Wärmetauscheranordnung und Verfahren zum Betrieb derselben

Die Erfindung betrifft eine Wärmetauscheranordnung gemäss Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betrieb derselben gemäss Oberbegriff von Anspruch 13.

Wärmetauscher finden sich in einer Vielzahl von technischen Anwendungen, beispielsweise in Kühlanlagen und -Vorrichtungen für Kühlräume oder Haushaltkühlschränke, in Heizungen und Klimaanlagen für Gebäude oder Verkehrsmittel wie zum Beispiel Autos, Busse, Schiffe und Flugzeuge, oder als Kühler in Kraftwerken, Verbrennungsmotoren, Computern, oder andern Wärme erzeugenden Einrichtungen. Im praktischen Einsatz sind die Wärmetauscher häufig mit einem Kreislauf verbunden, der ein Wärmeübertragungsmedium wie beispielsweise ein Kühlmittel enthält, wobei der Wärmetauscher Wärme direkt, d.h. ohne Phasenumwandlung aus dem flüssigen oder gasförmigen Wärmeübertragungsmedium aufnehmen oder an dasselbe abgeben kann, oder auch als Kondensator oder Verdampfer für das Wärmeübertragungsmedium wirksam sein kann.

Eine weit verbreitete Ausführung ist der lamellierte Wärmetauscher, der beispielsweise aus Hauhaltkühlschränken bekannt ist. Im einfachsten Fall besteht ein lamellierter Wärmetauscher aus einem Rohr zur Durchleitung eines Wärmeübertragungsmediums und aus einer Vielzahl von Lamellen, die mit dem Rohr verbunden sind und im Betrieb mit einem zweiten Medium in Verbindung stehen. Diese Bauweise ist besonders zweckmässig, wenn das zweite Medium gasförmig ist und beispielsweise aus Umgebungsluft besteht, da diese einen vergleichsweise niedrigen Wärmeübertragungskoeffizienten hat, der durch eine entsprechend grosse Oberfläche der Lamellen ausgeglichen werden kann. Selbstverständlich kann der lamellierte Wärmetauscher auch mehrere Rohre für mehr als ein

Wärmeübertragungsmedium enthalten oder die Rohre können je nach Bedarf parallel und/oder in Serie miteinander verbunden sein.

Der Wirkungsgrad wird wesentlich durch die Temperaturdifferenz zwischen den Lamellen einerseits und dem oder den Rohren andererseits bestimmt. Die Temperaturdifferenz ist umso kleiner, d.h. die Wärmeübertragung umso effektiver, je grösser die Leitfähigkeit und die Dicke der Lamellen ist, und je kleiner der gegenseitige Abstand der Rohre ist. Bezüglich Wirkungsgrad ist es somit vorteilhaft, wenn viele Rohre verwendet werden. Viele Rohre bedeuten jedoch auch höhere Material- und Verarbeitungskosten, so dass ein höherer Wirkungsgrad normalerweise mit höheren Kosten verbunden ist.

Seit einigen Jahren werden deshalb in Wärmetauschern sogenannte Microchannel-Wärmeübertragungselemente eingesetzt. Diese können beispielsweise als Strangpressprofil ausgeführt sein, das aus einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit wie zum Beispiel Aluminium hergestellt ist. Die Microchannel-Wärmeübertragungselemente, d.h. im vorliegenden Fall die Strangpressprofile enthalten eine Vielzahl von Kanälen mit einem Durchmesser von typisch 1 mm für das Wärmeübertragungsmedium. Selbstverständlich sind auch andere Durchmesser möglich, die zum Beispiel im Bereich von 0.5 mm bis 3 mm oder 0.5 mm bis 2 mm liegen können.

