KÜHLSYSTEM

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlsystem mit im Kreislauf geführtem Wasser als Wärmetransportmedium. Insbesondere betrifft die Erfindung ein derartiges Kühlsystem mit einer von dem Wasser durchströmten, dem Wärmeeintrag in das Wasser dienenden Eintragseinrichtung, einem von dem Wasser durchströmten, der Abgabe von Wärme an die Umgebungsluft dienenden Rückkühler und einem Wasserbehälter, welcher in einer den Rückkühler, die Eintragseinrichtung und den Wasserbehälter miteinander verbindenden, mindestens eine Umwälzpumpe aufweisenden Leitungsanordnung in Durchströmungsrichtung zwischen dem Rückkühler und der Eintragseinrichtung angeordnet ist.

[0002] Ein Wärmetauscher gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, der sich prinzipiell für den Einsatz als Rückkühler in einem Kühlsystem der vorstehend genannten Art eignet, ist beispielsweise der US 3384165 A entnehmbar. Dieser Wärmetauscher weist zwei V-förmig zueinander angeordnete Register und oben zwischen den beiden Registern angeordnete Ventilatoren auf. Die beiden Register sind jeweils in 4-Pass-Bauweise ausgeführt. So weist jedes der Register an einem ersten Endbereich des Wärmetauschers einen mit einem Eingang verbundenen Eingangssammler und, parallel hierzu, einen mit einem Ausgang verbundenen Ausgangssammler auf; und für eine dreifache Umkehrung der Durchströmungsrichtung des Wärmetauschers weisen die horizontal orientierten Rohre der sich zwischen dem Eingangssammler und dem Ausgangssammler erstreckenden Rohranordnungen jeweils an dem - dem ersten Endbereich gegenüberliegenden - zweiten Endbereich zwei 180°-Rohrbögen und an dem ersten Endbereich einen weiteren 180°-Rohrbogen auf.

[0003] Die Verwendung von Wasser als Wärmetransportmedium in einem Kühlsystem hat vielfältige Vorteile. Wasser verfügt über eine vergleichsweise hohe spezifische Wärmekapazität, weshalb sowohl die Menge des Wärmetransportmediums als auch dessen Zirkulationsgeschwindigkeit relativ gering ausfallen können. Auch können auch die Leitungsquerschnitte vergleichsweise gering bemessen werden. Weiterhin liegt die Viskosität von Wasser in einem günstigen Bereich, das Wärmeübertragungsverhalten ist günstig, und Wasser ist kostengünstig und von ihm gehen keinerlei schädliche Wirkungen oder gar Gefahren für die Umwelt aus. Letzteres gilt namentlich, wenn das als Wärmetransportmedium eingesetzte Wasser keine Zusätze aufweist. Nachteilig an Wasser ist allerdings, dass der Gefrierpunkt in einem Temperaturbereich liegt, der bei üblichen Kühlanwendungen innerhalb des Kühlsystems erreicht werden kann. Die Gefahr, dass das Kühlwasser (insbesondere im Rückkühler) einfriert, ist nicht zu vernachlässigen. Der Zusatz eines Frostschutzmittels zu dem als Wärmetransportmedium eingesetzten Wasser unterminiert einen der besonders wesentlichen Vorteile von Kühlsystemen der eingangs angegebenen Art.

[0004] Vor diesem Hintergrund existieren beispielsweise in Form der DE 29606912 U1 und der DE 102012101271 A1 bereits verschiedene Vorschläge für das Entleeren des Rückkühlers bei frostgefährlichen Betriebssituationen. So offenbart die DE 29606912 U1 einen Kreuzstromwärmetauscher für ein mit Wasser als Kühlmittel betriebenes Kühlsystem. Der betreffende Wärmetauscher soll sich rasch entleeren lassen, indem an seinem einen, ersten Endbereich ein Eingangsverteiler und ein Ausgangsverteiler und an seinem anderen, gegenüberliegenden zweiten Endbereich eine zwei übereinander angeordnete Verteilrohre umfassende Schleife vorgesehen sind, wobei sich zwischen dem Eingangsverteiler und dem ersten Verteilrohr der Schleife erstreckende Vorlaufleitungen und sich zwischen dem zweiten Verteilrohr der Schleife dem Ausgangsverteiler erstreckende Rücklaufleitungen zueinander parallel mit Gefälle angeordnet sind und an das obere Verteilrohr der Schleife ein schaltbares Belüftungsventil angeschlossen ist.

