CH711934A2 - Method and device for air humidification by means of a hydrophobic, microporous membrane. - Google Patents

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CH711934A2 CH01872/15A CH18722015A CH711934A2 CH 711934 A2 CH711934 A2 CH 711934A2 CH 01872/15 A CH01872/15 A CH 01872/15A CH 18722015 A CH18722015 A CH 18722015A CH 711934 A2 CH711934 A2 CH 711934A2
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Walter Lichtner Frank
Forster Urs
Rasmussen Leo
Winter Daniel
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Condair Group Ag
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Abstract

Bei einer Luftbefeuchtungsvorrichtung (10) mit einer hydrophoben, mikroporösen Membran (1) als Trennung zwischen Wasser und zu befeuchtender Luft wird der Wassermengenstrom pro Zeit so eingestellt, dass er um den Faktor X grösser ist als der Wasserdampfmengenstrom. Es zeigt sich, dass damit eine Luftbefeuchtung mit Wasser von geringer Temperatur störungsfrei durchführbar ist.In an air humidifying device (10) having a hydrophobic microporous membrane (1) as a separation between water and air to be humidified, the water flow rate per time is set to be larger by a factor of X than the amount of water vapor. It turns out that air humidification with low-temperature water can be carried out smoothly.

Description

Beschreibung Gebiet der Erfindung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Luftbefeuchtungsvorrichtung. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Luftbefeuchtung sowie eine Membrananordnung einer solchen und ein Verfahren zu deren Herstellung.Description Field of the Invention The invention relates to a method of operating an air humidification device. Furthermore, the invention relates to a device for humidification and a membrane assembly of such and a method for their preparation.

Hintergrund [0002] Luftbefeuchtungsvorrichtungen, welche eine für Wasser undurchlässige und für Wasserdampf durchlässige Membran verwenden, sind bekannt. So erläutert DE 102008 038557 AI die Nachteile der bekannten Luftbefeuchter und schlägt einen Luftbefeuchter mit einer Trennmembran vor, insbesondere mit einer Trennmembran aus einem hydrophoben Material wie Polypropylen (PP) oder Polytetrafluorethylen (PTFE). Es wird vorgeschlagen, die Befeuchtungsleistung durch die Temperatur des die Membran auf einer Seite beaufschlagenden Wassers zu regulieren. Als Wassertemperatur wird der Bereich von 10 bis 60 °C insbesondere 15 bis 35 °C vorgeschlagen. Weitere Luftbefeuchtungsvorrichtungen mit einer Membran sind in US 2005/0 252 982 A1 und WO 88/06 912 gezeigt. Es zeigt sich, dass an der Membran eine starke Abkühlung des Wassers durch die zur Verdunstung notwendige Energie erfolgt, die den Betrieb solcher Luftbefeuchtungsvorrichtungen mit niedrigen Wassertemperaturen ineffizient macht. Es wird daher in der Praxis eine relativ hohe Wassertemperatur benötigt, um eine gute Befeuchtungsleistung zu erzielen und eine Abkühlung des Wassers in einen zu tiefen Bereich zu vermeiden.Background Air humidifiers which use a water impermeable and water vapor permeable membrane are known. Thus, DE 102008 038 557 A1 explains the disadvantages of the known humidifiers and proposes a humidifier with a separating membrane, in particular with a separating membrane of a hydrophobic material such as polypropylene (PP) or polytetrafluoroethylene (PTFE). It is proposed to regulate the humidifying performance by the temperature of the water acting on one side of the membrane. As the water temperature, the range of 10 to 60 ° C, in particular 15 to 35 ° C is proposed. Other air humidification devices with a membrane are shown in US 2005/0252982 A1 and WO 88/06 912. It can be seen that there is a strong cooling of the water on the membrane by the energy required for evaporation, which makes the operation of such air humidification devices with low water temperatures inefficient. It is therefore necessary in practice a relatively high water temperature in order to achieve a good humidifying performance and to avoid a cooling of the water in a too deep area.

Darstellung der Erfindung [0003] Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, die Befeuchtung mittels eines Membranluftbefeuchters auch mit Wasser von relativ tiefer Temperatur praxistauglich zu machen. Ferner soll ein Betrieb mit normalem Leitungswasser möglich sein, ohne dass eine rasche Verkalkung des Membranluftbefeuchters eintritt. Durch die Lösung dieser Aufgaben sollen die Einsatzgebiete solcher Luftbefeuchter erweitert werden.DESCRIPTION OF THE INVENTION Therefore, the object of the invention is to make the moistening by means of a membrane air humidifier also practicable with water of relatively low temperature. Furthermore, operation with normal tap water should be possible without a rapid calcification of the membrane humidifier occurs. By solving these tasks, the fields of application of such humidifiers are to be expanded.

[0004] Die genannten Aufgaben werden mit einem Verfahren zum Betrieb einer Luftbefeuchtungsvorrichtung gemäss Anspruch 1 gelöst.The above objects are achieved with a method for operating an air humidification device according to claim 1.

[0005] Wird eine Luftbefeuchtungsvorrichtung mit einer hydrophoben Membran, welche wasserundurchlässig aber wasserdampfdurchlässig ist, gemäss der Erfindung so betrieben, dass der an der Membran vorbeiströmende Wassermassenstrom in kg/h um einen Faktor X grösser gewählt wird als der in dem Luftkanal aus der Membran austretende Wasserdampfmassenstrom in kg/h und wobei der Faktor X grösser als 5 ist, zeigt es sich, dass die Abkühlung des Wassers an der Membran so gering gehalten werden kann, dass auch mit zu der Membran strömendem Wasser von vergleichsweise niedriger Temperatur eine gute Befeuchtungsleistung erzielt werden kann. Somit kann mit dem Einsatz einer grossen Menge (Masse) pro Zeit von Wasser im Vergleich zu der Menge (Masse) pro Zeit des erzeugten Wasserdampfs der negative Effekt einer zu grossen Abkühlung des Wassers vermieden werden, was auch den praxistauglichen Einsatz von nur mässig erwärmtem Wasser erlaubt. Dies wiederum erlaubt zum Beispiel den Einsatz von Wasser, welches eine ähnliche Temperatur wie die Flüssigkeit in Bodenheizungen aufweist, was es ermöglicht, die Luftbefeuchtungsvorrichtung mit Energie aus einer Bodenheizung zu betreiben, ohne dass die Temperatur des Wassers zusätzlich erhöht werden muss.Is an air humidification device with a hydrophobic membrane, which is impermeable to water but permeable to water, operated according to the invention so that the flowing past the membrane water mass flow in kg / h by a factor X is greater than that emerging in the air duct from the membrane Water vapor mass flow in kg / h and wherein the factor X is greater than 5, it turns out that the cooling of the water can be kept so low on the membrane, that even with flowing to the membrane water of comparatively low temperature good humidification performance can be achieved can. Thus, with the use of a large amount (mass) per time of water compared to the amount (mass) per time of the generated water vapor the negative effect of excessive cooling of the water can be avoided, which also the practical use of moderately heated water allowed. This in turn allows, for example, the use of water which has a similar temperature as the liquid in floor heating, which makes it possible to operate the humidifying device with energy from a floor heating, without the temperature of the water must be additionally increased.

[0006] Eszeigtsich, dass ein Faktor von grösser als 10 besonders geeignet ist, insbesondere ein Faktor grösser als 20 und insbesondere ein Faktor von grösser als 20 bis 250. Die Beschränkung der Grösse des Faktors ergibt sich im Wesentlichen aus praktischen Gründen, da bei einem sehr hohen Faktor die Wassermenge in der Luftbefeuchtungseinrichtung sehr gross wird; in der Regel wird daher ein Faktor grösser als 500 keinen technischen Sinn machen.It is apparent that a factor of greater than 10 is particularly suitable, in particular a factor greater than 20 and in particular a factor of greater than 20 to 250. The limitation of the size of the factor results essentially for practical reasons, as in a very high factor, the amount of water in the humidifier is very large; As a rule, therefore, a factor greater than 500 will not make any technical sense.

[0007] Die Erfindung betrifft somit den Betrieb eines Luftbefeuchters auf Basis einer hydrophoben («wasserabstossen-den») Membran, welche wasserundurchlässig aber wasserdampfdurchlässig ist (z.B. Goretex® von Gore). Der Luftbefeuchter soll im Zuluftkanal einer raumlufttechnischen Anlage installiert werden können und über die Möglichkeit verfügen, die Zuluft soweit aufzufeuchten, dass die resultierende Zuluft sich im sogenannten Komfortbereich einstellt. Bei der industriellen Anwendung von derartigen Luftbefeuchtern kann die Anfeuchtung über oder unter dem sogenannten Komfortbereich für Wohnräume liegen. Gegenüber den üblicherweise eingesetzten Dampfluftbefeuchtern werden potenziell grosse Einsparungen beim Stromverbrauch möglich, da der erfindungsgemäss betriebene Luftbefeuchter mit Membran bereits mit massig warmem Wasser betrieben werden kann, und somit keine elektrische Energie für die Dampferzeugung aufgewendet werden muss. Die für die Erzeugung des Warmwassers für das erfindungsgemässe Verfahren benötigte Energie kann beispielsweise aus ansonsten ungenutzter industrieller Abwärme oder von solarer Wärmeerzeugung bereitgestellt werden.The invention thus relates to the operation of a humidifier based on a hydrophobic ("water-repellent") membrane which is impervious to water vapor permeability (e.g., Goretex® from Gore). The humidifier should be able to be installed in the supply air duct of a ventilation and air conditioning system and have the option of wetting the supply air far enough so that the resulting supply air adjusts itself in the so-called comfort range. In the industrial application of such humidifiers humidification may be above or below the so-called comfort range for living spaces. Compared to the steam humidifiers commonly used potentially large savings in power consumption are possible because the invention operated humidifier with membrane can already be operated with moderately warm water, and thus no electrical energy has to be expended for steam generation. The energy required for the production of hot water for the inventive method can be provided for example from otherwise unused industrial waste heat or solar heat generation.

