlich ein drittes Dreiwegeventil 261 auf, das im Sekundärmedien- kreislauf 205 einen weiteren Bypass bereitstellt. Die Pumpe 207 des Sekundärmedienkreislaufs zwischen Wärmeübertrager 202 und Dreiwegeventil 221 angeordnet und der über das dritte Dreiwegeventil 261 bereitgestellte Bypass weist einen Anschluss zwischen Pumpe 207 und Wärmeübertrager 202 auf.The air conditioning device 260 according to the fourth preferred embodiment according to FIGS. 14a to 14d additionally has a third three-way valve 261 which provides a further bypass in the secondary media circuit 205. The pump 207 of the secondary fluid circuit is disposed between the heat exchanger 202 and the three-way valve 221, and the bypass provided via the third three-way valve 261 has a connection between the pump 207 and the heat exchanger 202.
In dem ersten Betriebsmodus nach Fig. 14a wird die Luftkonditioniereinrichtung 260 im hybriden Kühlbetrieb im Gegenstrom zwischen Sekundärmedienkreislauf 205 und Luftströmung 203 gefahren. Dazu sind die beiden Dreiwegeventile 221 , 241 auf Durchfluss geschaltet. Zusätzlich wird Sekundärmedium 262 in dem Hybridkühler 201 über den bereitgestellten Bypass zur inneren Rekuperation zirkuliert.In the first operating mode according to FIG. 14 a, the air conditioning device 260 is driven in countercurrent between secondary medium circuit 205 and air flow 203 in the hybrid cooling mode. For this purpose, the two three-way valves 221, 241 are switched to flow. Additionally, secondary media 262 is circulated in the hybrid cooler 201 via the bypass provided for internal recuperation.
In dem zweiten Betriebsmodus nach Fig. 14b wird die Luftkonditioniereinrichtung 260 im hybriden Kühlbetrieb mittels der als Umschalter wirkenden Dreiwegeventile 221, 241 im Gleichstrom zwischen Sekundärmedienkreislauf 205 und Luftströmung 203 gefahren. Zusätzlich wird Sekundärmedium 262 in dem Hybridkühler 201 über den mittels des dritten Dreiwegeventils 261 bereitgestellten Bypass zur inneren Rekuperation zirkuliert.In the second operating mode according to FIG. 14b, the air conditioning device 260 is driven in the hybrid cooling mode by means of the three-way valves 221, 241 acting as a changeover switch in the DC flow between the secondary medium circuit 205 and the air flow 203. Additionally, secondary medium 262 in the hybrid cooler 201 is circulated through the internal recuperation bypass provided by the third three-way valve 261.
In dem dritten Betriebsmodus nach Fig. 14c wird die Luftkonditioniereinrichtung 260 im Be- netzungsbetrieb gefahren. Zusätzlich wird Sekundärmedium 262 im Gegenstrom zur Luftströmung 203 in dem Hybridkühler 201 über den mittels des dritten Dreiwegeventils 261 bereitgestellten Bypass zur inneren Rekuperation zirkuliert.In the third operating mode according to FIG. 14 c, the air conditioning device 260 is driven in the wetting mode. In addition, secondary medium 262 is circulated countercurrently to the air flow 203 in the hybrid radiator 201 via the internal recuperation bypass provided by the third three-way valve 261.
In dem vierten Betriebsmodus nach Fig. 14d wird die Luftkonditioniereinrichtung 260 im Be- netzungsbetrieb gefahren. Zusätzlich wird Sekundärmedium 262 mittels der als Umschalter wirkenden Dreiwegeventile 221, 241 im Gleichstrom zur Luftströmung 203 in dem Hybridkühler 201 über den mittels des dritten Dreiwegeventils 261 bereitgestellten Bypass zur inneren Rekuperation zirkuliert. Anhand der Fig. 15 und Fig. 16 sollen die thermischen Auswirkungen bei den unterschiedlichen Betriebsmodi hinsichtlich der Anwendung von Gleich- und Gegenstrom verdeutlicht werden.In the fourth operating mode according to FIG. 14d, the air conditioning device 260 is driven in the wetting mode. In addition, secondary medium 262 is circulated by means of acting as a changeover three-way valves 221, 241 in direct current to the air flow 203 in the hybrid cooler 201 via the means of the third three-way valve 261 provided bypass for internal recuperation. The thermal effects in the different operating modes with regard to the application of direct and countercurrent flow will be clarified with reference to FIGS. 15 and 16.