[0005] Die DE 19613910 offenbart ein Kühlsystem mit einem zu dem Kreuzstromwärmetauscher nach der DE 29606912 U1 ähnlich konzipierten Querstromwärmetauscher. Hier ist allerdings an dem zweiten Endbereich ein einziges Umlenk-Sammelrohr vorgesehen, in welches die Vorlaufleitungen und die Rücklaufleitungen münden und an das ein permanent geöffneter Entlüftungsstutzen angeschlossen ist. Eine ständig durch den Entlüftungsstutzen abfließende Kühlwassermenge wird in den Kaltbehälter des Kühlsystems zurückgeführt.

[0006] Weiterhin offenbart die DE 102012101271 A1 ein Kühlsystem der eingangs angegebenen Art, dessen Rückkühler zwei V-förmig zueinander angeordnete Zweipass-Register aufweist. Demnach sind an dem ersten Endbereich des Rückkühlers eine zwei V-förmig zueinander gestellte Äste aufweisende Eingangssammler-Anordnung und eine ebenfalls zwei V-förmig zueinander gestellte Äste aufweisende Ausgangssammler-Anordnung vorgesehen; und an dem zweiten Endbereich des Rückkühlers ist eine Umlenksammler-Anordnung mit wiederum zwei V-förmig zueinander gestellten Ästen vorgesehen. So umfasst das erste der beiden Zweipass-Register jeweils den ersten Ast der Eingangssammler-Anordnung, der Umlenksammler-Anordnung und der Ausgangssammler-Anordnung sowie die sich zwischen diesen erstreckende, in beide Richtungen durchströmte erste Rohranordnung, und das zweite Zweipass-Register umfasst jeweils den zweiten Ast der Eingangssammler-Anordnung, der Umlenksammler-Anordnung und der Ausgangssammler-Anordnung sowie die sich zwischen diesen erstreckende, wiederum in beide Richtungen durchströmte zweite Rohranordnung. Die beiden Äste der Umlenksammler-Anordnung sind oben sowie unten jeweils über jeweils einen Verbindungszweig miteinander verbunden. An den oberen sowie den unteren Verbindungszweig ist dabei, jeweils über ein Absperrventil, eine Ausgleichsleitung angeschlossen, welche oben an dem unter Druck stehenden Wasserbehälter, in einem Inertgasraum endet. Zur Entleerung der beiden Zweipass-Register, deren Rohranordnungen vom jeweiligen Zweig der Umlenksammler-Anordnung zu den jeweils zugeordneten Zweigen der Eingangs- und Ausgangssammler-Anordnung hin leicht geneigt sind, erfolgt durch entsprechende Ansteuerung der beiden Absperrventile eine aktive Spülung mit Inertgas unter aktiver Verdrängung des Wassers aus den beiden Zweipass-Registern in den Wasserbehälter.

[0007] Im Lichte dieses - sich durch einen vergleichsweise komplexen Aufbau und aufwendigen Betrieb des Kühlsystems auszeichnenden - Standes der Technik ist die vorliegende Erfindung darauf gerichtet, ein Kühlsystem der eingangs genannten Art bereitzustellen, dass sich durch einen besonders einfachen Aufbau und ein hohes Maß an Ausfallsicherheit und Zuverlässigkeit auszeichnet.

[0008] Gelöst wird diese Aufgabenstellung gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Kühlsystem, das in Ergänzung zu den eingangs angegebenen Merkmalen im kombinatorischen Zusammenwirken mit diesen sowie untereinander weiterhin die folgenden Merkmale aufweist:
Der Rückkühler umfasst an seinem einen, ersten Endbereich einen mit einem Eingangssammler verbundenen Eingang und einen mit einem Ausgangssammler verbundenen Ausgang und an seinem anderen, gegenüberliegenden zweiten Endbereich einen Umlenksammler. Der Eingangssammler und der Ausgangsammler sind V-förmig zueinander angeordnet. Der Umlenksammler umfasst einen ersten Ast und einen zweiten Ast, die V-förmig zueinander angeordnet sind, sowie einen den ersten Ast und den zweiten Ast an ihrem jeweiligen oberen Ende miteinander verbindenden Verbindungszweig. Zwischen dem Eingangssammler und dem ersten Ast des Umlenksammlers erstreckt sich eine vom ersten Endbereich in Richtung auf den zweiten Endbereich des Rückkühlers durchströmbare, in Durchströmungsrichtung ansteigende erste Rohranordnung, und zwischen dem zweiten Ast des Umlenksammlers und dem Ausgangssammler erstreckt sich eine vom zweiten Endbereich in Richtung auf den ersten Endbereich des Rückkühlers durchströmbare, in Durchströmungsrichtung abfallende zweite Rohranordnung, wobei der Verbindungszweig des Umlenksammlers von der gesamten durch die erste Rohranordnung hindurchströmenden Wassermenge durchströmbar (allerdings im praktischen Betrieb tatsächlich "nur" von einem Großteil der durch die erste Rohranordnung hindurchströmenden Wassermenge durchströmt) ist. Der Wasserbehälter ist drucklos. Zwischen dem Wasserbehälter und dem Verbindungszweig des Umlenksammlers erstreckt sich eine offene, im Kühlbetrieb vom Umlenksammler zum Wasserbehälter durchströmbare Be-/Entlüftungsleitung.