In Dokument EP 1 557 622 A2 ist eine Kondensationsanlage zur Verwendung in einem Kühlsystem beschrieben, um ein zu Kühlzwecken verdampftes Kältemittel zu kondensieren. Die ebenda beschriebene Kondensationsanlage enthält mehrere Microchannel-Kühlschlangen, die jeweils als Wärmetauschermodule ausgeführt sind, und einen oder mehrere Lüfter zur Erzeugung eines Luftstroms durch die Wärmetauschermodule. Jedes Wärmetauschermodul umfasst mehrere Microchannel- Wärmeübertragungselemente, die als flache Rohre ausgeführt sind, und die parallel und beabstandet voneinander angeordnet sind, sowie Kühlrippen, die zwischen den flachen Rohren angeordnet und mit denselben verbunden sind. Die Kühlrippen bilden jeweils ein Zick-Zack-Muster zwischen zwei benachbarten Rohren. Weiter umfassen die Wärmetauschermodule jeweils einen Einlass- und einen Auslasssammelkanal, die mit den Microchannel- Wärmeübertragungselementen des jeweiligen Wärmetauschermoduls verbunden sind. Die in EP 1 557 622 A2 beschriebene Kondensationsanlage hat zwar durchaus einen kompakten Aufbau, doch ist die benötigte Grundfläche für die Montage der Anlage immer noch beträchtlich.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Wärmetauscheranordnung zur Verfügung zu stellen, die es erlaubt, die für die Montage benötigte Grundflächen oder den Materialaufwand oder den Energieaufwand für die Belüftung gegenüber dem oben beschriebenen Stand der Technik zu verkleinern. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren für einen vergleichsweise wirtschaftlichen Betrieb der Wärmetauscheranordnung zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die in Anspruch 1 definierte Wärmetauscheranordnung und durch das in Anspruch 13 definierte Verfahren gelöst.

Die erfindungsgemässe Wärmetauscheranordnung ist mit mindestens einem Wärmetauschermodul, das mehrere Microchannel- Wärmeübertragungselemente und eine Vielzahl von Wärmeaustauschrippen enthält, die mit den Microchannel-Wärmeübertragungselementen wärmeleitend verbunden sind und die Luftkanäle bilden, und mit mindestens einer Belüftungsvorrichtung ausgerüstet, um in den Luftkanälen eine Luftströmung zu erzeugen. Die Wärmeaustauscheranordnung umfasst zusätzlich eine Benetzungsvorrichtung, um die Microchannel- Wärmeübertragungselemente und/oder die Wärmeaustauschrippen mit Flüssigkeit, beispielsweise mit Wasser zu benetzen, und zeichnet sich darüber hinaus dadurch aus, dass das oder die Wärmetauschermodule bezüglich der Senkrechten in einem Winkel angeordnet sind.

Vorteilhafterweise ist der Winkel dadurch bestimmt, dass im Betrieb die Schwerkraft und/oder die Trägheitskräfte, die auf oder in einem Wärmetauschermodul auf Tropfen der Flüssigkeit wirken, im Gleichgewicht mit den Auftriebskräften der Luftströmung sind.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante liegt der Winkel bezüglich der Senkrechten zwischen 10° und 40° oder zwischen 15° und 30°. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante sind das oder die Wärmetauschermodule jeweils waagrecht angeordnet.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weisen die Microchannel- Wärmeübertragungselemente eine Längsrichtung auf und sind in Längsrichtung jeweils in einem Winkel zur Senkrechten angeordnet. Die Microchannel-Wärmeübertragungselemente können dabei im selben Winkel zur Senkrechten angeordnet sein wie das jeweilige Wärmetauschermodul, in dem sie enthalten sind. Fallweise können die Microchannel- Wärmeübertragungselemente in Längsrichtung waagrecht angeordnet sein.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weisen die Wärmetauschermodule eine Unter- und eine Oberseite auf, insbesondere auf Grund der Anordnung in einem Winkel zur Senkrechten, wobei die Belüftungsvorrichtung eingerichtet ist, um in den Luftkanälen eine Luftströmung von der Unterseite zur Oberseiten zu erzeugen, und die Benetzungsvorrichtung eingerichtet ist, um die Microchannel- Wärmeübertragungselemente und/oder die Wärmeaustauschrippen von der Oberseite oder Unterseite her zu benetzen. Vorteilhafterweise ist die Benetzungsvorrichtung eingerichtet, um die Microchannel- Wärmeübertragungselemente und/oder die Wärmeaustauschrippen sowohl von der Unterseite als auch von der Oberseite her zu benetzen.