In Fig. 15 ist der Temperaturverlauf dargestellt, wenn die Luftkonditioniereinrichtung 220 entsprechend Fig. 12d im Gleichstrom betrieben wird. Die Luft des in den Hybridkühler 201 eintretenden Luftstromes 203 weist eine Temperatur von ca. 33,3 0C auf. Das aus dem Hybridkühler 201 austretende Sekundärmedium weist eine Temperatur von ca. 18,4 °C auf. Wenn dieses Sekundärmedium (bspw. Kühlwasser) mittels des Dreiwegeventils 221 wieder dem Hybridkühler 201 zugeführt wird, dann liegt eingangsseitig am Hybridkühler 201 ebenfalls Sekundärmedium mit ca. 18,4 0C an (vgl. untere strichlierte gerade Kurve in Fig. 15). Das im Hybridkühler 201 strömende Sekundärmedium wärmt sich anfangs unter dem Einfluss des gleichströmenden Luftstroms 203 leicht auf, um dann unter dem Einfluss der durch adiabatische Abkühlung mittels der Benetzung 206 wiederum abzukühlen auf 18,4 0C (obere strichlierte gebogene Kurve in Fig. 15). Dadurch kann die Temperatur des Luftstroms von 33,3 0C auf ca. 17,2 0C abgekühlt werden (durchgezogene Linie in Fig. 15). Wenn dagegen keine innere Rekuperation vorgenommen wird, also ein Verfahren nach Fig. 1 Id eingesetzt wird, kann die Temperatur des Luftstroms 203 über die adiabatische Abkühlung im Benetzungsbetrieb nur auf ca. 18,9 0C abgekühlt werden. Mittels der inneren Rekuperation kann bspw. einer Gasturbine eine ca. 1,7 0K kühlere Luft zugeführt werden. Diese Luft ist zwar nahezu gesättigt, jedoch spielt dies bspw. für Gasturbinen keine Rolle.FIG. 15 shows the temperature profile when the air conditioning device 220 is operated in direct current according to FIG. 12d. The air of the entering into the hybrid cooler 201 air flow 203 has a temperature of about 33.3 0 C. The secondary medium emerging from the hybrid cooler 201 has a temperature of about 18.4 ° C. When this secondary medium (eg. Cooling water) is fed by means of the three-way valve 221 back to the hybrid radiator 201, then is also input side of the hybrid radiator 201 secondary medium with about 18.4 0 C (cf., lower straight dashed curve in FIG. 15). The refrigerant flowing in the hybrid radiator 201 secondary medium heated initially under the influence of the same air flowing current 203 easily, and then in turn to cool under the influence by adiabatic cooling by means of wetting 206 18.4 0 C (upper dashed arcuate curve in Fig. 15) , Thereby, the temperature of the air flow of 33.3 0 C to about 17.2 0 C are cooled (solid line in Fig. 15). In contrast, when no internal recuperation is made to a process according to FIG. 1 Id is used, the temperature of the air stream 203 can be cooled by the adiabatic cooling in the wetting operation, only to about 18.9 0 C. By means of the internal recuperation, for example, a gas turbine can be supplied with an approximately 1.7 0 K cooler air. Although this air is almost saturated, however, this plays no role, for example, for gas turbines.
In Fig. 16 ist der Temperaturverlauf dargestellt, wenn die Luftkonditioniereinrichtung 220 entsprechend Fig. 12c im Gegenstrom betrieben wird. Die Luft des in den Hybridkühler 201 eintretenden Luftstromes 203 weist wiederum eine Temperatur von ca. 33,3 0C auf. Das aus dem Hybridkühler 201 austretende Sekundärmedium weist eine Temperatur von ca. 20,6 0C auf. Wenn dieses Sekundärmedium (bspw. Kühlwasser) mittels des Dreiwegeventils 221 wieder dem Hybridkühler 201 zugeführt wird, dann liegt am eingangsseitig am Hybridkühler ebenfalls Sekundärmedium mit ca. 20,6 0C an (vgl. obere strichlierte gerade Kurve in Fig. 16). Das im Hybridkühler 201 strömende Sekundärmedium kühlt sich anfangs unter dem Einfluss des gegenströmenden Luftstroms 203 leicht ab, um sich dann unter dem Einfluss des einströmenden warmen Luftstroms 203 wieder aufzuwärmen auf ca. 20,6 0C (untere strichlierte gebogene Kurve in Fig. 16). Dadurch kann die Temperatur des Luftstroms von 33,3 0C auf ca. 19,4 0C abgekühlt werden (durchgezogene Linie in Fig. 16). Wenn dagegen keine innere Rekuperation vorgenommen wird, also ein Verfahren nach Fig. 1 Id eingesetzt wird, kann die Temperatur des Luftstroms 203 über die adiabatische Abkühlung im Benetzungsbetrieb auf ca. 18,9 0C abgekühlt werden. Mittels der inneren Rekuperation ist die Temperatur des Luftstroms 203 um ca. 0,5 0K wärmer, aber dadurch auch trockner. Diese Luft 203 kann vorteilhaft für Klimatisierung und dgl. eingesetzt werden, wenn hohe Luftfeuchten und damit mögliche Schwadenbildung unerwünscht sind.FIG. 16 shows the temperature profile when the air conditioning device 220 is operated countercurrently, as shown in FIG. 12c. The air of the entering into the hybrid cooler 201 air flow 203 in turn has a temperature of about 33.3 0 C. The light emerging from the hybrid radiator 201 secondary medium has a temperature of about 20.6 0 C. When this secondary medium (eg. Cooling water) is fed by means of the three-way valve 221 back to the hybrid radiator 201, then is situated at the input side of the hybrid radiator also secondary medium with about 20.6 0 C (cf., upper straight dashed curve in FIG. 16). The refrigerant flowing in the hybrid radiator 201 secondary medium is cooled initially under the influence of counter-current air stream 203 slightly, to then warm up again under the influence of the incoming hot air stream 203 to approximately 20.6 0 C (lower dashed arcuate curve in Fig. 16) , Thereby, the temperature of the air flow of 33.3 0 C to about 19.4 0 C are cooled (solid line in Fig. 16). In contrast, when no internal recuperation is made to a process according to FIG. 1 Id is used, the temperature of the air stream 203 can be cooled by the adiabatic cooling in the wetting operation to about 18.9 0 C. By means of the internal recuperation the temperature of the air flow 203 is warmer by about 0.5 0 K, but also dryer. This air 203 may be advantageous for air conditioning and the like. Be used when high humidity and thus possible steam formation are undesirable.