[0009] Das erfindungsgemäße Kühlsystem zeichnet sich trotz seines vergleichsweise einfachen Aufbaus durch eine überraschend hohe Effizienz aus. Dem Wärmeübertragungsverhalten zwischen dem als Wärmetransportmedium eingesetzten Wasser und den Rohren der beiden von diesem durchströmten Rohranordnungen kommt dabei entgegen, dass das Wasser aus dem ersten Ast des Umlenksammlers, an dem - in Durchströmungsrichtung - die Rohre der ersten Rohranordnung münden, zusammengefasst über den gemeinsamen Verbindungszweig in den zweiten Ast des Umlenksammlers gelangt, von dem - in Durchströmungsrichtung - die Rohre der zweiten Rohranordnung ausgehen; denn hierdurch ergeben sich günstige, den Wärmeübergang begünstigende Strömungsverhältnisse. Insbesondere liegt eine konsequente Einpass-Konzeption in dem Sinne vor, dass die erste Rohranordnung, welche sich zwischen dem - einen einzigen Ast aufweisenden - Eingangssammler und dem ersten Ast des Umlenksammlers erstreckt, ausschließlich in Richtung von dem ersten zum zweiten Endbereich des Rückkühlers durchströmt wird, während die - hierzu räumlich getrennt angeordnete - zweite Rohranordnung, welche sich zwischen dem zweiten Ast des Umlenksammlers und dem - einen einzigen Ast aufweisenden - Ausgangssammler erstreckt, ausschließlich in Richtung von dem zweiten zum ersten Endbereich des Rückkühlers durchströmt wird. Mit nochmals anderen Worten: Während nach der DE 102012101271 A1 zwei zueinander parallel geschaltete Zweipass-Register vorgesehen sind, weist der Rückkühler des erfindungsgemäßen Kühlsystems zwei zueinander in Reihe geschaltete Einpass-Register auf.

[0010] Von dem die erste Rohranordnung (bzw. das erste Einpass-Register) durchströmenden Wasser gelangt dabei im normalen Betrieb - über den Verbindungszweig des Umlenksammlers - typischerweise der ganz überwiegende Anteil zu der zweiten Rohranordnung (bzw. dem zweiten Einpass-Register); denn die Wassermenge, die durch die ständig geöffnete Be-/Entlüftungsleitung (gedrosselt) aus dem Verbindungszweig des Umlenksammlers in den (frostgeschützt aufgestellten) Wasserbehälter abfließt, ist bei typischen Anwendungsfällen gering. Diese Menge beträgt typischerweise zwischen 1% und 5% des die erste Rohranordnung durchströmenden Wassers. Die somit eher geringen Strömungsquerschnitte der Be-/Entlüftungsleitung sind indessen regelmäßig vollkommen ausreichend, um eine zuverlässige, vollständige und hinreichend rasche Entleerung des Rückkühlers - zeitgleich durch dessen Eintritt und Austritt - zu gewährleisten. Hierzu genügt in der Regel bereits das Abschalten der Umwälzpumpe. Denn infolge der ständigen Be-/Entlüftung der Umlenksammler-Anordnung am höchsten Punkt in Verbindung mit dem Gefälle der beiden Rohranordnungen zum ersten Endbereich des Rückkühlers entleert sich der Rückkühler selbsttätig, sobald die Umwälzpumpe abgeschaltet wird. Einer Betätigung von Ventilen bedarf es hierfür nicht. Dies ist ein auch die Betriebssicherheit günstig beeinflussender Aspekt; denn im Falle eines Ausfalls der Umwälzpumpe setzt ohne weiteres die Entleerung des Rückkühlers ein, so dass konzeptionell einem Einfrieren von stehendem Wasser vorgebeugt wird. Auch dem baulichen Aufwand des Kühlsystems kommt entgegen, dass erfindungsgemäß eine ventilfreie Ausführung des Kühlsystems möglich ist.

[0011] Die dargelegte systemimmanente hohe Zuverlässigkeit des Kühlsystems gegen frostbedingte Beschädigung wirkt sich weitergehend dergestalt günstig aus, dass der Rückkühler keine Begleitheizungen aufzuweisen braucht. Das ist ein weiterer Vorteil von erheblicher Praxisrelevanz.

