CH347327A - Feuchtigkeitsaustauscher - Google Patents

Description

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    Feuchtigkeitsaustauscher   Die Erfindung betrifft einen    Feuchtigkeitsaus-      tauscher,   in welchem der Dampfgehalt eines Gasstromes mit Hilfe eines andern Gasstromes geändert wird, welcher ein Gehäuse mit zwei    Durchlasskanälen   für die beiden Gasströme und Mittel zur Erzeugung der beiden Gasströme sowie ein den Feuchtigkeitsaustausch besorgendes Gebilde besitzt, das längs einer geschlossenen Bahn abwechselnd durch die beiden    Durchlasskanäle   für die Gasströme geführt wird. 



  Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gebilde Schichten aus blattförmigen Trägern aus nichtmetallischem Material mit einem Zusatz oder Belag eines hygroskopischen Stoffes aufweist, welche Schichten durchgehende Kanäle    bilden,   die den    Durchfluss   der Gasströme ermöglichen, und dass Heizmittel für den einen Gasstrom angeordnet sind, so dass der    geheizte   Gasstrom eine    Entfeuchtung   der von ihm bestrichenen Schichten bewirkt. 



  In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. 



     Fig.   1. ist ein Schnitt nach der Linie    I-I   der    Fig.   2 durch    einen      Feuchtigkeitsaustauscher.   



     Fig.   2 und 3 sind Schnitte nach der Linie    II-II   bzw.    111-I11   der    Fig.   1, letzterer Schnitt ist in grö- sserem Massstab. 



     Fig.   4 ist ein Schaubild eines Teiles einer Zwischenwand. 



     Fig.   5 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform des    Feuehtigkeits-      austauschers.   



  In allen Figuren haben entsprechende Teile dieselben Bezugsziffern. 



  In den    Fig.   1 und 2    bezeichnet   10 das Gehäuse eines    Feuchtigkeitsaustauschers,   das mit einem Einlass 12 für im    Austauscher   zu trocknende Primärluft und einem    Auslass   14 für diese Luft versehen ist. Die    Sekundärluft   tritt in den    Austauscher   durch einen Einlass 16 ein und entweicht durch einen Auslass 18. Die beiden Luftströme werden mit    Hilfe   je eines Ventilators 20 bzw. 22 durch den    Austauscher   gefördert. Die Druckseite des Ventilators 20 ist an den Einlass 12 und die Saugseite des Ventilators 22 an den    Auslass   18 angeschlossen.

   Zwischen dem Einlass 12 und dem    Auslass   14 ist ein    Durchlass   24 vorhanden, durch den die Primärluft    hindurchstreicht   und zwischen dem Einlass 16 und dem    Auslass   18 ein    Durchlass   26 für die Sekundärluft. 



  Bei der Ausführungsform gemäss den    Fig.   1 bis 4 läuft ein endloses biegsames Band 28, beispielsweise aus Gummi, um vier Rollen 30, von denen eine durch einen auf einem Träger 32 aufgestellten Zahnradgetriebemotor 34 mit sehr niedriger ausgehender Drehzahl angetrieben wird. Das endlose Band 28, das von den Rollen 30 eine zur Hauptsache rechteckige Umlaufbahn erhält, wird    somit   von dem Motor 34 mit einer Geschwindigkeit angetrieben, die entsprechend niedrig ist und nur eine oder einige wenige Umläufe in der Minute betragen kann. Die Bewegungsrichtung des Bandes 28 ist durch den Pfeil 35 angedeutet. 



  Mit dem Band 28 sind generell mit 36 bezeichnete Elemente fest verbunden, welche Teile    eines   den Feuchtigkeitsaustausch zwischen den beiden Luftströmen    besorgenden   Gebildes sind. Sie füllen im wesentlichen den Querschnitt der Durchlässe 24 und 26 wie auch denjenigen der diese Durchlässe verbindenden Übergangszonen 38, 40 aus. Jedes Element 36 besteht aus einem Rahmen 42 aus Blech oder ähnlichem Werkstoff mit einwärts gebogenen Seitenkanten und einem von diesem    umschlossenen   Paket oder Schichtkörper. Die Schichten bestehen aus einem blattförmigen Träger aus    nichtmetallischem   Material mit Zusatz oder Belag eines hygroskopischen Stoffes.

