DE2659767C2 - Kühlvorrichtung zum Rückkühlen von Wasser im Gegenstrom - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zum Rückkühlen von Wasser im Gegenstrom mit Rieseleinbauten unterhalb von Wassersprüheinrichtungen in einem Gehäuse, das nach oben unter Bildung einer Abluftöffnung offen und an einer Seitenwand eines Sprühraumes mit einem unterhalb der Rieseleinbauten einblasenden Lüfter versehen ist, wobei die Abluftöffnung zum Lüfter hin von einer Luftleitfläche begrenzt

Solche Kühlvorrichtungen werden in einem technischen Bericht des Anmelders beschrieben und werden vor allem dort eingesetzt, wo Kältemaschinen Wasser in

großen Mengen benötigen, beispielsweise in Kühlhäusern, Schlachthöfen, Brau- und Lagerhäusern, bei Klimatisierungsanlagen oder Kunsteislaufinstallationen sowie chemischen Gerätschaften. Zudem kann das Kühlwasser in der Industrie zur Kühlung von Kompressoren, Stromerzeugern aller Art oder gar von Werkstoffen während eines Verformungsvorganges mittels eines Kühlturmes zurückgekühlt und so wiedergewonnen werden — ein Vorzug, der angesichts

ι ο zunehmender Wasserverschmutzung und Wasserknappheit immer gewichtiger wird.

In Kühltürmen wird beispielsweise aus dem Kondensator einer Kältemaschine zugeführtes Kühlwasser von einem entgegenziehenden Luftstrom durch Verdunstung eines geringen Wasseranteils abgekühlt. Jener Luftstrom nimmt den entstehenden Wasserdampf auf und verläßt den Kühlturm mit erhöhter Feuchttemperatur. Der Wasserverbrauch dafür ergibt sich aus der Verdunstungswärme des Wassers von etwa 575 kcal/kg mit ca. 1,8 kg/h für 1000 kcal/h.

Da eine innige Verbindung zwischen Kühlwasser und Luft erforderlich ist, wurden die früher nur Sprüh- oder Fallwasser führenden Kühltürme durch andere mit eingebauten Rieselwerken oder Füllkörpern zur Vermehrung der Oberfläche ersetzt, als deren Nachteil sich ein häufiges Verstopfen der flachen Rieselkanäle erwies. Dieser Mangel wurde durch eine kombinierte Bauform mit Sprühraum zur Bildung von Tropfen großer Oberfläche sowie einer vorgeschalteten Zone aus Füllkörpern od. dgl. in verhältnismäßig großem Abstand behoben.

Für solche Einsatzmöglichkeiten besonders geeignete Kühlvorrichtung der eingangs erwähnten Art werden in einem vom Erfinder verfaßten Technischen Bericht Nr. 05/72 beschrieben und dienen zur Aufstellung auf einem freien Gelände oder einem Dach. In allen Fällen ist der Lüfter außerhalb des quaderartigen Gehäuses angeordnet und zieht seitlich Luft ein, die im Gehäuse umgelenkt und nach oben ausgeschoben wird. In

ausgewählten Fällen kann die Abluftöffnung in eine Art Kamin oder Abluftkanal geringeren Querschnittes übergehen, wobei dieser Abluftkanal an die querschnittlich größere Abluftöffnung mittels eines sich aufwärts in Gehäuselängsachse oder quer dazu verjüngenden

Zwischenstückes angeschlossen ist; dieses Zwischenstück ist also zum Zwecke der Querschnittsverringerung mit wenigstens einer geneigten Seitenwand ausgestattet, die eine Luftleitfläche darstellt. Ein solcher konischer Kamin- oder Schachtaufsatz wirkt als Düse und erschwert dank erhöhter Ausblasgeschwindigkeit ein Rückfließen der Abluft zum freien Lüfter hin.

Trotz dieser Leitflächen fällt ein Teil der Abluft zum Boden der Seitenwände ab und gelangt zurück in den Lüfter, wobei Leistungsverluste von mehr als 10% hingenommen werden müssen.

Schließt man solche Kühlvorrichtungen in Gebäuden ein, so bedarf es - vom großen Montageaufwand für die einzeln zu transportierenden Teile des Kühlturmes abgesehen - einer seitlichen Zuführung für die Frischluft und einer entgegengesetzt angeordneten seitlichen Abführung für die Abluft an der Gebäudewandung. Dies führt zum einen zu einer architektonischen Verletzung der Fassade oder zu deren Vermeidung zu teueren Luftkanälen bzw. Luttensträngen, die dann andererseits zu Kondenswasserbildung und damit zu weiterführenden Problemen neigen. In der Praxis hat sich neben einem erhöhten Installationsaufwand auch eine negative Beeinflussung der Frischluft während der

Zuförderung zur eigentlichen Wärmetauschzone als Mängel erwiesen. Von noch erheblich größerem Nachteil sind die Klimaverhältnisse in dem von der Frischluft durchströmten Aufstellungsraum; dieser ist nicht heizbar und bedingt hohe Heizkosten für angrenzende Räume. Um ein Ein Heren der den Aufstellraum durchlaufenden Leitungen zu unterbinden, müssen diese mit sogenannten Begleitheizungen versehen werden; wegen möglichen Durchzuges verbraucht die erfordc-üche elektrische Wannenheizung bei Gerätestillstar.d viel Energie.

