DE19637248C2 - Method and device for removing thermal energy from a cooling circuit with a heat-generating consumer - Google Patents

Method and device for removing thermal energy from a cooling circuit with a heat-generating consumer

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abfuhr thermischer Energie aus einem Kühlkreislauf mit einem Wärme erzeugenden Verbraucher, wobei das an thermischer Energie reiche Kühlwasser des Kühlkreislaufes einem Luft- /Wasser-Wärmetauscher zugeführt und von diesem zu dem Wärme erzeugenden Verbraucher zurückgeführt wird, wobei das im Wärmetauscher vorhandene Wasser bei abgeschaltetem Kühlkreislauf aus dem Wärmetauscher entfernt wird.The invention relates to a method and a device for removal thermal energy from a cooling circuit with a Heat-generating consumers, being thermal Energy-rich cooling water of the cooling circuit of an air / Water heat exchanger supplied and from this to the Heat generating consumer is returned, wherein the water in the heat exchanger when it is switched off Cooling circuit is removed from the heat exchanger.

In Produktionsbetrieben wird aufgrund einer Vielzahl von Prozessen Wärme frei, die abgeführt werden muß.In production plants, due to a variety of Processes free heat that must be dissipated.

Beispielsweise werden für kunststoffverarbeitende Anlagen zur Kühlung und Temperierung von Spritzgießmaschinen, Extrudern, Tiefziehwerkzeugen sowie Blasmaschinen oder dergleichen Bauteile Kühlkreisläufe eingesetzt, wobei mittels einer Kühlflüssigkeit Wärme aus einer Kunststoffschmelze zur Erstarrung des Kunststoffes nach der Verarbeitung entzogen und diese Wärme an die Umgebungsluft abgegeben wird. Ein weiteres Anwendungsgebiet besteht in der Temperierung von Leichtmetall-Druckgußformen in der Metallverarbeitung.For example, for plastic processing plants for cooling and temperature control of injection molding machines, Extruders, deep-drawing tools and blow molding machines or  the same components used cooling circuits, wherein using heat from a coolant Plastic melt to solidify the plastic after withdrawn from processing and this heat to the Ambient air is emitted. Another one Area of application is the tempering of Light metal die casting molds in metal processing.

Diese Überschußwärme wird üblicherweise über umwälzendes Kühlwasser aufgenommen und an geeigneter Stelle durch ein Kühlaggregat an die Umgebungsluft abgeführt. Derartige Kühlkreisläufe werden offen betrieben, was bedeutet, daß das Wasser sich über die Umgebungsluft mit Sauerstoff anreichert und es zu unerwünschter Korrosionsbildung in allen durchströmten Komponenten der Anlage kommt.This excess heat is usually overwhelming Cooling water added and at a suitable point by a Cooling unit discharged to the ambient air. Such Cooling circuits are operated open, which means that the water is exposed to oxygen via the ambient air accumulates and it leads to undesirable corrosion formation all flowed through components of the system.

Zwecks Vermeidung einer Korrosionsbildung ist es möglich, die Abfuhr der anfallenden Produktionswärme über einen gekoppelten Primär- und Sekundärkreislauf durchzuführen. Dieses Verfahren birgt jedoch einige Nachteile, da bei solchen hermetisch geschlossenen Kühlkreisläufen stets ein Wärme tauschendes Kühlaggregat zwischen Primär- und Sekundärkreislauf geschaltet werden muß, wobei die Überschußwärme im Endeffekt über den Sekundärkreislauf an die Umgebungsluft übertragen wird.To avoid corrosion, it is possible to the dissipation of the production heat via a coupled primary and secondary circuit. However, this method has some disadvantages because such hermetically sealed cooling circuits a heat exchanging cooling unit between primary and Secondary circuit must be switched, the  Excess heat in the end via the secondary circuit the ambient air is transmitted.