   Einen solchen Stoff stellen beispielsweise bestimmte 

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 Papiersorten dar,    insbesondere,      wenn   Wollfasern oder Fasern anderer hochhygroskopischer Stoffe in das Papier eingemischt sind. Eine Wollfaser nimmt doppelt so viel Feuchtigkeit auf wie eine Holz- bzw.    Cellulosefaser.   Auch    feingepulverter   Kieselgel kann als hygroskopischer Stoff verwendet werden. Das    Feuchtigkeitsaufnahmevermögen   wird in Handbüchern durch die Menge Wasser angegeben, welche der fragliche Stoff bei einem bestimmten relativen Feuchtigkeitsgehalt aufzunehmen vermag, beispielsweise in g Wasser je 100g des Stoffes in ausgetrocknetem Zustand. 



  Der hygroskopische Stoff kann wasserlöslich sein, wie es mit einigen Salzen der Fall ist, weil im Gegensatz zu den bekannten    Austauschern   eine Verlagerung des    Stoffes   nicht eintritt. Im übrigen ist jedes zweite Blatt 44 eben und jedes zweite Blatt 46 gewellt    (Fig.l).   Die vom Paket oder dem Schichtkörper    gebildeten   Kanäle oder Spalten sind    durchgehend.   Dadurch, dass die Elemente 36 den Querschnitt der Durchlässe 24, 26 ausfüllen, zwingen sie die Luftströme dazu, die vorgenannten    Kanäle   oder Spalten zu durchströmen. Diese Kanäle oder Spalten sind vorzugsweise eng, und der Abstand zwischen den ebenen Blättern 44 soll kleiner als 3 mm sein.

   Hierdurch werden sehr hohe    Feuchti'gkeitsübergangszahlen   erhalten, wie näher im Patent Nr. 338008 beschrieben ist, auf welches    zwecks   näherer Erläuterung dieser Erscheinung verwiesen wird. 



  Die Elemente 36 sind in von Zwischenwänden 48 getrennte Abteile unterteilt. Diese Zwischenwände 48 sind ebenfalls auf dem Band 28 befestigt und stehen senkrecht aus ihm heraus. Sie weisen eine Art Ventile auf, die bei bestimmten Lagen der Wände 48 während der Bewegung derselben geöffnet und bei anderen Lagen geschlossen sind. Die Zwischenwände 48 sind in    Fig.   4    einfachheitshalber   als Rahmen 50 und in diesen auf Scharnieren 52 gelagerte längliche Klappen 54 dargestellt. Letztere sind aus so leichtem Werkstoff    gefertigt,   dass sie sich unter dem Einfluss von in dem    Austauscher   auftretenden Druckunterschieden öffnen bzw. schliessen. 



  Im Einlass 16 ist eine beispielsweise elektrisch betriebene    Heizbatterie   56 untergebracht. Vom Auslass des Ventilators 22 geht eine Leitung 58 aus, die bei 60 in die Übergangszone 40 einmündet, und zwar unter Bezugnahme auf die    Fig.   2 in deren Unterteil. Wenigstens eine Zwischenwand 40 soll sich stets in der Zone 40 oberhalb der Mündung 60 befinden. Im    Auslass   14 kann eine gegebenenfalls regelbare Drosselstelle 62 vorgesehen sein. 