Zudem kann die Belüftungsvorrichtung eingerichtet sein, um in den Luftkanälen eine Luftströmung von der Oberseite zur Unterseiten zu erzeugen, und die Benetzungsvorrichtung kann eingerichtet sein, um die Microchannel-Wärmeübertragungselemente und/oder die Wärmeaustauschrippen von der Oberseite her zu benetzen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind in den

Wärmeaustauschrippen Öffnungen und/oder Louver ausgebildet. In einer vorteilhaften Ausführungsvariante sind die Öffnungen und/oder Lover als Strömungskanäle ausgebildet, die beispielsweise einen Anstellwinkel bezüglich der Richtung der Luftströmung aufweisen, oder die beispielsweise Seitenwände aufweisen, wobei die Seitenwände bezüglich der jeweiligen Wärmeaustauschrippe abstehend ausgebildet sein können und/oder bezüglich der Richtung der Luftströmung einen Anstellwinkel aufweisen können. Dank der Louver oder Öffnungen, insbesondere wenn diese aus einer Vielzahl kleiner und/oder schmaler Öffnungen bestehen, kann die benetzende Flüssigkeitsmenge in den Luftkanälen erhöht werden.

Unabhängig von den oben erwähnten Ausführungsformen und

Ausführungsvarianten ist der Winkel (α) vorteilhafterweise für eine, bei gegebener Aufstellungsfläche der Wärmetauscheranordnung und/oder bei gegebener Gesamtfläche der Wärmetauschermodule, maximale Kühlleistung ausgelegt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die

Wärmetauscheranordnung zusätzlich wahlweise eine eingangsseitig in der Luftströmung angeordnete Befeuchtungseinrichtung zur Kühlung der Luft und/oder einen ausgangsseitig in der Luftströmung angeordneten Tropfenfänger.

In dem erfindungsgemässen Verfahren zum Betrieb einer

Wärmetauscheranordnung gemäss einer oder mehreren der oben beschriebenen Ausführungsformen und -Varianten werden die Menge der Flüssigkeit, die zwecks Benetzung der Microchannel- Wärmeübertragungselemente und/oder der Wärmeaustauschrippen zugeführt wird, und die Geschwindigkeit der Luftströmung so reguliert, dass von der auf oder in einem Wärmetauschermodul vorhandenen Flüssigkeit durch die Luftströmung keine oder höchsten eine festgelegte Menge Tropfen mitgerissen werden.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante des Verfahrens werden die Menge der Flüssigkeit, die zwecks Benetzung der Microchannel- Wärmeübertragungselemente und/oder der Wärmeaustauschrippen zugeführt wird, und die Geschwindigkeit der Luftströmung so reguliert, dass die Schwerkraft und/oder die Trägheitskräfte, die auf oder in einem Wärmetauschermodul auf Tropfen der Flüssigkeit wirken, im Gleichgewicht mit den Auftriebskräften der Luftströmung sind.

Die erfindungsgemässe Wärmetauscheranordnung und das erfindungsgemässe Verfahren haben den Vorteil, dass dank der Benetzung die Kühlleistung bei gegebener Gesamtfläche der Wärmetauschermodule und gegebener Geschwindigkeit der Luftströmung gegenüber dem eingangs beschriebenen Stand der Technik gesteigert werden kann. Andererseits kann für eine vorgegebene Kühlleistung die Gesamtfläche der Wärmetauschermodule und/oder die Geschwindigkeit der Luftströmung verringert werden, so dass der Wirkungsgrad der Wärmetauscheranordnung entsprechend erhöht wird. Dank dem Umstand, dass von der auf oder in einem Wärmetauschermodul vorhandenen Flüssigkeit durch die Luftströmung keine oder höchsten eine festgelegte Menge Tropfen mitgerissen werden, kann der Energieaufwand zur Erzeugung der Luftströmung minimiert werden. Zudem kann dank der in den Wärmeaustauschrippen ausgebildeten Öffnungen oder Louver die benetzende Flüssigkeitsmenge und damit bei gegebener Grosse der Wärmetauscheranordnung die Kühlleistung erhöht werden, oder es kann bei vorgegebener Kühlleistung der Materialaufwand minimiert werden.