[0008] Die Steuerung der Feuchtigkeit kann sowohl nur durch die Wassertemperatur der an der Membran vorbeifliessen-den Wassermasse gesteuert werden, als auch nur durch Einstellung des Faktors X bzw. den Wasserumlaufmassenstrom. Bevorzugt erfolgt eine gekoppelte Steuerung, so dass die Menge des Wasserdampfes pro Zeit bzw. die Feuchte in dem zu befeuchtenden Raum sowohl durch Beeinflussung der Wassertemperatur als auch der Wassermenge pro Zeit bzw. des Faktors X erfolgt. Vorzugsweise ist ferner die Steuerung mit diesen zwei Einflussgrössen abhängig vom Wert der Wassertemperatur. Bei niedriger Wassertemperatur (nur knapp über der Temperatur der zugeführten Luft) ist der Einfluss einer Erhöhung des Wasserumlaufmassenstroms recht gering, da hier der Temperaturabfall im Wasser beim Durchströmen derThe control of moisture can be controlled both by the water temperature of vorbeifliessen the membrane-the mass of water, as well as only by adjusting the factor X and the water circulation mass flow. Preferably, a coupled control takes place, so that the amount of water vapor per time or the humidity in the room to be humidified is effected both by influencing the water temperature and the amount of water per time or the factor X. Furthermore, the control with these two influencing variables is preferably dependent on the value of the water temperature. At low water temperature (just above the temperature of the supplied air), the influence of an increase in the water circulation mass flow is quite low, since the temperature drop in the water when flowing through the

Membranelemente auch recht gering ist und somit auch die Änderung der mittleren Wassertemperatur an der Membran. Insbesondere kann bei einer geringen Wassertemperatur von kleiner als ca. 25 °C die Steuerung wesentlich über eine Beeinflussung (Erhöhung bzw. Verminderung) der Wassertemperatur erfolgen, während bei einer höheren Wassereingangstemperatur von ca. grösser als 40 °C die Steuerung wesentlich über die Beeinflussung des Faktors X (Erhöhung oder Verminderung desselben) erfolgt. In dem Temperaturbereich zwischen den genannten Werten erfolgt die Steuerung durch Beeinflussung sowohl der Wassertemperatur als auch des Faktors X. Dies kann eine einfache lineare Abhängigkeit der beiden Beeinflussungen in Abhängigkeit der Temperatur sein. Die genannten Temperaturgrenzen sind nur als Beispiel zu verstehen und diese können insbesondere auch von der jeweiligen Art und Dimensionierung der Membran der Luftbefeuchtungsvorrichtung abhängen, sind aber für den Fachmann mittels Versuchen einfach ermittelbar. Bevorzugt ist eine an die Wassereintrittstemperatur (zu der Membran) gekoppelte Erhöhung bzw. Verminderung des Umlaufwassermassenstroms zur Steuerung der Wasserdampfmenge bzw. der Befeuchtungsleistung der Luftbefeuchtungsvorrichtung.Membrane elements is also quite low and thus also the change of the mean water temperature at the membrane. In particular, at a low water temperature of less than about 25 ° C, the control significantly over an influence (increase or decrease) of the water temperature, while at a higher water inlet temperature of about greater than 40 ° C, the control significantly over the influence of Factor X (increase or decrease of the same) takes place. In the temperature range between the mentioned values, the control takes place by influencing both the water temperature and the factor X. This can be a simple linear dependence of the two influences as a function of the temperature. The stated temperature limits are to be understood only as an example and these may depend in particular on the particular type and dimensions of the membrane of the humidifier, but are easily determined by the skilled person by means of experiments. Preferably, an increase or decrease, coupled to the water inlet temperature (to the membrane), of the circulating water mass flow for controlling the amount of water vapor or the humidifying power of the air humidifying device.

[0009] Ein wichtiger Aspekt bei der Zuluftbefeuchtung ist die Einhaltung eines hohen Hygienestandards. Während dies bei der Dampfluftbefeuchtung durch die hohe Temperatur des Wasserdampfs gewährleistet wird, erfüllt die Membranbefeuchtung die Hygieneanforderungen aufgrund der folgenden beiden Aspekten: Zum einen ist die Membran hydrophob und damit kommen die im Wasser befindlichen Mikroorganismen, wie z.B. Bakterien, nicht in direkten Kontakt mit der Membran. Zum anderen liegt auch die (mittlere) Porengrösse der in Frage kommenden Membrantypen mit 0.05 Mikrometern bis 0,25 Mikrometern und bevorzugt ca. 0.1-0.2 Mikrometern unterhalb der Grösse der Bakterien. Als Material der Membran kann bevorzugt Polytetrafluorethylen (PTFE) verwendet werden, aber auch Polyvinylidenfluorid (PVDF) oder Polypropylen (PP) oder Polyurethan (PU) kommen in Frage.An important aspect of Zuluftbefeuchtung is compliance with a high standard of hygiene. While this is ensured in the steam humidification by the high temperature of the water vapor, the membrane moistening meets the hygiene requirements due to the following two aspects: First, the membrane is hydrophobic and thus the microorganisms present in the water, e.g. Bacteria, not in direct contact with the membrane. On the other hand, the (average) pore size of the candidate types of membrane is 0.05 micrometers to 0.25 micrometers, and preferably about 0.1-0.2 micrometers below the size of the bacteria. Polytetrafluoroethylene (PTFE) may preferably be used as the material of the membrane, but polyvinylidene fluoride (PVDF) or polypropylene (PP) or polyurethane (PU) may also be used.

[0010] Konstruktiv ist sowohl die Verwendung von Flachmembranen (flat screen membranes oder flat sheet membranes), also flächig aufgespannten Membranen, als auch von Röhrenmembranen (hollow fiber membranes oder capillary membranes) möglich. Als technische Ausführung ist eine Kreuz-Gegenstrom-Anordnung der Membran möglich, welche Anordnung von Elementen auf dem Gebiet der Wärmetauscher bekannt ist.Constructively, both the use of flat membranes (flat screen membranes or flat sheet membranes), so flat membranes stretched, as well as tubular membranes (hollow fiber membranes or capillary membranes) possible. As a technical embodiment, a cross-flow arrangement of the membrane is possible, which arrangement of elements in the field of heat exchangers is known.

[0011] Bei einer beispielsweisen Ausführung mit Flachmembran sind in Strömungsrichtung der Luft mindestens zwei wasserdurchflossene, vertikal verlaufende Membrankanäle hintereinander angeordnet. Im Querschnitt über die Kanalbreite wiederholt sich diese Anordnung jeweils getrennt durch einen Luftspalt. In dem in Luftströmungsrichtung betrachtet hinteren Membrankanal fliesst das warme Wasser aus der Wasserführungsanordnung von unten nach oben, d.h. entgegen der Schwerkraft, in einen oberen Verteiltank (header tank) und fliesst von dort weiter in dem vorderen Membrankanal von oben nach unten in den Abfluss oder bevorzugt zurück in einen Rezirkulationskreislauf. Vorteil dieser von Wärmetauschern bekannten, sogenannten Kreuz-Gegenstrom-Anordnung ist primär, dass die Differenz des Wasserdampfpartialdruckes zwischen beiden Seiten der Membran (d.h. innerhalb der wasserführenden Seite der Membran zu der Luftseite der Membran) im Mittel grösser ist, als wenn es nur eine Strömungsrichtung auf der wasserführenden Seite gibt, und somit ist auch die gesamte Wasserdampfdiffusion höher. Weiterhin kann es auch als konstruktiver Vorteil gewertet werden, wenn die gesamte Wasserversorgung und die Steuerung auf der Unterseite des Membranbefeuchters angeordnet werden kann.In an exemplary embodiment with flat membrane at least two water-carrying, vertically extending membrane channels are arranged one behind the other in the flow direction of the air. In cross section across the channel width, this arrangement is repeated in each case separately through an air gap. In the rear membrane channel, viewed in the direction of air flow, the warm water from the water guide arrangement flows from bottom to top, i. against gravity, in an upper distribution tank (header tank) and flows from there further in the front membrane channel from top to bottom in the drain or preferably back into a recirculation. The advantage of this so-called cross-countercurrent arrangement, which is known from heat exchangers, is primarily that the difference in the water vapor partial pressure between the two sides of the membrane (ie within the water-carrying side of the membrane to the air side of the membrane) is greater on average than if there is only one flow direction on the water-bearing side, and thus the total water vapor diffusion is higher. Furthermore, it can also be considered a constructive advantage if the entire water supply and the control can be arranged on the underside of the membrane humidifier.

[0012] Grundsätzlich wird bei dem oben beschriebenen Vorgehen nicht nur - als primär gewünschter Effekt - Wasserdampf durch die Membranwand diffundiert sondern es wird auch gleichzeitig durch die Verdunstung eines kleinen Teils des» Wassers zu Wasserdampf innerhalb der Membrankanäle das Wasser sukzessive abgekühlt und gleichzeitig findet auch über die Membranwandung ein Wärme- und Stofftransport statt.In principle, in the procedure described above, not only - as the primary desired effect - water vapor diffused through the membrane wall but it is also cooled by the evaporation of a small portion of »water to steam within the membrane channels, the water gradually and at the same time finds via the membrane wall a heat and mass transfer instead.

[0013] Da eine Flachmembran nur über eine geringe Eigenstabilität verfügt, wird sie vorzugsweise verstärkt. Dies kann einerseits durch Befestigung, zum Beispiel durch Auflaminieren, der Membran mit einem Teil ihrer wasserseitigen Fläche an einer inneren Stützstruktur erfolgen. Somit ist eine innere Stützstruktur im Wasserflussbereich der Membran vorgesehen und wird so ausgeführt, um den Wasserfluss möglichst wenig zu hemmen. Ferner kann aber auch eine äussere Stützstruktur für die Membran im Luftflussbereich vorgesehen sein. An der äusseren Stützstruktur kann die Membran befestigt sein oder nur lose aufliegen bzw. durch den Wasserdruck angedrückt werden. Vorteile der Flachmembran sind eine einfachere Reinigung und ein geringerer Druckverlust im Luftkanal.Since a flat membrane has only a low intrinsic stability, it is preferably reinforced. This can be done on the one hand by attachment, for example by lamination, of the membrane with a part of its water-side surface on an inner support structure. Thus, an inner support structure is provided in the water flow region of the membrane and is designed so as to inhibit the flow of water as little as possible. Furthermore, however, it is also possible to provide an outer support structure for the membrane in the airflow region. On the outer support structure, the membrane may be attached or only loosely rest or be pressed by the water pressure. Advantages of the flat membrane are a simpler cleaning and a lower pressure loss in the air duct.

[0014] Bei einer Ausführung der vorliegenden Erfindung mit Kapillarmembranen wird die gesamte Membranfläche aus einer Vielzahl von röhrenförmigen, vertikal im Kanalquerschnitt stehenden Kapillarmembranen gebildet. Die Membranflächen bestehen aus mehreren Spalten von in Luftströmungsrichtung fluchtenden Röhrchen. Pro Spalte sind beispielsweise bei einem Aussendurchmesser von 2 mm der einzelnen Röhrchen mehrere Dutzend dieser Röhrchen jeweils in einer Reihe hintereinander und dabei parallel zur Strömungsrichtung der Luft im Kanal angeordnet. Innerhalb einer Reihe sind die Röhrchen dabei nur mit geringem oder keinem Abstand angeordnet, dies aus Gründen der mechanischen Stabilität, der Packungsdichte (Membranfläche pro Volumen) und auch mit Vorteilen beim Druckverlust im Luftkanal. Pro Reihe wird in der jeweils hinteren Hälfte das wärmere Wasser von der Versorgungsseite unten nach oben in den Verteiltank und von dort über die jeweils vordere Hälfte von oben nach unten in den Abfluss oder in einen Rezirkulationskreislauf zurück flies-sen. Damit ist analog dem vorher beschriebenen Membranbefeuchter mit Flachmembran ebenfalls eine Kreuz-Gegenstrom-Anordnung realisiert. Eine solche Anordnung ist grundsätzlich bekannt und zum Beispiel in einer perspektivischen Darstellung einer vergleichbaren Anordnung von Röhrchen in Fig. 2 der vorerwähnten US 2005/0 252 982 gezeigt.In one embodiment of the present invention with capillary membranes, the entire membrane surface is formed from a plurality of tubular capillary membranes vertically in the channel cross-section. The membrane surfaces consist of several columns of aligned in the air flow direction tube. For example, with an external diameter of 2 mm per tube, several dozen of these tubes are arranged one after the other in a row and parallel to the flow direction of the air in the channel. Within a row, the tubes are arranged with little or no distance, for reasons of mechanical stability, the packing density (membrane area per volume) and also with advantages in the pressure loss in the air duct. For each row, the warmer water flows from the supply side down into the distribution tank and from there over the respective front half from top to bottom into the drain or into a recirculation loop. This is analogous to the previously described membrane humidifier with flat membrane also realized a cross-countercurrent arrangement. Such an arrangement is basically known and shown for example in a perspective view of a comparable arrangement of tubes in Fig. 2 of the aforementioned US 2005/0252982.