Um ein Einfrieren des Kühlwassers im Sekundärkreislauf bei Außentemperaturen unter 0°C, verbunden mit einer möglichen Zerstörung der Anlagenkomponenten infolge Eisbildung, zu vermeiden, wird im Sekundärkreislauf ein Frostschutzmittel (z. B. Glykol) zugesetzt. Wird dem gesamten Kühlkreislauf Frostschutzmittel zugesetzt, so könnte auf den Sekundärkreislauf verzichtet werden. In jedem Fall wirkt sich jedoch ein Zusatz von Frostschutzmittel negativ auf die Kühleffektivität der Wärme tauschenden Flächen aus, da die Intensität des Wärmeübergangs vermindert wird. Ein derartiger Kühlkreislauf ist infolge der höheren Betriebskosten äußerst unwirtschaftlich zu betreiben.To freeze the cooling water in the secondary circuit at outside temperatures below 0 ° C, combined with a possible destruction of the system components as a result Ice formation, to avoid, is in the secondary circuit Antifreeze (e.g. glycol) added. Will that Antifreeze added to the entire cooling circuit, see above the secondary circuit could be dispensed with. In in any case, however, an addition of Antifreeze adversely affects the cooling effectiveness of the Heat-exchanging surfaces because the intensity of the Heat transfer is reduced. Such one Cooling circuit is due to the higher operating costs to operate extremely uneconomical.

Als Alternative zum mit Frostschutzmittel versetzten Sekundärkreislauf ist der Einsatz einer Kompressionskältemaschine bekannt. In diesem Fall wird in dem Primärkreislauf die Wärme über die Verdampfungsenthalpie eines sekundär umlaufenden Kältemittels in einem Verdampfer übertragen und schließlich in einem Kondensator an die Umgebungsluft abgeführt. Eine Kompressionskältemaschine arbeitet sehr effektiv, der Betrieb ist jedoch aufgrund der hohen Energieaufnahme und Anlagekosten relativ kostenintensiv.As an alternative to adding antifreeze Secondary circuit is the use of a Compression refrigerator known. In this case, the heat from the primary circuit Evaporation enthalpy of a secondary circulating Refrigerant transferred in an evaporator and finally in a condenser to the ambient air  dissipated. A compression refrigerator works a lot effective, but the operation is due to the high Energy consumption and plant costs are relatively expensive.

Zwecks Vermeidung des kostenintensiven Sekundärkreislaufes sind geeignete Luft-/Wasser- Wärmetauscher bekannt (DE 42 39 455 C2 und DE 296 06 912 U1), die bei Abschalten der Anlage durch eine entsprechende Belüftung selbsttätig leerlaufen können. Diese Kreuzstromwärmetauscher können jedoch ausschließlich in offenen Kreisläufen betrieben werden, so daß sich das Kühlwasser mit Sauerstoff infolge des Kontaktes mit der Umgebungsluft anreichert und Korrosion in allen beteiligten Anlagenkomponenten verursacht. Die Entleerung der Wärmetauscher erfolgt in diesem Fall durch Ausnutzen der Erdgravitation, also durch ein freies Gefälle. Zu diesem Zweck verfügen die Wärmetauscher über zur Horizontalen geneigte Wärmetauscherrohre mit entsprechend tief liegenden Zu- und Abflußeinrichtungen. Derartige Wärmetauscher benötigen infolge des freien Gefälles lange Entleerungszeiten und können deshalb bei Außentemperaturen unterhalb des Gefrierpunktes leicht einfrieren und zerstört werden. Das zurückfließende Wasser wird stets in offenen Behältern aufgefangen, so daß ein (unerwünschter) Kontakt der belüfteten Wärmetauscherflächen mit Luftsauerstoff unumgänglich ist.In order to avoid the costly Secondary circuit are suitable air / water Heat exchanger known (DE 42 39 455 C2 and DE 296 06 912 U1), which occurs when the system is switched off appropriate ventilation will run empty automatically can. However, these cross-flow heat exchangers can are operated exclusively in open circuits, so that the cooling water with oxygen due to the Contact with the ambient air accumulates and corrosion caused in all system components involved. The In this case, the heat exchangers are emptied Exploitation of earth's gravity, that is, through a free one Gradient. For this purpose, the heat exchangers have heat exchanger tubes inclined to the horizontal correspondingly deep inlet and outlet facilities. Such heat exchangers require due to the free Gradually long emptying times and can therefore Outside temperatures slightly below freezing freeze and be destroyed. The flowing back Water is always collected in open containers, so  that an (unwanted) contact of the ventilated Heat exchanger surfaces with atmospheric oxygen is unavoidable.