Als Medium aller Kreisläufe 204, 205, 206, 209 kommt bevorzugt Wasser zum Einsatz, dass ggf. mit Hilfsmitteln, wie Frostschutzmittel, Antikorrosionsmittel und dgl. versehen ist. Es ist ersichtlich, dass die erfindungsgemäße Luftkonditioniereinrichtung 200, 220, 240, 260 in vielfältigster Art und Weise betreibbar ist, wodurch sie optimal an gegebene Anforderungen anpassbar ist.As the medium of all circuits 204, 205, 206, 209, preference is given to using water that is optionally provided with auxiliary agents, such as antifreeze, anticorrosion agents and the like. It can be seen that the air conditioning device 200, 220, 240, 260 according to the invention can be operated in a wide variety of ways, whereby it is optimally adaptable to given requirements.
Auch soll nicht unerwähnt bleiben, dass der Transport des Sekundärmediums 222; 262 auch mittels anderer bereits bekannter Mittel, zum Beispiel mit insbesondere geregelten Strahlpumpen oder gesonderten insbesondere geregelten Beimischpumpen erfolgen kann (beide nicht gesondert dargestellt). Auch können anstelle von Hybridkühlern zum Beispiel auch anderweitig benetzte Wärmeübertrager, auch Rippenrohrwärmeüb ertrager genutzt werden, vor, in oder nach denen beispielsweise mit Düsen oder perforierten/porösen Schläuchen oder Flächen Benet- zungsmedium ausgebracht wird.Also, it should not go unmentioned that the transport of the secondary medium 222; 262 can also take place by means of other means already known, for example, in particular with regulated jet pumps or separate, in particular, regulated mixing pumps (both not shown separately). Also, instead of hybrid coolers, for example, otherwise wetted heat exchanger, and finned tube heat exchangers can be used before, in or after which, for example, with nozzles or perforated / porous hoses or surfaces wetting medium is applied.
Aus den voranstehenden Ausführungen ist deutlich geworden, dass mit der vorliegenden Erfindung Vorrichtungen 20 zur großtechnischen Medienkonditionierung und Verfahren zu deren Betrieb bereit gestellt werden, deren Elemente optimal in einem Block vereinigt sind, der wei- testgehend industriell vorgefertigt und leicht an die verschiedenen Anwendungsfälle und Aufstellungsorte angepasst werden können. Auch wenn die Erfindung im Wesentlichen anhand der Konditionierung von Verbrennungsluft für Gasturbinen beschrieben wurde, ist doch klar, dass sie sich für jede Art von Konditionierung, also auch zur Sekundärmedienkühlung allein vorteilhaft einsetzen lässt.From the foregoing, it has become clear that the present invention provides apparatuses 20 for large-scale media conditioning and methods for their operation, the elements of which are optimally combined in one block, prefabricated largely industrially and easily adapted to the various applications and sites can be adjusted. Although the invention has been described essentially with reference to the conditioning of combustion air for gas turbines, it is clear that it can be used advantageously for any type of conditioning, ie also for secondary-medium cooling alone.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
20 - Vorrichtung 32 - Filterreihe 220 - Device 32 - Filter Series 2
21 - Behälter 33 - Filterreihe 321 - Container 33 - Filter Series 3
22 - geschlossene Seitenwand (Dach) 34 - Hybridwärmeübertrager22 - closed side wall (roof) 34 - hybrid heat exchanger
23 - geschlossene Seitenwand (Stirnseite) 34a - Vorlauf23 - closed side wall (front side) 34a - flow
24 - geschlossene Seitenwand (Fußboden) 34b - Rücklauf24 - closed side wall (floor) 34b - return
25 - geschlossene Seitenwand (Stirnseite) 35 - Regenabweiser mit Vogelschutzgitter25 - closed side wall (front) 35 - rain deflector with bird screen
26 - offene Seitenwand 36 - Wasserauffangwanne26 - open side wall 36 - water sump
27 - offene Seitenwand 37 - Gitterrost27 - open side wall 37 - grid
28 - Strömungskanal 38 - Filterelemente28 - flow channel 38 - filter elements
29 - Vorraum 39 - Halteeinrichtung29 - vestibule 39 - holding device
30 - Konditionierungsraum 40 - berippte Röhrchen30 - conditioning room 40 - finned tubes
31 - Filterreihe 1 41 - Süffelpumpe - Nachspeiseleitung 151 - Luftleiteinrichtung - Leitfähigkeitsmesser 152 - Flansche - Abschlämmventil 153 - Wände - Nachspeiseventil 154 - Öffnungen - Bedientritt 155 - Luftaustrittsöffnungen - Etagensicherungstüren 200 - Luftkonditioniereinrichtung - Steigleiter 200' - Luftkonditioniereinrichtung - Rücklaufsammler 200" - Luftkonditioniereinrichtung - Schaltkasten 200'"- Luftkonditioniereinrichtung - System aus drei Vorrichtungen 201 - Hybridkühler - Stapel aus drei Vorrichtungen 202 - Wärmeüb ertrager - Stapel aus vier Vorrichtungen 203 - Luftstrom - Stapel aus drei Vorrichtungen 204 - Primärmedienkreislauf " - Stapel aus acht Vorrichtungen 205 - Sekundärmedienkreislauf - Stapel aus drei Vorrichtungen 206 - Benetzungsmedienkreislauf ' - Stapel aus vier Vorrichtungen 207 - Medienpumpe - Wand 208 - Medienpumpe - Durchtrittsöffnung 209 - Rekuperationsmedienkreislauf - Ansaugstutzen für die Verbrennungs210 - Medienpumpe luft der Gasturbine 211 - Rohrreihen - Öffnung 212 - Wärmeübertrager - vordere Öffnung 220 - Luftkonditioniereinrichtung - Boden 220' - Luftkonditioniereinrichtung - System 221 - Dreiwegeventil - System 222 - Bypasskreislauf - System 223 - Rohrreihen - System 240 - Luftkonditioniereinrichtung - Trichterfläche 241 - Dreiwegeventil - Trichterfläche 260 - Luftkonditioniereinrichtung - Trichter 261 - Dreiwegeventil - Luftleiteinrichtung 262 - Bypasskreislauf. 