[0015] Vorteile der Verwendung von Kapillarmembranen gegenüber Flachmembranen liegen neben den oben genannten Punkten der höheren Packungsdichte und der grösseren mechanischen Stabilität auch darin, dass hier die Abdichtung des Wasserkanals zur Luftseite konstruktiv einfacher sein kann und diese kann durch ein bekanntes Verfahren, das sogenannte «potting» erzielt werden. Nachteilig ist die Verwendung der Kapillarmembrane hinsichtlich der Reinigung (luft- und wasserseitig).Advantages of using Kapillarmembranen over flat membranes are in addition to the above-mentioned points of higher packing density and greater mechanical stability also in that here the sealing of the water channel to the air side can be structurally simpler and this can by a known method, the so-called « potting ». The disadvantage is the use of Kapillarmembrane in terms of cleaning (air and water side).

[0016] Bei einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens gemäss der Erfindung wird die Wassertemperatur des in den Behälter einströmenden Wassers im Bereich von 20 Grad Celsius bis 60 Grad Celsius eingestellt, insbesondere wird die Wassertemperatur im Bereich von 25 Grad Celsius bis 45 Grad Celsius eingestellt. Bevorzugt ist es weiter, dass der Wasserinhalt der Wasserführungsanordnung kontinuierlich oder diskontinuierlich ergänzt wird, um die durch die Membran verdunstende Wassermenge zu ersetzen. Weiter ist es bevorzugt, dass die Wasserführungsanordnung einen Wasserkreislauf umfasst und ferner, dass der Wasserkreislauf einen Wassertank umfasst. Weiter ist es bevorzugt, dass die Wasserführungsanordnung mindestens eine Heizeinrichtung für das Wasser umfasst und es ist bevorzugt, dass die Heizeinrichtung einen Wasser/Wasser-Wärmetauscher umfasst und/oder dass die Heizeinrichtung eine elektrische Wasserheizung umfasst. Die Heizeinrichtung, insbesondere die elektrische Wasserheizung, ist weiter bevorzugt im Wassertank angeordnet.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the water temperature of the water flowing into the container is set in the range of 20 degrees Celsius to 60 degrees Celsius, in particular, the water temperature is adjusted in the range of 25 degrees Celsius to 45 degrees Celsius. It is further preferred that the water content of the water guide assembly is added continuously or discontinuously to replace the amount of water evaporating through the membrane. Further, it is preferable that the water guide assembly comprises a water cycle, and further that the water cycle comprises a water tank. Further, it is preferable that the water guide assembly comprises at least one heater for the water, and it is preferable that the heater comprises a water / water heat exchanger and / or that the heater includes an electric water heater. The heating device, in particular the electric water heater, is further preferably arranged in the water tank.

[0017] Vorzugsweise ist die Membran eine hydrophobe, mikroporöse Membran mit einem nominellen Porendurchmesser im Bereich von 0.05 und 0.25 Mikrometer und besonders im Bereich von 0.1 Mikrometer bis 0.2 Mikrometern.Preferably, the membrane is a hydrophobic, microporous membrane having a nominal pore diameter in the range of 0.05 and 0.25 microns, and more preferably in the range of 0.1 microns to 0.2 microns.

[0018] Das Verfahren kann bevorzugt verbessert werden, wenn die Luftbefeuchtungsvorrichtung Mittel zum Einblasen von Luft in den Wasserstrom vor oder beim Eintritt des Wassers in den Behälter aufweist und dass beim Betrieb kontinuierlich oder diskontinuierlich Luft auf der Wasserseite zugeführt wird. Weiter ist es bevorzugt, dass die Luftbefeuchtungsvorrichtung Mittel zur Erzeugung einer turbulenten Strömung auf der Luftseite aufweist. Und weiter, dass der Behälter mit der Membran derart angeordnet wird, dass das Wasser von unten nach oben entgegen der Schwerkraft an der Membran vorbeiströmt.The method can preferably be improved if the humidifying device comprises means for blowing air into the water stream before or at the entrance of the water into the container and that during operation continuously or discontinuously air is supplied to the water side. Furthermore, it is preferred that the air humidification device has means for generating a turbulent flow on the air side. And further, that the container is arranged with the membrane such that the water flows from bottom to top against the force of gravity on the membrane.

[0019] Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, eine Luftbefeuchtungsvorrichtung zu schaffen, die die Befeuchtung mittels einer Membrane auch mit Wasser von relativ tiefer Temperatur praxistauglich macht. Dies soll die Einsatzgebiete solcher Luftbefeuchter erweitern.The invention is also based on the object to provide an air humidification device that makes the humidification by means of a membrane with water of relatively low temperature practicable. This is intended to expand the fields of application of such humidifiers.

[0020] Diese Aufgabe wird mit einer Luftbefeuchtungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 17 erzielt.This object is achieved with an air humidification arrangement with the features of claim 17.

[0021] Die Erfindung betrifft somit eine Luftbefeuchtungsvorrichtung auf Basis einer hydrophoben («wasserabstossen-den») Membran, welche wasserundurchlässig aber wasserdampfdurchlässig ist (z.B. eine Membran aus Goretex® von Gore) bzw. betrifft einen solchen Membranluftbefeuchter. Der Luftbefeuchter soll im Zuluftkanal einer raumlufttechnischen Anlage installierbar sein und über die Möglichkeit verfügen, die Zuluft soweit aufzufeuchten, dass die resultierende Zuluft sich im sogenannten Komfortbereich einstellt. Gegenüber den üblicherweise eingesetzten Dampfluftbefeuchtern werden potenziell grosse Einsparungen bei der benötigten elektrischen Energie möglich, da die erfindungsgemässe Luftbefeuchtungsvorrichtung mit Membran bereits mit massig warmem Wasser betreibbar ist, und somit keine elektrische Energie für die Dampferzeugung aufgewendet werden muss. Die für die Erzeugung des Warmwassers benötigte Energie kann beispielsweise aus ansonsten ungenutzter industrieller Abwärme oder von solarer Wärmeerzeugung bereitgestellt werden.The invention thus relates to an air humidifying device based on a hydrophobic ("water-repellent") membrane, which is water-impermeable but permeable to water vapor (for example a Goretex® membrane from Gore) or relates to such a membrane humidifier. The humidifier should be installable in the supply air duct of a ventilation and air conditioning system and have the option of wetting the supply air far enough that the resulting supply air is adjusted in the so-called comfort range. Compared to the steam humidifiers commonly used, potentially large savings in the required electrical energy are possible since the inventive humidification device with membrane can already be operated with moderately warm water, and thus no electrical energy has to be expended for steam generation. The energy required for the production of hot water can be provided, for example, from otherwise unused industrial waste heat or from solar heat generation.

[0022] Ein wichtiger Aspekt bei der Zuluftbefeuchtung ist die Einhaltung eines hohen Hygienestandards. Während dies bei der Dampfluftbefeuchtung durch die hohe Temperatur des Wasserdampfs gewährleistet wird, erfüllt die Membranbefeuchtung die Hygieneanforderungen aufgrund der folgenden beiden Aspekten: Zum einen ist die Membran hydrophob und damit kommen die im Wasser befindlichen Mikroorganismen, wie z.B. Bakterien, nicht in direkten Kontakt mit der Membran. Zum anderen liegt auch die (mittlere) Porengrösse der in Frage kommenden Membrantypen im Bereich von 0.05 bis 0.25 Mikrometern und insbesondere im Bereich von ca. 0.1-0.2 Mikrometern unterhalb der Grösse der Bakterien. Als Material der Membran kann bevorzugt Polytetrafluorethylen (PTFE) verwendet werden, aber auch Polyvinylidenfluorid (PVDF) oder Polypropylen (PP) oder Polyurethan (PU) kommen in Frage.An important aspect of Zuluftbefeuchtung is compliance with a high standard of hygiene. While this is ensured in the steam humidification by the high temperature of the water vapor, the membrane moistening meets the hygiene requirements due to the following two aspects: First, the membrane is hydrophobic and thus the microorganisms present in the water, e.g. Bacteria, not in direct contact with the membrane. On the other hand, the (average) pore size of the candidate membrane types is in the range of 0.05 to 0.25 micrometers and in particular in the range of about 0.1-0.2 micrometers below the size of the bacteria. Polytetrafluoroethylene (PTFE) may preferably be used as the material of the membrane, but polyvinylidene fluoride (PVDF) or polypropylene (PP) or polyurethane (PU) may also be used.

[0023] Konstruktiv ist sowohl die Verwendung von Flachmembranen (flat screen membranes oder flat sheet membranes), also flächig aufgespannten Membranen, als auch von Röhrenmembranen (hollow fiber membranes und capillary membranes) möglich. Als technische Ausführung wird eine Kreuz-Gegenstrom-Anordnung der Membran bevorzugt, welche Anordnung von Elementen auf dem Gebiet der Wärmetauscher bekannt ist.Constructively, both the use of flat membranes (flat screen membranes or flat sheet membranes), so flat-spanned membranes, as well as tubular membranes (hollow fiber membranes and capillary membranes) possible. As a technical embodiment, a cross-flow arrangement of the membrane is preferred, which arrangement of elements in the field of heat exchangers is known.

[0024] Bei einer beispielsweisen Ausführung mit Flachmembran sind in Strömungsrichtung der Luft mindestens zwei wasserdurchflossene, vertikal verlaufende Membrankanäle hintereinander angeordnet. Im Querschnitt über die Kanalbreite wiederholt sich diese Anordnung jeweils getrennt durch einen Luftspalt. In dem in Luftströmungsrichtung betrachtet hinteren Membrankanal fliesst das warme Wasser aus der Wasserführungsanordnung von unten nach oben, d.h. entgegen der Schwerkraft, in einen oberen Verteiltank (header tank) und von dort weiter in dem vorderen Membrankanal von oben nach unten in den Abfluss oder bevorzugt zurück in einen Rezirkulationskreislauf. Vorteil dieser von Wärmetauschern bekannten, sogenannten Kreuz-Gegenstrom-Anordnung ist primär, dass die Differenz des Wasserdampfpartialdruckes zwischen beiden Seiten der Membran (d.h. innerhalb der wasserführenden Seite der Membran zu der Luftseite der Membran) im Mittel grösser ist, als wenn es nur eine Strömungsrichtung auf der wasserführenden Seite gibt, und somit ist auch die gesamte Wasserdampfdiffusion höher. Weiterhin kann es auch als konstruktiver Vorteil gewertet werden, wenn die gesamte Wasserversorgung und die Steuerung auf der Unterseite des Membranbefeuchters angeordnet werden kann.In an exemplary embodiment with flat membrane at least two water-carrying, vertically extending membrane channels are arranged one behind the other in the flow direction of the air. In cross section across the channel width, this arrangement is repeated in each case separately through an air gap. In the rear membrane channel, viewed in the direction of air flow, the warm water from the water guide arrangement flows from bottom to top, i. against gravity, in an upper distribution tank (header tank) and from there further in the front membrane channel from top to bottom in the drain or preferably back into a recirculation circuit. The advantage of this so-called cross-countercurrent arrangement, which is known from heat exchangers, is primarily that the difference in the water vapor partial pressure between the two sides of the membrane (ie within the water-carrying side of the membrane to the air side of the membrane) is greater on average than if there is only one flow direction on the water-bearing side, and thus the total water vapor diffusion is higher. Furthermore, it can also be considered a constructive advantage if the entire water supply and the control can be arranged on the underside of the membrane humidifier.