Als Alternative zur Ausnutzung des freien Gefälles ist eine Methode zur Entleerung des Wärmetauschers mittels Preßluft bekannt, wobei auch hierbei die Wärmetauscheranschlußrohre vor Beginn der Entleerung von dem Kühlkreislauf getrennt werden.As an alternative to taking advantage of the free slope a method of emptying the heat exchanger using Compressed air is known, and here too Heat exchanger connection pipes before emptying the cooling circuit can be separated.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb eines hermetisch geschlossenen, frostsicheren Kühlkreislaufes mit direktem Wärmeaustausch über einen Querstromwärmetauscher zu schaffen, welches nur mit Wasser betrieben werden kann und auf den Betrieb eines Kältemittelkreislaufes verzichtet.Based on this state of the art Invention based on the object, a method and an apparatus for operation of a hermetically sealed, frost-proof Cooling circuit with direct heat exchange via one To create cross-flow heat exchanger, which only with Water can be operated and operated on a No refrigerant circuit.

Zur Lösung wird vorgeschlagen, daß der Kühlkreislauf hermetisch geschlossen ist, daß in dem Kühlkreislauf ein Gaspolster integriert ist und daß im Luft-/Wasser- Wärmetauscher (1) bei Außerbetriebnahme des Kühlkreislaufes das Gas das Kühlwasser und bei Inbetriebnahme des Kühlkreislaufes das Kühlwasser das Gas verdrängt. As a solution, it is proposed that the cooling circuit is hermetically closed, that a gas cushion is integrated in the cooling circuit, and that the gas displaces the cooling water in the air / water heat exchanger ( 1 ) when the cooling circuit is taken out of operation and the cooling water the gas when the cooling circuit is started up .

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Kühlanlage trotz Verwendung von reinem Wasser frostsicher ausgelegt ist und daß die Bildung von Korrosion in allen Komponenten der Anlage aufgrund der Integration der Entleerungsvorrichtung in den hermetisch geschlossenen, nicht mit der Umgebungsluft in direktem Kontakt stehenden Kreislauf vermieden wird.The main advantage of the method according to the invention is that the cooling system despite using pure water is designed to be frost-proof and that the Formation of corrosion in all components of the system due to the integration of the emptying device in the hermetically sealed one, not with the ambient air circuit in direct contact is avoided.

Bevorzugt ist vorgesehen, das Gaspolster aus einem inerten Gas zu bilden, wodurch eine Reaktion mit dem Kühlwasser vermieden wird und keine Lösung des Gases im Kühlwasser erfolgt. Aus Kostengründen ist bevorzugt vorgesehen, Stickstoff zu verwenden.It is preferably provided that the gas cushion consists of a to form inert gas, causing a reaction with the Cooling water is avoided and no gas solution in the Cooling water takes place. It is preferred for cost reasons intended to use nitrogen.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, die Verdrängung des Kühlwassers durch Expansion des unter Druck in einem geeigneten Behälter bevorrateten Gases durchzuführen.Furthermore, it is preferably provided that the displacement of the Cooling water by expanding the under pressure in one suitable container of stored gas.

Es ist bevorzugt vorgesehen, daß Gas und Kühlwasser in einem gemeinsamen Gas-/Wasser-Reservoir bevorratet wird.It is preferably provided that gas and cooling water in is stored in a common gas / water reservoir.

Zudem ist bevorzugt vorgesehen, daß der Behälter unabhängig vom Kühlbetrieb mit verdichtetem Gas befüllt werden kann. In addition, it is preferably provided that the container filled with compressed gas regardless of the cooling mode can be.  

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, durch eine geeignete Saugentlüftung den Wärmetauscher während des Kühlbetriebes vollständig vom Gas zu befreien, so daß eine größtmögliche Kühlwirkung gewährleistet wird.Furthermore, it is preferably provided by a suitable one Suction venting the heat exchanger during the To completely free the cooling operation from the gas, so that the greatest possible cooling effect is guaranteed.

Bevorzugt ist vorgesehen, die Entlüftung vollautomatisch zu steuern und zu regeln, so daß derartige Kühlkreisläufe auch in mannlosen Schichten oder mit reduziertem Personalbedarf betrieben werden können.It is preferably provided that the ventilation is fully automatic to control and regulate, so that such cooling circuits even in unmanned shifts or with reduced Personnel requirements can be operated.