31 - Filter series 1 41 - Sweeper pump - Refill line 151 - Air deflector - Conductivity meter 152 - Flanges - Abschlämmventil 153 - Walls - Refill valve 154 - Openings - Operating step 155 - Air outlet openings - Floor security doors 200 - Air conditioner - Riser 200 '- Air conditioning - Return collector 200 "- Air conditioning - Switch box 200'" - Air conditioning - System of three devices 201 - Hybrid cooler - Stack of three devices 202 - Heat exchanger - Stack of four devices 203 - Air flow - Stack of three devices 204 - Primary fluid circuit "- Stack of eight devices 205 - Secondary fluid circuit - Stack of three devices 206 - Wetting fluid circuit ' - Stack of four devices 207 - Media pump - Wall 208 - Media pump - Passage opening 209 - Recuperation medium circuit - Intake manifold for the Verbrennungs210 - Media pump air of the gas turbine 211 - Pipe rows - Opening 212 - W Heater - Front Opening 220 - Air Conditioning Device - Bottom 220 '- Air Conditioning Device - System 221 - Three Way Valve - System 222 - Bypass Circuit - System 223 - Pipe Rows - System 240 - Air Conditioning Device - Funnel Surface 241 - Three Way Valve - Funnel Surface 260 - Air Conditioning Device - Funnel 261 - Three Way Valve - Air Baffle 262 - Bypass circuit.

Claims

Patentansprflche Patentansprflche
1. Vorrichtung (20) zur großtechnischen Konditionierung, insbesondere Reinigung, Befeuchtung, Trocknung, Kühlung, Erwärmung und/oder Druckerhöhung von flüssigen und/oder gasförmigen Medien, mit zumindest einer Konditionierungseinrichtung (31, 32, 33, 34, 201) und einem Behälter (21), der das Gehäuse der Vorrichtung (20) und einen Strömungskanal (28) für das Medium bildet, so dass ein Querschnitt des Behälters im Wesentlichen von dem Medium durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (21) für die Lagerung, den Transport und/oder für die Funktion der Vorrichtung (20) selbsttragend und stapelbar ausgebildet ist.1. Device (20) for large-scale conditioning, in particular cleaning, humidification, drying, cooling, heating and / or pressure increase of liquid and / or gaseous media, with at least one conditioning device (31, 32, 33, 34, 201) and a container (21), which forms the housing of the device (20) and a flow channel (28) for the medium, so that a cross section of the container is substantially flowed through by the medium, characterized in that the container (21) for the storage, the transport and / or for the function of the device (20) is self-supporting and stackable.
2. Vorrichtung (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (21) zumindest in einer Umfangsrichtung im Wesentlichen geschlossen ausgebildet ist.2. Device (20) according to claim 1, characterized in that the container (21) is formed substantially closed at least in a circumferential direction.
3. Vorrichtung (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (21) in Bezug auf seine Länge, Breite und Höhe ein Container, insbesondere nach der DIN ISO 668 ist.3. Device (20) according to claim 1 or 2, characterized in that the container (21) with respect to its length, width and height is a container, in particular according to DIN ISO 668.
4. Vorrichtung (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (21) in Bezug auf seine Eckbeschläge ein Container, insbesondere nach DIN ISO 1 161 ist.4. Device (20) according to any one of the preceding claims, characterized in that the container (21) with respect to its corner fittings a container, in particular according to DIN ISO 1 161.
5. Vorrichtung (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Behälter (21) ein oder mehrere Versteifungselemente (39) zum Schutz vor innerer und/oder äußerer Druckeinwirkung vorgesehen sind.5. Device (20) according to any one of the preceding claims, characterized in that in the container (21) one or more stiffening elements (39) are provided for protection against internal and / or external pressure.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungselemente durch ein oder mehrere winkelförmige, insbesondere dreiecksähnlich auslaufende Elemente gebildet werden, wobei insbesondere eine Seite der Elemente an jeweils einer Seite des Behälters angeordnet ist und die Elemente benachbarter Seiten des Behälters aneinander grenzen.6. The device according to claim 5, characterized in that the stiffening elements are formed by one or more angular, in particular triangular expiring elements, in particular one side of the elements is disposed on one side of the container and the elements adjacent sides of the container adjacent to each other.
