DE4206482A1

DE4206482A1 - Prodn. of ice by stream of cold air - which is directed over water droplets from atomising nozzle

Info

Publication number: DE4206482A1
Application number: DE19924206482
Authority: DE
Inventors: Karlfried Cost
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-03-02
Filing date: 1992-03-02
Publication date: 1993-09-09

Abstract

Ice is produced by using the low winter temp. and a natural depression in the ground so chosen that the surrounding ground slopes downwards to the centre of the depression. A mast (6) is erected at the centre of the depression, and water is sprayed downwards from an atomising nozzle mounted on the upper end of the mast. Cold air flows down the surrounding slopes and causes the water droplets to freeze. At the same time the cooling of the water transfers heat to the air so that it rises and thus maintains the air circulation. The ice (5) is collected at foot of the mast and can be stored to provide a cold source during summer. ADVANTAGE - Facility for forming a large iceberg during winter with reduced energy requirements.

Description

Titeltitle

"Anlage zur Eisgewinnung"."Ice making plant".

Gattunggenus

Die Erfindung betrifft eine Anlage, mit der in sehr großen Mengen Eis erzeugt werden kann.The invention relates to a system with very large Amounts of ice can be produced.

Angaben zur GattungInformation on the genus

Zu dieser Gattung gehören solche Anlagen, die unter Ausnutzung der natürlichen winterlichen Kälte Eis erzeugen.To this genus belong such plants, which under Making use of the natural winter cold to produce ice.

Stand der TechnikState of the art

Bekannt ist die Möglichkeit, mit Kältemaschinen Eis zu erzeugen oder das Eis eines Sees zu sammeln und an einem Punkt zu konzentrieren und aufzubewahren.The possibility of making ice with chillers is known generate or collect the ice of a lake and at one Point to focus and keep.

Kritik des Standes der TechnikCritique of the state of the art

Der Betrieb von Kältemaschinen erfordert eine große Menge an Antriebsenergie in Form von Treibstoff oder Strom. Das Einsammeln von Eis ist arbeitsintensiv und teuer.The operation of chillers requires a large amount of drive energy in the form of fuel or electricity. Collecting ice is labor intensive and expensive.

Aufgabetask

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zu schaffen, bei der ein großer Eisberg gebildet werden kann unter Ausnutzung der winterlichen Kälte bei sehr geringem Bedarf an Arbeitszeit und Hilfsenergie.The invention has for its object to a system create where a large iceberg can be formed taking advantage of the winter cold with very little Demand for working hours and auxiliary energy.

Lösungsolution

Die Aufgabe wird erfindungsmäßig derart gelöst, daß man die natürliche Fließbewegung der Kaltluft entlang dem Geländegefälle hin zu einem tiefsten Punkt ausnutzt. Die Kaltluft sammelt sich am tiefsten Punkt, dort wird Wasser eingesprüht, durch Wärmeübertragung vom Wasser an die Kaltluft wird Eis gebildet. Die Kaltluft erwärmt sich dabei, und erwärmte Luft steigt nach oben auf, so daß unten Platz geschaffen wird für das Nachströmen weiterer Kaltluft.The object is achieved in such a way that the natural flow of cold air along the Terrain slope used to a lowest point. The cold air collects at the lowest point, there is Water sprayed in by heat transfer from the water the cold air is formed into ice. The cold air heats up and heated air rises upwards, so that space is created below for the Additional cold air flows in.

Die kalte Winterluft ist schwer und fließt unten am Boden langsam zum tiefsten Punkt einer Senke hin. Dort wird von einem Turm oder Mast aus Wasser feintropfig eingesprüht. Die Wassertröpfchen geraten in innigen Kontakt mit der Kaltluft. Durch Wasserverdunstung und Wärmeübertragung an die Kaltluft wird den Wassertröpfchen Energie entzogen und sie gefrieren zu Eis, welches sich unten absetzt und im Laufe des Winters bildet sich ein großer Eisberg. The cold winter air is heavy and flows down on the ground slowly to the lowest point of a depression. There is a fine drop of water from a tower or mast sprayed. The water droplets come into intimate contact with the cold air. Through water evaporation and Heat transfer to the cold air becomes the water droplets Deprived of energy and they freeze to ice, which is settles down and forms during the winter big iceberg.

Die Kaltluft ihrerseits erwärmt sich durch die innige Berührung mit den eingesprühten Wassertröpfchen erheblich. Erwärmte Luft steigt nach oben auf, so daß unten am Fuße des Eisberges Platz geschaffen wird für das Nachströmen weiterer Kaltluft.The cold air in turn warms up through the intimate Touch with the sprayed water droplets considerably. Heated air rises upwards, so that at the bottom at the foot of the iceberg is created for the afterflow more cold air.