Ferner ist bevorzugt vorgesehen, daß der Luft-/Wasser- Wärmetauscher neben den Anschlüssen für den Kühlwasserzu- und -ablauf (A, B) über einen mittigen Anschluß, bezogen auf die Kühlrohrlänge des Luft-/Wasser-Wärmetauschers, für die Gaszuführung (C) verfügt, so daß das Kühlwasser mittels des Gases bei Außerbetriebnahme des Kühlkreislaufes im Gegen- und Gleichstrom durch den Kühlwasserzu- und -ablauf (A, B) oder alternativ nur im Gleichstrom durch die Ableitung (B) in das Gas-/Wasser- Reservoir verdrängt wird und das Gas bei Inbetriebnahme über die Kühlwasserzuleitung (A) in das Gas-/Wasser- Reservoir gefördert wird.It is further preferably provided that the air / water Heat exchanger next to the connections for the cooling water supply and drain (A, B) via a central connection on the cooling pipe length of the air / water heat exchanger, for the gas supply (C), so that the cooling water by means of the gas when the Cooling circuit in countercurrent and cocurrent through the Cooling water inlet and outlet (A, B) or alternatively only in Direct current through the discharge line (B) into the gas / water Reservoir is displaced and the gas when commissioning via the cooling water supply line (A) into the gas / water Reservoir is promoted.

Hierdurch wird der Verrohrungsaufwand am Luft-/Wasser- Wärmetauscher auf ein Minimum reduziert. As a result, the piping work on the air / water Heat exchanger reduced to a minimum.  

Schließlich ist bevorzugt, daß der Gaskreislauf insofern in den Kühlkreislauf integriert ist, als der Wärmetauscher neben den Anschlüssen für den Kühlwasserzu- und -ablauf über einen weiteren Anschluß, vorzugsweise mittig bezogen auf die Kühlrohrlänge des Wärmetauschers, für die Gaszuführung verfügt, so daß das Kühlwasser mittels des Gases bei Außerbetriebnahme des Kühlkreislaufes im Gegen- und Gleichstrom durch die Zu- bzw. Ableitung oder alternativ nur im Gleichstrom durch die Ableitung, in jedem Falle aber in das Reservoir, verdrängt wird, wohingegen das Gas bei Inbetriebnahme über die Kühlwasserzuleitung, also über den gleichen Zweig in das Reservoir gefördert wird.Finally, it is preferred that the gas cycle in this respect is integrated in the cooling circuit than the Heat exchanger next to the connections for the cooling water supply and drain through a further connection, preferably centered on the cooling tube length of the heat exchanger, for the gas supply, so that the cooling water by means of the gas when the Cooling circuit in countercurrent and cocurrent through the or derivation or alternatively only in direct current the discharge, but in any case into the reservoir, is displaced, whereas the gas when commissioning via the cooling water supply line, i.e. via the same Branch is promoted to the reservoir.

Eine zur Durchführung des Verfahrens bevorzugte Vorrichtung wird darin gesehen, daß der Kühlkreislauf aus mindestens einem Verbraucher, einem Luft-/Wasser- Wärmetauscher, einem gemeinsamen Reservoir für das Kühlwasser und das gasförmige Medium und einem Fördermittel, vorzugsweise einer Betriebspumpe, zur Umwälzung des Kühlwassers, besteht, die über eine den Kühlkreislauf bildende Leitung verbunden sind, wobei an dem Kühlkreislauf der Gaskreislauf, bestehend aus einem Mittel zur Verdichtung des Gases, vorzugsweise einer dahingehend dimensioniert, daß es neben einer gewissen Wassermenge zusätzlich ein Gasvolumen über dem Wasserspiegel speichert. Dieses Gasvolumen, welches auch als Puffer bei unterschiedlichen Wasserstandshöhen dient, wird über eine separate Leitung von einem Kompressionsmittel, vorzugsweise einer Pumpe, angesaugt, verdichtet und in einem Speichermittel, vorzugsweise einem Druckbehälter, gespeichert. Der Entleervorgang des Kühlkreislaufes wird über ein Stellmittel, vorzugsweise ein Steuerventil, eingeleitet, welches die Verbindung zwischen dem Speichermittel und einem oder mehreren Wärmetauscherrohren freigibt. Infolge der Expansion des an Druckenergie reichen Gases wird das Kühlwasser im Wärmetauscher über die Kühlwasserzu- und -ableitung vollständig verdrängt. Wird der Kühlbetrieb wieder aufgenommen, so wird das Gas durch Anfahren des Fördermittels und Füllen der Wärmetauscherrohre vom Zulauf an, über die Ablaufleitung wiederum dem Reservoir zugeführt, so daß ein erneuter Füllungsvorgang des Speichers eingeleitet werden kann.One preferred for performing the method Device is seen in that the cooling circuit is off at least one consumer, one air / water Heat exchanger, a common reservoir for the Cooling water and the gaseous medium and one Funding, preferably an operating pump, for Circulation of the cooling water, which exists through a Cooling circuit forming line are connected to the cooling circuit the gas circuit, consisting of a Means for compressing the gas, preferably one  dimensioned in such a way that in addition to a certain Amount of water additionally a gas volume above the Water level stores. This gas volume, which too serves as a buffer at different water levels, is via a separate line from one Compression means, preferably a pump, sucked in, compressed and in a storage medium, preferably a pressure vessel. The emptying process of the Cooling circuit is preferably via an adjusting means a control valve, which initiates the connection between the storage means and one or more Heat exchanger tubes released. As a result of the expansion of the the cooling water in the gas is rich in pressure energy Heat exchanger via the cooling water supply and drainage completely ousted. Will cooling operation again recorded, so the gas is started up by the Funding and filling the heat exchanger tubes from Inlet on, in turn via the drain line to the reservoir fed so that a new filling process of Memory can be initiated.

