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Kühl Vorrichtung
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Die Erfindung betrifft eine Kühl vorrichtung mit einem Trockenkühlturmabschnitt,
der ein Rohrbündel aufweist, durch das ein zu kühlendes Medium im Kreislauf geführt
wird und über das das Kühlmittel hinwegbewegt wird. In diesem Zusammenhang betrifft
die Erfindung insbesondere eine Verbesserung der in der US-PS 2 545 926 gezeigten
Konstruktion, bei der die Luft durch einen Nasskühlturmabschnitt oberhalb des Trockenabschnitts
gelenkt wird, in dem sie befeuchtet und damit gekühlt werden kann, bevor sie über
das Rohrbündel des Trockenabschnitts hinwegstreicht.
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Mit einer solchen Anordnung ist die Möglichkeit gegeben, das Kühlmittel
in einem stärkeren Ma?> zu kühlen, als dies mit gewöhnlichen Trockenkühitürmen
der Fall ist, und/ oder die Grösse der Rohrbündeloberfläche zu verkleinern und damit
die Kosten des Trockenabschnitts zu senken.
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Da der Nassabschnitt nur dann benutzt zu werden braucht, wenn dies
erforderlich ist, d.h. in heissem Klima,ist eine solche Vorrichtung in erster Linie
zur Verwendung in Gebieten bestimmt, in denen Wassermangel herrscht.
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Auch kann das Wasser eine Prozessflüssigkeit sein oder wieder-aufbereitetes
Wasser und damit korrodierend sein oder die Beschaffenheit von Brackwasser haben,
ohne dass darunter der Gesamtbetrieb der Vorrichtung leidet.
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Die Umwelterfordernisse machen es jedoch schwierig, verschmutztes
Wasser in herkömmlicher Weise zu beseitigen.
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Obgleich man hier bemüht gewesen ist, dieses Wasser durch Verdampfen
zu beseitigen, sind herkömmliche Einrichtungen für diesen Zweck ziemlich teuer.
Es wurde deshalb vorgeschlagen,
das Wasser in dem Nassabschnitt
einer Einrichtung der oben beschriebenen Art zu verdampfen, und zwar zumindest in
den Bereichen, in denen der Einsatz einer solchen Einrichtung aus den oben genannten
Gründen auch sonst nützlich erscheint.
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Wenn jedoch diese Einrichtung in der üblichen Weise benutzt wird,
d.h. nur in einem heissen Klima, dann ist ihre Verdampfungskapazität beschränkt.
Andererseits verhindert normalerweise die Gefahr des Gefrierens sowohl der Flüssigkeit
in den Rohrbündeln als auch des Wassers in dem Nassabschnitt den Einsatz dieser
Einrichtung in einem anderen als in einem heissen Klima. Darüber hinaus setzen sich
Feststoffe im Wasser, das oftmals zur Vorkühlung der Luft im Nassabschnitt Verwendung
findet, in der Schale über der Füllung ab, wodurch in Abhängigkeit von der Konzentration
der Verschmutzungen eine häufige Reinigung der Schale erforderlich wird, wofür dann
die gesamte Einrichtung ausser Betrieb gesetzt werden muss.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Vorrichtung
der oben genannten Art zu schaffen, die erheblich mehr Wasser verdampfen kann und
die so gebaut ist, dass Umgebungsluft im Nassabschnitt das ganze Jahr hindurch kontinuierlich
vorgekühlt werden kann, ohne dass die Gefahr des Zufrierens besteht. In diesem Zusammenhang
soll diese Vorrichtung auch nur einen minimalen Wartungsaufwand erfordern, und zwar
sogar dann, wenn das Wasser eine hohe Konzentration an Feststoffen enthält.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Vorrichtung der genannten
Art gelöst, die ein Gehäuse aufweist, das die Eintrittsöffnung für den Nassabschnitt
die Austrittsöffnung für den Trockenabschnitt und andere Aussenseiten
und
Deckwände für diese Abschnitte aufweist. Insbesondere ist das Gehäuse mit einer
Einrichtung zur wahlweisen Abführung von Luft versehen, die durch den Nassabschnitt
und über das Rohrbündel hinweg-geblasen worden ist oder im Kreislauf aufeinanderfolgend
durch den Nassabschnitt durch und über das Rührbündel des Trockenabschnitts hinweg-bewegt
worden ist. Auf diese Weise lässt sich der Nassabschnitt nicht nur zum Vorkühlen
der Luft während der Sommermonate, sondern auch während der Wintermonate verwenden,
da die umgewälzte Luft warm genug ist, um ein Gefrieren entweder des Wassers in
dem Nassabschnitt oder des flüssigen Mediums in den Rohren des Rohrbündels zu verhindern.