Auf diese Art kann man die Kaltlufterzeugungsfähigkeit der Umgebung anzapfen. Wenn beispielsweise die Kaltluft aus 1 km Umkreis zuströmt, und der Radius des Eisberges ist 20 m, dann beträgt der Konzentrationsfaktor 2500, ist also sehr hoch.In this way, the ability to generate cold air can be achieved tap into the environment. If, for example, the cold air is off 1 km radius flows, and the radius of the iceberg is 20 m, then the concentration factor is 2500, which is very high high.

Die Wassertröpfchen fallen von oben nach unten, die Luft über dem Eisberg steigt von unten nach oben. Durch diesen Gegenstrom von Luft und Wasser ist eine sehr gute Energieübertragung analog zu einem technischen Gegenstromwärmetauscher gegeben.The water droplets fall from the top down, the air above the iceberg rises from the bottom up. Through this Counterflow of air and water is a very good one Energy transfer analogous to a technical one Counterflow heat exchanger given.

Weitere Ausgestaltung der ErfindungFurther embodiment of the invention

Der Auftrieb wird verstärkt, wenn man einen großen, oben offenen Turm über der Senke errichtet (Wände beispielsweise aus Plastikfolie). Die Wände sind im unteren Bereich offen, damit die Kaltluft seitlich einströmen kann. Die Wirkung beruht auf einer räumlichen Trennung der beiden Luftströme (Kaltluft der Umgebung und erwärmte Luft über dem Eisberg) die sich nicht vermischen können. Außerdem kann die Fallhöhe der Tropfen ganz erheblich erhöht werden, ohne daß man eine seitliche Abdrift befürchten muß. Zudem kann man die Falltropfen im Durchmesser wesentlich kleiner machen. Beide Maßnahmen fördern den Wärmeübergang von den Tropfen auf die Kaltluft ganz erheblich.The buoyancy is increased when you have a big one, up open tower built above the depression (walls, for example made of plastic film). The walls are open at the bottom, so that the cold air can flow in laterally. The effect is based on a spatial separation of the two air flows (Cold air from the surroundings and warmed air above the iceberg) that cannot mix. In addition, the Fall height of the drops can be increased considerably without one has to fear a lateral drift. You can also make the falling drops much smaller in diameter. Both measures promote the heat transfer from the drops on the cold air quite considerably.

Der Auftrieb kann verstärkt werden durch die Anwendung eines mechanischen Gebläses.The buoyancy can be increased by the application a mechanical blower.

Durch die Anlage von Hecken oder Waldstreifen kann man die Fließrichtung der Kaltluft beeinflussen und in die gewünschte Richtung lenken.By planting hedges or forest strips you can Influence the flow direction of the cold air and into the steer the desired direction.

Erzielbare VorteileAchievable advantages

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß man die Kälteerzeugungsfähigkeit der Natur in sehr großem Maße konzentrieren kann um den Faktor einige tausend und somit kann man sie auch technisch gut nutzen, und
daß die Anlage vollautomatisch läuft und wenig Hilfsenergie benötigt wird.The advantages that can be achieved with the invention are, in particular,
that one can concentrate nature's ability to generate refrigeration to a very large extent by a factor of a few thousand and thus it can also be used technically well, and
that the system runs fully automatically and little auxiliary energy is required.

Beschreibung eines AusführungsbeispielsDescription of an embodiment

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
1 Gelände mit Gefälle,
2 abwärtsströmende Kaltluft,
3 fallende Wassertröpfchen,
4 aufsteigende erwärmte Luft,
5 Eishügel,
6 Mast mit Wassersprenger.An embodiment of the invention is shown in the drawing and will be described in more detail below.
1 terrain with slope,
2 downward flowing cold air,
3 falling water droplets,
4 rising heated air,
5 ice hills,
6 mast with water sprinkler.

Kaltluft fließt entlang dem natürlichen Gefälle zum tiefsten Punkt hin. Über diesem Punkt werden von einem hohen Mast aus Wassertröpfchen eingesprüht. Die Wassertröpfchen sinken herab, geraten in innigen Kontakt mit der Kaltluft. Die Kaltluft entzieht den Wassertröpfchen durch Wärmeübertragung und durch Wasserverdunstung erhebliche Mengen an Energie, die Wassertröpfchen gefrieren und sammeln sich am Fuß des Mastes. Die Kaltluft ihrerseits erwärmt sich, und steigt als erwärmte Luft nach oben auf, so daß unten Platz geschaffen wird für das Nachströmen weiterer Kaltluft, so daß der Prozeß der Eisgewinnung ununterbrochen fortlaufen kann.Cold air flows along the natural gradient lowest point. Beyond that point, one high mast sprayed from water droplets. The Water droplets sink and come into intimate contact with the cold air. The cold air extracts the water droplets through heat transfer and water evaporation significant amounts of energy that freeze water droplets and gather at the foot of the mast. The cold air in turn warms up and rises as heated air, so that space is created below for the inflow further cold air, so that the process of ice extraction can run continuously.

