CH667713A5

CH667713A5 - Verfahren und einrichtung zur luftbefeuchtung und/oder adiabatischen kuehlung in einem geschlossenen raum.

Info

Publication number: CH667713A5
Application number: CH1908/84A
Authority: CH
Inventors: Hans Badertscher
Original assignee: Hans Badertscher
Priority date: 1984-04-16
Filing date: 1984-04-16
Publication date: 1988-10-31
Also published as: DE3513458A1

Description

BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Luftbefeuchtung und/oder adiabatischen Kühlung in einem geschlossenen Raum, wobei durch eine mit Wasser und Druckluft beschickte Sprühdüse das Wasser im Räume fein zersprüht und die Wasser- und Druckluftzufuhr in Abhängigkeit von der im Räume herrschenden Feuchtigkeit und/

oder Temperatur gesteuert wird. Die Erfindung betrifft ferner eine zur Durchführung dieses Verfahrens dienende Einrichtung.

Es gibt in der Klimatechnik zahlreiche Bedarfsfälle, in welchen in einem geschlossenen Räume eine unzulässig hohe Temperatur bei relativ niedriger Luftfeuchte herrscht. Um eine Anhebung der Luftfeuchte mit gleichzeitiger Temperaturabnahme zu verbinden, wendet man in solchen Fällen die adiabatische Kühlung durch Versprühen von kaltem Wasser an, wobei das fein versprühte Wasser bei genügend langer Verdunstungsstrecke verdunstet und dabei der Umgebungsluft einerseits die Verdunstungswärme entzieht, andererseits deren Feuchtigkeitsgehalt anhebt.

Spezielle Anwendungsfälle dieser mit einer Befeuchtung verbundenen adiabatischen Kühlung sind, um nur einige Beispiele zu nennen, Laboratorien, Früchtereiferäume, Buchdruckereien, Gewächshäuser etc.

Zum Versprühen des Wassers werden im allgemeinen die bekannten Zweistoffdüsen eingesetzt, in welchen Wasser und Druckluft kurz vor der Düsenmündung, das heisst noch innerhalb der Düse, miteinander gemischt werden, so dass die Düsenmündung einen leicht verdunstbaren, feinen Sprühnebel liefert.

Dieses Sprühsystem hat sich zwar einerseits grundsätzlich bewährt, weist aber andererseits immer noch beträchtliche Nachteile auf. Einer dieser Nachteile ist darin zu sehen, dass die Düsenmündung nach dem Abstellen der Wasserzufuhr benetzt bleibt und die sehr feine Mündung innerhalb kurzer Zeit infolge des Austrocknungsprozesses durch die im Wasser enthaltenen Mineralien und Schmutzpartikel verstopft. So kann man nach einer gewissen Betriebsdauer feststellen, dass die Sprühdüsenmündung allmählich von der Peripherie her «zuwächst» und der austretende Sprühstrahl zunächst unter Störung des Zerstäubungsbildes abgelenkt wird, um schliesslich den Wasserdurchtritt überhaupt zu blockieren. Derartige Störungen können sich aber beispielsweise auf das Pflanzenwachstum in einem Gewächshaus katastrophal auswirken, insbesondere dann, wenn sie nicht sofort bemerkt und behoben werden.

Der Betrieb der bekannten Sprühdüsen zeigt jedoch noch einen weiteren, gravierenden Nachteil: Nachdem der Düsenbetrieb eingestellt wurde, erwärmt sich nämlich das der Umgebungstemperatur ausgesetzte Wasserleitungssystem, das zur Wasserversorgung der Düsen dient. Aufgrund der meist beträchtlichen Temperaturdifferenz wird das in den Zuleitungen befindliche Wasser einer entsprechenden Ausdehnung unterworfen und tritt an den Düsenmündungen aus, wodurch diese neuerlich benetzt werden. Diese an sich unerwünschte Dehnung trägt somit offensichtlich weiter zum raschen Fortschreiten der Düsenverstopfung bei.

Bei einer bekannten, mit Wasser und Druckluft beschickten Zweistoffdüse ist in der Düsenbohrung eine Reinigungsnadel beweglich gelagert, welche ab einem bestimmten Überdruck die Bohrung freigibt. Diese technisch aufwendige und störungsanfällige Konstruktion ist jedoch einerseits relativ kostspielig und kann ausserdem auch die durch Wasserverdünstung bedingte Düsenverstopfung nicht verhindern.

Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Verschmutzung und schliesslich die Verstopfung der Sprühdüsen eines zur Luftbefeuchtung und/oder adiabatischen Kühlung dienenden Systems wirksam zu verhindern, um damit die nicht unerheblichen, mit der periodischen Reinigung der Düsen anfallenden Wartungskosten zu reduzieren und die durch unachtsame Wartung auftretenden Schäden zu vermeiden.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist im unabhängigen

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Patentanspruch 1, die zu dessen Durchführung dienende Einrichtung im Anspruch 6 definiert.

