DE3035575A1

DE3035575A1 - Kuehlvorrichtung zum rueckkuehlen von wasser im gegenstrom

Info

Publication number: DE3035575A1
Application number: DE19803035575
Authority: DE
Inventors: Siegfried 7770 Überlingen Kuebler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-12-31
Filing date: 1980-09-20
Publication date: 1982-05-06
Also published as: DE3035575C2

Description

Kühlvorrichtung zum Rückkühlen von Wasser im Gegenstrom
Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zum Rückkühlen vo Wasser im Gegenstrom mit wenigstens einem Füllkörpereinsatz samt darüber vorgesehenem, nach oben hin offenem Sprühraum und zumindest einem etwa seitlich angeordneten Lüfter, der nach Patentanmeldung P 26 59 767.1 zusammen mit der Kühlvorrichtung von einem nach oben hin offenen Gehäuse umgeben ist, wobei der den Lüfter aufnehmende Gehäuseteil bzw. dessen Zuluftöffnung gegenüber der/den Abluftöffnung/en der Kühlvorrichtung durch eine Luftleitfläche getrennt ist.
Kühlvorrichtungen mit fest eingebauten Füllkörpereinsätzen werden -- auch als Kühl türme bezeichnet -- 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 Verformuungsvorganges mittels eines Kühlturmes zurückgekühlt und sie wiedergewonnen werden - ein Vorzug, der angesichts zunehmender Wasserverschutzung 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.
Die zu den genannten Einsatzmöglichkeiten besonders geeigneten Kühltürme bzw. Dunsttürme weisen seitlich angebrachte Lüfter zum seitlichen Einschieben von Zuluft auf. Die kühlende Luft wird dann oberhalb der Füllkörperzonen -- entweder ebenfalls eitlich oder -- nach oben ausgeführt. Schließt man diese Kühltürme in Gebäuden ein, so bedarf es zum einen eines großen Montageaufwandes für die einzelnen transportierten Teile des Kühlturmes sowie zum anderen einer seitlichen Zuführung für die Frischluft und einer -- entgegengesetzt angeordneten -- seitlichen Abführung für die Abluft an der Gebäudewandung. Dies bedeutet nicht nur einen erhöhten Installationsaufwand sondern auch eine negative Beeinflussung der Frischluft während der Zu förderung zur eigentlichen Wärmetauschzone. 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 eìn Einfrieren der den Aufstellraum durchlaufenden Leitungen zu unterbinden, müssen diese mit sogenannten Begleitheizungen versehen werden; wegen möglichen Durchzuges verbraucht die erforderliche elektrische Wannenheizung bei Gerätestillstand viel Energie. Zudem haben sich die üblichen seitlichen Lärmabstrahlungen als äußerst problematisch erwiesen.
Auch die Verwendung von Luttensträngen zwischen Fassade und Kühlvorrichtung konnte wegen des entstehenden Kondenswasser hier eine Abhilfe nicht schaffen.
Angesichts dieser Gegebenheiten hatte sich der Erfinder mit der Vorerfindung das Ziel gesetzt, eine neuartige Kühlvorrichtung sowie eine Konstruktion für ein damit versehenes Bauwerk zu schaffen, dank deren die vorgenannten Mängel beseitigt werden. Die inzwischen in der Praxis sehr bewährte Lösung dieser Aufgabe war, daß die Kühlvorrichtung mit dem Lüfter von einem nach oben hin offenen Gehäuse umgeben und der den Lüfter aufnehmende Gehäuseteil bzw. dessen Zuluftöffnung gegenüber der/den Abluft öffnung/en der Kühlvorrichtung durch eine Luftleitfläche getrennt ist.
Diese Luftleitfläche quert einen Teil der Abluftöffnung.
Will man nun im Abluftstrom Schalldämpfer unterbringen, muß für diese gesonderte Etage unterhalb des die Luftleitfläche aufnehmenden Gehäuseteils oder -aufbaus konzipiert und damit die Bauhöhe des Kühlturms unerwünscht vergrößert werden.
Eine weitergehende Verbesserung der in der Hauptanmeldung beschriebenen Erfindung ist angesichts dieser Gegebenheiten darin zu sehen, daß im Abluftstrom Schalldämpfer angeordnet sind, in welche die Luftleitfläche integriert ist. Bevorzugtermaßen besteht dazu der Abluftschalldämpfer aus einer Reihe von miteinander Schlitze begrenzenden Registereinbauten und die Luftleitfläche aus in jedem Schlitz vorgesehenen Streifen, die jeweils mit einem Ende an einer Gehäusestirnwand anschließen.
Als besonders günstig hat es sich erwiesen, die Luftleitblechstreifen gegen die Gehäusestirnwand in einem Winkel geneigt verlaufen zu lassen. Jedoch liegt es auch im Rahmen der Erfindung, daß die Luftleitblechstreifen in den Schlitzen etwa horizontal verlaufen und die Vorderkante der durch sie gebildeten Luftleitfläche durch eine zur Gehäusestirnwand in einem Winkel geneigte Gerade bestimmt ist, welche etwa von dem in Einbaulage unterem an die Gehäusestirnwand angrenzenden Ende der Registereinbauten nach oven verläuft.
