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Verfahren zur Befeuchtung der Luft in Klimaanlagen und Niederdruck-Dampfkessel zur Durchführung des Verfahrens Zur Befeuchtung der Luft in Klimaanlagen werden üblicherweise Düsen oder Rotationsvorrichtungen verwendet, mit welchen Wasser zerstäubt wird, um es der Luft beizumischen. Diese Zerstäuberdüsen und Rotationszerstäuber haben den Nachteil, dass ihre Leistung nur in einem beschränkten Bereich regulierbar ist. Wird die Leistung um mehr als etwa 20 bis 25 % unter den Normalwert herabgedrosselt, so wird das Wasser nicht mehr genügend fein zerstäubt.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befeuchtung der Luft in Klimaanlagen, mit welcher dieser Nachteil behoben wird. Dasselbe zeichnet sich dadurch aus, dass man Niederdruckdampf in die Luft einführt.
Die Einführung des Dampfes in die Luft kann zum Beispiel mit Hilfe eines gewöhnlichen Drosselventils oder eines andern Regulierorgans erfolgen,. so dass sie ohne Schwierigkeiten in äusserst fein dosierbarer Weise in einem sehr weiten Bereich reguliert werden kann. Niederdruckdampf, das heisst Dampf von höchstens 1 atü, wird deshalb verwendet, weil Dampf von höherem Druck in Form eines starken, eventuell sichtbaren Strahls in die Luft eintritt,. sich nicht genügend rasch mit der Luft vermischt und letztere überdies in unerwünschtem Masse erhitzt. Zudem hat man bei Verwendung von Niederdruck den Vorteil, dass die Überwachung des Dampfkessels viel weniger strengen Vorschriften unterworfen ist. An sich ist das Verfahren mit jedem beliebigen Niederdruckdampfkessel durchführbar.
Die Erfindung betrifft jedoch auch einen Niederdruckdampfkessel in einer Klimaanlage zur Durchführung des Verfahrens. Dieser Kessel zeichnet sich dadurch aus, dass er ein mit Heizwiderständen versehener Elektrokessel ist. Bei einem solchen Kessel ist es nämlich besonders leicht, die Dampferzeugung dem Verbrauch entsprechend automatisch zu steuern.
In der beiliegenden Zeichnung ist eine Ausführungsform des Niederdruckdampfkessels nach der Erfindung dargestellt, der zur Durchführung einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens bestimmt ist. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine Seitenansicht des Kessels, Fig. 2 eine Stirnansicht zu Fig. 1.
Der in Fig. 1 und 2 schematisch dargestellte Kessel ist ein Elektrokessel, dessen Wasser- und Dampfbehälter 1 von einem Isoliermantel 2 umgeben ist. Zwischen dem Behälter 1 und dem Mantel 2 befindet sich irgendein nicht dargestelltes Isoliermaterial, z. B. Glasseide. In den drei im Wasser befindlichen Rohren 3 sind nicht dargestellte elektrische Heiz- widerstände angeordnet. In dem oberhalb des normalen Wasserniveaus 4 befindlichen Dampfraum ist ein weiteres, einen Heizwiderstand enthaltendes Rohr 5 angeordnet.
Dieser Heizwiderstand dient zum Trocknen des Dampfes, der bei 6 dem Kessel entnommen und über nicht dargestellte Leitungen und hygrometrisch gesteuerte Regulierventile in die zu befeuchtende Luft eingeführt wird. Das Trocknen des Dampfes ist sehr wichtig, damit sich in den Leitungen kein Kondenswasser bildet, das der Luft in Tropfenform zugeführt würde. Sehr wichtig ist es ferner, den Druck im Dampfkessel möglichst genau konstant zu halten, damit die automatische Steuerung der Regulierventile durch die Hygrometer richtig funktioniert. Im vorliegenden Falle wird der Druck zum Beispiel auf 0,2 atü geregelt. Hierzu sind zwei elektrische Druckschalter (Pressostaten) 7 und 8 an sich bekannter Art vorgesehen.
Jeder dieser Druckschalter enthält eine Membrane, die mit einem Kontakt, z. B. einem Quecksilberkontakt, so in Verbin-
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dung steht, dass dieser Kontakt bei einem bestimmten Dampfdruck geschlossen (oder geöffnet) wird. Die nicht dargestellten elektrischen Leitungen sind bei 7' und 8' an die Druckschalter angeschlossen und stehen über Relais in an sich bekannter Weise mit den in den Rohren 3 enthaltenen Heizwiderständen in Verbindung. Der Druckschalter 7 ist auf 0,19 atü eingestellt, und die Schaltung ist so vorgesehen, dass bei Betätigung des Druckschalterkontaktes, also wenn der Dampfdruck 0,19 atü erreicht, zwei Drittel der Heizleistung abgeschaltet werden.
Der Druckschalter 8 ist auf 0,20 atü eingestellt und schaltet bei Erreichung dieses Druckes das letzte Drittel der Heizlei- stung ab.