Der Wärmetauscher ist als Querstromwärmetauscher, bestehend aus einem, meistens jedoch mehreren, von Kühlwasser durchströmten, mäanderförmig geführten Pumpe, einem Mittel zur Speicherung des verdichteten Gases und einem steuerbaren Absperrmittel, vorzugsweise ein Ventil, eingangsseitig am Reservoir und ausgangsseitig am Wärmetauscher, vorzugsweise mittig bezogen auf die Kühlrohrlänge des Wärmetauschers, angeschlossen ist, so daß Gas dem Reservoir entnehmbar und das Kühlwasser in das gemeinsame Reservoir verdrängbar ist.The heat exchanger is a cross-flow heat exchanger, consisting of one, but usually several, of Cooling water flowing through, meandering  Pump, a means of storing the compressed Gases and a controllable shut-off, preferably a valve on the inlet side of the reservoir and on the outlet side on the heat exchanger, preferably in the middle related to the length of the cooling tube of the heat exchanger, is connected so that gas can be removed from the reservoir and the cooling water in the common reservoir is displaceable.

Schließlich ist bevorzugt vorgesehen, daß zwischen Wärmetauscherzu- und -ableitung eine Verbindungsleitung besteht, die im Kühlbetrieb durch ein Absperrmittel, vorzugsweise ein Ventil, unterbrochen ist und bei Abschaltung des Kühlbetriebes den Zulauf sperrt und den verdrängten Kühlwasserstrom in der Wärmetauscherzuleitung über eine Verbindung in die Wärmetauscherableitung umleitet.Finally, it is preferably provided that between Heat exchanger inlet and outlet a connecting line consists of a shut-off device in cooling mode, preferably a valve is interrupted and at Switching off the cooling mode blocks the inlet and the displaced cooling water flow in the heat exchanger supply line via a connection in the heat exchanger discharge redirects.

Die Anlage wird dahingehend betrieben, daß Kühlwasser aus einem Reservoir mittels eines Fördermittels, insbesondere einer Betriebspumpe, durch das Verbrauchernetz zu einem Querstromwärmetauscher gefördert wird, diesen, unter Abgabe der Überschußwärme, durchströmt und anschließend wieder dem Reservoir zuläuft. Das Reservoir ist horizontal oder geneigt liegenden Rohren, ausgebildet, die zur Vergrößerung der Wärmetauscherfläche zusätzlich mit Lamellen bestückt sind. Die Rohre und Lamellen werden von einem durch Ventilatoren aufrecht erhaltenen Luftstrom umströmt, über den der übertragende Wärmestrom an die Umgebung abgeführt wird. Mit Hilfe einer Luftvolumenstromregelung kann die zu tauschende Wärmemenge in engen Toleranzen eingestellt werden.The system is operated so that cooling water is out a reservoir by means of a funding, in particular an operating pump, through the consumer network to one Cross-flow heat exchanger is promoted, this, under Release of excess heat, flowed through and then back to the reservoir. The reservoir is  horizontal or inclined pipes, designed, the additional to enlarge the heat exchanger area are equipped with slats. The pipes and fins will be from one maintained by fans Airflow flows over which the transmitted heat flow is dissipated to the environment. With the help of a Air volume flow control can be the one to be exchanged Amount of heat can be set within narrow tolerances.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is in the Drawing shown and described in more detail below.