Darüber hinaus lässt sich, da die Umwälzung der Luft ihre Temperatur über die der
Umgebungsluft erhöht, eine grössere Wassermenge verdampfen, und zwar aufgrund der
erhöhten Wasseraufnahmefähigkeit der Luft, wenn die Luft durch den Nassabschnitt
streicht.
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Vorzugsweise ist eine Vorrichtung vorgesehen, mit der Umgebungsluft
mit umgewälzter Luft in jedem gewünschten Verhältnis mischbar ist, wodurch die Einrichtung
an Klimata, die weder besonders heiss noch besonders kalt sind, noch anpassungsfähiger
gemacht werden kann.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine teilweise
weggebrochene Draufsicht der erfindungsgemässen Vorrichtung, Fig. 2 eine Querschnittsansicht
der Vorrichtung längs der Linie II-II in Fig. 1, wobei die Jalousien in den Gehäuseöffnungen
so angeordnet sind, dass sie bewirken, dass die
aufeinanderfolgend
durch den Nassabschnitt und über das Rohrbündel des Trockenabschnitts hinwegströmende
Luft aus dem Trockenabschnitt ausströmt, Fig. 3 eine quergeschnitten Längsansicht
der Vorrichtung längs der Linie III-III in Fig. 2, Fig. 4 eine andere Querschnittsansicht
der Vorrichtung, die derjenigen von Fig. 2 ähnlich ist, wobei jedoch die Jalousien
in den Gehäuseöffnungen so angeordnet sind, dass sie bewirken, dass der Teil der
Luft, der aufeinanderfolgend durch den Nassabschnitt und über das-Rohrbündel des
Trockenabschnitts hinwegströmt, aus dem Trockenabschnitt entfernt wird, und der
restliche Teil der Luft mit Umgebungsluft vermischt durch den Nassabschnitt und
den Trockenabschnitt umgewälzt wird, und Fig. 5 eine weitere Querschnittsansicht
der Vorrichtung, die derjenigen der Fig. 2 und 4 ähnlich ist, wobei jedoch die Jalousien
in den Gehäuseöffnungen so angeordnet sind, dass sie eine Umwälzung der gesamten
Luft bewirken, die aufeinanderfolgend durch den Nassabschnitt und über das Rohrbündel
des Trockenabschnitts hinwegströmt.
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Die Gesamtvorrichtung, die durch das Bezugszeichen 10 bezeichnet ist,
weist ein Paar Nasskühlturmabschnitte W auf, die sich seitlich mit Abstand nebeneinander,
parallel in Längsrichtung erstrecken, sowie einen Trockenkühlturm D, der sich in
Längsrichtung zwischen den Nassabschnitten über einer Luftkammer 11 erstreckt, die
beiden Nassabschnitten gemeinsam ist und eine Bodenwand 12 aufweist, die sich in
seitlicher Richtung unter ihnen erstreckt.
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Wie bereits oben erwähnt und im folgenden näher erläutert, weist die
Vorrichtung ein Gehäuse H auf, das mit einer Eintrittsöffnung für den Nassabschnitt,
einer Austrittsöffnung aus dem Trockenabschnitt und anderen äusseren Seiten- und
Deckwänden der Abschnitte versehen ist. Wie am besten aus Fig. 1 hervorgeht, sind
die Nass- und Trockenabschnitte und das Gehäuse H mit inneren senkrechten Wänden
ausgestattet, die das Gehäuse in Längsrichtung in Ende an Ende liegende Module 10A,10B,1OC
und 1OD unterteilen, sowie äusseren senkrechten Wänden, die die äusseren Enden der
äussersten Module verschliessen.