In beiden Fällen können erfindungsgemäß die Luftleitblechstreifen austauschbar und gegebenenfalls gemeinsam herausziehbar angebracht sein.
Das - bevorzugtermaßen quaderförmige -seitlich geschlossene, den Lüfter umgreifende Gehäuse leitet zum einen alle Geräusche himmelwärts, 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 Gärten.
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 Aufsteliraum abzusenken und darüber hinaus die gesamte Luftzu- 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 Seatenh-+ande 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 mehrvon der. Außenluft durchzogen - er kann zudem beheizt werden; teuere Begleitheizungen an Rohrsträngen entfallen. Der elektrische Energiebedarf zur Wannenbeheizung bleibt bei stillgelegten Geräten gegenüber konventionellen Kühltürmen 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.
Erfindungsgemäß soll zwischen der aufwärts weisenden Zulu:FtöffnunU es büftergehäuses und der benachbarten Abluftöffnung des Innenraumes der Kühlvorrichtung eine zu letzterem geneigte Luftleitfläche angeordnet sein, welche bevorzugtermaßen mit dem Rand der Kühlvorrichtung einen Neigung winkel von etwa 450 einschließt.
Um eine dichte Verbindung zwischen Geschoßdecke und Kühlvorrichtung zu schaffen, hat es sich als besonders günstig erwiesen, die deckenwärts weisenden Öffnunaen für Zuluft und Abluft von Profilstreifen zu umgeben und diese mit Profilen der Bauwerksdecke zu verbinden.
Jeder der Profilstreifen umgreift nach einem weiteren Merkmal der Erfindung mit einem U-förmig abwärts gebogenen Scheitel das querschnittlich gegebenenfalls winkelförmige Profil der Bauwerksdecke und schließt 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, daß der Kühlvorrichtung und/dem Lüftergehäuse zumindest ein die Luftleitfläche aufnehmender Aufsatz übergeordnet und deckenwärts mit dem Profilstreifen bzw.
dem Profil der Geschoßdecke verbunden ist. Dieser Aufsatz erlaubt eine bessere Anpassung der Kühlvorrichtung an die Raumverhältnisse und vereinfacht ebenfalls den Aufbau.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung 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 Fig. 1: eine Schrägsicht auf einen Teil eines Gebäudes mit in diesem untergebrachter -- teilweise geschnittener -- Kühlvorrichtung; Fig. 2: ein vergrößertes Detail der Kühlvorrichtung etwa gemäß Ausschnitt II in Fig. 9 im Querschnitt; Fig. 3: eine Schrägsicht auf die Kühlvorrichtung-nach Fig. 1; Fig. 4: eine der Darstellung in Fig. 3 entsprechende Schrägsicht auf eine andere Ausführungsform der Kühlvorrichtung; Fig. 5: einen Schnitt durch einen Gebäudeteil mit Kühlvorrichtung in Seitenansicht; Fig. 6: die Draufsicht auf Fig. 5; Fig. 7: die Draufsicht auf mehrere aneinander gefügte Kühlvorrichtungen; Fig. 8: eine Schrägsicht auf eine weitere Ausführung der Kühlvorrichtung; Fig. 9: die Seitenansicht in Fig. 8 in Einbaulage der Kühlvorrichtung; Fig.10: eine der Fig. 8 entsprechende Wiedergabe einer anderen Kühlvorrichtung Die aus mehreren Teilen Q1' Q27Q3 zusammengesetzte Kühlvorrichtung K weist in ihrem Innenraum J 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 Q1' Q2' O3 ein rahmenartiger Aufsatz 10, dessen aufwärts weisende Fintöffnung oder Abluftöffnung 11 von einem eingesetzten Vogelschutzgitter 12 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 16U (Fig. 2) so befestigt sind, daß sie in die aufgesetzten Profilstreifen 14 der Kühlvorrichtung K eingreifen. Deren Höhe h entspricht etwa dem Abstand i der oberen Geschoßdecke 2 von den Konsolschwellen 3. Die Weite b des Geschoßdeckenschlitzes 20 ist in Fig. 1 größer als die maximale Breite c der 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 E liegenden Raum F. Dieser it gemäß Fig. 2 der freie Luftraum über dem Gebäudeflachdach R, dessen Wiesschüttung 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 desliiftergehäuses Gn umgeben ist. Dessen freie Firstöffnung oder Zuluftöffnung 27 überspannt ebenfalls ein Vogelschutzgitter 12.