Es zeigt die einzige Zeichnungsfigur eine schematische Darstellung des Verfahrens mit allen funktionsrelevanten Komponenten.The only drawing figure shows a schematic Presentation of the process with all functionally relevant Components.

Gemäß der einzigen Figur besteht die Vorrichtung aus einem geschlossenen Kühlkreislauf und einem integrierten Leitungsstrang zur Bereitstellung des Gases zur Verdrängung des Kühlwassers aus dem Luft-/Wasser- Wärmetauscher (1). In dem Kühlkreislauf wird Kühlwasser von einem Gas-/Wasser-Reservoir (6) mit Hilfe eines, mindestens einem Verbraucher (5) nachgeschalteten, Fördermittels (7) umgewälzt und über die Zuleitung (A) sowie über eine Anschlußvorrichtung (2) in die Kühlleitung des Luft-/Wasser-Wärmetauschers (1) geführt. Der hier nicht näher dargestellte Luft-/Wasser- Wärmetauscher (1) wird quer, bezogen auf die Kühlleitung, von Luft umströmt, wobei der Luftvolumenstrom (F) über eine geeignete Ventilierung aufrecht erhalten wird.According to the single figure, the device consists of a closed cooling circuit and an integrated pipeline for providing the gas for displacing the cooling water from the air / water heat exchanger ( 1 ). Cooling water is circulated in the cooling circuit from a gas / water reservoir ( 6 ) with the aid of a conveying means ( 7 ) connected downstream of at least one consumer ( 5 ) and into the cooling line via the feed line (A) and a connection device ( 2 ) of the air / water heat exchanger ( 1 ). The air / water heat exchanger ( 1 ), which is not shown in detail here, is surrounded by air transversely with respect to the cooling line, the air volume flow (F) being maintained by means of suitable ventilation.

Das Kühlwasser durchströmt den Luft-/Wasser-Wärmetauscher (1) und gelangt über die Anschlußvorrichtung zur Kühlwasserabfuhr (3) in die Kühlwasserableitung (B) zurück in das Gas-/Wasser-Reservoir (6). In dem Gas- /Wasser-Reservoir (6) wird neben dem Kühlwasser zusätzlich das Gas gespeichert, welches über eine, separat mit dem Gas-/Wasser-Reservoir (6), verbundene Gasentnahmeleitung (D) und ein Mittel zur Verdichtung des Gases (8) in ein Speichermittel (9) gefördert wird. Im Falle eines Entleerungsvorganges wird ein Absperrmittel (10) geöffnet, wodurch das Gas aus dem Speichermittel (9) expandiert, über ein Anschlußmittel zur Gaszufuhr (4) in den Luft-/Wasser-Wärmetauscher (1) gelangt und das im Luft-/Wasser-Wärmetauscher (1) befindliche Kühlwasser verdrängt. Das Anschlußmittel zur Gaszufuhr (4) sollte bevorzugt mittig, bezogen auf die Kühlrohrlänge des Luft- /Wasser-Wärmetauschers (1), angeordnet werden. Die Verdrängung des Kühlwassers erfolgt im Gleichstrom durch die Kühlwasserableitung (B) sowie im Gegenstrom durch die Kühlwasserzuleitung (A), wobei das Fördermittel (7) entgegen der Förderrichtung durchströmt wird, oder nur im Gleichstrom durch die Kühlwasserableitung (B).The cooling water flows through the air / water heat exchanger ( 1 ) and via the connection device for cooling water discharge ( 3 ) into the cooling water discharge line (B) and back into the gas / water reservoir ( 6 ). In the gas / water reservoir (6) is additionally stored the gas in addition to the cooling water via a separately with the gas / water reservoir (6), connected to the gas removal line (D) and means for compressing the gas ( 8 ) is conveyed into a storage medium ( 9 ). In the event of an emptying process, a shut-off means ( 10 ) is opened, whereby the gas expands from the storage means ( 9 ), reaches the air / water heat exchanger ( 1 ) via a connecting means for gas supply ( 4 ), and this in the air / water -The heat exchanger ( 1 ) displaces the cooling water. The connection means for the gas supply ( 4 ) should preferably be arranged centrally, based on the length of the cooling tube of the air / water heat exchanger ( 1 ). The cooling water is displaced in cocurrent through the cooling water drain (B) and in countercurrent through the cooling water feed (A), with the conveying means ( 7 ) flowing through against the direction of flow, or only in cocurrent through the cooling water drain (B).