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Jeder Nassabschnittsmodul entspricht mehr oder weniger herkömmlicher
Konstruktion, indem er eine Füllung 13 aufweist, über die Wasser aus einer darüber
befindlichen Schale 14 verteilt werden kann und von der Wasser in einem Sumpf 15
unterhalb der Füllung gesammelt wird. In an sich bekannter Weise hat die Füllung
eine grosse Oberfläche, wie sie beispielsweise durch eine Reihe von versetzt angeordneten
Latten oder Stäben geboten wird, die schematisch in Fig. 2 dargestellt sind, so
dass die Berührung zwischen Wasser und der seitlich durch den Nassabschnitt strömenden
Luft intensiviert wird.
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Jeder Trockenabschnittmodul entspricht ebenfalls mehr oder weniger
herkömmlicher Konstruktion, indem er ein Rohrbündel 16 aufweist, das mit Rohren
versehen ist, die sich in seitlicher Richtung über eine zwischen den Seitenwänden
17 des Rahmens des Trockenabschnitts befindliche Uffnung hinwegerstrecken, wobei
die Seitenwände an ihren unteren Enden mit den Deckwänden 18 des Rahmens des Nassabschnitts
verbunden sind. Ein zu kühlendes Strömungsmittel wird durch die Rohre des Bündels
16 mit Hilfe von Eintritts- und Austrittsleitungen 19 und 20 umgewälzt,
und
Luft strömt über das Rohrbündel mit Hilfe von zwei-Gruppen von Gebläsen 21 nach
oben,~-wobeí» jedes Gebläse in einem Gebläsering 22 angeordnet ist, der auf dem
Rahmen desTrockenabschnitts Uber dem Bündel getragen wird. Die Gebläsegruppen sind
voneinander durch eine senkrechte Wand -27A des Trockenabschnittrahmens so getrennt,
dass jede Gebläsegruppe in-erster Linie Luft ausde nebenihr befindlichen Nassabschnitt
ansaugt.
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Wie durch die-Pfeile in Fig. 2,4 und~ 5-ångedeutet, wird die Luft,
die über das Rohrbündel gesaugt worden ist, zunächst dazu gebracht, aus der Eintrittsöffnung
zur Austrittsöffnung-zu strömen und damit durch die Füllung 13 jedes Nassabschnitts
hindurch und daraufhin in die Kammer 11 hinein und durch sie hindurch. Wie im folgenden
erläutern ist, wird die Luft, sobald sie über das Rohrbündel-hinweg und aus demGebläsering
an der Austrittsöffnung des Trockenabschnitts herausgeblasen worden ist, entweder
aus dem Gehäuse entfernt oder in ihm umgewälzt oder teilweise-entfernt und umgewälzt.
Vorzugsweise sind Nebelentferner 24 in der Kammer in der Mitte zwischen jedem Nassabschnitt-Austritt
und Trockenabschnitt-Eintritt angeordnet, die einem an sich bekannten Zweck dienen.
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Das Gehäuse H ist in erste Teile 25A unterteilt, von denen jeder eine
Eintrittsöffnung für einen der Nassabschnitte aufweist, und zweite Teile 25B, von
denen jeder die Austrittsöffnung von einer Gebläsegruppe des Trockenabschnitts enthält.
Im einzelnen heisst das, dass die Gehäuseteile mit Deckwänden versehen sind, die
zu einer Gehäusedeckwand zusammenlaufen, und dass die ersten Gehäuseteile ausserdem
mit Seiten- und Bodenwänden versehen sind, die mit der Deckwand nicht nur die Eintrittsöffnung
zu dem Nassabschnitt und die Austrittsöffnung aus dem Trockenabschnitt
bilden,
sondern auch die anderen Aussenseiten-und Deckwände der Abschnitte.