Nachstehend wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der Leitungsführung einer Sprühanlage, welche zur Luftbefeuchtung und gleichzeitigen adiabatischen Kühlung einsetzbar ist,

Fig. 2 veranschaulicht den Steuerungsablauf einer solchen Sprühanlage, und

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines zum Betrieb der Anlage verwendbaren Steuerblocks.

Gemäss Fig. 1 verbindet eine Leitung 1 das Wasserleitungsnetz 2 über einen mit Filter 3a ausgerüsteten Absperrhahn 3, ein mit Manometer 4a versehenes Druckreduzierventil 4 und ein Absperrventil 5 mit einer Sprühdüse 6. In die Sprühdüse 6, welche stets oberhalb der Einrichtung anzubringen ist, mündet eine zweite Leitung 7, welche von einer Druckluftquelle 8, z.B. einem Kompressor, über ein mit Manometer 9a versehenes Druckreduzierventil 9 und ein Absperrventil 10 geführt ist. An diese Druckluftleitung 7 ist ferner ein Druckschalter 11 angeschlossen, der nach dem Druckluftaufbau das Wasserabsperrventil 5 freigibt und mit dem Betätigungsorgan des Absperrventils 5 durch eine nicht dargestellte elektrische Leitung verbunden ist.

Die beiden Leitungen 1 und 7 sind innerhalb der mit 6 bezeichneten Sprühdüsen so zusammengeführt, dass aus der Sprühdüsenmündung das gewünschte, feinversprühte Luft-Wasser-Gemisch austritt.

An die Wasserzulaufleitung 1 ist ferner, wie Fig. 1 zeigt, zwischen dem Absperrventil 5 und der Sprühdüse 6 eine Wasserablassleitung 13 angeschlossen, welche ebenfalls mit einem Absperrventil 14 versehen ist.

Sämtliche in Fig. 1 dargestellten Ventile sind durch eine Steuereinrichtung so miteinander verbunden, dass sich der nachstehend anhand von Fig. 2 noch zu beschreibende Funktionsablauf ergibt. Diese dem Fachmann ohne weiteres zumutbare Verdrahtung der Steuerungsanlage braucht im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht beschrieben zu werden.

Gemäss Fig. 2 ist ein Taktgeber vorgesehen, welcher in bestimmten, fest vorgegebenen Zeitabständen einen Schaltimpuls gibt, der seinerseits während einer Zeit ts andauert, so dass sich zwischen den einzelnen Schaltimpulsen jeweils eine Pause tp ergibt. Die jeweilige Dauer von Schaltimpuls ts und Pause tp wird den örtlichen Verhältnissen angepasst und kann innerhalb weiter Grenzen variieren.

Dem Taktgeber ist vorzugsweise ein Hygrostat überlagert, der gegenüber dem Taktgeber dominant ist, das heisst, dass der Hygrostat den Taktgeber und damit die Luftbefeuchtung bei Überschreitung einer am Hygrostat eingestellten, maximalen Luftfeuchte abstellt.

Der Taktgeber steuert seinerseits das Einschalten der Druckluft (Ventil 10) und - mit einer durch den Druckaufbau bedingten Verzögerung Atl - der Wasserzufuhr (Ventil 5) über den Druckschalter 11. Dadurch wird sicherge-

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stellt, dass nie Wasser ohne Druckluft austreten kann. Vorteilhafterweise kann auch vorgesehen sein, dass beim Ausfall der Wasserversorgung die Druckluftzufuhr verzögert selbsttätig abgestellt wird.

Die durch den Druckaufbau bedingte Verzögerung der Einschaltung des Wasserventils 5 ist in Fig. 2 mit Atl bezeichnet. Wie ferner Fig. 2 zeigt, kann die Betätigung des Ventils 14, das die Druckentlastung der Wasserzuleitung 1 bewirkt, gegenüber der Unterbrechung der Wasserzufuhr um eine Zeit At2 verzögert sein. Diese Verzögerung erfolgt aus dem Grund, dass das nach dem Abstellen der Wasserzufuhr im Inneren der Sprühdüse noch befindliche Wasser noch vor der Druckentlastung des Wassersystems durch die ausströmende Druckluft herausgeblasen wird.

Die Betätigung des Ventils 5 erfolgt somit in Abhängigkeit vom Druckaufbau des Druckluftsystems am Druckschalter 11, während das Druckluftventil 10 in Abhängigkeit von Taktgeber und/oder Hygrostat gesteuert wird. Dem Druckschalter 11 kommt ferner eine Sicherheitsfunktion zu: Er öffnet das Wasserventil 5 erst, nachdem sich im Druckluftsystem ein entsprechender Druck aufgebaut hat. Bei Ausfall der Druckluft stellt das Wasserventil 5 die Wasserzufuhr zur Sprühdüse 6 sofort ab. Im Hinblick auf die weitere Verbesserung der Betriebssicherheit kann ferner vorgesehen sein, dass ein in der Wasserzuleitung angeordneter Strömungswächter die Druckluftzufuhr beim Ausfall der Wasserzufuhr verzögert abstellt.