Zusätzlich kann zwischen Kühlwasserzuleitung (A) und Kühlwasserableitung (B) eine Verbindungsleitung (E) vorgesehen werden, über die, durch Schalten eines Umschaltmittels (11), das Kühlwasser von der Kühlwasserzuleitung (A) in die Kühlwasserableitung (B) umgeleitet werden kann, wenn der Wärmetauscher vom Kühlwasser entleert wird.In addition, a connection line (E) can be provided between the cooling water supply line (A) and the cooling water discharge line (B), via which the switching water can be diverted from the cooling water supply line (A) to the cooling water discharge line (B) by switching a switching device ( 11 ), if the heat exchanger is drained from the cooling water.

Das aus dem Luft-/Wasser-Wärmetauscher (1) infolge der Expansion das Gases verdrängte Kühlwasser wird im Gas- /Wasser-Reservoir (6) gespeichert, wobei der Füllstand entsprechend dem verdrängten Kühlwasservolumen im Gas- /Wasser-Reservoir (6) ansteigt.The cooling water displaced from the air / water heat exchanger ( 1 ) as a result of the expansion of the gas is stored in the gas / water reservoir ( 6 ), the fill level increasing in accordance with the displaced cooling water volume in the gas / water reservoir ( 6 ) .

Die Gasmenge in der Vorrichtung ist dahingehend dimensioniert, daß nach Beendigung des Entleerungsvorganges und Schließen des Absperrmittels (10) noch eine genügende Menge Gas im Gas-/Wasser- Reservoir (6) vorhanden ist, so daß das Speichermittel (9) erneut gefüllt werden kann.The amount of gas in the device is dimensioned such that after the emptying process has ended and the shut-off means ( 10 ) has closed, a sufficient amount of gas is still present in the gas / water reservoir ( 6 ) so that the storage means ( 9 ) can be refilled .

Zwecks Entlüftung der Vorrichtung wird das Fördermittel (7) in Gang gesetzt und die eventuell vorhandene Verbindungsleitung (E) von der Kühlwasserzuleitung (A) mit Hilfe des Umschaltmittels (11) getrennt, so daß das im Luft-/Wasser-Wärmetauscher (1) befindliche Gas durch das Kühlwasser über die Kühlwasserableitung (B) in das Gas-/Wasser-Reservoir (6) zurückgefördert wird. Durch eine, hier nicht näher dargestellte, Saugentlüftung ist gewährleistet, daß der Luft-/Wasser-Wärmetauscher (1) stets gasfrei und vollständig mit Kühlwasser gefüllt ist.For the purpose of venting the device, the conveying means ( 7 ) is started and the connection line (E) which may be present is separated from the cooling water supply line (A) by means of the switching means ( 11 ), so that the air / water heat exchanger ( 1 ) is located Gas is returned through the cooling water via the cooling water discharge line (B) into the gas / water reservoir ( 6 ). A suction vent, not shown here, ensures that the air / water heat exchanger ( 1 ) is always gas-free and completely filled with cooling water.

Claims (10)