[0012] In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung liegen der Eingangssammler und der erste Ast des Umlenksammlers in einer gemeinsamen ersten Ebene und der Ausgangssammler und der zweite Ast des Umlenksammlers in einer gemeinsamen zweiten Ebene. Dabei schließen die erste Ebene und die zweite Ebene bevorzugt einen Winkel zwischen 40° und 70°, besonders bevorzugt einen Winkel zwischen 50° und 60° miteinander ein. Bei typischen Anwendungsfällen wird bei einer solchen Anordnung der zur Verfügung stehende Bauraum besonders gut für die Wärmeabgabe an die Umgebungsluft ausgenutzt, es ergibt sich somit eine gute Raumeffizienz. Je nach der individuell erwarteten Leistung sind dabei die Rohre der ersten Rohranordnung bevorzugt in mehreren, besonders bevorzugt mindestens drei zu der ersten Ebene parallelen Ebenen und die Rohre der zweiten Rohranordnung bevorzugt in mehreren, besonders bevorzugt mindestens drei zu der zweiten Ebene parallelen Ebenen angeordnet. Hervorragende Werte für die Wärmeleistung lassen sich erzielen, wenn sich die Rohre der ersten und der zweiten Rohranordnung auf jeweils vier zueinander parallele Ebenen verteilen.

[0013] Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist mindestens eines der Rohre der ersten Rohranordnung an den ersten Ast des Umlenksammlers im Bereich eines diesen unten verschließenden Bodens und/oder ist mindestens eines der Rohre der zweiten Rohranordnung an den zweiten Ast des Umlenksammlers im Bereich eines diesen unten verschließenden Bodens angeschlossen. Durch einen solchen Anschluss mindestens eines Rohres der ersten und/oder zweiten Rohranordnung an den zugeordneten Ast des Umlenksammlers wird zuverlässig eine optimale und vollständige Entleerung des Umlenksammlers erreicht. Frostgefährdete Rückstände verbleiben keine.

[0014] Im Zusammenhang mit den vorstehend dargelegten Aspekten ist weiterhin besonders günstig, wenn der Verbindungszweig des Umlenksammlers die einzige Strömungsverbindung zwischen dessen erstem Ast und dessen zweitem Ast darstellt.

[0015] Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines in der Zeichnung veranschaulichte bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1

in Seitenansicht einen bei einem erfindungsgemäßen Kühlsystem einsetzbaren Rückkühler,

Fig. 2

eine stirnseitige Ansicht auf den ersten Endbereich des Rückkühlers nach Fig. 1

Fig. 3

im Detail die Ausführung von Einlass und Auslass sowie deren Umgebung,

Fig. 4

eine stirnseitige Ansicht auf den zweiten Endbereich des Rückkühlers nach Fig. 1

Fig. 5

im Detail die Ausführung der unteren Enden der beiden Äste des Umlenksammlers und

Fig. 6

im Detail die Ausführung des Verbindungszweiges des Umlenksammlers.

[0016] Der in der Zeichnung veranschaulichte Rückkühler 1 ist bestimmt und geeignet zum Einsatz im Rahmen eines Kühlsystems, das mit im Kreislauf geführtem Wasser (ohne Frostschutz-Zusatz) als Wärmetransportmedium betrieben wird und zusätzlich zu dem Rückkühler eine von dem Wasser durchströmte, dem Wärmeeintrag in das Wasser dienende Eintragseinrichtung und einen (frostgeschützt angeordneten) Wasserbehälter umfasst. Der Rückkühler 1 ist dabei von dem Wasser durchströmt und dient der Abgabe von Wärme an die Umgebungsluft. Und der Wasserbehälter ist in einer den Rückkühler, die Eintragseinrichtung und den Wasserbehälter miteinander verbindenden, mindestens eine Umwälzpumpe aufweisenden Leitungsanordnung in Durchströmungsrichtung zwischen dem Rückkühler und der Eintragseinrichtung angeordnet.

[0017] Da das generelle Konzept des Kühlsystems, soweit sich aus den nachfolgenden Erläuterungen nichts Gegenteiliges ergibt, dem Stand der Technik (z. B. DE 102012101271 A1) entsprechen kann, wird insoweit auf eine Darstellung und Erläuterung verzichtet; und die nachfolgenden Erläuterungen fokussieren sich auf den in den Figuren 1-6 veranschaulichten Rückkühler 1, an dem sich die Erfindung manifestiert.