Bei seitlich einziehenden Kühlvorrichtungen entstehen im übrigen seitliche Lärmabstrahlungen, die zunehmend ein Umweltproblem darstellen.

Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, eine Kühlvorrichtung der eingangs erwähnten Art mit höherem Wirkungsgrad zu schaffen, die ohne seitlichen Abstand anderen Kühlvorrichtungen zugeordnet werden kann und bei der ein seitliches Lärmabstrahlen vermindert wird. Zudem soll die Frostempfindlichkeit solcher Anlagen verhindert sowie zum anderen die Montage vereinfacht werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß der Lüfter der Kühlvorrichtung in einem seitlich geschlossenen Gehäuseteil mit nach oben weisender Zuluftöffnung angeordnet und die Luftleitfläche zur Abluftöffnung geneigt ist.

Dabei hat es sich als besonders günstig erwiesen, daß die im Gehäuse vorgesehene Luftleitfläche mit dessen Rand einen Neigungswinkel von etwa 45° einschließ'.

Die Zuluftöffnung für den in einem Gehäuseteil untergebrachten Lüfter liegt also neben der aufwärts gerichteten Abluftöffnung und ist von dieser durch die geneigte Luftleitfläche getrennt, die so mit der angrenzenden Gehäusewand längsschnittlich eine Art Keil bildet.

Das — bevorzugtermaßen quaderförmige — seitlich geschlossene, den Lüfter umgreifende Gehäuse leitet zum einen alle Geräusche aufwärts, bildet also seitlich der Kühlvorrichtung eine geschlossene Schallschattenzone. Zum anderen geraten seitlich vorhandene Gegenstände nicht in den sonst vorhandenen Luftsog. Diese erheblichen Vorzüge erlauben beispielsweise eine Aufstellung der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung auf freien Flächen — sogar in bewachsenen Garten.

Von großer Bedeutung allerdings bleibt die Verwendung der Kühlvorrichtung innerhalb von Gebäuden, welche nun nicht mehr eine Vielzahl seitlicher Einzug- und/oder Ausblasöffnungen aufweisen müssen und in welche Kühlvorrichtungen konventioneller Bauweise nur in Einzelteilen eingebracht werden können; nunmehr reicht ein Deckenschlitz aus, die Kühlvorrichtung als geschlossenes Bauteil in den Aufstellraum abzusenken und darüber hinaus die gesamte Luäzu- und -abfuhr durchzuführen. Die Kostenersparnis am Bauwerk selbst ist evident; vor allem entstehen keine gestalterischen Probleme mehr, welche seitliche Gebäudeaussparungen zumeist mit sich bringen. Außerdem kann die Stellfläche kleiner gehalten werden, wenn sogenannte Batterien von Kühlvorrichtungen zur Aufstellung gelangen; die bislang zwischen einzelnen Kühlvorrichtungen erforderlichen Seitenabstände können gänzlich entfallen, was vor allem bei den beengten Platzverhältnissen auf Dächern von überragender Bedeutung ist.

Dank der seitlichen Geschlossenheit des Gebäudes wird der Aufstellraum nicht mehr von der Außenluft durchzogen — er kann zudem beheizt werden; teuere Begleitheizungen an Rohrsträngen entfallen. Der elektrische Energiebedarf zur Wannenbeheizung bleibt bei stillgelegten Geräten gegenüber konventionellen Kühltünnen sehr gering, da der Luftzug durch das Gerät infolge Windeinflusses oder Thermik begrenzt ist Die bereits beschriebene Schaffung einer seitlichen Schallschattenzone erlaubt es, bei höheren Gebäuden auf zusätzliche Schalldämpfer zu verzichten. Jeder der Profilstreifen umgreift mit einem U-förmig abwärts ίο gebogenen Scheitel das querschnittlich gegebenenfalls winkelförmige Profil zum Anschluß an die Bauwerksdecke und dichtet somit den erwähnten Aufstellraum für die Kühlvorrichtung völlig von deren Luftstrom ab. Die vorgeschlagene Ausbildung dieser Dichtungselemente erlaubt ein schnelles und verhältnismäßig bearbeitungsfreies Aufstellen der Kühlvorrichtung.

Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, der Kühlvorrichtung und/oder dem Lüftergehäuse zumindest einen die Luftleitfläche aufnehmenden Aufsatz überzuordnen und deckenwärts mi: dem Profiistreifen bzw. dem Profil der Geschoßdecke zu verbinden. Dieser Aufsatz, welcher die Geschoßdecke nicht überragt, erlaubt ein besseres Anpassen der Kühlvorrichtung an die Raumverhältnisse und vereinfacht den Einbau. Nach einer weiteren Weiterbildung sind in einem zusätzlich zwischen jenem Aufsatz und dem eigentlichen Kühlgehäuse ringartig umlaufenden Kragen noch Schalldämpfeinrichtungen vorgesehen, welche also etwa parallel zur Geschoßdecke verlaufen. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in

F i g. 1 eine Schrägsicht auf einen Teil eines Gebäudes mit in diesem untergebrachter — teilweise geschnittener — Kühlvorrichtung;

Fig.2 einen vergrößerten Querschnitt durch einen Teil eines Gebäudes;

F i g. 3 eine Schrägsicht auf die Kühlvorrichtung nach Fig. 1;

F i g. 4 eine Schrägsicht auf eine andere Ausführungsform der Kühlvorrichtung;

Fig.5 einen Schnitt durch einen Gebäudeteil mit längs gezeigter Kühlvorrichtung;
Fig. 6 die Draufsicht auf Fig. 5;

F i g. 7 die Draufsicht auf mehrere aneinander gefügte Kühlvorrichtungen.

Zwischen zwei Geschoßdecken 1, 2 eines übersichtlichkeitshalber nicht weiter dargestellten Gebäudes ist auf Konsolschwellen 3 eine Kühlvorrichtung K untergebracht.

Die aus mehreren Teilen Qu Qi, Qi zusammengesetzte Kühlvorrichtung K weist in ihrem innenraum / unterhalb eines Sprührohres 4 für Sprühwasser Füllkörper 5 auf, welche eine Sammelwanne 6 für das fallende Wasser 7 überspannen.

Oberhalb des Sprührohres 4 bzw. der seitlich von diesem angeordneten Sprühraumluken 8 findet sich auf einem abgesetzten Seitenrand 9 der Teile Qu Qi, Qi ein rahmenartiger Aufsatz 10, dessen aufwärts weisende Firstöffnung oder Abluftöffnung 11 von einem eingesetzten Vogeischutzgitter P begrenzt wird; dieses sitzt innerhalb einer schulterartigen Rahmenkante 13.

Auf die Rahmenkante 13 der Kühlvorrichtung K sind querschnittlich U-förmige Profilstreifen 14 aufgesetzt, welche zumindest mit ihren Scheiteln 15 einen Schlitz 20 in der oberen Geschoßdecke 2 durchgreifen, an dessen Rändern 21 Winkeleisen 16 oder andere U-Profile 16_U

(Fig.2) so befestigt sind, daß sie in die aufgesetzten Profilstreifen 14 der Kühlvorrichtung K eingreifen. Deren Höhe h entspricht etwa dem Abstand / der oberen Geschoßdecke 2 von den Kensolschwellen 3. Die Weite b des Geschoßdeckenschlitzes 20 ist in F i g. 1 größer als die maximale Breite cder Kühlvorrichtung K.

Die Kühlvorrichtung K ist gegenüber dem sie aufnehmenden Maschinenraum E dicht verschlossen und entlüftet durch den Geschoßdeckenschlitz 20 in den über jenem Maschinenraum Fliegenden Raum F. Dieser ist gemäß Fig.2 der freie Luftraum über dem Gebäudeflachdach R₁ dessen Kiesschüttung 17 auf doppelter Dachpappe 18 lastet, welche zwischen die beiden Verwahrungsprofile 14, 16 hochgezogen ist. Zwischen den Dachpappen 18 und der Geschoßdecke 2 ist eine Isolierung 19 erkennbar.

Die Kühlvorrichtung K mit seitlich und bodenwärts geschlossenem Gehäuse G weist an der Stirnwand 22 ihres Gehäuses G an einem Ausblasstutzen 23 einen Radiallüfter 24 auf, der seinerseits von seitlichen Wandungen 25 und einem Boden 26 des Lüftergehäuses G_n umgeben ist. Dessen freie Firstöffnung oder Zuluftöffnung 27 überspannt ebenfalls ein Vogelschutzgitter 12.

Von der Stirnwand 22 des Vorrichtungsteiles Qz ragt ein Luftleitblech 28 in einem Winkel w von beispielsweise 45° zur Rahmenkante 13 in den Aufsatz 10 hinein und überspannt so teilweise den Innenraum / des Vorrichtungsteiles Q₃.