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Die ersten und zweiten Gehäuseteile sind durch gemeinsame Seitenwände
voneinander getrennt, in denen sich Jalousienöffnungen 26 befinden, so dass der
Luftstrom aus jedem zweiten Teil zu dem benachbarten ersten Teil gesteuert werden
kann. Wie ebenfalls aus der Zeichnung hervorgeht, sind die Seitenwände der ersten
Gehäuseteile ebenfalls mit Jalousienöffnungen 27 ausgestattet, so dass der Zutritt
von Umgebungsluft zu diesen Uffnungen und damit in die Eintrittsöffnung jedes Nassabschnitts
gesteuert werden kann. Auch sind die Deckwände der zweiten Gehäuseteile mit Lüftungsöffnungen
28 ausgerüstet, so dass die Entlüftung aus diesen Teilen gesteuert werden kann,
und die Deckwände der ersten Gehäuseteile sind mit Jalousienöffnungen 29 ausgestattet,
um den Zutritt von Umgebungsluft zu diesen ersten Teilen 25 zu steuern und damit
in ähnlicher Weise zu den Jalousienöffnungen 27, also den Umgebungsluftzutritt zu
der Eintrittsöffnung für jeden Nassabschnitt.
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Während des heissesten Teils des Jahres können die Jalousienöffnungen
so angeordnet werden, dass die Vorrichtung in der herkömmlichen Weise arbeitet.
D.h. die Jalousien 26 und 29 können geschlossen sein und die Jalousien 27 und 28
geöffnet, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, um dadurch Umgebungsluft zu veranlassen,
durch den Nassabschnitt über das Rohrbündel 16 des Trockenabschnitts hinweg zu strömen
und dann in die Atmosphäre zu entweichen. Während des kältestens Teils des Jahres
jedoch und insbesondere bei Temperaturen unter dem Nullpunkt können die Jalousien
27,28 und 29 geschlossen werden, während die Jalousien 26, wie aus Fig. 5 ersichtlich
dann geöffnet sind, so dass Luft aufeinanderfolgend durch die Nass- und Trockenabschnitte
umgewälzt
wird. Wenn mässige Temperaturen herrschen, lässt sich vorzugsweise ein Gemisch aus
Umgebungsluft und Umwälzluft durch die Abschnitte lenken, und in diesem Fall sind
dann, wie aus Fig. 4 ersichtlich, die Jalousien 27 geschlossen und die Jalousien
26,28 und 29 teilweise geöffnet, so dass Umgebungsluft zusammen mit etwas umgewälzter
Luft vermischt wird, während der Rest der umgewälzten Luft entweicht.
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Wie oben ausgeführt, ermöglicht die obige Anordnung einen Betrieb
der Nassabschnitte des Turms unter allen Wetterverhältnissen und damit rund um das
ganze Jahr. Dadurch kann wiederum Wasser in dem Nassabschnitt während des ganzen
Jahres verdampft werden oder zumindest bei anderen als den höchsten Temperaturen.
Im einzelnen wird dies durch die Tatsache ermöglicht, dass die umgewälzte Luft ausreichend
erwärmt wird, um ein Gefrieren zu verhindern.
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Wie ebenfalls bereits erwähnt wurde, hat die wärmere Luft, die durch
die Nassabschnitte umgewälzt wird, in erhöhtem Maße die Fähigkeit, das Wasser über
der Umgebungsluft bei einer geringeren Temperatur zu verdampfen.
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Wie oben bereits erwähnt und am besten aus den Fig. und 3 ersichtlich,
weist der Kühl turm jedes Nassabschnittmoduls eine eigene Schale und einen eigenen
Sumpf auf, die über bzw. unterhalb der Füllung 13 angeordnet sind. Somit gibt es
bei der Gesamtanordnung, die in vier Module unterteilt ist, wie aus der Zeichnung
ersichtlich, vier separate Schalen 14A,14B,14C und 14D und eine entsprechende Anzahl
separater Sümpfe 15A,15B,15C und 15D. Im einzelnen erstrecken sich, wie aus Fig.