7. Vorrichtung (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Wärmeübertrager vorgesehen ist.7. Device (20) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one heat exchanger is provided.
8. Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Sekundärmedienübertrager vorgesehen ist.8. Device (20) according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one secondary media transformer is provided.
9. Vorrichtung (20) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Wärmeübertrager und/oder ein Sekundärmedienübertrager, insbesondere vereinigt als Hybridwärmeübertrager (34, 201) ausgebildet sind.9. Device (20) according to claim 7 or 8, characterized in that at least one heat exchanger and / or a secondary media transformer, in particular unified as a hybrid heat exchanger (34, 201) are formed.
10. Vorrichtung (20) nach den Ansprüchen 7 oder 8 in Verbindung mit 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sekundärmedienübertrager oder ein Hybridwärmeüb ertrager (34, 201) mit einem Sekundärmedium betreibbar sind, wofür ein Sekundärmedienkreislauf (205) ausgebildet ist.10. The device (20) according to claims 7 or 8 in conjunction with 9, characterized in that a secondary media transformer or a hybrid heat exchanger (34, 201) are operable with a secondary medium, for which a secondary medium circuit (205) is trained.
11. Vorrichtung (20) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Sekundär- medienkreislauf eine oder mehrere Sekundärmedienaufgabe- und/oder aufnahmeeinrichtungen, sowie insbesondere weiterhin zumindest eine Sekundärmedien- pumpe (41) und ein Wärmeübertrager, ein Ablass- (44) und/oder ein Nachspeiseventil (45) angeordnet sind.11. Device (20) according to claim 10, characterized in that in a secondary media circuit one or more secondary media supply and / or receiving devices, and in particular furthermore at least one secondary medium pump (41) and a heat exchanger, a discharge (44) and / or a make-up valve (45) are arranged.
12. Vorrichtung (20) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sekundärme- dienaufnahmeeinrichtung (36) als Auffangwanne ausgebildet und insbesondere mit einer begehbaren Abdeckung versehen ist, insbesondere mit einem Gitterrost (37).12. Device (20) according to claim 11, characterized in that a Sekundärme- diene receiving device (36) formed as a collecting trough and is provided in particular with a walk-in cover, in particular with a grid (37).
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Se- kundärmedienkreislauf (205) der Konditioniereinrichtung (201) zumindest ein Mischventil oder dgl., vorteilhaft ein Dreiwegeventil (221, 241, 261) angeordnet ist, bevorzugt zwei, insbesondere drei Dreiwegeventile, und/oder dass zur Umschaltung von Gegenstrom auf Gleichstrom zwischen Sekundärmedienkreislauf (205) und Luftstrom (203) der Luftkonditioniereinrichtung (201) ein Strömungsumschalter in dem Sekundärmedienkreislauf (205) und/oder ein Umschalter des Luftstroms vorgesehen ist .13. Device according to one of claims 10 to 12, characterized in that in the secondary fluid circuit (205) of the conditioning device (201) at least one mixing valve or the like, advantageously a three-way valve (221, 241, 261) is arranged, preferably two, in particular, three three-way valves, and / or that for switching from counterflow to direct current between the secondary medium circuit (205) and air flow (203) of the air conditioning (201) a flow switch in the secondary medium circuit (205) and / or a switch of the air flow is provided.
14. Vorrichtung (200'; 220') nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Konditioniereinrichtung (201), insbesondere der Hybridwärmeübertrager, zur inneren Rekuperation zumindest eine Rohrreihe aufweist, die mit dem Benetzungsmedienkreis- lauf der Konditioniereinrichtung verbunden ist, und/oder zumindest eine Rohrreihe (223) aufweist, die mit einem Bypass (222) in dem Sekundärmedienkreislauf (205) verbunden ist, und/oder einen gesonderten Rekuperationsmedienkreislauf (209) aufweist..14. Device (200 ', 220') according to one of claims 9 to 13, characterized in that the conditioning device (201), in particular the hybrid heat exchanger, for internal recuperation at least one row of tubes, which is connected to the wetting medium circuit of the conditioning , and / or at least one row of tubes (223) connected to a bypass (222) in the secondary medium circuit (205) and / or having a separate recuperation medium circuit (209).
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Konditioniereinrichtung zur inneren Rekuperation mit dem Sekundärmedienkreislauf eines Wärmeübertragers verbunden ist, dessen Primärmedienkreislauf mit dem Benetzungsmedienkreislauf der Konditioniereinrichtung verbunden ist.15. Device according to one of claims 9 to 14, characterized in that the conditioning device for internal recuperation is connected to the secondary fluid circuit of a heat exchanger whose primary fluid circuit is connected to the wetting medium circuit of the conditioning device.
16. Vorrichtung (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eintrittsseitig eine oder mehrere Grobschutzeinrichtungen (35), insbesondere zum Schutz vor größeren Verunreinigungen vorgesehen sind.16. Device (20) according to any one of the preceding claims, characterized in that one or more coarse protection devices (35) are provided on the inlet side, in particular for protection against larger impurities.