Fig. 3 zeigt als Beispiel einen für drei Betriebszustände vorgesehenen Hauptschalter 12, die über ein Kabel 15 an das elektrische Netz angeschlossene Schaltelektronik 16 und die in dem gleichen Steuerblock untergebrachten Anschlüsse für Luft, Abwasser und Wasserzufuhr. In dem mit 17 bezeichneten Block sind die in Fig. 1 dargestellten Ventile untergebracht, wobei die Luftleitung 7 und die Wasserzuleitung 1 in Pfeilrichtung zu den nicht dargestellten Sprühdüsen führen.

Durch die an der Düse ausströmende Druckluft entsteht ein Unterdruck (Sog), der das bei der Druckentlastung des Wassersystems beabsichtigte Rückfliessen des Wassers teilweise verhindern kann. Um das erwünschte Absenken des Wasserspiegels mit Sicherheit zu erreichen, wird daher das Wasserablassventil 14 nach der Unterbrechung der Druckluftzufuhr noch eine Zeitlang offengehalten. Die dement-sprechende Zeitdifferenz - verlängerte Öffnungsdauer des Wasserablassventils 14 - ist in Fig. 2 mit At3 bezeichnet.

Das beschriebene Verfahren kann vom Fachmann im Rahmen des Erfindungsgedankens in mannigfaltiger Weise variiert werden. Die Regelung der Ein- und Ausschaltvor-gänge von Wasser- und Druckluftzufuhr zur Sprühdüse kann je nach den vorliegenden Verhältnissen entweder in Abhängigkeit von der im Räume herrschenden Luftfeuchte, von der Raumtemperatur oder von beiden Werten erfolgen. Auch lässt sich eine Regelung in Abhängigkeit von einer Schaltuhr sowie von der Lichtintensität, der Lüftung oder anderen Parametern realisieren.

Die Steuerung der Anlage kann auch direkt durch den Hygrostaten, d.h. unter Ausschaltung des Taktgebers, erfolgen.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zur Luftbefeuchtung und/oder adiabatischen Kühlung in einem geschlossenen Räume, wobei durch mindestens eine mit Wasser und Druckluft beschickte Sprühdüse das Wasser im Räume fein zersprüht und die Wasser-und Druckluftzufuhr in Abhängigkeit von der im Räume herrschenden Feuchtigkeit und/oder Temperatur gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Unterbrechung der Wasserzufuhr die Druckluftzufuhr während einer bestimmten Zeitspanne aufrechterhalten und der in der Sprühdüse befindliche Wasserspiegel nach der Unterbrechung der Wasserzufuhr durch noch während der Druckluftzufuhr beginnendes Wasserablassen um ein Volumen abgesenkt wird, das mindestens der Volumenzunahme des im Wassersystem befindlichen und durch die Umgebungstemperatur erwärmten Wassers entspricht, das Ganze zum Zwecke, dass die Mündung der Sprühdüse einerseits nach dem Abstellen der Wasserzufuhr durch die weiterströmende Druckluft trockengeblasen und andererseits ein erneutes Benetzen der Düsenmündung unter dem Einfluss der Volumenzunahme vermieden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die periodische Ein- und Ausschaltung der Wasser- und Druckluftzufuhr in zeitlichen Intervallen durch einen Taktgeber gesteuert wird.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Taktgeber von einem Hygrostaten gesteuert wird, der den Taktgeber beim Erreichen eines unteren Grenzwertes relativer Luftfeuchte einschaltet und beim Erreichen eines oberen Grenzwertes relativer Luftfeuchte ausschaltet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Unterbrechung der Wasserzufuhr und dem Beginn des Wasserablassens aus dem Wassersystem eine Verzögerungspause (À t2) eingeschaltet wird, während welcher das im Mündungsbereich der Sprühdüse befindliche Wasser durch den Sog der aus der Düse austretenden Druckluft abgesaugt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftzufuhr im Hinblick auf die vollständige Befreiung des Düsenbereiches von Wasserrückständen noch während des Wasserablassens unterbrochen wird.

6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-5, mit mindestens einer mit Wasser und Druckluft beschickbaren Sprühdüse (6), einer mit einem Absperrventil (5) versehenen Wasserzuleitung (1), einer mit einem Absperrventil (10) versehenen Druckluftzuleitung (7) und einer Steuerungsanlage, um die Wasser- und Druckluftzufuhr in Abhängigkeit von der im Räume herrschenden relativen Luftfeuchte und/oder Temperatur nach Bedarf aus-und einzuschalten, dadurch gekennzeichnet, dass in die Wasserzulaufleitung ( 1 ) eine Wasserablassleitung (13) mündet und in dieselbe ein Ablassventil (14) eingebaut ist, wobei die Steuerungsanlage so geschaltet ist, dass das genannte Ablassventil ( 14) nach der Unterbrechung der Wasserzufuhr geöffnet und die Druckluftzufuhr noch bei geöffnetem Ablassventil (14) unterbrochen wird.