  Als Beispiel werde angenommen, der    Austauscher   habe zur Aufgabe, die Luft in einem während des Sommers    klimabehandelten   Raum, dessen Temperatur also unter der der    Aussenluft      gehalten   werden soll, zu entfeuchten. Diese Primärluft, die eine Temperatur von + 20  C haben kann, wird durch den Ventilator 20 in den    Einlass   12 gepresst und strömt von dort durch den    Durchlass   24 zum    Auslass   14. Die Aussenluft, deren Temperatur höher liegt, ange-    nommen   bei    @-   30  C, wird vom Ventilator 22 durch den Einlass 16 gesogen.

   Diese Sekundärluft wird von der Heizbatterie 56 auf beispielsweise + 60  C oder höher erwärmt, durch den    Durchlass   26 geleitet und durch den    Auslass   18 entweichen gelassen. Die Raumluft hat anfänglich einen hohen relativen    Feuchtij      keitsgehalt,   z.

   B. von 80     /o.   Wenn diese Luft nun durch die Kanäle der einzelnen Elemente 36 hindurchstreicht, während diese Kanäle langsam im Gegenstrom zur Strömungsrichtung der Luft wandern, wird Feuchtigkeit aus der Luft absorbiert, so dass ihr Feuchtigkeitsgehalt am    Auslass   14 nur noch etwa    20      %      beträgt.      Gleichzeitig      wurde      Wärme      frei      und   dadurch die Temperatur des Luftstromes auf etwa 30  C erhöht. Die einzelnen Schichten der Elemente 36 absorbieren also eine Feuchtigkeitsmenge, die diesem Gefälle im Feuchtigkeitsgehalt der Luft entspricht.

   Die mit    Feuchtigkeit   angereicherten Elemente 36 werden durch die    Übergangszone   40 zum Durchlass 26 hinaufbefördert, wo sie dem Sekundärluftstrom    cntgegenwandern.   Dessen Feuchtigkeitsgehalt betrug anfänglich beispielsweise 60 0/0, aber durch die    Erwär-      mung      in      der      Batterie      56      wird      er      auf      etwa      15      %   verringert.

   Damit erhält die Sekundärluft ein erhebliches    Trocknungsvermögen.   Die in dem    Durchlass   24 aufgenommene Feuchtigkeit wird in dem    Durchlass   26 von den einzelnen Schichten der umlaufenden Elemente 36 an die Sekundärluft abgegeben. Hierbei wird Wärme gebunden, so dass die Temperatur der Sekundärluft am    Auslass   18 niedriger ist als am Einlass. 



  Wenn ein Element 36 von einem der    beiden   Durchlässe 24, 26 zur nächsten Übergangszone bzw. von einer Übergangszone zum nächsten    Durchlass   übergeht, erhält es dadurch, dass es sich gerade vor einer Rolle 30 befindet, eine verhältnismässig hohe Winkelgeschwindigkeit. Dies ist von Bedeutung, weil die Kanäle in diesem Augenblick schräg zur Strömrichtung der Luftströme stehen. Die Zwischenwände 48 stehen in solchem Abstand voneinander, dass sich stets mindestens eine solche Wand 48 in den    über-      gangszonen   30 bzw. 40 befindet, so dass einem unmittelbaren Übertritt von dem einen Luftstrom in den anderen weitgehend vorgebeugt ist.

   Da die Druckseite des Ventilators 20 mit dem Einlass 12 für die Raumluft in Verbindung steht, die Saugseite des Ventilators 22 dagegen mit dem    Auslass   18 für die Sekundärluft, werden durch den hierdurch erzeugten Druckunterschied die leichten Klappen 54 -geschlossen gehalten, wenn die Zwischenwände 48 durch die    übergangs-      zone   40    hindurchwandern.   In den Durchlässen 24 und 26 werden die Klappen 54 durch die vorhandene Luftströmung geöffnet. In der Übergangszone 38 werden die    Klappen   von der Schwerkraft in die Schliesslage geführt, wobei vorausgesetzt wird, dass    Fig.2   ein lotrechter Schnitt ist. 