3 ersichtlich, die senkrechten Wände, die die Vorrichtung in Module unterteilen,
bis zum Boden jedes Sumpfes, so dass jeder Sumpf wie jede Schale von dem anderen
getrennt ist. Somit sind vier Paare
Schalen und Sümpfe vorhanden,
wobei jede Schale jedes Paares zur Verteilung von Wasser über der Füllung dient,
das dann in dem Sumpf dieses Paares unterhalb der Füllung gesammelt wird.
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Der ersten Schale 14A wird Wasser durch eine Leitung 30 zugeführt,
und ein Teil dieses Wassers, das nach der Verdampfung in allen vier Modulen übrig
bleibt, wird von einem letzten Sumpf 15D durch die Leitung 31 ausgetragen oder ausgeblasen.
Wie im obigen erwähnt, könnte angenommen werden, dass das Wasser korrosiv ist oder
Brackwasser ist und eine grossen Konzentration an Feststoffen enthält. In der herkömmlichen
Vorrichtung dieser Art strömt das von den Schalen verteilte Wasser parallel in den
darunter befindlichen Sumpf. Erfindungsgemäss jedoch wird das Wasser dazu gebracht,
der Reihe nach von dem einen Kühlturmmodul zum nächsten zu strömen.
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Somit wird Wasser, wie aus Fig. 3 ersichtlich, das in dem ersten Sumpf
15A sich gesammelt hat, mit Hilfe einer Pumpe 32A und einem Steigrohr 33A der Schale
15B des benachbarten Moduls zugeführt. Daraufhin wird Wasser in dem zweiten Sumpf
15B mit Hilfe einer Pumpe 32B und einem Steigrohr 338 der Schale 14C des dritten
Moduls zugeführt, und Wasser im dritten Sumpf 15C mit Hilfe einer Pumpe 32C und
einem Steigrohr 33C der Schale 14D des letzten Moduls zugeführt. Das in dem Sumpf
15D des letzten Moduls gesammelte Wasser wird mit Hilf einer Pumpe 32D der Austragsleitung
31 zugeführt.
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Da in jedem Modul eine Verdampfung stattfindet, ist die Wassermenge,
die jeder Schale zugeführt wird, geringer als die der vorangegangenen Schale zugeführte,
und der Prozentsatz an Feststoffteilchen, die sich in jedem folgenden Sumpf ansammeln,
erhöht sich entsprechend. Als Folge
dessen weist nur das Wasser
in den letzten Sümpfen oder möglicherweise nur im letzten Sumpf eine solch grosse
Konzentration an Feststoffen auf, wie sie für eine hochwirksame Reinigung erforderlich
ist. Dadurch wird natürlich nicht nur die Wartung der Vorrichtung vereinfacht, sondern
es wird aufgrund der modularen Konstruktion der Vorrichtung auch ermöglicht, dass
wenigstens einige der Nassabschnittmodule ihren Betrieb fortsetzen, während die
Schalen von anderen Modulen gereinigt werden.
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In jeder Schale wird im wesentlichen die gleiche Wasserfüllhöhe beibehalten,
und zwar trotz der jeder folgenden Schale zugeführten geringeren Wassermenge. Dies
geschieht mit Hilfe von im Boden jeder Schale vorhandenen Löchern, deren Grösse
immer kleiner wird. D.h., wie am besten durch die in Fig. 3 herausgezeichneten Teile
ersichtlich ist, die Löcher 34A in der Schale 14A sind grösser als die Löcher 34B
im Boden der Schale 14B, während die Löcher 34B grösser sind als die Löcher 34C
im Boden der Schale 14C und die Löcher 34C wiederum grösser sind als die Löcher
34D im Boden der Schale 14D. Derselbe Zweck lässt sich offensichtlich mit Hilfe
von Schalen erreichen, deren Volumen in Richtung des Wasserstroms immer kleiner
wird.