Claims

1. "Anlage zur Eisgewinnung" dadurch gekennzeichnet,
daß die natürliche Winterkälte ausgenutzt wird, und
daß natürliche Kaltluft aus einem großen Umkreis aufgrund des Geländegefälles zu einem tiefgelegenen Punkt hinströmt, so daß die Kaltluft aus einer großen Umgebungsfläche zur Eisgewinnung auf einer kleinen Fläche herangezogen wird, somit ein erheblicher Konzentrationseffekt auftritt, und
daß über diesem Punkt von oben, insbesondere von einem hohen Mast aus, Wassertröpfchen eingesprüht werden, und
daß diesen Wassertröpfchen aufgrund des innigen Kontaktes mit der Kaltluft durch Wärmeübertragung und Wasserverdunstung so viel Energie entzogen wird, daß sie gefrieren, und
daß diese gefrorenen Wassertröpfchen sich am Boden sammeln zu einer großen Eismenge, und
daß sich die Kaltluft durch denselben Wärmeübertragungsprozeß, bei welchem den Wassertröpfchen Wärmeenergie entzogen wird, so weit erwärmt, daß sie als erwärmte Luft nach oben aufsteigt, und
daß somit unten soviel Platz frei wird, daß am Boden weitere Kaltluft zum tiefsten Punkt hin nachströmen kann, so daß der Prozeß der Eisgewinnung ständig weitergehen kann. 1. "Ice making plant" characterized
that the natural winter cold is exploited, and
that natural cold air flows from a large area due to the slope of the terrain to a low point, so that the cold air from a large surrounding area is used for ice production on a small area, thus a considerable concentration effect occurs, and
that above this point water droplets are sprayed from above, especially from a high mast, and
that so much energy is withdrawn from these water droplets due to the intimate contact with the cold air by heat transfer and water evaporation that they freeze, and
that these frozen water droplets collect on the ground to a large amount of ice, and
that the cold air heats up by the same heat transfer process, in which thermal energy is extracted from the water droplets, so that it rises as heated air, and
so that there is so much space at the bottom that further cold air can flow in to the lowest point on the ground, so that the process of ice production can continue continuously.

2. "Anlage zur Eisgewinnung" nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß über dem tiefsten Punkt um den Mast herum ein großer Turm errichtet wird, der oben offen ist und im unteren Bereich seitlich offen ist, so daß am Boden Kaltluft nachströmen kann und oben erwärmte Luft hochsteigen kann,
wobei die Turmwandung insbesondere aus billigen Werkstoffen errichtet werden kann, und
daß durch diesen Turm die seitliche Abtrift der Wassertröpfchen erheblich vermindert wird, so daß die Tröpfchengröße erheblich vermindert werden kann und somit der Wärmeübergang erheblich verbessert wird,
und/oder daß durch den Schornsteineffekt der Aufstieg der erwärmten Luft erheblich verbessert wird.2. "Plant for ice production" according to claim 1, characterized in
that a large tower is built above the lowest point around the mast, which is open at the top and open at the side at the bottom, so that cold air can flow in at the bottom and heated air can rise at the top,
the tower wall can be built in particular from cheap materials, and
that the lateral drift of the water droplets is considerably reduced by this tower, so that the droplet size can be significantly reduced and thus the heat transfer is considerably improved,
and / or that the rise of the heated air is considerably improved by the chimney effect.

3. "Anlage zur Eisgewinnung" nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstärkung des Auftriebes der erwärmten Luft ein Gebläse eingesetzt wird.3. "Plant for ice production" according to claim 1, characterized characterized in that to increase the buoyancy of the heated air Blower is used.

4. "Anlage zur Eisgewinnung" nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Anlage von Hecken oder Waldstreifen die Fließrichtung der Kaltluft aus der Umgebung beeinflußt und in die richtige Richtung gelenkt wird.4. "Plant for ice production" according to claim 1, characterized characterized in that by planting hedges or forest strips Flow direction of the cold air from the environment is affected and is steered in the right direction.