[0025] Grundsätzlich wird bei dem oben beschriebenen Vorgehen nicht nur - als primär gewünschter Effekt - Wasserdampf durch die Membranwand diffundiert sondern es wird auch gleichzeitig durch die Verdunstung eines kleinen Teils des Wassers zu Wasserdampf innerhalb der Membrankanäle das Wasser sukzessive abgekühlt und gleichzeitig findet auch über die Membranwandung ein Wärme- und Stofftransport statt.In principle, in the procedure described above, not only - as the primary desired effect - steam diffused through the membrane wall but it is also cooled by the evaporation of a small portion of the water to steam within the membrane channels, the water gradually and at the same time finds over the membrane wall a heat and mass transfer instead.

[0026] Da eine Flachmembran nur über eine geringe Eigenstabilität verfügt, wird sie vorzugsweise verstärkt, was einerseits durch Auflaminieren der Membran mit einem Teil ihrer wasserseitigen Fläche auf eine dünne, innere Stützstruktur im Wasserflussbereich der Membran erzielt wird, welche Stützstruktur so angeordnet ist, dass sie den Wasserfluss möglichst wenig hindert. Auch eine separate äussere Stützstruktur auf welcher die Membran aufliegen kann oder an welcher die Membran befestigt ist, kann vorgesehen sein. Vorteile der Flachmembran sind eine einfachere Reinigung und ein geringerer Druckverlust im Luftkanal.Since a flat membrane has only a low intrinsic stability, it is preferably reinforced, which is achieved on the one hand by laminating the membrane with a part of its water-side surface on a thin inner support structure in the water flow region of the membrane, which support structure is arranged so that it prevents the flow of water as little as possible. Also, a separate outer support structure on which the membrane can rest or to which the membrane is attached, can be provided. Advantages of the flat membrane are a simpler cleaning and a lower pressure loss in the air duct.

[0027] Bei einer Ausführung der vorliegenden Erfindung mit Kapillarmembranen wird die gesamte Membranfläche aus einer Vielzahl von röhrenförmigen, vertikal im Kanalquerschnitt stehenden Kapillarmembranen gebildet. Die Membranflächen bestehen aus mehreren Spalten von in Luftströmungsrichtung fluchtenden Röhrchen. Pro Spalte sind beispielsweise bei einem Aussendurchmesser von 2 mm der einzelnen Röhrchen mehrere Dutzend dieser Röhrchen jeweils in einer Reihe hintereinander und dabei parallel zur Strömungsrichtung der Luft im Kanal angeordnet. Innerhalb einer Reihe sind die Röhrchen dabei nur mit geringen oder keinen Abstand angeordnet, dies aus Gründen der mechanischen Stabilität, der Packungsdichte (Membranfläche pro Volumen) und auch mit Vorteilen beim Druckverlust im Luftkanal. Pro Reihe wird in der jeweils hinteren Hälfte das wärmere Wasser von der Versorgungsseite unten nach oben in den Verteiltank und von dort über die jeweils vordere Hälfte von oben nach unten in den Abfluss oder in einen Rezirkulationskreislauf zurück fliessen. Damit ist analog dem vorher beschriebenen Membranbefeuchter mit Flachmembran ebenfalls eine Kreuz-Gegenstrom-Anordnung realisiert. Eine solche Anordnung ist grundsätzlich bekannt und zum Beispiel in einer perspektivischen Darstellung einer vergleichbaren Anordnung von Röhrchen in Fig. 2 der vorerwähnten US 2005/0 252 982 gezeigt.In one embodiment of the present invention with capillary membranes, the entire membrane surface is formed from a plurality of tubular capillary membranes vertically in the channel cross-section. The membrane surfaces consist of several columns of aligned in the air flow direction tube. For example, with an external diameter of 2 mm per tube, several dozen of these tubes are arranged one after the other in a row and parallel to the flow direction of the air in the channel. Within a row, the tubes are arranged with little or no distance, for reasons of mechanical stability, the packing density (membrane area per volume) and also with advantages in the pressure loss in the air duct. In each row, the warmer water flows from the supply side down into the distribution tank and from there over the respective front half from top to bottom into the drain or into a recirculation circuit. This is analogous to the previously described membrane humidifier with flat membrane also realized a cross-countercurrent arrangement. Such an arrangement is basically known and shown for example in a perspective view of a comparable arrangement of tubes in Fig. 2 of the aforementioned US 2005/0252982.

[0028] Vorteile der Verwendung von Kapillarmembranen gegenüber Flachmembranen liegen neben den oben genannten Punkten der höheren Packungsdichte und der grösseren mechanischen Stabilität auch darin, dass hier die Abdichtung des Wasserkanals zur Luftseite konstruktiv einfacher sein kann und diese kann durch ein bekanntes Verfahren, das sogenannte «potting» erzielt werden. Nachteilig ist die Verwendung der Kapillarmembrane hinsichtlich der Reinigung (luft- und wasserseitig).Advantages of the use of capillary membranes over flat membranes are in addition to the above-mentioned points of higher packing density and greater mechanical stability also in that here the sealing of the water channel to the air side can be structurally simpler and this can by a known method, the so-called « potting ». The disadvantage is the use of Kapillarmembrane in terms of cleaning (air and water side).

[0029] Bei einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens gemäss der Erfindung ist die Wassertemperatur des in den Behälter einströmenden Wassers im Bereich von 20 Grad Celsius bis 60 Grad Celsius einstellbar, insbesondere im Bereich von 25 Grad Celsius bis 45 Grad Celsius. Bevorzugt ist es weiter, dass der Wasserinhalt der Wasserführungsanordnung kontinuierlich oder diskontinuierlich ergänzbar ist, um die durch die Membran verdunstende Wassermenge zu ersetzen. Weiter ist es bevorzugt, dass die Wasserführungsanordnung einen Wasserkreislauf umfasst und ferner, dass der Wasserkreislauf einen Wassertank umfasst. Weiter ist es bevorzugt, dass die Wasserführungsanordnung mindestens eine Heizeinrichtung für das Wasser umfasst und es ist bevorzugt, dass die Heizeinrichtung einen Fluid-Fluid-Wärmetauscher, zum Beispiel einen Wasser-Wasser-Wärmetauscher umfasst und/oder dass die Heizeinrichtung eine elektrische Wasserheizung umfasst. Die Heizeinrichtung, insbesondere die elektrische Wasserheizung, ist weiter bevorzugt im Wassertank angeordnet.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the water temperature of the water flowing into the container in the range of 20 degrees Celsius to 60 degrees Celsius is adjustable, in particular in the range of 25 degrees Celsius to 45 degrees Celsius. It is further preferred that the water content of the water supply arrangement can be supplemented continuously or discontinuously in order to replace the amount of water evaporating through the membrane. Further, it is preferable that the water guide assembly comprises a water cycle, and further that the water cycle comprises a water tank. Further, it is preferable that the water guide assembly comprises at least one heater for the water, and it is preferable that the heater comprises a fluid-fluid heat exchanger, for example, a water-water heat exchanger and / or that the heater comprises an electric water heater. The heating device, in particular the electric water heater, is further preferably arranged in the water tank.

[0030] Vorzugsweise ist die Membran eine hydrophobe, mikroporöse Membran mit einem nominellen Porendurchmesser im Bereich von 0.05 und 0.25 Mikrometer und insbesondere im Bereich von 0.1 bis 0.2 Mikrometer.Preferably, the membrane is a hydrophobic, microporous membrane having a nominal pore diameter in the range of 0.05 and 0.25 microns, and more preferably in the range of 0.1 to 0.2 microns.

[0031] Die Luftbefeuchtungsvorrichtung kann Mittel zum Einblasen von Luft in den Wasserstrom vor oder beim Eintritt des Wassers in den Behälter aufweisen und ausgestaltet sein, dass Luft kontinuierlich oder diskontinuierlich auf der Wasserseite zuführbar ist. Weiter ist es bevorzugt, dass die Luftbefeuchtungsvorrichtung Mittel zur Erzeugung einer turbulenten Strömung auf der Luftseite aufweist. Und weiter, dass der Behälter mit der Membran derart angeordnet wird, dass das Wasser von unten nach oben entgegen der Schwerkraft an der Membran vorbeiströmt.The humidifying device may comprise means for blowing air into the water flow before or at the entrance of the water into the container and be configured such that air can be supplied continuously or discontinuously on the water side. Furthermore, it is preferred that the air humidification device has means for generating a turbulent flow on the air side. And further, that the container is arranged with the membrane such that the water flows from bottom to top against the force of gravity on the membrane.

[0032] Der Erfindung liegen weiter die Aufgaben zu Grunde, eine Membrananordnung für eine Luftbefeuchtungsvorrichtung zu schaffen und ein Verfahren zu deren Herstellung. Dadurch soll eine stabile, langlebige Membrananordnung geschaffen werden und diese soll einfach herstellbar sein.The invention is further based on the objects to provide a membrane assembly for a humidification device and a method for their preparation. As a result, a stable, durable membrane assembly is to be created and this should be easy to produce.

[0033] Diese Aufgaben werden durch eine Membrananordnung nach Anspruch 33 und ein Verfahren nach Anspruch 36 gelöst.These objects are achieved by a membrane assembly according to claim 33 and a method according to claim 36.

[0034] Das Einbringen der Membran direkt in die Stege schafft eine sehr gute Dichtigkeit der Membrananordnung und eine kostengünstige Herstellung.The introduction of the membrane directly into the webs creates a very good tightness of the membrane assembly and a cost-effective production.

[0035] Vorteilhafterweise wird die Flachmembran verstärkt, was einerseits durch Auflaminieren der Membran mit einem Teil ihrer wasserseitigen Fläche auf eine dünne innere Stützstruktur der Flachmembran erreicht wird. Eine separate äussere Stützstruktur kann bevorzugt ebenfalls vorgesehen sein.Advantageously, the flat membrane is reinforced, which is achieved on the one hand by lamination of the membrane with a part of its water-side surface on a thin inner support structure of the flat membrane. A separate outer support structure may preferably also be provided.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen [0036] Weitere Ausgestaltungen, Vorteile und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen:BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Further embodiments, advantages and applications of the invention will become apparent from the dependent claims and from the following description with reference to the figures. Showing:

Fig. 1 eine schematische Darstellung von Ausführungsformen der Luftbefeuchtungsvorrichtung gemäss der Erfindung, zur Erläuterung von deren Aufbau und deren Betrieb;Fig. 1 is a schematic representation of embodiments of the humidification device according to the invention, for explaining the structure and operation thereof;

Fig. 2 zeigt schematisch eine Anordnung einer mit Flachmembranflächen ausgeführten Membran eines Luftbefeuchters mit einem horizontalen Schnitt durch den Behälter der Luftbefeuchtungsvorrichtung;Fig. 2 shows diagrammatically an arrangement of a membrane of an air humidifier made with flat membrane surfaces with a horizontal section through the container of the humidifying device;

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung der Membran mit Kapillarmembranflächen anhand eines horizontalen Schnitts durch den Behälter der Luftbefeuchtungsvorrichtung;Fig. 3 is a schematic illustration of the membrane with capillary membrane surfaces taken from a horizontal section through the container of the humidifying device;

Fig. 4 zeigt schematisch eine Membrananordnung mit einem Rahmen und einer Membranfläche; undFig. 4 shows schematically a membrane arrangement with a frame and a membrane surface; and

Fig. 5 zeigt schematisch einen Schnitt durch einen der Stege von Fig. 4 mit der Einbettung der Membranfläche imFig. 5 shows schematically a section through one of the webs of Fig. 4 with the embedding of the membrane surface in

Kunststoff des Stegs.Plastic of the bridge.