Die obige Beschreibung von Ausführungsformen und -Varianten dient lediglich als Beispiel. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen gehen aus den abhängigen Ansprüchen und der Zeichnung hervor. Darüber hinaus können im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch einzelne Merkmale aus den beschriebenen oder gezeigten Ausführungsformen und -Varianten miteinander kombiniert werden, um neue Ausführungsformen zu bilden.

Im Folgenden wird die Erfindung an Hand der Ausführungsbeispiele und an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Wärmetauscheranordnung gemäss vorliegender Erfindung, Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines

Wärmetauschermoduls zur Verwendung in einer Wärmetauscheranordnung gemäss vorliegender Erfindung,

Fig. 3A-3E Ausführungsvarianten für die Richtung der Luftströmung und die Richtung der Benetzung in einer Wärmetauscheranordnung gemäss vorliegender Erfindung,

Fig. 4A, 4B zwei Ausführungsvarianten für die Anordnung der Microchannel- Wärmeübertragungselemente in einer Wärmetauscheranordnung gemäss vorliegender Erfindung,

Fig. 5A ein Ausführungsbeispiel für die Auslegung der

Wärmeaustauschrippen in einer Wärmetauscheranordnung gemäss vorliegender Erfindung, und

Fig. 5B einen Schnitt durch eine Wärmeaustauschrippe aus dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5A.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Wärmetauscheranordnung gemäss vorliegender Erfindung. Die Wärmetauscheranordnung 1 ist mit mindestens einem Wärmetauschermodul 2.1 , 2.2, das mehrere Microchannel-Wärmeübertragungselemente und eine Vielzahl von Wärmeaustauschrippen enthält, die mit den Microchannel- Wärmeübertragungselementen wärmeleitend verbunden sind und die Luftkanäle bilden, und mit mindestens einer Belüftungsvorrichtung 4 ausgerüstet, um in den Luftkanälen eine Luftströmung zu erzeugen. Die Wärmeaustauscheranordnung 1 umfasst zusätzlich eine Benetzungsvorrichtung 5, die zum Beispiel einen oder mehrere Sprühköpfe 5.1 - 5.4 enthalten kann, um die Microchannel-Wärmeübertragungselemente und/oder die Wärmeaustauschrippen mit Flüssigkeit 10, beispielsweise mit Wasser zu benetzen, und zeichnet sich darüber hinaus dadurch aus, dass das oder die Wärmetauschermodule 2.1 , 2.2 bezüglich der Senkrechten in einem Winkel angeordnet sind. Die Benetzungsvorrichtuπg 5 kann beispielsweise so angeordnet sein, dass die Wärmetauschermodule 2.1 , 2.2 vom Innern der Wärmetauscheranordnung her, zum Beispiel mittels Sprühköpfen 5.1 , 5,2, und/oder von aussen her, zum Beispiel mittels Sprühköpfen 5.3, 5.4, benetzt werden, und/oder die Benetzungsvorrichtung kann ein in das jeweilige

Wärmetauschermodul 2.1 , 2.2 integriertes Flüssigkeitsverteilsystem 5.5, 5.6 enthalten, das zum Beispiel, wie in Dokument DE 198 04 636 A1 gezeigt, mit Austrittsöffnungen ausgestattet ist, die im oder am jeweiligen Wärmetauschermodul angeordnet sind.

Vorteilhafterweise ist der Winkel dadurch bestimmt, dass im Betrieb die Schwerkraft und/oder die Trägheitskräfte, die auf oder in einem Wärmetauschermodul auf Tropfen der Flüssigkeit wirken, im Gleichgewicht mit den Auftriebskräften der Luftströmung sind. In einer vorteilhaften Ausführungsvariante liegt der Winkel bezüglich der Senkrechten zwischen 10° und 40° oder zwischen 15° und 30°. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante sind das oder die Wärmetauschermodule jeweils waagrecht angeordnet. Die Grosse und Anzahl der Wärmetauschermodul 2.1 , 2.2 kann entsprechend der benötigten Kühlleistung festgelegt werden.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Wärmetauschermoduls 2 zur Verwendung in einer Wärmetauscheranordnung gemäss vorliegender Erfindung. Das gezeigte Wärmetauschermodul enthält mehrere Microchannel-Wärmeübertragungselemente 6.1 , 6.2, die beispielsweise als flache Rohre ausgeführt sein können, und die üblicherweise parallel und beabstandet voneinander angeordnet sind, sowie eine Vielzahl von Wärmeaustauschrippen 7.1 , 7.2, die zwischen den