Mit 9 ist ein Manometer bezeichnet, 10 ist .ein Sicherheitsventil. Zum Schutze der Heizwiderstände ist ferner noch ein Sicherheitsthermostat 11 vorgesehen, der die Heizwiderstände abschaltet, wenn die Wassertemperatur zu hoch werden sollte. Zu dem Wasserstandsanzeiger 12 ist ein Niveauregler 13 parallel geschaltet. Derselbe weist in an sich bekannter Weise eine Membrane auf, die einen elektrischen Schalter 13' betätigt, der über bei 13" angeschlossene elektrische Leitungen ein Magnetventil 14 steuert; dessen Anschlussstück für die elektrischen Leitungen mit 14' bezeichnet ist. Durch das Magnetventil wird der Eintritt des in Richtung des Pfeils 15 zugeführten Speisewassers in den Behälter 1 geregelt. Mit 16 ist ein Entleerungszapfen bezeichnet.
In Fig. 2 sind die in Fig. 1 dargestellten Speisearmaturen und der Entleerungszapfen nicht dargestellt, während anderseits in Fig. 1 die Wandkonsole 17 weggelassen ist. Die Druckschalter 7, 8 und das Manometer 9 sind an ein Rohr 18 angeschlossen, das über ein in seinem Innern mit einem Siphon ver- sehenes Rohr 19 mit dem Behälter 1 verbunden ist. Der Siphon dient in bekannter Weise zur Bildung eines Wasserpolsters zwischen dem Dampfraum und den Armaturen 7-9. Bei einem Anschlusswert von 6 kW ist der Inhalt des Behälters 1 zweckmässig etwa 30 Liter.
Um bei sehr grossen Leistungen den Druck sehr genau konstant zu halten, können mehr als zwei Druckschalter vorgesehen werden, welche die Heiz- leistung sukzessive abschalten. Für kleine Klimaanlagen kann ein besonders einfacher elektrischer Niederdruckkessel vorgesehen werden, der nur mit im Wasser eingetauchten Heizwiderständen versehen ist, also keinen Heizwiderstand zum Trocknen des Dampfes aufweist.
Diesem Kessel wird der Dampf durch eine Leitung entnommen, die an ihrem andern Ende nicht über ein Regulierventil oder ein anderes Regulierorgan in die Luft eingeführt wird, sondern über ein mit vielen Löchern versehenes Dampfver- teilrohr, in welchem praktisch Atmosphärendruck herrscht. Infolgedessen kann der Druck im Elektrokessel praktisch nie höher werden als der Druckabfall des Dampfes zwischen Kessel und Dampfver- teilrohr. Druckschalter, Manometer und Sicherheitsventil erübrigen sich also in diesem Falle. Für grössere Anlagen, bei denen eine genaue Regulierung der Feuchtigkeit gefordert wird, ist jedoch der anhand von Fig. 1 und 2 beschriebene Kessel bei weitem vorzuziehen.
Für den Niederdruckdampf wird ein Druck von 0,15-0,3 atü bevorzugt, wobei die höheren Drucke bei grösseren Anlagen zur Berücksichtigung des Druckabfalles in den Leitungen verwendet werden. Dampf von diesem Drucke kann sehr gut unmittelbar vor derjenigen Stelle in die Luft eingeführt werden, an welcher sie selbst in befeuchtetem Zustand in den zu klimatisierenden Raum eingelassen wird. Bei Anwendung von Hochdruckdampf wäre dies nicht möglich; auch bei Luftbefeuchtung durch Wasserzerstäuber müssen letztere ziemlich weit vor der Einlassstelle der feuchten Luft in den genannten Raum angeordnet werden. Die Einführung unmittelbar vor dieser Einlassstelle gestattet, die Kosten der Anlage zu verringern.
Ferner ist es ein Vorteil, dass keine Nacherwärmung der befeuchteten Luft erfolgen muss, wie dies bei der Befeuchtung mittels Wasserzerstäubern üblich ist, um die Abkühlung der Luft durch das kalte Wasser zu kompensieren.
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Process for humidifying the air in air conditioning systems and low-pressure steam boilers for carrying out the process For humidifying the air in air conditioning systems, nozzles or rotary devices are usually used, with which water is atomized in order to mix it with the air. These atomizer nozzles and rotary atomizers have the disadvantage that their output can only be regulated within a limited range. If the output is reduced by more than about 20 to 25% below the normal value, the water is no longer atomized with sufficient precision.
The invention relates to a method for humidifying the air in air conditioning systems with which this disadvantage is eliminated. The same thing is characterized by introducing low pressure steam into the air.