Weg(e) zur Ausführung der Erfindung [0037] Fig. 1 zeigt schematisch und als Beispiel eine Luftbefeuchtungsvorrichtung 10, wobei die zu der Vorrichtung gehörenden Teile innerhalb des von der unterbrochenen Linie begrenzten Bereichs dargestellt sind. Die Luftbefeuchtungsvorrichtung 10 ist zum Beispiel in einem Technikraum 11 angeordnet und dient zur Befeuchtung der Luft, die einem Raum zugeführt wird, zum Beispiel dem Wohnraum 22, der nur angedeutet ist. Die Erfindung ist aber generell auf dem Gebiet der Klimatechnik (HVAC) anwendbar.Way (s) for carrying out the invention Fig. 1 shows schematically and by way of example an air humidifying device 10, wherein the parts belonging to the device are shown within the area bounded by the broken line. The humidifying device 10 is arranged, for example, in a technology room 11 and serves to humidify the air supplied to a room, for example the living space 22, which is only indicated. However, the invention is generally applicable in the field of air conditioning (HVAC).

[0038] Luft, die aus dem Wohnraum 22 abgeführt wird, wird in diesem Beispiel von einem Lüfter 24 über eine Leitung 23 einem Luft-Luft-Wärmetauscher 25 in dem Technikraum 11 zugeführt und gelangt von dort über die Leitung 27 in die Umgebung ausserhalb des Gebäudes, in dem sich der Technikraum und der Wohnraum befinden. Aus der Umgebung über die Leitung 26 eintretende Luft gelangt über den Wärmetauscher 25 und den Lüfter 24' in die Luftbefeuchtungsvorrichtung 10 und von dieser über die Leitung 28 in den Wohnraum 22. Die Lüfter 24,24' und damit die Strömungsgeschwindigkeit der Luft hat ebenfalls einen Einfluss auf die Befeuchtungsleistung. Tendenziell erhöht sich die absolute Befeuchtungsleistung in kg/h etwas mit erhöhter Luftgeschwindigkeit. In der Regel sind aber die Lüfter nicht Bestandteil bzw. nicht unter der Kontrolle der Luftbefeuchtungsvorrichtung 10. Der (eher geringe) Einfluss der Lüfter wird daher hier nicht betrachtet.Air which is discharged from the living space 22 is supplied in this example by a fan 24 via a line 23 to an air-to-air heat exchanger 25 in the technology room 11 and passes from there via the line 27 in the environment outside of Building in which the technical room and the living room are located. From the environment via the line 26 incoming air passes through the heat exchanger 25 and the fan 24 'in the humidifying device 10 and from there via the line 28 in the living room 22. The fan 24,24' and thus the flow velocity of the air also has one Influence on the humidification performance. The absolute humidification performance in kg / h tends to increase somewhat with increased air velocity. In general, however, the fans are not part or not under the control of the humidification 10. The (rather low) influence of the fan is therefore not considered here.

[0039] Die Luftbefeuchtungsvorrichtung 10 umfasst eine nur schematisch dargestellte Membran 1 mittels welcher der zu befeuchtenden Luft Wasserdampf der Menge Ml pro Stunde (kg/h) zugeführt wird. Die Membran 1 besteht dabei in der Regel aus mehreren Membranelementen bzw. Membranflächen, welche zusammen die Membran mit einer wirksamen Gesamtfläche F bilden. Auf einer Seite der Membran wird warmes Wasser zugeführt und verdunstendes Wasser kann in der Form von Wasserdampf durch die Membran zu deren anderen Seite gelangen und wird dort von der als Luftstrom an der anderen Seite der Membran vorbeigeführten Luft aufgenommen. Dies ist grundsätzlich bekannt und wurde eingangs erläutert.The humidifying device 10 comprises a membrane 1 shown only schematically by means of which the water to be humidified water vapor of the amount Ml per hour (kg / h) is supplied. As a rule, the membrane 1 consists of several membrane elements or membrane surfaces, which together form the membrane with an effective total area F. Warm water is supplied to one side of the membrane and evaporating water, in the form of water vapor, can pass through the membrane to the other side where it is taken up by the air passing on the other side of the membrane as air flow. This is basically known and was explained at the beginning.

[0040] Die Membran 1 ist in einem Behälter 2 angeordnet, welcher die Membranelemente bzw. Membranflächen enthält. Diese können insbesondere flächige Elemente oder zylindrische Elemente sein, wie ebenfalls bereits erläutert. In dem Behälter sind die die Membran 1 bildenden Membranelemente so angeordnet, dass auf deren einen Seite das Wasser vorbeiströmt und auf deren anderen Seite die zu befeuchtende Luft. Der Behälter weist dazu einen Eingang 3 und einen Ausgang 3' für den Luftstrom auf sowie einen Eingang 4 für das warme Wasser und einen Ausgang 4' für das weniger warme Wasser, welches durch die benötigte Verdunstungsenergie eine geringer Temperatur aufweist als das beim Eingang 4 in den Behälter eingetretene Wasser. Die Ein- und Ausgänge für die Luft und das Wasser sind in der Figur nur angedeutet, es ist dem Fachmann bekannt, wie solche Ein- und Ausgänge bzw. Anschlüsse für Luft-und Wasserleitungen ausgestaltet werden.The membrane 1 is arranged in a container 2, which contains the membrane elements or membrane surfaces. These may in particular be flat elements or cylindrical elements, as also already explained. In the container, the membrane elements forming the membrane 1 are arranged so that on one side of the water flows past and on the other side of the air to be humidified. The container has for this purpose an inlet 3 and an outlet 3 'for the air flow and an inlet 4 for the warm water and an outlet 4' for the less warm water, which by the required evaporation energy has a lower temperature than that at the entrance 4 in the container entered water. The inputs and outputs for the air and the water are only indicated in the figure, it is known in the art, such as such inputs and outputs or connections for air and water pipes are configured.

[0041] Die Luftbefeuchtungsvorrichtung weist eine Wasserführungsanordnung auf, womit die Gesamtheit der Leitungen, Wasserbehälter, Ventil- und Pumpmittel bezeichnet sein soll, die dazu dienen, das zur Befeuchtung dienende Wasser in den Behälter 2 und somit zur Membran 1 zu führen und das aus dem Behälter 2 austretende Wasser wieder aufzunehmen. Bevorzugt weist die Wasserführungsanordnung einen Wasserkreislauf auf, so dass aus dem Behälter 2 austretendes Wasser erneut in den Behälter eintreten kann. Dazwischen liegt mindestens ein Schritt des Erwärmens des Wassers, damit dieses wieder genug Energie zur Verdunstung eines Teils des Wassers an der Membran enthält.The humidification device has a water guide assembly, which should be the entirety of the lines, water tank, valve and pump means are called, which serve to serve the humidifying water in the container 2 and thus to the membrane 1 and from the Container 2 to resume leaking water. The water supply arrangement preferably has a water circulation, so that water emerging from the container 2 can reenter the container. In between there is at least one step of heating the water so that it again contains enough energy to evaporate some of the water on the membrane.

[0042] In dem gezeigten Beispiel gelangt das beim Auslass 4' aus dem Behälter 2 austretende Wasser über Elemente 30 und 31, die fakultativ sind und später erläutert werden, mittels der Leitung 5 in einen Wasserbehälter bzw. Tank 6 und von dort über eine Pumpe 7 in die Leitung 8, die das Wasser wieder dem Behälter 2 und damit der Membran 1 zuführt. Der Tank 6 ist bevorzugt vorhanden, um eine genügende Wassermenge auf einfache Weise bereitstellen zu können. Ferner erlaubt der Tank es auf einfache Weise die Wassermenge im System festzulegen und das System grundsätzlich drucklos zu halten. Ferner erlaubt ein Tank das Abschlämmen der sich im Wasser anreichernden Mineralien. Sofern eine grosse Leitungslänge in Kauf genommen wird, kann auf den Tank verzichtet werden, die Wassermenge für den Betrieb der Vorrichtung ist dann in den Leitungssträngen der Wasserführungsanordnung vorhanden.In the example shown, the water exiting the container 2 at the outlet 4 'passes via elements 30 and 31, which are optional and will be explained later, by means of the line 5 into a water tank or tank 6 and from there via a pump 7 in the line 8, which supplies the water again to the container 2 and thus the membrane 1. The tank 6 is preferably present in order to provide a sufficient amount of water in a simple manner. Furthermore, the tank allows a simple way to set the amount of water in the system and to keep the system basically depressurized. Furthermore, a tank allows the sludge of the minerals that accumulate in the water. If a large line length is accepted, can be dispensed with the tank, the amount of water for the operation of the device is then present in the line strands of the water supply assembly.

[0043] Bevorzugt ist mindestens ein Sensor vorgesehen, der die Wassertemperatur in der Wasserführungsanordnung ermittelt. Insbesondere bevorzugt ist ein Sensor, der die Wassertemperatur an einer Stelle zwischen der Pumpe und derPreferably, at least one sensor is provided which determines the water temperature in the water guide assembly. Particularly preferred is a sensor that determines the water temperature at a location between the pump and the

Membran ermittelt. Dieser Wassertemperaturwert wird bevorzugt zur Steueranordnung übertragen. Die Steueranordnung kann diesen Temperaturwert verwenden, um die Beeinflussung der Wasserdampferzeugung mittels einer Erhöhung oder Verminderung der Wassertemperatur und/oder mittels Erhöhung oder Verminderung des Faktors X durchzuführen, was eingangs als bevorzugtes Vorgehen beschrieben worden ist.Detected membrane. This water temperature value is preferably transmitted to the control arrangement. The control arrangement may use this temperature value to effect the production of steam by means of an increase or decrease in the water temperature and / or by increasing or decreasing the factor X, which has been described at the outset as a preferred procedure.

[0044] Die Erwärmung des Wassers erfolgt mit einer Heizeinrichtung, die auf beliebige bekannte Weise das Wasser erwärmen kann. Ein Beispiel ist eine elektrische Wasserheizung 32, die vorzugsweise im Tank 6 angeordnet ist aber auch an anderer Stelle in der Wasserführungsanordnung vorhanden sein könnte. Diese Heizungseinrichtung kann elektrisch oder auf andere bekannte Weise betrieben werden. Die Heizeinrichtung kann als weiteres Mittel einen Fluid-Fluid-Wär-metauscher und insbesondere einen Wasser-Wasser-Wärmetauscher 31 umfassen, dies anstelle der Wasserheizung 32 oder zusätzlich zu dieser. Mit dem Wärmetauscher 31 wird vorzugsweise dem Wasserkreislauf in einer Bodenheizung des Gebäudes und besonders bevorzugt dem Wasserkreislauf der Bodenheizung des Raums 2 Wärme entzogen, um das Wasser in der Wasserführungsanordnung des Luftbefeuchtungsvorrichtung 10 zu erwärmen.The heating of the water is carried out with a heater which can heat the water in any known manner. An example is an electric water heater 32, which is preferably arranged in the tank 6 but could also be present elsewhere in the water supply arrangement. This heating device can be operated electrically or in another known manner. The heating device may comprise, as a further means, a fluid-fluid heat exchanger and in particular a water-water heat exchanger 31, instead of or in addition to the water heater 32. With the heat exchanger 31 is preferably the water cycle in a floor heating of the building and particularly preferably the water cycle of the underfloor heating of the room 2 withdrawn heat to heat the water in the water supply assembly of the humidifier 10.

