DE10021210C1

DE10021210C1 - Fan structure, for fitting in a liquid cooling unit, includes an air-cooled refrigerator and a capacitor built in vertically on one side

Info

Publication number: DE10021210C1
Application number: DE2000121210
Authority: DE
Inventors: Frank Heinrich
Original assignee: KLH Kaeltetechnik GmbH
Current assignee: KLH Kaeltetechnik GmbH
Priority date: 2000-04-29
Filing date: 2000-04-29
Publication date: 2001-08-16
Anticipated expiration: 2020-04-30
Also published as: EP1150078A2; EP1150078A3

Abstract

A capacitor (1) serves to liquefy a coolant in a coolant circuit by removing heat. Affecting the capacitor with cooling air helps this removal of heat. A fan structure has an air-cooled refrigerator and a casing (2), into whose rear side the capacitor is built with cooling air (5) blowing against it horizontally. An axial fan (3) extracts an air current (6) with a heat load. -

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilatoranordnung für einen Flüssigkeitskühlsatz mit luftgekühlter Kältemaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a fan arrangement for a liquid chiller with air-cooled Chiller according to the generic term of claim 1.

Flüssigkeitskühlsätze gelangen in nahezu allen Branchen der Industrie, z. B. in der Lasertech nik, bei Werkzeugmaschinen, in der Kunststoffverarbeitung, der Oberflächentechnik, der Me dizintechnik und in der Lebensmittelindustrie für die Rückkühlung flüssiger Prozeßmedien zum Einsatz. Die bisher bekannten Lösungen zur Ventilatoranordnung bei Flüssigkeitskühl sätzen mit einseitig vertikal eingebautem Kondensator sehen eine horizontale Anordnung des Ventilators mit vertikaler Luftausblasrichtung vor. Der Kühlluftvolumenstrom wird dabei am Kondensator angesaugt, durch den Kondensator geführt, danach in vertikale Richtung umge lenkt und durch den Axialventilator in vertikale Richtung nach oben ausgeblasen.Liquid chillers are used in almost all branches of industry, e.g. B. in laser tech nik, in machine tools, in plastics processing, surface technology, me medical technology and in the food industry for the recooling of liquid process media for use. The previously known solutions for the fan arrangement in liquid cooling sets with a capacitor installed vertically on one side see a horizontal arrangement of the Fan with vertical air outlet direction. The cooling air volume flow is Condenser sucked in, passed through the condenser, then reversed in the vertical direction steers and blown upwards by the axial fan in the vertical direction.

Dabei entsteht insbesondere bei Innenaufstellung des Flüssigkeitskühlsatzes in Räumen mit geringer Deckenhöhe der Nachteil, dass bis zu 50% der geförderten wärmebelasteten Kühl luft im Luftkurzschluss am Kondensator angesaugt werden. Dies führt zu großem Tempera turgradienten der Ansaugluft und zur Erhöhung der mittleren Kühllufttemperatur, verbunden mit einer Minderung des energetischen Wirkungsgrades der Kältemaschine und einer Redu zierung des Einsatzbereiches des Flüssigkeitskühlsatzes in Bezug auf die Umgebungstempe ratur.This is particularly the case when the chiller is installed indoors in rooms low ceiling height the disadvantage that up to 50% of the funded heat-loaded cooling air in the air short circuit at the condenser. This leads to great tempera Gradient of the intake air and to increase the average cooling air temperature with a reduction in the energy efficiency of the refrigerator and a Redu Decoration of the area of application of the chiller in relation to the ambient temperature maturity.