  Zwischen der    Auslassseite   der Raumluft und der    Einlassseite   der Aussenluft liegt bei dem    vorbeschrie-      benen   Beispiel ein Temperaturunterschied von ungefähr    30    C vor. Da eine gewisse Wärmekapazität 

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 der Elemente 36 unvermeidlich ist, würde dies bedeuten, dass Wärmemengen in die getrocknete Primärluft überführt werden. Um einem solchen Wärme- übergang möglichst vorzubeugen, kann ein bestimmter kleinerer Prozentsatz der Primärluft dazu gebracht werden, aufwärts durch die Übergangszone 38 zu streichen, wobei die Elemente 36 durch Verdampfung der von ihnen aufgenommenen Feuchtigkeit gekühlt werden. Das erforderliche Druckgefälle für diese Strömung lässt sich durch die Drosselstelle 62 schaffen bzw. steuern.

   Da die getrocknete Raumluft in dem Raum zurückkehren soll, muss in diesem Falle eine entsprechende Menge Luft an    d'--r      Einlassseite   12 zugesetzt werden. Dies geschieht durch die Leitung 58, in welcher ein höherer Druck als in dem Einlass 12 zu dem    Durchlass   24 mit Hilfe einer nicht dargestellten, in der    Auslassleitung   des Ventilators 22 nach der Abzweigung der Leitung 58 angebrachten Drosselstelle geschaffen wurde. Die durch die Leitung 58 strömende zusätzliche Luft strömt gleichzeitig durch die in die Übergangszone 40 eintretenden Elemente 36 hindurch, wobei diese die zusätzliche Luft abkühlen und deren Dampfdruck durch Absorption von Feuchtigkeit aus ihr herabsetzen, bevor diese Luft sich mit der Primärluft vermischt. 



  Die Temperatur der durch den    Auslass   14 ausströmenden Luft kann vor dem Weitereintritt dieser Luft in dem Raum durch einen Kälteerzeuger unter die Raumtemperatur hinabgedrückt werden, wobei die Luft vor deren Wiedereintritt in den Raum zusätzlich mit Wasser nach Bedarf befeuchtet werden kann. 



  Die Ausführungsform nach    Fig.5   unterscheidet sich von der vorgeschriebenen hauptsächlich nur dadurch, dass die die Feuchtigkeit übertragenden Elemente 36 eine reine Umdrehungsbewegung ausführen. Diese sind zusammen mit den Zwischenwänden 48 auf einer Trommel oder Nabe 64 befestigt. Wegen des Abstandes der Elemente 36 voneinander kann sich die durch die Einlässe 12 und 16 einströmende Luft leicht über die einzelnen durchgehenden Kanäle oder Spalten der Elemente 36 verteilen. In diesem Falle bilden die Durchlässe 24 und 26 und die    übergangs-      zonen   38 zusammen einen ringförmigen Raum.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Feuchtigkeitsaustauscher, in welchem der Dampfgehalt eines Gasstromes mit Hilfe eines andern Gasstromes geändert wird, welcher ein Gehäuse mit zwei Durchlasskanälen für die beiden Gasströme und Mittel zur Erzeugung der beiden Gasströme sowie ein den Feuchtigkeitsaustausch besorgendes Gebilde besitzt, das längs einer geschlossenen Bahn abwechselnd- durch die beiden Durchlasskanäle für die Gasströme geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebilde Schich- ten aus blattförmigen Trägern aus nichtmetallischem Material mit einem Zusatz oder Belag eines hygroskopischen Stoffes aufweist,

   welche Schichten durchgehende Kanäle bilden, die den Durchfluss der Gasströme ermöglichen, und dass Heizmittel (56) für den einen Gasstrom angeordnet sind, so dass der geheizte Gasstrom die Entfeuchtung der von ihm bestrichenen Schichten bewirkt. UNTERANSPRÜCHE 1. Feuchtigkeitsaustauscher nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten abwechselnd ein ebenes Blatt (44) und ein gewelltes Blatt (46) aufweisen. 2. Feuchtigkeitsaustauscher nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den ebenen Blättern (44) kleiner als 3 mm ist.