Microchannel-Wärmeübertragungselemente angeordnet und mit denselben wärmeleitend verbunden sind, beispielsweise mittels einer Lötverbindung. Die Wärmeaustauschrippen 7.1 , 7. bilden Luftkanäle, die in dem in Fig. 2 gezeigten Wärmetauschermodul senkrecht zur Bildebene verlaufen. Typisch sind die Wärmeaustauschrippen aus einem gefalteten Blechstreifen hergestellt, der beispielsweise ein Zick-Zack-Muster aufweisen kann.

Die Microchannel-Wärmeübertragungselemente 6.1 , 6.2 können beispielsweise als Strangpressprofil ausgeführt sein, das aus einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit wie zum Beispiel Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt ist. Die Microchannel-Wärmeübertragungselemente, d.h. im vorliegenden Fall die Strangpressprofile enthalten eine Vielzahl von Kanälen mit einem Durchmesser von typisch 1 mm für das Wärmeübertragungsmedium 3. Selbstverständlich sind auch andere

Durchmesser möglich, die zum Beispiel im Bereich von 0.5 mm bis 3 mm oder 0.5 mm bis 2 mm liegen können.

Bei Bedarf kann das Wärmetauschermodul 2 einen Einlass- und einen Auslasssammelkanal 8, 9, die mit den Microchannel- Wärmeübertragungselementen 6.1 , 6.2 flüssigkeitsleitend verbunden sind, sowie einen Einlass 8a und einen Auslass 9a enthalten.

Vorteilhafterweise werden die einzelnen Teile des Wärmetauschermoduls wie zum Beispiel Microchannel-Wärmeübertragungselemente 6.1 , 6.2, Wärmeaustauschrippen 7.1 , 7.2, Einlass- und Auslasssammelkanal 8, 9 und Ein- und Auslass 8a, 9a ganz oder teilweise aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung gefertigt und die zusammengestellten Teile in einem Lötofen komplett verlötet.

Fig. 3A-3E zeigen Ausführungsvarianten für die Richtung der Luftströmung und die Richtung der Benetzung in einer Wärmetauscheranordnung gemäss vorliegender Erfindung. In den Figuren 3A bis 3E sind die

Wärmetauschermodule 2 jeweils bezüglich der Senkrechten in einem Winkel angeordnet. In den Figuren 3A und 3E ist der gezeigte Winkel < 90° während er in den Figuren 3B, 3C und 3D 90° beträgt, d.h. die Wärmetauschermodule sind in den Figuren 3B, 3C und 3D waagrecht angeordnet. Die Wärmetauschermodule 2 weisen auf Grund der Anordnung in einem Winkel zur Senkrechten eine Unter- und eine Oberseite auf. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Belüftungsvorrichtung eingerichtet, um in den Luftkanälen des Wärmetauschermoduls 2 eine Luftströmung von der Unterseite zur Oberseiten zu erzeugen, und die Benetzungsvorrichtung ist eingerichtet, um die Microchannel-Wärmeübertragungselemente und/oder die Wärmeaustauschrippen des Wärmetauschermoduls, wie in Fig. 3D gezeigt, von der Oberseite her zu benetzen. Diese Ausführungsform ermöglicht einen hohen Benetzungsgrad bei niedrigen Luftgeschwindigkeiten. Es ist jedoch auch möglich die Microchannel-Wärmeübertragungselemente und/oder die Wärmeaustauschrippen des Wärmetauschermoduls, wie in den Figuren 3A und 3B gezeigt, von der Unterseite her zu benetzen. Bei der in Fig. 3A gezeigten Ausführungsform liegt das Kühlleistungsmaximum bei einem Winkel α von 10° bis 40°. Die in Fig. 3B gezeigte Ausführungsform mit waagrecht angeordnetem Wärmetauschermodul erfordert eine vergleichsweise grosse Luftgeschwindigkeit, wobei eine Leistungsregulierung durch Variieren der Luftgeschwindigkeit nur beschränkt möglich ist. Vorteilhafterweise ist die Benetzungsvorrichtung eingerichtet, um die Microchannel-Wärmeübertragungselemente und/oder die