17. Vorrichtung (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Filtervorrichtung, insbesondere zwei oder drei in Durchströmungsrichtung des Mediums in Reihe angeordnete Filterstufen (31, 32, 33) insbesondere einheitlicher oder unterschiedlicher Filterverfahren vorgesehen sind, insbesondere in einer der in Strömungsrichtung liegenden Umfassungswände des Behälters (21) oder in den Strömungsweg vollständig abschließenden Wänden innerhalb des Behälters (21).17. Device (20) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one filter device, in particular two or three in the flow direction of the medium arranged in series filter stages (31, 32, 33) are provided in particular uniform or different filtering method, in particular in one the downstream surrounding walls of the container (21) or walls completely closing in the flow path within the container (21).
18. Vorrichtung (20) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Filter (38) der jeweiligen Filtereinrichtungen (31, 32, 33) in einer oder mehreren, insbesondere in vier Reihen übereinander angeordnet sind.18. Device (20) according to claim 17, characterized in that the filters (38) of the respective filter means (31, 32, 33) in one or more, in particular in four Rows are arranged one above the other.
19. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere den Druck des strömenden Mediums erhöhende Einrichtungen, bevorzugt Ventilatoren, angeordnet sind, insbesondere in einer der in Strömungsrichtung liegenden Umfassungswände des Behälters oder in den Strömungsweg vollständig abschließenden Wänden innerhalb des Behälters.19. Device according to one of the preceding claims, characterized in that one or more the pressure of the flowing medium increasing means, preferably fans, are arranged, in particular in one of the lying in the flow direction surrounding walls of the container or in the flow path completely closing walls within the container ,
20. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Vereisungsverhinderung vorgesehen ist.20. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a device for preventing icing is provided.
21. Vorrichtung (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konditionierungseinrichtungen (31, 32, 33), insbesondere die Filter (38) der Filtereinrichtungen (31, 32, 33), die Wärmeübertrager, die Sekundärmedienübertrager und/oder die Hybridwärmeübertrager (34) bzw. Vereisungsverhinderungs- oder die Druck erhöhenden Einrichtungen in jeweiligen Aufnahmen (39) angeordnet sind, die insbesondere so ausgebildet sind, dass sie den Behälter (21) zusätzlich versteifen.21. Device (20) according to any one of the preceding claims, characterized in that the conditioning means (31, 32, 33), in particular the filter (38) of the filter means (31, 32, 33), the heat exchanger, the secondary media transformer and / or the hybrid heat exchanger (34) or anti-icing or the pressure-increasing devices are arranged in respective receptacles (39), which are in particular designed so that they additionally stiffen the container (21).
22. Vorrichtung (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (21) zumindest einen seitlich angeordneten Vorraum (29), in dem keine Medienkonditionierung erfolgt, aufweist, der über zumindest einen dicht verschließbaren Durchbruch zu einem Raum (30), in dem die Medienkonditionierung erfolgt, verbunden ist.22. Device (20) according to any one of the preceding claims, characterized in that the container (21) at least one laterally arranged vestibule (29), in which no media conditioning takes place, the at least one sealable breakthrough to a space (30 ), in which the media conditioning takes place.
23. Vorrichtung (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (21) der Vorrichtung (20) und/oder zumindest ein Vorraum (29) zumindest einen insbesondere schließbaren Durchbruch im Dach (22) und/oder dem Fußboden (24) und/oder insbesondere in zumindest einer anderen Wand aufweist.23. Device (20) according to one of the preceding claims, characterized in that the container (21) of the device (20) and / or at least one vestibule (29) at least one particular closable breakthrough in the roof (22) and / or the floor (24) and / or in particular in at least one other wall.
24. Vorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Vorraum (29) zumindest eine Steigleiter (48) aufweist.24. Device (20) according to any one of claims 22 or 23, characterized in that at least one vestibule (29) has at least one riser (48).
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Vorraum zumindest ein Aufzug, bevorzugt an einer Steigleiter angeordnet ist, der insbesondere ausgelegt ist, mehrere Filterelemente, insbesondere entsprechend der Anzahl der in den Filtereinrichtungen übereinander angeordneten Filterreihen aufzunehmen.25. Device according to one of claims 22 to 24, characterized in that in an anteroom at least one elevator, preferably arranged on a riser, which is in particular adapted to receive a plurality of filter elements, in particular according to the number of filter units arranged one above the other filter rows.
26. Vorrichtung (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, ein Wärmeübertrager, eine Sekundärmedienaufgabeeinrichtung oder ein Hybridwärmeübertrager (34) und/oder eine Vereisungsverhinderungseinrichtung mit Frostschutzmittel beaufschlagbar sind.26. Device (20) according to one of the preceding claims, characterized in that the device, a heat exchanger, a Sekundärmedienaufgabeeinrichtung or a hybrid heat exchanger (34) and / or an anti-icing device can be acted upon with antifreeze.
27. Vorrichtung (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen zur Messung der Feuchte und/oder der Temperatur und/oder des Druckes sowie des Füllstandes oder der Leitfähigkeit (43) und/oder anderer einzustellender Qua- litätsparameter des zu konditionierenden gasförmigen und/oder flüssigen Mediums und/oder eines Sekundärmediums vor, an und/oder nach den einzelnen Konditionie- rungsstufen vorgesehen sind.27. Device (20) according to one of the preceding claims, characterized in that means for measuring the humidity and / or the temperature and / or the pressure and the level or the conductivity (43) and / or other to be set Qua the parameters of the gaseous and / or liquid medium to be conditioned and / or of a secondary medium are provided before, at and / or after the individual conditioning stages.
28. Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Steuerungs- bzw. Regelungs- und/oder Überwachungseinrichtung (50), insbesondere für die Reinigung, Befeuchtung, Trocknung, Kühlung und/oder Erwärmung bzw. Vereisungsverhinderung und/oder die Druckerhöhung des zu konditionierenden gasförmigen und/oder flüssigen Mediums oder eines Sekundärmediums vorgesehen ist.28. Device (20) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one control or regulating and / or monitoring device (50), in particular for cleaning, humidification, drying, cooling and / or heating or anti-icing and / or the pressure increase of the to be conditioned gaseous and / or liquid medium or a secondary medium is provided.
29. System (100; 110; 120, 130; 140; 150) aus mehreren Vorrichtungen (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Vorrichtungen (20) übereinander und/oder nebeneinander angeordnet sind, die bevorzugt untereinander an den Trennstellen abgedichtet sind, wobei insbesondere zwei bis neun Vorrichtungen turmartig übereinander gestapelt sind.29. System (100; 110; 120,130; 140; 150) of a plurality of devices (20) according to any one of the preceding claims, characterized in that a plurality of devices (20) are arranged one above the other and / or side by side, which preferably with each other to the Separating points are sealed, in particular two to nine devices are stacked tower-like.
30. System nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen zumindest mechanisch miteinander verbunden sind.30. System according to claim 29, characterized in that the devices are at least mechanically interconnected.
31. System (100; 1 10; 120, 130; 140) nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere bevorzugt nebeneinander angeordnete Vorrichtungen (20), insbesondere turmartige Stapel (101, 102, 103; 101 ', 103'; 102"); mit Vorrichtungen (20), bevorzugt ergänzt mit entsprechenden unteren und/oder oberen Abdeckungen (141, 142) bzw. seitlichen Wänden (104), einen geschlossenen Bereich um eine Zu- und/oder Abströmöffnung (105) bilden.31. System (100, 110, 120, 130, 140) according to claim 29, characterized in that a plurality of devices (20), preferably arranged next to one another, in particular tower-like stacks (101, 102, 103, 101 ', 103'; 102 "); with devices (20), preferably supplemented with corresponding lower and / or upper covers (141, 142) or lateral walls (104), form a closed area around an inflow and / or outflow opening (105).
32. System nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitungen insbesondere zur Nachspeisung und/oder Entleerung der Sekundärmedienü- bertrager und/oder Hybridwärmeübertrager der einzelnen Vorrichtungen über Sammler hydraulisch miteinander verbunden sind.32. System according to any one of claims 29 to 31, characterized in that the pipelines are in particular hydraulically interconnected to make up and / or emptying of Sekundärmedienü- transformer and / or hybrid heat exchanger of the individual devices via collectors.
33. System nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlauf- und Rücklaufsammler insbesondere der Wärmeübertrager und/oder Hybridwärmeübertrager der einzelnen Vorrichtungen vorzugsweise im Tichelmann-System hydraulisch miteinander verbunden sind.33. System according to any one of claims 29 to 32, characterized in that the flow and return headers in particular the heat exchanger and / or hybrid heat exchanger of the individual devices are preferably hydraulically connected to each other in the Tichelmann system.
34. System nach einem der Ansprüche 29 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungs- bzw. Regelungs- und/oder Überwachungseinrichtungen der einzelnen Vorrichtungen mit elektrischen Strom, Licht oder Medien leitenden Kabeln, vorzugsweise mit Bus-Systemen, insbesondere elektrisch, optisch oder hydraulisch miteinander verbunden sind.34. System according to one of claims 29 to 33, characterized in that the control or regulating and / or monitoring devices of the individual devices with electric current, light or media-conducting cables, preferably with bus systems, in particular electrically, optically or hydraulically connected to each other.
35. Vorrichtung und/oder System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Vorrichtung, insbesondere eine oder mehrere, zum Beispiel turmartige Stapel bildende Vorrichtungen auf der Medienseite über einen35. Device and / or system according to one of the preceding claims, characterized in that at least one device, in particular one or more, to Example tower-like stacking devices on the media side over a
Sammler, einen Trichter und/oder einen Kanal zumindest mit einer jeweils vor- und/oder nachgeordneten Vorrichtung und/oder externen Einrichtung verbunden sind.Collector, a funnel and / or a channel are connected to at least one respective upstream and / or downstream device and / or external device.
36. Vorrichtung und/oder System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese zumindest einer Gasturbine, einem Ventilator, einem Luftverdichter, einem Gebäude oder ähnlichen Aggregaten oder Einrichtungen vor- und/oder nachgeschaltet sind und die Wärmeträgermedien der Wärmeübertrager, Hybridwärmeübertrager und/oder der Einrichtungen zur Vereisungsverhinderung mit Energie, insbesondere mit (Ab)wärme oder -kälte oder elektrischer Energie aus diesem Aggregat oder dieser Einrichtung oder dessen Umgebung beaufschlagbar sind bzw. Energie, insbesondere (Ab)wärme oder -kälte aus dem zu konditionierenden Medienstrom in dieses Aggregat oder diese Einrichtung oder dessen Umgebung zurückführen.36. Device and / or system according to one of the preceding claims, characterized in that these at least one gas turbine, a fan, an air compressor, a building or similar units or devices upstream and / or downstream and the heat transfer media of the heat exchanger, hybrid heat exchanger and / or the devices for preventing icing with energy, in particular with (Ab) heat or cold or electrical energy from this unit or this device or its surroundings are acted upon or energy, in particular (Ab) heat or cold from the conditioned media flow in return this aggregate or this device or its environment.