Gemäß DE 198 45 615 A1 ist ein Wärmetauscher bekannt, der in einem Gehäuse angeordnet ist, wobei der Wärmetauscher zur Kühlung von Raumluft umströmt wird. Dazu wird die Raumluft durch einen im Deckenbereich befindlichen Ventilator durch den Bodenbereich des Gehäuses angesogen, vertikal durch den Kassettenbereich des Wärmetauschers geleitet und vertikal aus dem Gehäuse gefördert. Bei dieser Einrichtung erfolgt keine Umlenkung des Kühlluftstromes.According to DE 198 45 615 A1, a heat exchanger is known, which is arranged in a housing is, with the heat exchanger flowing around for cooling room air. For this, the Room air through a fan in the ceiling area through the floor area of the Housing sucked, passed vertically through the cassette area of the heat exchanger and conveyed vertically out of the housing. With this facility there is no redirection of the Cooling air flow.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Ventilatoranordnung zum Einsatz zu bringen, die einen Kurzschluss zwischen dem aus dem Ventilator austretenden wärmebelasteten Luft strom und dem in den Kondensator eintretenden Kühlluftstrom weitgehend unterbindet. The object of the invention is to use a fan arrangement, which is a short circuit between the heat-laden air emerging from the fan current and largely prevents the cooling air flow entering the condenser.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Danach wird der im Gehäuseoberrahmen des Flüssigkeitskühlsatzes angeordnete Axialventilator mit vertikaler Luftausblasrichtung so geneigt montiert, dass die Achse des Axialventilators eine Neigung aufweist, die zur horizontalen Luftanströmrichtung des Kondensators einen Winkel α < 90° einschließt.According to the invention the object is achieved by the features of claim 1. After that the axial fan arranged in the upper housing frame of the chiller vertical air discharge direction mounted so that the axis of the axial fan is inclined has an angle α <90 ° to the horizontal air flow direction of the condenser.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Die dazugehörige Zeichnung zeigt einen Schnitt durch die Seitenansicht eines Flüssigkeitskühlsatzes, wobei sich die Darstellung zur Vereinfachung auf das Gehäuse des Flüssigkeitskühlsatzes, den Kon densator und die Ventilatoranordnung beschränkt.The invention is described in more detail using an exemplary embodiment. The Associated Drawing shows a section through the side view of a chiller, wherein the illustration for simplification on the housing of the chiller, the Kon capacitor and the fan assembly limited.

Der Kondensator 1 dient der Verflüssigung des Kältemittels im Kältemittelkreislauf durch Entzug vom Wärme. Dieser Entzug von Wärme wird durch Beaufschlagung des Kondensa tors 1 mit Kühlluft unterstützt. Der Kondensator 1 ist in der erfindungsgemäßen Ausführung des Flüssigkeitskühlsatzes vertikal angeordnet und nimmt große Bereiche der Rückwand des Gehäuses 2 ein.The condenser 1 serves to liquefy the refrigerant in the refrigerant circuit by removing heat. This removal of heat is supported by the application of cooling air to the capacitor 1 . In the embodiment of the chiller according to the invention, the condenser 1 is arranged vertically and occupies large areas of the rear wall of the housing 2 .

Im Oberrahmen des Gehäuses 2 ist ein Ventilator 3 mit axialer Wirkungsweise so angeordnet, dass die Förderrichtung des Luftstromes aus dem Gehäuse 2 nach oben gerichtet ist. Der Ventilator 3 wird im Oberrahmen des Gehäuses 2 mittels Halteblechen 4 geneigt und weitge hend abgesenkt im Gehäuseoberrahmen montiert.A fan 3 with an axial mode of operation is arranged in the upper frame of the housing 2 in such a way that the conveying direction of the air flow out of the housing 2 is directed upwards. The fan 3 is inclined in the upper frame of the housing 2 by means of retaining plates 4 and lowered in the upper frame.

Aus der Neigung des Ventilators 3 stellt sich zwischen der Anströmrichtung der Kühlluft 5 am Kondensator 1 und der Förderrichtung des wärmebelasteten Luftstromes 6 durch den Ventilator 3 ein Winkel α < 90° ein.From the inclination of the fan 3 is located between the inflow direction of the cooling air at the condenser 5 1 and the conveying direction of the heat-laden air stream 6 by the fan 3, an angle α, a <90 °.