Wärmeaustauschrippen, wie in Fig. 3E gezeigt, sowohl von der Unterseite als auch von der Oberseite her zu benetzen. Diese Ausführungsform ermöglicht einen hohen Benetzungsgrad bei kleiner Luftmenge.

Zudem kann, wie in Fig. 3C gezeigt, die Belüftungsvorrichtung eingerichtet sein, um in den Luftkanälen eine Luftströmung von der Oberseite zur

Unterseiten zu erzeugen, und die Benetzungsvorrichtung kann eingerichtet sein, um die Microchannel-Wärmeübertragungselemente und/oder die Wärmeaustauschrippen von der Oberseite her zu benetzen. In dieser Ausführungsform kann das überschüssige Wasser, das auf der Unterseite austritt, durch Leitbleche abgefangen und rezierkuliert werden.

Unabhängig von der Richtung der Luftströmung und der Richtung der Benetzung kann die Kühlleistung durch Variieren der Luftgeschwindigkeit oder der Flüssigkeitsmenge für die Benetzung reguliert werden. Bei einigen Ausführungsformen, wie zum Beispiel bei einer Luftströmung von unten und einer Benetzung von unten her, kann der Bereich, in dem die Kühlleistung durch Variieren der Luftgeschwindigkeit geregelt werden kann, beschränkt sein.

In den in den Figuren 4A und 4B gezeigten Ausführungsvarianten für die Anordnung der Microchannel-Wärmeübertragungselemente in einer Wärmetauscheranordnung gemäss vorliegender Erfindung sind die Wärmetauschermodule 2 jeweils bezüglich der Senkrechten in einem Winkel α, α' angeordnet, der, wie ebenda gezeigt, < 90° sein kann. Dieser Winkel kann für die Optimierung der Kühlaufgabe je nach der in den Figuren 4A und 4B gezeigten Orientierung der Microchannel- Wärmeübertragungselemente unterschiedlich gross sein. Die gezeigten Wärmetauschermodule enthalten jeweils mehrere Microchannel- Wärmeübertragungselennente 6.1 , 6.2, die üblicherweise parallel und beabstandet voneinander angeordnet sind, sowie eine Vielzahl von Wärmeaustauschrippen 7.1 , 7.2, die zwischen den Microchannel- Wärmeübertragungselennente angeordnet und mit denselben wärmeleitend verbunden sind, und die Luftkanäle bilden. Typisch sind die Wärmeaustauschrippen aus einem gefalteten oder gebogenen Blechstreifen hergestellt, die zum Beispiel in einem Lötofen mit den Microchannel- Wärmeübertragungselementen verlötet werden können.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weisen die Microchannel- Wärmeübertragungselemente 6.1 , 6.2 eine Längsrichtung auf und sind in Längsrichtung jeweils in einem Winkel zur Senkrechten angeordnet. Die Microchannel-Wärmeübertragungselemente können dabei, wie in Fig. 4B gezeigt, im selben Winkel α zur Senkrechten angeordnet sein wie das jeweilige Wärmetauschermodul 2, in dem sie enthalten sind, aber auch in einem weiter optimierten Winkel α' angeordnet sein oder die Microchannel- Wärmeübertragungselemente können in Längsrichtung, wie in Fig. 4A gezeigt waagrecht angeordnet sein. Das Ablaufen der Benetzungsflüssigkeit kann bei in Längsrichtung nicht waagrecht angeordneten Microchannel- Wärmeübertragungselementen durch Louver, die in den Wärmeaustauschrippen 7.1 , 7.2 ausgebildet sind, erleichtert werden. Demgegenüber ergibt sich bei in Längsrichtung waagrecht angeordneten Microchannel-Wärmeübertragungselemente 6.1 , 6.2 tendenziell ein grosserer Winkel α.