37. Vorrichtung und/oder System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese zumindest einer Gasturbine, einem Ventilator, einem Luftverdichter, einem Gebäude oder ähnlichen Aggregaten oder Einrichtungen vor- und/oder nachgeschaltet sind und die Sekundärmedienkreisläufe der Sekundärmedienübertrager, Hybridwärmeübertrager und/oder der Einrichtungen zur Vereisungsverhinderung oder anderer Konditionierungseinrichtungen mit Stoffen/Medien bzw. Energie aus diesem Aggregat oder dieser Einrichtung oder dessen Umgebung beaufschlagbar sind bzw. Stoffe/Medien bzw. Energie aus dem zu konditionierenden Medienstrom in dieses Aggregat oder diese Einrichtung oder dessen Umgebung zurückführen, unter anderem zu dessen Wiederaufarbeitung.37. Device and / or system according to one of the preceding claims, characterized in that these at least one gas turbine, a fan, an air compressor, a building or similar units or devices upstream and / or downstream and the secondary media circuits of the secondary media transformer, hybrid heat exchanger and / or the equipment for anti-icing or other conditioning equipment with materials / media or energy from this unit or this device or its surroundings are acted upon or materials / media or energy from the conditioned media stream in this unit or this device or its environment , among other things, for its reprocessing.
38. Luftleiteinrichtung (150, 151), insbesondere zur Verwendung mit einer Vorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 28, 35 bis 37 oder mit einem System nach einem der Ansprüche 29 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleiteinrichtung (150, 151) einen Behälter aufweist, der in Bezug auf seine Länge, Breite und Höhe ein Container, insbesondere nach der DIN ISO 668 ist, wobei zumindest zwei Seiten des Behälters mit einer Durchtrittsöffnung für die Luft versehen sind.38. Air guiding device (150, 151), in particular for use with a device (20) according to one of claims 1 to 28, 35 to 37 or with a system according to one of claims 29 to 37, characterized in that the air guiding device (150, 151) has a container which is a container with respect to its length, width and height, in particular according to DIN ISO 668, wherein at least two sides of the container are provided with a passage opening for the air.
39. Luftleiteinrichtung (150, 151) nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass Flansche (152) vorgesehen sind, mit denen die Luftleiteinrichtung (150, 151) an andere Luftleiteinrichtungen (150, 151) und/oder Vorrichtungen (20) ankoppelbar sind.39. Air guiding device (150, 151) according to claim 38, characterized in that flanges (152) are provided, with which the air guiding device (150, 151) can be coupled to other air guiding devices (150, 151) and / or devices (20).
40. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 35 bis 37 in Verbindung mit Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärmedien- kreislauf (205) der Konditioniereinrichtung (201) zumindest zeitweilig im Gleichstrom zum durch die Konditioniereinrichtung (201) geführten Luftstrom (203) betrieben wird.40. Method for operating a device according to one of claims 1 to 8, 35 to 37 in conjunction with claim 13, characterized in that the secondary medium circuit (205) of the conditioning device (201) at least temporarily in cocurrent to the conditioning device (201 ) guided air flow (203) is operated.
41. Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass zur inneren Rekuperation dem warmen Sekundärmedieneintritt der Konditioniereinrichtung (201) abgekühltes Se- kundärmedium (222; 262) vom Sekundärmedienaustritt der Konditioniereinrichtung41. The method according to claim 40, characterized in that for internal recuperation the warm secondary media inlet of the conditioning device (201) is cooled. secondary medium (222, 262) from the secondary media outlet of the conditioning device
(201) zugeführt wird oder dem kalten Sekundärmedienaustritt der Konditioniereinrichtung (201) warmes Sekundärmedium (222; 262) vom Sekundärmedieneintritt der Konditioniereinrichtung (201) zugeführt wird.(201) or the cold secondary medium outlet of the conditioning device (201) warm secondary medium (222; 262) from the secondary media inlet of the conditioning device (201) is supplied.
42. Verfahren nach Anspruch 40 oder 41 , dadurch gekennzeichnet, dass durch die Konditioniereinrichtung (201) zur inneren Rekuperation in zumindest einer Rohrreihe (211) ein Benet- zungsmedium geführt wird, und/oder dass in zumindest einer Rohrreihe (223) dem Sekundärme- dienkreislauf (205) über einen Bypass entnommenes Sekundärmedium (222) geführt wird, und/oder in einem separaten Rekuperationsmedienkreislauf (209) gesondertes Sekundärmedium geführt wird, und/oder ein Sekundärmedium geführt wird, das einem Wärmeübertrager (212) entnommen wird, dessen Primärkreislauf mit dem Benetzungsmedium (206) der Konditioniereinrichtung als Primärmedium betrieben wird. 42. The method according to claim 40 or 41, characterized in that by the conditioning device (201) for internal recuperation in at least one row of tubes (211) a wetting medium is guided, and / or that in at least one row of tubes (223) the Sekundärme- dienkreislauf (205) taken over a bypass secondary medium (222) is guided, and / or in a separate Rekuperationsmedienkreislauf (209) separate secondary medium is guided, and / or a secondary medium is fed, which is taken from a heat exchanger (212) whose primary cycle with the wetting medium (206) of the conditioning device is operated as a primary medium.
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