Von der Stirnwand 22 des Vorrichtungsteiles Q3 ragt ein Luftleitblech 28 in einem Winkel w von beispielsweise 450 zur Rahmenkante 13 in den Aufsatz 10 hinein und überspannt so teilweise den Innenraum J des Vorrichtungsteiles Q3.
Somit bildet der Aufsatz 10 über den Teilen Q1' Q2, Q3 gegenüber dem Aufsatz 10n des Lüftergehäuses Gn einen geschlossenen Strömungsraum für die aufsteigende Abluft X.
Die in das Lüftergehäuse Gn einfallende Zuluft ist symbolisch mit Z gekennzeichnet.
Das Ausführungsbeispiel K1 der Fig. 4 weist zwischen den Aufsätzen 10 bzw. 10n einerseits und dem Gehäuse G einen zwischengeschalteten Rahmen 30 der Höhe p auf. Innerhalb dieses Rahmens 30 finden sich ein Zuluftschalldämpfer 31 und ein Abluftschalldämpfer 32. Unterhalb des Zuluftschalldämpfers 31 ist im Lüftergehäuse Gn eine Inspektionsöffnung 35 vorgesehen sowie ein Entleerungsstuzen 36 für Regenwasser.
Insbesondere die Fig. 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 N bezeichnet. Dieser bildet sich in der dargestellten Form auch bei Kühlvorrichtungen K, die auf eine freie Fläche aufgesetzt, d. h. nicht von Gebäudeteilen umrahmt, sind.
Gemäß Fig. 5 ist im Ausblasstutzen 23 des Lüfters 24 eine angetriebene Rückschlagklappe 40 vorgesehen, die das Entstehen von Kondenzwasser im Zuluftstück hintanhält.
Die in Fig. 7 gewählte gruppenweise Zusammenstellung von sechs Kühlvorrichtungen K erhellt. daß bislang üblich gewesene Abstände für möglichst kurzschlußfreie Luftzuführung entfallen können; Leitungen aller Art werden u. U. 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 E abgedichtet.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 ragt in die Abluftöffnung 11 statt des geneigten Luftleitbleches 28 ein etwa horizontales Abdeckblech 38 ein, welches mit dem Vogelschutzgitter 12 des Lüftergehäuses Gn fluchtet und dessen Vorderkante 37 durch eine Gerade 36 bestimmt ist, die im Winkel w (Fig. 4) von der Oberkante der an den Lüfter 24 anschließenden Gehäusestirnwand 22 nach oben weist.
Die Länge s des Abdeckbleches 38 entspricht der Breite des öffnungsfeldes oberhalb des Luftleitbleches 28, wie es beispielsweise in Fig. 4 zwischen den Vogelschutzgittern 12 zu erkennen ist.
In Fig. 10 sind die Register 33 der Zuluftschalldämpfer 31 und der Abluftschalldämpfer 32 zu erkennen; der Abluftschalldämpfer 32 besteht aus zwei Registerreihen 33 33m.
Die Schlitze 34 zwischen den Registern 33 der dem Lüftergehäuse Gn benachbarten Registerreihe 33m sind jeweils einzeln durch schrägliegende Luftleitblechstreifen 29 weitgehend gegen die Abluft abgedeckt; die Luftleitblechstreifen 29 -- und damit die Luftleitfläche insgesamt -- sind in den Abluftschalldämpfern 32 integriert.
Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE C Kühlvorrichtung zum Rückkühlen von Wasser im Gegenstrom mit wenigstens einem Füllkörpereinsatz samt darüber vorgesehenem, nach oben hin offenem Sprühraum und zumindest einem etwa seitlich angeordneten Lüfter, der nach Patentanmeldung P 26 59 767.1 zusammen mit der Kühlvorrichtung von einem nach oben hin offenen Gehäuse umgeben ist, wobei der den Lüfter aufnehmende Gehäuseteil bzw.

dessen Zuluftöffnung gegenüber der/den Abluftöffnung/en der Kühlvorrichtung durch eine Luftleitfläche getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Abluftstrom (x) Schalldämpfer (32) angeordnet sind, in welche die Luftleitfläche integriert ist.
2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abluftschalldämpfer (32) aus einer Reihe von miteinander Schlitze (34) begrenzenden Registereinbauten (33) besteht und in jedem Schlitz ein Streifen (29) als Luftleitfläche untergebracht ist, das mit einem Ende an eine Gehäusestirnwand (22) anschließt.
3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleitblechstreifen (29) gegen die Gehäusestirnwand (22) in einem Winkel (w) geneigt verlaufen.
4. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleitblechstreifen (29) in den Schlitzen (34) etwa horizontal verlaufen und die Vorderkante (37) der durch sie gebildeten Luftleitfläche durch eine zur Gehäusestirnwand (22) in einem Winkel (w) geneigte Gerade bestimmt ist, welche etwa von dem in Einbaulage unteren an die Gehäusestirnwand angrenzenden Ende der Registereinbauten (33) nach oben verläuft.
5. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis-4, gekennzeichnet durch austauschbar angebrachte Luftleitblechstreifen (29).