Fig. 5A zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Auslegung der Wärmeaustauschrippen in einer Wärmetauscheranordnung gemäss vorliegender Erfindung. Die einzelnen Wärmeaustauschrippen 7', 7" können beispielsweise, wie in Fig. 5A gezeigt, aus einem gefalteten oder gebogenen Blechstreifen 7 hergestellt sein. In einer vorteilhaften Ausführungsform sind in den Wärmeaustauschrippen Öffnungen und/oder Louver 11.1 ausgebildet. Dank der Louver oder Öffnungen, insbesondere wenn diese aus einer Vielzahl kleiner und/oder schmaler Öffnungen bestehen, kann die benetzende Flüssigkeitsmenge in den Luftkanälen erhöht werden und je nach Anordnung die Ausbreitung eines Flüssigkeitsfilms begünstigt werden. Fig. 5B zeigt einen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5A. Wie im Schnitt gezeigt, können eine Vielzahl von Louver 11.1 , 11.2 nebeneinander beziehungsweise in Richtung der Luftströmung 12 hintereinander angeordnet sein. In Fig. 5B ist zusätzlich eine mögliche Benetzungshchtung 10 eingezeichnet. Selbstverständlich sind sämtliche, im Rahmen der Beschreibung der Figuren 3A bis 3E erläuterten Richtungen der Luftströmung und Benetzung möglich.

Unabhängig von den oben erwähnten Ausführungsformen und

Ausführungsvarianten ist der Winkel (α) vorteilhafterweise für eine, bei gegebener Aufstellungsfläche der Wärmetauscheranordnung und/oder bei gegebener Gesamtfläche der Wärmetauschermodule, maximale Kühlleistung ausgelegt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die

Wärmetauscheranordnung zusätzlich wahlweise eine eingangsseitig in der Luftströmung angeordnete Befeuchtungseinrichtung zur Kühlung der Luft und/oder einen ausgangsseitig in der Luftströmung angeordneten Tropfenfänger.

Das erfindungsgemässe Verfahren zum Betrieb einer

Wärmetauscheranordnung gemäss einer oder mehreren der oben beschriebenen Ausführungsformen und -Varianten wird im Folgenden an Hand der Figuren 1 und 2 beschrieben. In diesem Verfahren werden die Menge der Flüssigkeit 10, die zwecks Benetzung der Microchannel- Wärmeübertragungselemente 6.1 , 6.2 und/oder der Wärmeaustauschrippen 7.1 , 7.2 zugeführt wird, und die Geschwindigkeit der Luftströmung so reguliert, dass von der auf oder in einem Wärmetauschermodul 2 vorhandenen Flüssigkeit durch die Luftströmung keine oder höchsten eine festgelegte Menge Tropfen mitgerissen werden.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante des Verfahrens werden die Menge der Flüssigkeit 10, die zwecks Benetzung der Microchannel- Wärmeübertragungselemente 6.1 , 6.2 und/oder der Wärmeaustauschrippen 7.1 , 7.2 zugeführt wird, und die Geschwindigkeit der Luftströmung so reguliert, dass die Schwerkraft und/oder die Trägheitskräfte, die auf oder in einem Wärmetauschermodul 2 auf Tropfen der Flüssigkeit wirken, im Gleichgewicht mit den Auftriebskräften der Luftströmung sind.

Dank der Benetzung mit Flüssigkeit kann die Leistungsfähigkeit einer

Wärmetauscheranordnung mit Microchannel-Wärmeübertragungselementen und gefalteten Wärmeaustauschrippen markant gesteigert werden. Dabei erhöht sich die Kühlleistung um die pro Zeiteinheit freigesetzte Verdampfungswärme der verdampfenden Flüssigkeit, wobei die Verdampfungsrate und damit die Kühlleistung über den Benetzungsgrad und die Luftgeschwindigkeit reguliert werden können.