[0045] Da während der Befeuchtung mittels der Membran 1 Wasser aus der Wasserführungsanordnung entzogen wird, ist vorzugsweise ein Mittel vorgesehen, um der Wasserführungsanordnung kontinuierlich oder diskontinuierlich aus einer zur Vorrichtung 10 externen Wasserquelle Wasser zuzuführen. Dies ist in der schematischen Ansicht von Fig. 1 mit dem schematisch gezeigten Wasseranschluss 9 und dem Ventil 9' und der Leitung 9'» gezeigt, womit Wasser von einer externen Wasserquelle über den Sammler 30 zu dem Wasser hinzugefügt werden kann, das über die Leitung 5 aus dem Behälter 2 austritt. Dies ist nur grob schematisch dargestellt, dem Fachmann ist aber bekannt, wie er die beiden Wasserleitungen 5 und 9" vereinen kann. Das Ventil 9' wird von der Steueranordnung 35 der Luftbefeuchtungsvorrichtung betätigt, was noch erläutert wird. Zu diesem Zweck ist das Ventil 9' ein elektrisch steuerbares Ventil, welches über eine nicht dargestellte elektrische Steuerleitung mit der Steueranordnung 35 verbunden ist.Since water is withdrawn from the water supply arrangement during the moistening by means of the membrane 1, a means is preferably provided for supplying water to the water supply arrangement continuously or discontinuously from a water source external to the device 10. This is shown in the schematic view of Fig. 1 with the water connection 9 shown schematically and the valve 9 'and the pipe 9' », with which water can be added from an external water source via the collector 30 to the water flowing through the pipe 5 exits the container 2. This is only shown roughly schematically, but the person skilled in the art knows how to combine the two water lines 5 and 9. The valve 9 'is actuated by the control arrangement 35 of the air humidification device, which will be explained 'An electrically controllable valve which is connected via an electrical control line, not shown, with the control arrangement 35.

[0046] Der Wassertank weist bevorzugt ein Element auf, das den Füllstand des Tanks ermittelt und das vorzugsweise mit der Steuerung verbunden ist. Vorzugsweise ist dies ein schematisch dargestellter Schwimmer dessen Position als Füllstandskontrolle dient und dieser Schwimmer kann mit der Steueranordnung verbunden sein, so dass die Steueranordnung über den Schwimmerstand eine Angabe über die Wassermenge in der Wasserführungsanordnung ableiten kann. Der Tank 6 ist mit einem Ablauf versehen, insbesondere zur Abschlämmung. Eine Aufmineralisierung des Wassers im Tank bzw. die Schlammbildung am Tankboden kann insbesondere bei der Verwendung von Leitungswasser im Wasserkreislauf erfolgen. Der Ablauf kann ebenfalls über ein steuerbares Ventil aktiviert werden, wenn Wartungs- oder Reinigungsarbeiten ein Entleeren des Tanks und ggf. der ganzen Wasserführungsanordnung nötig machen.The water tank preferably has an element which determines the level of the tank and which is preferably connected to the controller. Preferably, this is a schematically illustrated float whose position is used as a level control and this float can be connected to the control arrangement, so that the control arrangement can derive an indication of the amount of water in the water supply assembly on the float. The tank 6 is provided with a drain, in particular for the drainage. A mineralization of the water in the tank or the formation of sludge on the tank bottom can be done especially when using tap water in the water cycle. The process can also be activated via a controllable valve if maintenance or cleaning work necessitates emptying the tank and possibly the entire water supply arrangement.

[0047] Die Steueranordnung kann mittels eines Rechner oder einer industriellen Steuerung auf eine dem Fachmann bekannte Weise ausgeführt werden. Die Steuerung erhält insbesondere über eine Signalleitung 36 und einen Sensor 37 die Information über die Menge des Wasserdampfmassenstroms am Ausgang des Behälters 2 und somit die Information über die Menge Wasserdampf pro Zeit, die dem Raum 22 zugeführt wird. Sie kann dies mit der Information über die Sollfeuchte im Raum vergleichen und damit die Anforderung an die Menge Wasserdampf pro Zeit festlegen. Die Sollfeuchte kann an der Steueranordnung oder über ein damit verbundenes separates Einstellglied eingestellt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Istfeuchte im Raum von mindestens einem Feuchtesensor festgestellt und an die Steueranordnung übermittelt wird. Diese Mittel sind hier nicht dargestellt, sind dem Fachmann aber bekannt und müssen hier nicht weiter erläutert werden. Die Steueranordnung sorgt mit dieser Information für die Zufuhr von genügend Feuchtigkeit in den Raum. Den Luftstrom in den Raum kann die Steueranordnung insbesondere über die Steuerung der Lüfter 24 und 24' steuern. Dies wird hier nicht weiter erläutert.The control arrangement can be carried out by means of a computer or an industrial control in a manner known to those skilled in the art. The control receives in particular via a signal line 36 and a sensor 37, the information about the amount of water vapor mass flow at the outlet of the container 2 and thus the information about the amount of water vapor per time, which is supplied to the space 22. It can compare this with the information about the setpoint humidity in the room and thus set the requirement for the amount of water vapor per time. The setpoint humidity can be set at the control arrangement or via a separate adjusting element connected thereto. It can also be provided that the actual moisture in the room is detected by at least one humidity sensor and transmitted to the control arrangement. These agents are not shown here, but are known in the art and need not be further explained here. The control arrangement provides with this information for the supply of sufficient moisture in the room. The air flow into the room, the control arrangement in particular via the control of the fan 24 and 24 'control. This will not be explained further here.

[0048] Die Steueranordnung stellt gemäss der Erfindung den Wassermassenstrom durch den Behälter 2 pro Zeit so ein, dass der Wassermassenstrom (der zum Beispiel ebenfalls in kg/h bestimmt ist), dass der Wassermassenstrom mindestens um den Faktor 5 grösser ist als der Wasserdampfmassenstrom. Bevorzugt ist dieser Faktor grösser als 10 und besonders grösser als 20 und insbesondere im Bereich von 20 bis 250.Damit kann sichergestellt werden, dass auch mit wenig warmen Wasser, zum Beispiel mit einer Temperatur von nur 25 Grad Celsius und insbesondere bevorzugt im Bereich von 20 Grad Celsius bis 60 Grad Celsius und insbesondere im Bereich von 25 Grad Celsius bis 45 Grad Celsius ein sicherer Betrieb der Luftbefeuchtungsvorrichtung möglich ist., Die Steueranordnung 35 ist zu diesem Zweck mittels einer Steuerleitung 38 mit der Wasserführungsanordnung verbunden und kann damit insbesondere die Pumpe 7 steuern, welcher die Menge Wasser pro Zeit fördert, die zur Einhaltung des Faktors benötigt wird. Die Steueranordnung steuert auch die erläuterten Ventile und erhält Information über den Wasserstand und die Wassertemperatur. Sie steuert ebenfalls die Heizung des Wassers. Alle diese Steuersignale und Rückmeldungssignale von (zum Teil nicht dargestellten Sensoren) sind in der Fig. 1 zu deren Vereinfachung in der Steuerleitung 38 zusammengefasst.The control arrangement according to the invention, the water mass flow through the container 2 per time so that the mass flow of water (which is also determined, for example, in kg / h) that the mass flow of water is greater by a factor of 5 than the water vapor mass flow. Preferably, this factor is greater than 10 and especially greater than 20 and in particular in the range of 20 to 250.Damit can be ensured that even with little warm water, for example at a temperature of only 25 degrees Celsius and particularly preferably in the range of 20 Celsius degrees to 60 degrees Celsius and in particular in the range of 25 degrees Celsius to 45 degrees Celsius safe operation of the humidification device is possible., The control assembly 35 is connected for this purpose by means of a control line 38 to the water supply assembly and thus can control in particular the pump 7 which promotes the amount of water per time needed to maintain the factor. The control arrangement also controls the illustrated valves and receives information about the water level and the water temperature. It also controls the heating of the water. All of these control signals and feedback signals from sensors (some of which are not shown) are combined in the control line 38 in FIG. 1 for the sake of simplicity.

[0049] Der Behälter 2 kann - anders als in der schematischen Fig. 1 dargestellt, vertikal bzw. so angeordnet, dass das Wasser von unten nach oben bzw. entgegen der Schwerkraft durch den Behälter fliesst, was die Kontrolle über den Wasserfluss erleichtert.The container 2, unlike in the schematic Fig. 1 shown, vertically or arranged so that the water flows from bottom to top or against gravity through the container, which facilitates control over the flow of water.

[0050] Fig. 2 zeigt grob schematisch einen Horizontalschnitt durch einen vertikal angeordneten Behälter 2, dessen Behälterwand nur mit unterbrochenen Linien angedeutet ist. In dem Behälter sind Membranelemente 41 angeordnet, in denen das Wasser fliesst. Zusammen bilden die Membranelemente 41 die gesamte Membran 1. Es sind in diesem Beispiel Membranelemente dargestellt, in denen das in den Behälter eingeführte Wasser (über den Einlass 4 von Fig. 1) im Behäl-Fig. 2 shows a roughly schematic horizontal section through a vertically disposed container 2, the container wall is indicated only by broken lines. In the container membrane elements 41 are arranged, in which the water flows. Together, the membrane elements 41 form the entire membrane 1. In this example, membrane elements are shown in which the water introduced into the container (via the inlet 4 of FIG.

Claims (36)