Als Optimum aus konstruktions- und strömungstechnischen Gegebenheiten beträgt dieser Winkel α ca. 110°. Bei diesem Anstellwinkel wird der geförderte Luftvolumenstrom nachhal tig vom Ansaugbereich des Kondensators 1 abgewiesen und der Luftkurzschlussstrom weit gehend vermieden. Bei Innenaufstellung des Flüssigkeitskühlsatzes in Räumen mit geringer Deckenhöhe verstärkt sich der Effekt, die Decke wirkt dann als abweisende Leiteinrichtung für die Luftabführung. This angle α is approximately 110 ° as an optimum from the design and fluidic conditions. At this angle of attack, the conveyed air volume flow is permanently rejected by the suction area of the condenser 1 and the air short-circuit current is largely avoided. If the chiller is installed indoors in rooms with a low ceiling height, the effect increases, the ceiling then acts as a repellent guiding device for the air discharge.

Als vorteilhafte Wirkung der Erfindung im Vergleich mit den bekannten technischen Lösun gen ergibt sich als Effekt der weitgehenden Vermeidung des Luftkurzschlussstromes eine wirksame Erhöhung der Kälteleistung bis zu 5% und eine Senkung der Antriebsleistung der Kältemaschine bis zu 4,5% je nach Aufstellbedingungen des Flüssigkeitskühlsatzes und son stigen Betriebsbedingungen.As an advantageous effect of the invention in comparison with the known technical solutions gene results as an effect of largely avoiding the air short-circuit current effective increase in cooling capacity up to 5% and a reduction in drive power Chiller up to 4.5% depending on the installation conditions of the chiller and son constant operating conditions.

Die obere Einsatzgrenze des Flüssigkeitskühlsatzes in Bezug auf die Umgebungstemperatur erhöht sich abhängig von den Aufstellbedingungen bis zu 3 K.The upper limit of use of the chiller in relation to the ambient temperature increases up to 3 K depending on the installation conditions

Die mit der geneigten Anordnung verbundene Absenkung des Ventilators 3 führt zu einer kompakteren Bauweise des Flüssigkeitskühlsatzes und zu vorteilhaften akustischen Wirkun gen.The lowering of the fan 3 associated with the inclined arrangement leads to a more compact design of the chiller and advantageous acoustic effects.

Weiterhin ergibt sich aus der geneigten Anordnung des Ventilators ein strömungstechnischer Vorteil, ausgewiesen durch eine Minderung des Druckverlustes der Kühlluft bei der Durch strömung des Flüssigkeitskühlsatzes.Furthermore, the inclined arrangement of the fan results in a fluidic Advantage, shown by a reduction in the pressure loss of the cooling air when passing through flow of the chiller.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel stellt einen Flüssigkeitskühlsatz mit einem Axialven tilator dar. Je nach Leistungsgröße des Flüssigkeitskühlsatzes, die mit der Vergrößerung der Kondensatorfläche einhergeht, können zur Bereitstellung des mehrfachen Kühlluftvolumens mehrere Ventilatoren nebeneinander angeordnet sein, ohne vom Schutzumfang der erfin dungsgemäßen Lösung abzuweichen.The exemplary embodiment described represents a chiller with an axial valve tilator. Depending on the performance of the chiller, which increases with the Condenser area goes hand in hand to provide multiple cooling air volumes several fans can be arranged side by side without the scope of the inventions deviate solution according to the invention.

Claims

1.Fan arrangement for liquid chiller with air-cooled refrigerator and a housing ( 2 ), on the back of which there is a vertically installed condenser ( 1 ), from which cooling air ( 5 ) flows horizontally, and on the upper frame of which there is an axial fan ( 3 ) to promote a heat load Air flow ( 6 ) is arranged, characterized in that the axis of the axial fan ( 3 ) has an inclination which includes an angle α <90 ° to the horizontal air flow direction of the condenser ( 1 ).

2. Fan arrangement according to claim 1, characterized in that the angle α Is 110 °.

3. Fan arrangement according to claim 1, characterized in that the axial fan ( 3 ) is integrated in the upper frame of the housing ( 2 ) and is lowered relative to the latter in its interior.

4. Fan arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that a plurality of axial fans ( 3 ) are arranged side by side depending on the performance of the chiller.