[0018] Der Rückkühler 1 umfasst ein aus mehreren - über beidseits angeordnete Zugstangen 26 miteinander verspannten - Segmenten 2 zusammengefügtes Gehäuse 3. Dessen Rahmen 4 stützt sich über (unterschiedlich lange) Füße 5 dergestalt auf dem Untergrund 6 ab, dass es gegenüber der Horizontalen geneigt ist, und zwar vom stirnseitigen ersten Endbereich 7 des Rückkühlers 1 zum gegenüberliegenden zweiten Endbereich 8 des Rückkühlers 1 ansteigend. An der Oberseite 9 des Gehäuses 3 befinden sich - pro Gehäusesegment 2 zwei - Ventilatoren 10, die für eine vertikale Luftströmung L durch den Rückkühler 1 hindurch sorgen.

[0019] Zur Kühlung des Wassers in dem Rückkühler 1 verfügt dieser über zwei in Reihe geschaltete Einpass-Register 11, 12. Hierzu weist er an seinem ersten Endbereich 7 einen Eingang 13, welcher mit einem Eingangssammler 14 verbunden ist, und einen mit einem Ausgangssammler 15 verbundenen Ausgang 16 auf. Der rohrartige Eingangssammler 14 und der ebenfalls rohrartige Ausgangssammler 15 erstrecken sich vom Eingang 13 bzw. Ausgang 16 schräg auswärts nach oben geneigt, so dass sich eine V-förmige Anordnung von Eingangssammler 14 und Ausgangsammler 15 zueinander ergibt.

[0020] An seinem zweiten Endbereich 8 verfügt der Rückkühler 1 über einen Umlenksammler 17. Dieser umfasst einen ersten Ast 18, einen zweiten Ast 19 und einen den ersten Ast 18 und den zweiten Ast 19 an ihrem jeweiligen oberen Ende miteinander verbindenden Verbindungszweig 20. Die beiden Äste 18, 19 des Umlenksammlers 17 sind V-förmig zueinander angeordnet. Die Neigung ist dabei dergestalt auf den Eingangssammler 14 und den Ausgangssammler 15 abgestimmt, dass der erste Ast 18 des Umlenksammlers 17 und der Eingangssammler 14 in einer gemeinsamen ersten Ebene und dass der zweite Ast 19 des Umlenksammlers 17 und der Ausgangssammler 15 in einer gemeinsamen zweiten Ebene liegen. Die erste Ebene und die zweite Ebene schließen dabei einen Winkel von etwa 55° miteinander ein.

[0021] Zwischen dem Eingangssammler 14 und dem ersten Ast 18 des Umlenksammlers 17 erstreckt sich eine erste Rohranordnung 21, und zwischen dem zweiten Ast 19 des Umlenksammlers 17 und dem Ausgangssammler 15 erstreckt sich eine zweite Rohranordnung 22. Jede der beiden Rohranordnungen 21, 22 umfasst eine Vielzahl von zueinander parallelen, geraden Rohren 23. Die Rohre 23 der ersten Rohranordnung 21 verlaufen dabei in drei zu der ersten Ebene parallelen Ebenen, und die Rohre 23 der zweiten Rohranordnung 22 verlaufen in drei zu der zweiten Ebene parallelen Ebenen. Zwei Rohre 23 der zweiten Rohranordnung 22 sind, wie dies Fig. 5 entnehmbar ist, an den zweiten Ast 19 des Umlenksammlers 17 im Bereich eines diesen unten verschließenden Bodens 24 angeordnet. Entsprechendes gilt für zwei Rohre 23 der ersten Rohranordnung 21. Die - das erste Einpass-Register 11 bildende - erste Rohranordnung 21 ist vom ersten Endbereich 7 des Rückkühlers 1 in Richtung auf dessen zweiten Endbereich 8 durchströmbar, und zwar - infolge der Neigung des Gehäuses 3 - in Durchströmungsrichtung leicht ansteigend. Und die - das zweite Einpass-Register 12 bildende - zweite Rohranordnung 22 ist vom zweiten Endbereich 8 des Rückkühlers 1 in Richtung auf dessen ersten Endbereich 7 durchströmbar, und zwar - infolge der Neigung des Gehäuses 3 - in Durchströmungsrichtung leicht abfallend.

[0022] Vom ersten Einpass-Register 11 zum (mit diesem in Reihe geschalteten) zweiten Einpass-Register 12 gelangt das Wasser über den den ersten Ast 18 des Umlenksammlers 17 mit dessen zweiten Ast 19 verbindenden Verbindungszweig 20. Dieser stellt die einzige Strömungsverbindung zwischen dem erstem und dem zweitem Ast 18, 19 des Umlenksammlers 17 dar und ist so dimensioniert, dass er von der gesamten durch die erste Rohranordnung 21 hindurchströmenden Wassermenge durchströmbar ist.