The introduction of the steam into the air can take place, for example, with the aid of an ordinary throttle valve or some other regulating device. so that it can be regulated over a very wide range without difficulty in an extremely finely adjustable manner. Low-pressure steam, i.e. steam with a maximum of 1 atm, is used because steam of higher pressure enters the air in the form of a strong, possibly visible jet. does not mix with the air quickly enough and the air also heats up to an undesirable extent. In addition, using low pressure has the advantage that the monitoring of the steam boiler is subject to much less strict regulations. The process can itself be carried out with any low-pressure steam boiler.
However, the invention also relates to a low-pressure steam boiler in an air conditioning system for carrying out the method. This boiler is characterized by the fact that it is an electric boiler provided with heating resistors. With such a boiler it is particularly easy to automatically control the steam generation according to the consumption.
In the accompanying drawing, an embodiment of the low-pressure steam boiler according to the invention is shown, which is intended to carry out an embodiment of the method according to the invention. The drawing shows: FIG. 1 a side view of the boiler, FIG. 2 an end view of FIG. 1.
The boiler shown schematically in FIGS. 1 and 2 is an electric boiler, the water and steam tank 1 of which is surrounded by an insulating jacket 2. Between the container 1 and the jacket 2 there is any insulating material, not shown, e.g. B. Glass silk. Electrical heating resistors, not shown, are arranged in the three pipes 3 located in the water. In the vapor space located above the normal water level 4, another pipe 5 containing a heating resistor is arranged.
This heating resistor is used to dry the steam, which is taken from the boiler at 6 and introduced into the air to be humidified via lines, not shown, and hygrometrically controlled regulating valves. The drying of the steam is very important so that no condensation water forms in the lines, which would be carried into the air in the form of drops. It is also very important to keep the pressure in the steam boiler constant as precisely as possible so that the automatic control of the regulating valves by the hygrometer works properly. In the present case, the pressure is regulated to 0.2 atm. Two electrical pressure switches (pressostats) 7 and 8 of a type known per se are provided for this purpose.
Each of these pressure switches contains a membrane that is connected to a contact, e.g. B. a mercury contact, so in connection
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indication that this contact is closed (or opened) at a certain vapor pressure. The electrical lines (not shown) are connected to the pressure switches at 7 'and 8' and are connected to the heating resistors contained in the tubes 3 via relays in a manner known per se. The pressure switch 7 is set to 0.19 atmospheres, and the circuit is provided so that when the pressure switch contact is actuated, that is, when the vapor pressure reaches 0.19 atmospheres, two thirds of the heating power are switched off.
The pressure switch 8 is set to 0.20 atm and switches off the last third of the heating capacity when this pressure is reached.
With a pressure gauge is designated, 10 is .ein safety valve. To protect the heating resistors, a safety thermostat 11 is also provided, which switches off the heating resistors if the water temperature should become too high. A level controller 13 is connected in parallel to the water level indicator 12. In a manner known per se, it has a membrane which actuates an electrical switch 13 'which controls a solenoid valve 14 via electrical lines connected at 13 "; the connector for the electrical lines is designated 14'. The solenoid valve is the inlet of the feed water supplied in the direction of the arrow 15 into the container 1. A drainage pin is designated by 16.
In FIG. 2, the feed fittings and the drainage spigot shown in FIG. 1 are not shown, while, on the other hand, the wall bracket 17 is omitted in FIG. 1. The pressure switches 7, 8 and the manometer 9 are connected to a pipe 18 which is connected to the container 1 via a pipe 19 provided with a siphon on the inside. The siphon is used in a known way to form a water cushion between the steam space and the fittings 7-9. With a connection value of 6 kW, the content of the container 1 is expediently about 30 liters.
In order to keep the pressure very precisely constant at very high outputs, more than two pressure switches can be provided which switch off the heating output successively. For small air-conditioning systems, a particularly simple electric low-pressure boiler can be provided which is only provided with heating resistors immersed in the water, that is to say has no heating resistor for drying the steam.
The steam is taken from this boiler through a line that is not introduced into the air at its other end via a regulating valve or other regulating device, but via a steam distribution pipe with many holes in which practically atmospheric pressure prevails. As a result, the pressure in the electric boiler can practically never be higher than the pressure drop in the steam between the boiler and the steam distribution pipe. Pressure switch, manometer and safety valve are not necessary in this case. For larger systems in which precise regulation of the humidity is required, the boiler described with reference to FIGS. 1 and 2 is to be preferred by far.
A pressure of 0.15-0.3 atm is preferred for the low-pressure steam, the higher pressures being used in larger systems to take account of the pressure drop in the lines. Steam from this pressure can very well be introduced into the air immediately in front of the point at which it is let into the room to be air-conditioned even in a humidified state. This would not be possible when using high pressure steam; even if the air is humidified by water atomizers, the latter must be placed well in front of the point of entry of the moist air into the space mentioned. The introduction immediately before this inlet point makes it possible to reduce the costs of the installation.
Furthermore, it is an advantage that the humidified air does not have to be reheated, as is customary with humidification by means of water atomizers, in order to compensate for the cooling of the air by the cold water.