Somit bildet der Aufsatz 10 über den Teilen Q₁, Qz, Q₃ gegenüber dem Aufsatz 1O_n des Lüftergehäuses G_n einen geschlossenen Strömungsraum für die aufsteigende Abluft X. Die in das Lüftergehäuse G_n einfallende Zuluft ist symbolisch mit Z gekennzeichnet.

Das Ausführungsbeispiel K\ der Fig.4 weist zwischen den Aufsätzen 10 bzw. 1O_n einerseits und dem Gehäuse G einen zwischengeschalteten Rahmen 30 der Höhe ρ auf. Innerhalb dieses Rahmens 30 finden sich ein Zuluftschalldämpfer 31 und ein Abiuftschalldämpfer 32. Unterhalb des Zuluftschalldämpfers 31 ist im Lüftergehäuse G_n eine Inspektionsöffnung 35 vorgesehen sowie ein Entleerungsstutzen 36 für Regenwasser.

Insbesondere die F i g. 5 und 6 lassen erkennen, daß die Kühlvorrichtung K ohne weiteres in montagefertigem Zustand von oben her durch den Schlitz 20 auf die Geschoßdecke 1 aufgesetzt und durch die Profilstreifen 14,16 mit der Geschoßdecke 2 verbunden werden kann.

Der während des Betriebes der Kühlvorrichtung K entstehende Geräuschkegel ist mit /Vbezeichnet. Dieser bildet sich in der dargestellten Form auch bei Kühlvorrichtungen K, die auf eine freie Fläche aufgesetzt, d. h. nicht von Gebäudeteilen umrahmt, sind.

In F i g. 5 erkennt man im Ausblasstutzen 23 des Lüfters 24 eine — angetriebene — Rückschlagklappe 40, welche das Entstehen von Kondenswasser im Zuluftstück hintenhält.

Die in F i g. 7 gewählte gruppenweise Zusammenstellung von sechs Kühlvorrichtungen K erhellt, daß bislang üblich gewesene Abstände für möglichst kurzschlußfreie Luftzuführung entfallen können; Leitungen aller Art werden unter Umständen unterhalb des Vorrichtungsbodens 26 zwischen den Konsolschwellen 3 geführt.

Im Falle dieser Gruppenaufstellung wird die gesamte Gruppe mittels Profilstreifen 14, 16 rundum mit der Geschoßdecke 2 verbunden und gegen den Geschoßraum fabgedichtet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Kühlvorrichtung zum Rückkühlen von Wasser im Gegenstrom mit Rieseleinbauten unterhalb von Wassersprüheinrichtungen in einem Gehäuse, das nach oben unter Bildung einer Abluftöffnung offen und an einer Seitenwand seines Sprühraumes mit einem unterhalb der Rieseleinbauten einblasenden Lüfter versehen ist, wobei die Abluftöffnung zum Lüfter hin von einer Luftleitfläche begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Lüfter (24) der Kühlvorrichtung (K) in einem seitlich geschlossenen Gehäuseteil (G_n) mit nach oben weisender Zuluftöffnung (27) angeordnet und die Luftleitfläche (28) zur Abluftöffnung (11) geneigt ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die im Gehäuse (G) vorgesehene Luftleitfiäche (28) mit dem Rand (13) des Gehäuses einen Neigungswinkel (w) von etwa 45° einschließt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlvorrichtung (K) ein die Luftleitfläche (28) aufnehmender Aufsatz (10) übergeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufsatz (10) sowohl die Abluftöffnung (11) als auch die Zuluftöffnung (27) umfaßt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kühlvorrichtung (K) bzw. Lüftergehäuse (G_n) einerseits und deren Aufsatz/Aufsätzen (10) ein ringartig umlaufender Rahmen (30) angeordnet ist, dessen Höhe (p) etwa der Höhe des Aufsatzes entspricht.

6. Vorrichtung mit Schalldämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Rahmens (30) Schalldämpfer (31, 32) für die Abluftöffnung (11) und/oder die Zuluftöffnung (27) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Zuluftöffnung (27) und Abluftöffiiung (11) von Profilstreifen (14) als Anschlußorgane für den Rand (21) einer Bauwerksdecke (2) umgeben sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Profilstreifen (14) mit querschnittlich einen U-förmigen Scheitel (15) bildenden abwärts gebogener freier Profilkante, wobei das so gegebene Rinnenprofil ein Winkeleisen (16) des Randes (21) der Bauwerksdecke (2) übergreift, wobei das Gehäuse (G) der Kühlvorrichtung (K) sowie der Gehäuseteil (G_n) für den Lüfter (24) mittels der Profilstreifen (14) dicht an einen Schlitz (20) der Bauwerksdecke (2) angeschlossen sind.