[0023] An dem Verbindungszweig 20 des Umlenksammlers ist ein Be-/Entlüftungsanschluss 25 vorgesehen. An diesen ist eine - nicht dargestellte - Be-/Entlüftungsleitung angeschlossen, welche sich zum Wasserbehälter erstreckt. Die Be-/Entlüftungsleitung ist ständig offen und im Kühlbetrieb ständig vom Umlenksammler 17 zum Wasserbehälter durchströmbar. Ein geringer Anteil (z. B. 1-5%) des Wassers, das das erste Einpass-Register 11 durchströmt hat, gelangt auf diese Weise nicht über das zweite Eipass-Register 12 zum Wasserbehälter, sondern wird vielmehr über den Be-/Entlüftungsanschluss 25 und die Be-/Entlüftungsleitung dorthin abgeleitet. Im Hinblick auf diese Funktionsweise ist der Wasserbehälter drucklos; die Aufteilung des Wassermengenstromes auf das zweite Einpass-Register 12 und die Be-/Entlüftungsleitung stellt sich durch die geometrischen Verhältnisse (wie insbesondere die Rohr-/Leitungsquerschnitte und Rohr-/Leitungslängen) und den hierdurch beeinflussten Strömungswiderstand ein.

Ansprüche

1. Kühlsystem mit im Kreislauf geführtem Wasser als Wärmetransportmedium, umfassend eine von dem Wasser durchströmte, dem Wärmeeintrag in das Wasser dienende Eintragseinrichtung, einen von dem Wasser durchströmten, der Abgabe von Wärme an die Umgebungsluft dienenden Rückkühler (1) und einen Wasserbehälter, welcher in einer den Rückkühler (1), die Eintragseinrichtung und den Wasserbehälter miteinander verbindenden, mindestens eine Umwälzpumpe aufweisenden Leitungsanordnung in Durchströmungsrichtung zwischen dem Rückkühler (1) und der Eintragseinrichtung angeordnet ist, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

- Der Rückkühler (1) umfasst an seinem einen, ersten Endbereich (7) einen mit einem Eingangssammler (14) verbundenen Eingang (13) und einen mit einem Ausgangssammler (15) verbundenen Ausgang (16) und an seinem anderen, gegenüberliegenden zweiten Endbereich (8) einen Umlenksammler (17);

- der Eingangssammler (14) und der Ausgangsammler (15) sind V-förmig zueinander angeordnet;

- der Umlenksammler (17) umfasst einen ersten Ast (18) und einen zweiten Ast (19), die V-förmig zueinander angeordnet sind, sowie einen den ersten Ast (18) und den zweiten Ast (19) an ihrem jeweiligen oberen Ende miteinander verbindenden Verbindungszweig (20);

- zwischen dem Eingangssammler (14) und dem ersten Ast (18) des Umlenksammlers (17) erstreckt sich eine vom ersten Endbereich (7) in Richtung auf den zweiten Endbereich (8) des Rückkühlers (1) durchströmbare, in Durchströmungsrichtung ansteigende erste Rohranordnung (21), und zwischen dem zweiten Ast (19) des Umlenksammlers (17) und dem Ausgangssammler (15) erstreckt sich eine vom zweiten Endbereich (8) in Richtung auf den ersten Endbereich (7) des Rückkühlers (1) durchströmbare, in Durchströmungsrichtung abfallende zweite Rohranordnung (22), wobei der Verbindungszweig (20) des Umlenksammlers (17) von der gesamten durch die erste Rohranordnung (21) hindurchströmenden Wassermenge durchströmbar ist;

- der Wasserbehälter ist drucklos;

- zwischen dem Wasserbehälter und dem Verbindungszweig (20) des Umlenksammlers (17) erstreckt sich eine offene, im Kühlbetrieb vom Umlenksammler zum Wasserbehälter durchströmbare Be-/Entlüftungsleitung.

2. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingangssammler (14) und der erste Ast (18) des Umlenksammlers (17) in einer gemeinsamen ersten Ebene und dass der Ausgangssammler (15) und der zweite Ast (19) des Umlenksammlers (17) in einer gemeinsamen zweiten Ebene liegen.

3. Kühlsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (23) der ersten Rohranordnung (21) in mehreren, bevorzugt mindestens drei zu der ersten Ebene parallelen Ebenen und dass die Rohre (23) der zweiten Rohranordnung (22) in mehreren, bevorzugt mindestens drei zu der zweiten Ebene parallelen Ebenen angeordnet sind.

4. Kühlsystem nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ebene und die zweite Ebene einen Winkel von zwischen 40° und 70°, bevorzugt zwischen 50° und 60° miteinander einschließen.

5. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Rohre (23) der ersten Rohranordnung (21) an den ersten Ast (18) des Umlenksammlers (17) im Bereich eines diesen unten verschließenden Bodens (24) und/oder dass mindestens eines der Rohre (23) der zweiten Rohranordnung (22) an den zweiten Ast (19) des Umlenksammlers (17) im Bereich eines diesen unten verschließenden Bodens (24) angeschlossen ist.

6. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungszweig (20) des Umlenksammlers (17) die einzige Strömungsverbindung zwischen dessen erstem Ast (18) und dessen zweitem Ast (19) darstellt.

7. Verwendung eines Kühlsystems nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das als Wärmetransportmedium eingesetzte Wasser kein Frostschutzmittel enthält.

8. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rohre (23) der ersten Rohranordnung (21) durchgehend gerade von dem Eingangssammler (14) zum ersten Ast (18) des Umlenksammlers (17) und dass sich die Rohre (23) der zweiten Rohranordnung (22) durchgehend gerade von dem zweiten Ast (19) des Umlenksammlers (17) zum Ausgangssammler (15) erstrecken.

9. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es ventilfrei ausgeführt ist.

10. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückkühler (1) keine Begleitheizung aufweist.

Claims

1. Cooling system with water guided in the circuit as the heat transport medium, comprising an application device flowed through by the water and functioning to apply heat to the water, a heat exchanger (1) flowed through by the water and functioning to discharge heat to the surrounding air, and a water container, which is arranged in the flow direction between the heat exchanger (1) and the application device in a tube arrangement, which connects the heat exchanger (1), the application device, and the water container with one another and has at least one circulating pump, characterized by the following features:

- the heat exchanger (1) comprises an inlet (13) connected to an inlet manifold (14) and an outlet (16) connected to an outlet manifold (15) on its one, first end region (7) and a deflection manifold (17) on its other, opposite second end region (8);

- the inlet manifold (14) and the outlet manifold (15) are arranged in a V shape with respect to each other;

- the deflection manifold (17) comprises a first branch (18) and a second branch (19), which are arranged in a V shape with respect to each other, and a connecting branch (20) connecting the first branch (18) and the second branch (19) to each other at their respective upper ends;

- a first tube arrangement (21) which can be flowed through, extends between the inlet manifold (14) and the first branch (18) of the deflection manifold (17), and rises in the flow direction from the first end region (7) in the direction of the second end region (8) of the heat exchanger (1), and a second tube arrangement (22) which can be flowed through, extends between the second branch (19) of the deflection manifold (17) and the outlet manifold (15), and descends in the flow direction from the second end region (8) in the direction of the first end region (7) of the heat exchanger (1), wherein the connecting branch (20) of the deflection manifold (17) can be flowed through by the entire amount of water flowing through the first tube arrangement (21);

- the water container is unpressurized;

- an open ventilation line, which can be flowed through from the deflection manifold to the water container in a cooling operation, extends between the water container and the connecting branch (20) of the deflection manifold (17).

2. Cooling system according to claim 1, characterized in that the inlet manifold (14) and the first branch (18) of the deflection manifold (17) lie in a common first plane and that the outlet manifold (15) and the second branch (19) of the deflection manifold (17) lie in a common second plane.

3. Cooling system according to claim 2, characterized in that the tubes (23) of the first tube arrangement (21) are arranged in multiple, preferably at least three, planes parallel to the first plane, and that the tubes (23) of the second tube arrangement (22) are arranged in multiple, preferably at least three, planes parallel to the second plane.

4. Cooling system according to claim 2 or claim 3, characterized in that the first plane and the second plane mutually define an angle between 40° and 70°, preferably between 50° and 60°.

5. Cooling system according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one of the tubes (23) of the first tube arrangement (21) is connected to the first branch (18) of the deflection manifold (17) in the region of a bottom (24) closing the same at the bottom, and/or that at least one of the tubes (23) of the second tube arrangement (22) is connected to the second branch (19) of the deflection manifold (17) in the region of a bottom (24) closing the same at the bottom.

6. Cooling system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the connecting branch (20) of the deflection manifold (17) constitutes the sole flow connection between the first branch (18) and the second branch (19).

7. Use of a cooling system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the water used as a heat transport medium does not contain anti-freezing agents.

8. Cooling system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the tubes (23) of the first tube arrangement (21) extend continuously straight from the inlet manifold (14) to the first branch (18) of the deflection manifold (17), and that the tubes (23) of the second tube arrangement (22) extend continuously straight from the second branch (19) of the deflection manifold (17) to the outlet manifold (15).

9. Cooling system according to one of claims 1 to 8, characterized in that it is designed to be valve-free.

10. Cooling system according to one of claims 1 to 9, characterized in that the heat exchanger (1) does not have trace heating.