ter nach oben fliesst und Membranelemente, in denen das Wasser wieder nach unten zum Auslass des Behälters fliesst (Auslass 4' in Fig. 1). Durch die Zwischenräume 45 zwischen den Membranelementen wird die Luft geführt, was mit dem Pfeil L angedeutet ist, die den aus den Membranelementen 41 austretenden Wasserdampf aufnimmt. [0051] Fig. 3 zeigt einen schematischen Horizontalschnitt durch einen Behälter 2, dessen Behälterwand nur mit unterbrochenen Linien angedeutet ist, in welchem Behälter die Membran von einer Vielzahl von in Reihen angeordneten zylindrischen Membranelementen 50 gebildet sind, die zusammen die Membran bilden (es sind nur zwei Reihen dargestellt, die anderen Reihen sind nur mit strichpunktierten Linien angedeutet). In den zylindrischen Membranelementen 50 fliesst das Wasser und die Luft wird gemäss Pfeil L durch die Zwischenräume 55 geführt, um die Luft zu befeuchten. [0052] Fig. 4 zeigt schematisch einen Rahmen 42 in welchem ein flächiges Teil 40 aus dem vorgenannten Membranmaterial eingespannt ist. Ein solches Element 41 ' bildet mit einem zweiten derartigen Element oder mit einer geschlossenen Rückwand ein Membranelement 41, in dem ein von dem Membranelement begrenzter Raum für das Wasser gebildet wird. In diesem Raum befindet sich in der Regel eine - hier nicht dargestellte - Stützstruktur für die Membranfläche, auf welcher die wasserseitige Membranfläche mit einem Teil ihrer Fläche befestigt ist, insbesondere auflaminiert ist. Die Stützstruktur ist so ausgebildet, dass sie den Wasserfluss ermöglicht bzw. möglichst wenig hemmt. Anstelle der gezeigten Einspannung im Rahmen kann die Membran auch aussen auf den Rahmenstegen befestigt sein, insbesondere durch Laminieren oder Kleben. [0053] Gemäss einem Aspekt der Erfindung ist ein Membranelement für eine Luftbefeuchtungsvorrichtung, insbesondere für die vorbeschriebene Luftbefeuchtungsvorrichtung so gebildet, das das Membranmaterial 40 der Membrananordnung ein hydrophobes, mikroporöse Material ist, insbesondere ein Material mit einem nominellen Porendurchmesser im Bereich von 0.05 und 0.25 Mikrometer ist und insbesondere aus Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Polyvinylidenfluorid (PVDF) oder Polypropylen (PP) oder Polyurethan (PU) gebildet ist, das flächig angeordnet ist und mit seinem Rand 44 in einem Spannrahmen 42 befestigt ist, zum Beispiel in einem quadratischen oder rechteckigen Spannrahmen 42, wobei die Rahmenstege über ihren Querschnitt gesehen mindestens teilweise aus einem spritzgiessbaren Kunststoff gebildet sind und die Membran an den Stegen befestigt ist, indem sie mit ihren Randbereichen von dem Kunststoff umgeben ist. Fig. 5, die einen Schnitt durch den Rahmen und das Membranmaterial entlang der Linie A-A von Fig. 4 darstellt, zeigt, dass der Rand des flächigen Teils 40 des Membranmaterials in dem Rand eingebettet ist. Bevorzugt erfolgt die Herstellung einer solchen Membrananordnung derart, dass die Rahmenstege über ihren Querschnitt gesehen mindestens teilweise aus einem Kunststoff spritzgegossen werden, wobei die Membran in den Stegen befestigt wird, indem sie mit ihren Randbereichen 44 direkt beim Spritzgiessprozess in die Rahmenstege eingegossen wird. In den Rahmenstegen kann eine Verstärkung 43 aus einem anderen Material als dem Kunststoffstegmaterial vorgesehen sein. Wie erwähnt, kann eine Membran aber auch aussen auf dem Steg befestigt sein anstelle der gezeigten Befestigung um Steg, insbesondere ein Aufschweissen oder ein Ankleben an dem Steg. [0054] Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Membranfläche durch eine äussere Stützstruktur aus einem zum Membranmaterial unterschiedlichen Material verstärkt ist, oder dass die Membranfläche durch eine äussere Stützstruktur aus demselben Material wie die Membran verstärkt ist. Dabei kann die Membran auf die Stützstruktur auflaminiert werden, oder die Membran kann auf einer solchen Stützstruktur lose aufliegen. In der Figur ist die Stützstruktur nicht dargestellt. Sie kann ebenfalls stegförmig sein und zum Beispiel ein Gitter bilden. Eine solche Stützstruktur kann ferner zur Herbeiführung einer turbulenten Luftströmung über der Membran dienen. Davon zu unterscheiden ist die bereits erwähnte innere Stützstruktur auf der Wasserflussseite. [0055] Während in der vorliegenden Anmeldung bevorzugte Ausführungen der Erfindung beschrieben sind, ist klar darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist und in auch anderer Weise innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche ausgeführt werden kann. Patentansprücheflows up and membrane elements in which the water flows back down to the outlet of the container (outlet 4 'in Fig. 1). Through the spaces 45 between the membrane elements, the air is guided, which is indicated by the arrow L, which receives the emerging from the membrane elements 41 water vapor. Fig. 3 shows a schematic horizontal section through a container 2, the container wall is indicated only by broken lines, in which container the membrane of a plurality of arranged in rows cylindrical membrane elements 50 are formed, which together form the membrane (there are only two rows shown, the other rows are only indicated by dotted lines). In the cylindrical membrane elements 50, the water flows and the air is guided according to arrow L through the gaps 55 to humidify the air. Fig. 4 shows schematically a frame 42 in which a flat part 40 is clamped from the aforementioned membrane material. Such element 41 'forms with a second such element or with a closed back wall a membrane element 41 in which a space defined by the membrane element for the water is formed. In this space is usually a - not shown here - support structure for the membrane surface on which the water-side membrane surface is fixed with a part of its surface, in particular is laminated. The support structure is designed so that it allows the flow of water or inhibits as little as possible. Instead of the clamping shown in the frame, the membrane can also be fastened to the outside of the frame webs, in particular by lamination or gluing. According to one aspect of the invention, a membrane element for an air humidification device, in particular for the above described air humidification device, is formed such that the membrane material 40 of the membrane assembly is a hydrophobic, microporous material, in particular a material with a nominal pore diameter in the range of 0.05 and 0.25 microns is and in particular of polytetrafluoroethylene (PTFE) or polyvinylidene fluoride (PVDF) or polypropylene (PP) or polyurethane (PU) is formed, which is arranged flat and is fastened with its edge 44 in a clamping frame 42, for example in a square or rectangular tenter 42, wherein the frame webs seen over its cross section are at least partially formed from an injection-moldable plastic and the membrane is attached to the webs by being surrounded by their edges by the plastic. Fig. 5, which is a section through the frame and the membrane material along the line A-A of Fig. 4, shows that the edge of the sheet member 40 of the membrane material is embedded in the rim. The production of such a membrane arrangement preferably takes place in such a way that the frame webs are injection-molded at least partially over their cross section from a plastic, the membrane being fastened in the webs by being cast with their edge regions 44 directly into the frame webs during the injection molding process. In the frame webs, a reinforcement 43 may be provided from a different material than the plastic web material. As mentioned, however, a membrane may also be fastened on the bridge outside in place of the attachment around the bridge, in particular a welding or sticking to the bridge. It may further be provided that the membrane surface is reinforced by an outer support structure of a different material to the membrane material, or that the membrane surface is reinforced by an outer support structure of the same material as the membrane. In this case, the membrane can be laminated onto the support structure, or the membrane can rest loosely on such a support structure. In the figure, the support structure is not shown. It can also be web-shaped and, for example, form a grid. Such a support structure may also serve to induce a turbulent flow of air over the membrane. This should be distinguished from the already mentioned inner support structure on the water flow side. While preferred embodiments of the invention are described in the present application, it should be clearly understood that the invention is not limited to these and may be practiced otherwise within the scope of the following claims. claims 1. Verfahren zum Betrieb einer Luftbefeuchtungsvorrichtung, welche Luftbefeuchtungsvorrichtung (10) eine wasserundurchlässige, wasserdampfdurchlässige hydrophobe Membran (1) umfasst, welche Membran in einem Behälter (11) der Luftbefeuchtungsvorrichtung derart angeordnet ist, dass die Membran auf ihrer einen Seite von vorbeiströmendem Wasser einer Wasserführungsanordnung (3) der Luftbefeuchtungsvorrichtung beaufschlagt wird und die Membran auf ihrer anderen Seite mit einem durch den Behälter führenden Luftkanal (4) der Luftbefeuchtungsvorrichtung in Kontakt ist, derart, dass die andere Seite der Membran von der Luft in dem Luftkanal beaufschlagt wird, wobei der an der Membran vorbeiströmende Wassermassenstrom in kg/h um einen Faktor X grösser gewählt wird als der in dem Luftkanal aus der Membran austretende Wasserdampfmassenstrom in kg/h und wobei der Faktor X grösser als 5 ist.A method of operating an air humidifying device comprising an air impermeable, water vapor permeable hydrophobic membrane (1), which membrane is disposed in a container (11) of the air humidification device such that the membrane is flooded on its one side by a water guide assembly (3) the air humidifying device is acted upon and the membrane on its other side with a container leading through the air channel (4) of the humidifying device in contact, such that the other side of the membrane is acted upon by the air in the air duct, wherein the the mass of water flowing past the membrane in kg / h is selected to be greater by a factor X than the water vapor mass flow in the air channel leaving the membrane in kg / h and wherein the factor X is greater than 5. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Faktor X grösser als 10, insbesondere grösser als 20 und weiter insbesondere im Bereich von grösser als 20 bis 250 gewählt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the factor X is greater than 10, in particular greater than 20 and further selected in particular in the range of greater than 20 to 250. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wassertemperatur des in den Behälter einströmenden Wassers im Bereich von 20 Grad Celsius bis 60 Grad Celsius eingestellt wird, insbesondere im Bereich von 25 Grad Celsius bis 45 Grad Celsius eingestellt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the water temperature of the water flowing into the container is adjusted in the range of 20 degrees Celsius to 60 degrees Celsius, in particular in the range of 25 degrees Celsius to 45 degrees Celsius is set. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem Luftkanal aus der Membran austretenden Wasserdampfmassenstrom durch Beeinflussung der Temperatur des Wassermassenstroms gesteuert wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the emerging in the air duct from the membrane water vapor mass flow is controlled by influencing the temperature of the water mass flow. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem Luftkanal aus dem Membran austretende Wasserdampfmassenstrom durch Beeinflussung des Faktors X gesteuert wird. 6. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des in dem Luftkanal aus der Membran austretenden Wasserdampfmassenstroms sowohl durch Beeinflussung der Wassertemperatur als auch durch Beeinflussung des Faktors X erfolgt und ferner, dass die Beeinflussung auf die eine und andere Weise in Abhängigkeit von der Wassertemperatur des zur Membran fliessenden Wassers erfolgt.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that in the air channel emerging from the membrane water vapor mass flow is controlled by influencing the factor X. 6. 6. Process according to claims 5 and 6, characterized in that the control of the emerging in the air duct from the membrane water vapor mass flow takes place both by influencing the water temperature and by influencing the factor X, and further that the influence on the one and another way depending on the water temperature of the water flowing to the membrane. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserinhalt der Wasserführungsanordnung (3) kontinuierlich oder diskontinuierlich ergänzt wird, um die durch die Membran verdunstende Wassermenge zu ersetzen.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the water content of the water supply assembly (3) is added continuously or discontinuously to replace the amount of water evaporating through the membrane. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserführungsanordnung einen Wasserkreislauf umfasst.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the water guide assembly comprises a water cycle. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserkreislauf einen Wassertank umfasst, insbesondere einen Wassertank mit einer Füllstandsermittlung und insbesondere einen Wassertank mit einem wahlweise aktivierbaren Ablauf zur Abschlämmung von auf dem Tankboden befindlichen Rückständen.9. The method according to claim 8, characterized in that the water cycle comprises a water tank, in particular a water tank with a level detection and in particular a water tank with an optionally activatable drain for the removal of residues located on the bottom of the tank. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserführungsanordnung mindestens eine Heizeinrichtung für das Wasser umfasst.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the water guide assembly comprises at least one heating device for the water. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung einen Fluid-Fluid-Wärmetauscher umfasst, insbesondere einen Wasser-Wasser-Wärmetauscher (31) umfasst und/oder dass die Heizeinrichtung eine elektrische Wasserheizung (32) umfasst.11. The method according to claim 10, characterized in that the heating device comprises a fluid-fluid heat exchanger, in particular a water-water heat exchanger (31) and / or that the heating device comprises an electric water heater (32). 