1. Verfahren zur Abfuhr thermischer Energie aus einem Kühlkreislauf mit einem wärmeerzeugenden Verbraucher (5), wobei das an thermischer Energie reiche Kühlwasser des Kühlkreislaufes einem Luft-/Wasser- Wärmetauscher (1) und von diesem zu dem wärmeerzeugenden Verbraucher (5) zugeführt wird und wobei das im Luft-/Wasser-Wärmetauscher (1) vorhandene Wasser bei abgeschaltetem Kühlkreislauf aus dem Luft- /Wasser-Wärmetauscher (1) entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkreislauf hermetisch geschlossen ist, daß in dem Kühlkreislauf ein Gaspolster integriert ist und daß im Luft-/Wasser- Wärmetauscher (1) bei Außerbetriebnahme des Kühlkreislaufes das Gas das Kühlwasser und bei Inbetriebnahme des Kühlkreislaufes das Kühlwasser das Gas verdrängt.1. A method for removing thermal energy from a cooling circuit with a heat-generating consumer ( 5 ), wherein the cooling water rich in thermal energy of the cooling circuit is supplied to an air / water heat exchanger ( 1 ) and from this to the heat-generating consumer ( 5 ) and wherein the water-heat exchanger (1) water existing switch off the cooling circuit from the air / water heat exchanger (1) is in the air / removed, characterized in that the cooling circuit is hermetically sealed in that in the cooling circuit of a gas cushion is integrated and that in the air / water heat exchanger ( 1 ) the gas displaces the cooling water when the cooling circuit is taken out of operation and the cooling water the gas when the cooling circuit is started up. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gaspolster aus einem inerten Gas gebildet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the gas cushion is formed from an inert gas. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als inertes Gas Stickstoff verwendet wird. 3. The method according to claim 2, characterized in that nitrogen is used as the inert gas.   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängung des Kühlwassers durch Expansion eines unter Druck in einem geeigneten Behälter (9) bevorrateten gasförmigen Mediums erfolgt.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the displacement of the cooling water takes place by expansion of a gaseous medium stored under pressure in a suitable container ( 9 ). 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Gas und Kühlwasser in einem gemeinsamen Gas-/Wasser-Reservoir (6) bevorratet werden.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that gas and cooling water are stored in a common gas / water reservoir ( 6 ). 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (9) unabhängig vom Kühlbetrieb mit verdichtetem Gas befüllt werden kann.6. The method according to claim 4, characterized in that the container ( 9 ) can be filled with compressed gas independently of the cooling operation. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß je nach Betriebszustand die Zu- und Ableitung (A, B) des Luft-/Wasser-Wärmetauschers (1) alternativ in der einen Richtung (2, 4, 3) oder in der anderen Richtung (3, 4, 2) durchströmt wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that, depending on the operating state, the inlet and outlet (A, B) of the air / water heat exchanger ( 1 ) alternatively in one direction ( 2 , 4 , 3 ) or in the other direction ( 3 , 4 , 2 ). 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Luft-/Wasser-Wärmetauscher (1) neben den Anschlüssen für den Kühlwasserzu- und - ablauf (A, B) über einen mittigen Anschluß (4), bezogen auf die Kühlrohrlänge des Luft-/Wasser- Wärmetauschers (1), für die Gaszuführung (C) verfügt, so daß das Kühlwasser mittels des Gases bei Außerbetriebnahme des Kühlkreislaufes im Gegen- und Gleichstrom durch den Kühlwasserzu- und -ablauf (A, B) oder alternativ nur im Gleichstrom durch die Ableitung (B) in das Gas-/Wasser-Reservoir (6) verdrängt wird und das Gas bei Inbetriebnahme über die Kühlwasserzuleitung (A) in das Gas-/Wasser-Reservoir (6) gefördert wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the air / water heat exchanger ( 1 ) in addition to the connections for the cooling water inlet and outlet (A, B) via a central connection ( 4 ), based on the cooling tube length of the air / water heat exchanger ( 1 ), for the gas supply (C), so that the cooling water by means of the gas when the cooling circuit is taken out of operation in countercurrent and cocurrent through the cooling water inlet and outlet (A, B) or alternatively, it is displaced only in direct current through the discharge line (B) into the gas / water reservoir ( 6 ) and the gas is conveyed into the gas / water reservoir ( 6 ) via the cooling water supply line (A) when it is started up. 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkreislauf aus mindestens einem Verbraucher (5), einem Luft-/Wasser-Wärmetauscher (1), einem gemeinsamen Gas-/Wasser-Reservoir (6) und einem Fördermittel (7) besteht, wobei diese Elemente über den Kühlkreislauf bildende Leitungen verbunden sind und an den Kühlkreislauf der Gaskreislauf, bestehend aus einem Gasverdichtungsmittel (8), einem Gasspeichermittel (9) und einem steuerbaren Absperrmittel 10, eingangsseitig am Gas-/Wasser- Reservoir (6) und ausgangsseitig am Wärmetauscher (1) angeschlossen ist. 9. Device for performing the method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the cooling circuit from at least one consumer ( 5 ), an air / water heat exchanger ( 1 ), a common gas / water reservoir ( 6 ) and a conveying means ( 7 ), these elements being connected via the lines forming the cooling circuit and to the cooling circuit the gas circuit consisting of a gas compression means ( 8 ), a gas storage means ( 9 ) and a controllable shut-off means 10 on the input side on the gas / Water reservoir ( 6 ) and on the outlet side is connected to the heat exchanger ( 1 ). 10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Wärmetauscherzu- und -ableitung (A, B) eine Verbindungsleitung (E) besteht, die mit einem Absperrmittel (11) absperrbar ist.10. A device for performing the method according to claim 9, characterized in that between the heat exchanger supply and discharge line (A, B) there is a connecting line (E) which can be shut off with a shut-off means ( 11 ).
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