Revendications

1. Système de refroidissement, pourvu d'eau guidée dans un circuit, faisant office d'agent caloporteur, comprenant un dispositif d'introduction irrigué par l'eau, servant à introduire la chaleur dans l'eau, un aéroréfrigérant (1) irrigué par l'eau servant à restituer la chaleur à l'air ambiant et un réservoir d'eau, qui dans un ensemble de conduites reliant entre eux l'aéroréfrigérant (1), le dispositif d'introduction et le réservoir d'eau, comportant au moins une pompe de recirculation est placé dans la direction d'irrigation entre l'aéroréfrigérant (1) et le dispositif d'introduction,
caractérisé par les caractéristiques suivantes :

- sur sa première zone d'extrémité (7), l'aéroréfrigérant (1) comprend une entrée (13) reliée avec un collecteur d'entrée (14) et une sortie (16) reliée avec un collecteur de sortie (15) et sur son autre, deuxième zone d'extrémité (8) opposée, un collecteur de renvoi (17) ;

- le collecteur d'entrée (14) et le collecteur de sortie (15) sont placés l'un par rapport à l'autre en forme de V ;

- le collecteur de renvoi (17) comprend une première branche (18) et une deuxième branche (19), qui sont placées l'une par rapport à l'autre en forme de V, ainsi qu'une branche de liaison (20) reliant l'une à l'autre sur leur extrémité supérieure respective la première branche (18) et la deuxième branche (19) ;

- entre le collecteur d'entrée (14) et la première branche (18) du collecteur de renvoi (17) s'étend un ensemble de tuyaux (21) irrigable de la première zone d'extrémité (7) en direction de la deuxième zone d'extrémité (8) de l'aéroréfrigérant (1), montante en direction d'irrigation, et entre la deuxième branche (19) du collecteur de renvoi (17) et le collecteur de sortie (15) s'étend un deuxième ensemble de tuyaux (22), irrigable de la deuxième zone d'extrémité (8) en direction de la première zone d'extrémité (7) de l'aéroréfrigérant (1), descendante en direction d'irrigation, la branche de liaison (20) du collecteur de renvoi (17) étant irrigable par toute la quantité d'eau irrigant le premier ensemble de tuyaux (21) ;

- le réservoir d'eau est hors pression ;

- entre le réservoir d'eau et la branche de liaison (20) du collecteur de renvoi (17) s'étend une conduite d'aération / de désaération ouverte, irrigable du collecteur de renvoi vers le réservoir d'eau en mode de refroidissement.

2. Système de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le collecteur d'entrée (14) et la première branche (18) du collecteur de renvoi (17) se situent dans un premier plan commun et en ce que le collecteur de sortie (15) et la deuxième branche (19) du collecteur de renvoi (17) se situent dans un deuxième plan commun.

3. Système de refroidissement selon la revendication 2, caractérisé en ce que les tuyaux (23) du premier ensemble de tuyaux (21) sont placés dans plusieurs, de préférence dans au moins trois plans parallèles au premier plan et en ce que les tuyaux (23) du deuxième ensemble de tuyaux (22) sont placés dans plusieurs, de préférence dans au moins trois plans parallèles au deuxième plan.

4. Système de refroidissement selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que le premier plan et le deuxième plan incluent entre eux un angle compris entre 40° et 70°, de préférence compris entre 50° et 60°.

5. Système de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'au moins l'un des tuyaux (23) du premier ensemble de tuyaux (21) est raccordé sur la première branche (18) du collecteur de renvoi (17), dans la zone d'un fond inférieur (24) fermant celui-ci sur le bas et/ou en ce qu'au moins l'un des tuyaux (23) du deuxième ensemble de tuyaux (22) est raccordé sur la deuxième branche (19) du collecteur de renvoi (17), dans la zone d'un fond inférieur (24) fermant celui-ci sur le bas.

6. Système de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la branche de liaison (20) du collecteur de renvoi (17) représente l'unique liaison fluidique entre sa première branche (18) et sa deuxième branche (19).

7. Utilisation d'un système de refroidissements selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'eau utilisée en tant qu'agent caloporteur ne contient aucun antigel.

8. Système de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les tuyaux (23) du premier ensemble de tuyaux (21) s'étendent en continu de manière rectiligne du collecteur d'entrée (14) vers la première branche (18) du collecteur de renvoi (17) et en ce que les tuyaux (23) du deuxième ensemble de tuyaux (22) s'étendent en continu de manière rectiligne de la deuxième branche (19) du collecteur de renvoi (17) vers le collecteur de sortie (15) .

9. Système de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est réalisé sans soupape.

10. Système de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'aéroréfrigérant (1) ne comporte aucun chauffage d'accompagnement.

Zeichnung