12. Verfahren nach den Ansprüchen 9 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung, insbesondere die elektrische Wasserheizung, mindestens teilweise im Wassertank angeordnet ist.12. The method according to claims 9 and 11, characterized in that the heating device, in particular the electric water heater, at least partially disposed in the water tank. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran eine hydrophobe, mikroporöse Membran mit einem nominellen Porendurchmesser im Bereich von 0.05 und 0.25 Mikrometer ist und insbesondere eine hydrophobe, mikroporöse Membran mit einem nominellen Porendurchmesser von 0.1 bis 0.2 Mikrometer ist.13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the membrane is a hydrophobic, microporous membrane having a nominal pore diameter in the range of 0.05 and 0.25 microns, and in particular a hydrophobic microporous membrane having a nominal pore diameter of 0.1 to 0.2 microns is. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftbefeuchtungsvorrichtung Mittel zum Einblasen von Luft in den Wasserstrom vor oder beim Eintritt des Wassers in den Behälter aufweist und dass beim Betrieb kontinuierlich oder diskontinuierlich Luft auf der Wasserseite zugeführt wird.14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the air humidifying means comprises means for blowing air into the water stream before or at the entrance of the water into the container and that during operation continuously or discontinuously air is supplied to the water side. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftbefeuchtungsvorrichtung Mittel zur Erzeugung einer turbulenten Strömung auf der Luftseite aufweist, insbesondere, dass die Mittel von einer Stützstruktur für die Membran gebildet sind.15. The method according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the air humidifying means comprises means for generating a turbulent flow on the air side, in particular that the means are formed by a support structure for the membrane. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter mit der Membran derart angeordnet wird, dass das Wasser von unten nach oben entgegen der Schwerkraft an der Membran vorbeiströmt.16. The method according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the container is arranged with the membrane such that the water flows past the bottom against the gravity against the membrane. 17. Luftbefeuchtungsvorrichtung (10) umfassend eine wasserundurchlässige, wasserdampfdurchlässige hydrophobe Membran (1), welche Membran in einem Behälter (2) der Luftbefeuchtungsvorrichtung derart angeordnet ist, dass die Membran auf ihrer einen Seite von vorbeiströmendem Wasser einer Wasserführungsanordnung (3) der Luftbefeuchtungsvorrichtung beaufschlagbar ist, wobei die Wasserführungsanordnung mindestens eine steuerbare Wasserpumpe aufweist, und wobei die Membran auf ihrer anderen Seite mit einem Luftkanal (4) in dem Behälter in Kontakt ist, derart, dass die andere Seite der Membran von der Luft in dem Luftkanal beaufschlagbar ist, wobei die Luftbefeuchtungsvorrichtung mindestens einen Sensor am strömungsseitigen Ausgang des Luftkanals aufweist, welcher Sensor zur Messung der Menge von Wasserdampf in dem Luftstrom ausgestaltet ist, und wobei die Luftbefeuchtungseinrichtung eine Steueranordnung aufweist, welche zur Auswertung des Sensorsignals des Sensors zur Ermittlung des den Behälter verlassenden Wasserdampfmassenstroms und zur Steuerung der Wasserpumpe ausgestaltet ist, derart, dass der der an der Membran vorbeiströmende Wassermassenstrom in kg/h um einen Faktor X grösser einstellbar ist als der in dem Luftkanal aus der Membran austretende Wasserdampfmassenstrom in kg/h und wobei der Faktor X grösser als 5 ist.17. Air humidifying device (10) comprising a water-impermeable, water vapor-permeable hydrophobic membrane (1), which membrane in a container (2) of the humidification device is arranged such that the membrane is acted upon by one side of passing water of a water supply assembly (3) of the humidifying device wherein the water guide assembly comprises at least one controllable water pump, and wherein the membrane on its other side with an air channel (4) in the container in contact, such that the other side of the membrane is acted upon by the air in the air duct, wherein the Humidification device has at least one sensor on the flow-side outlet of the air duct, which sensor is configured for measuring the amount of water vapor in the air flow, and wherein the air humidification device has a control arrangement, which for evaluating the sensor signal of the sensor for determining the the water vapor mass flow leaving the container and designed to control the water pump, such that the water mass flow flowing past the membrane in kg / h by a factor X is greater than the water vapor mass flow in kg / h and leaving the membrane in the air duct Factor X is greater than 5. 18. Luftbefeuchtungsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung ausgestaltet ist, den Faktor X im Bereich von grösser als 10, insbesondere grösser als 20... und insbesondere im Bereich von 20 bis 250 einzustellen.18. Air humidifying device according to claim 17, characterized in that the controller is configured to set the factor X in the range of greater than 10, in particular greater than 20 ... and in particular in the range of 20 to 250. 19. Luftbefeuchtungsvorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftbefeuchtungsvorrichtung eine durch die Steueranordnung steuerbare Heizeinrichtung für das an der Membran vorbeiströmende Wasser aufweist und dass die Steuerung zur Einstellung einer Wassertemperatur des in den Behälter einströmenden Was- sers im Bereich von 20 Grad Celsius bis 60 Grad Celsius ausgestaltet ist, insbesondere zur Einstellung der Wassertemperatur im Bereich von 25 Grad Celsius bis 45 Grad Celsius ausgestaltet ist.19. Air humidifying device according to claim 17 or 18, characterized in that the humidifying device comprises a controllable by the control arrangement heating means for the flowing past the membrane water and that the control for setting a water temperature of the water flowing into the container in the range of 20 degrees Celsius is configured to 60 degrees Celsius, in particular for adjusting the water temperature in the range of 25 degrees Celsius to 45 degrees Celsius is configured. 20. Luftbefeuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Steueranordnung ausgestaltet ist, um den in dem Luftkanal aus der Membran austretenden Wasserdampfmassenstrom durch Beeinflussung der Temperatur des Wassermassenstroms zu steuern.20. Air humidifying device according to one of claims 17 to 19, characterized in that the control arrangement is designed to control the emerging in the air passage from the membrane water vapor mass flow by influencing the temperature of the water mass flow. 21. Luftbefeuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung ausgestaltet ist, um den in dem Luftkanal aus dem Membran austretenden Wasserdampfmassenstrom durch Beeinflussung des Faktors X zu steuern.21. Air humidifying device according to one of claims 17 to 20, characterized in that the control device is designed to control the exiting in the air duct from the membrane water vapor mass flow by influencing the factor X. 22. Luftbefeuchtungsvorrichtung nach den Ansprüchen 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Steueranordnung zur Steuerung des in dem Luftkanal aus der Membran austretenden Wasserdampfmassenstroms sowohl durch Beeinflussung der Wassertemperatur als auch durch Beeinflussung des Faktors X ausgestaltet ist und ferner dazu ausgestaltet ist, den Grad der Beeinflussung auf die eine und andere Weise in Abhängigkeit von der Wassertemperatur des zur Membran fliessenden Wassers durchzuführen.22. humidifying device according to claims 20 and 21, characterized in that the control arrangement for controlling the emerging in the air duct from the membrane water vapor mass flow is designed both by influencing the water temperature and by influencing the factor X and is further configured to the degree of Influencing one way or another depending on the water temperature of the water flowing to the membrane. 23. Luftbefeuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wassertemperatursensor vorgesehen ist, mit dem die Temperatur des in den Behälter einfliessenden Wassers ermittelbar ist und dessen Ausgangssignal mit der Steueranordnung verbunden ist.23. Air humidifying device according to one of claims 17 to 22, characterized in that a water temperature sensor is provided, with which the temperature of the water flowing into the container can be determined and whose output signal is connected to the control arrangement. 24. Luftbefeuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass diese zur kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Ergänzung des Wasserinhalts der Wasserführungsanordnung (3) ausgestaltet ist, insbesondere, dass die Steueranordnung ausgestaltet ist, um aufgrund des Sensorsignals die durch die Membran verdunstende Wassermenge zu ersetzen.24. Air humidifying device according to one of claims 17 to 23, characterized in that it is designed for continuous or discontinuous supplementation of the water content of the water guide assembly (3), in particular, that the control arrangement is configured to due to the sensor signal to the amount of water evaporating through the membrane replace. 25. Luftbefeuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserführungsanordnung einen Wasserkreislauf umfasst.25. Air humidifying device according to one of claims 17 to 24, characterized in that the water guide arrangement comprises a water cycle. 26. Luftbefeuchtungsvorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserkreislauf einen Wassertank umfasst, insbesondere, dass die Luftbefeuchtungsvorrichtung einen Wassertank mit einer Füllstandserkennung umfasst und/oder dass die Luftbefeuchtungsanordnung einen Wassertank mit einem in dessen Boden angeordneten offenbaren und schliessbaren Ablauf umfasst.26. Air humidifying device according to claim 25, characterized in that the water cycle comprises a water tank, in particular that the humidifying device comprises a water tank with a filling level detection and / or that the humidifying arrangement comprises a water tank with a disclosed in the bottom disclosed and closable drain. 27. Luftbefeuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung einen Fluid-Fluid-Wärmetauscher umfasst, insbesondere einen Wasser-Wasser-Wärmetauscher umfasst und/oder dass die Heizeinrichtung eine elektrische Wasserheizung umfasst.27. Air humidifying device according to one of claims 17 to 26, characterized in that the heating device comprises a fluid-fluid heat exchanger, in particular comprises a water-water heat exchanger and / or that the heating device comprises an electric water heater. 28. Luftbefeuchtungsvorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung, insbesondere die elektrische Wasserheizung, mindestens teilweise im Wassertank angeordnet ist.28. Air humidifying device according to claim 27, characterized in that the heating device, in particular the electric water heater, is at least partially disposed in the water tank. 29. Luftbefeuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran eine hydrophobe, mikroporöse Membran mit einem nominellen Porendurchmesser im Bereich von 0.05 bis 0.25 Mikrometer und bevorzugt mit einem nominellen Porendurchmesser von 0.1 Mikrometer bis 0.2 Mikrometer ist.29. Air humidifying device according to one of claims 17 to 28, characterized in that the membrane is a hydrophobic, microporous membrane with a nominal pore diameter in the range of 0.05 to 0.25 microns, and preferably with a nominal pore diameter of 0.1 microns to 0.2 microns. 30. Luftbefeuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftbefeuchtungsvorrichtung Mittel zum Einblasen von Luft in den Wasserstrom vor oder beim Eintritt des Wassers in den Behälter aufweist und insbesondere, dass die Steueranordnung zur Steuerung der Mittel zum Einblasen von Luft ausgestaltet und zur kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Einblasung von Luft auf der Wasserseite ausgestaltet ist.30. Air humidifying device according to one of claims 17 to 29, characterized in that the humidifying device comprises means for blowing air into the water flow before or at the inlet of the water into the container and in particular that the control arrangement designed to control the means for blowing in air and designed for continuous or discontinuous injection of air on the water side. 31. Luftbefeuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftbefeuchtungsvorrichtung Mittel zur Erzeugung einer turbulenten Strömung auf der Luftseite aufweist, insbesondere, dass das Mittel zur Erzeugung einer turbulenten Strömung auf der Luftseite von einer Struktur zur Verstärkung der Membrane gebildet ist.31. Air humidifying device according to one of claims 17 to 30, characterized in that the air humidifying means comprises means for generating a turbulent flow on the air side, in particular that the means for generating a turbulent flow on the air side of a structure for reinforcing the membrane is formed , 32. Luftbefeuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter mit der Membran derart angeordnet ist, dass das Wasser von unten nach oben entgegen der Schwerkraft an der Membran vorbeiströmt.32. Air humidifying device according to one of claims 17 to 31, characterized in that the container is arranged with the membrane such that the water flows from bottom to top against the force of gravity on the membrane. 33. Membrananordnung für eine Luftbefeuchtungsvorrichtung, insbesondere für eine Luftbefeuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 32, wobei das Membranmaterial (40) der Membrananordnung ein hydrophobes, mikroporöse Material ist, insbesondere ein Material mit einem nominellen Porendurchmesser im Bereich von 0.05 und 0.25 Mikrometer ist, insbesondere ein Material mit einem nominellen Porendurchmesser von 0.1 bis 0.2 Mikrometer ist, und insbesondere aus Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Polyvinylidenfluorid (PVDF) oder Polypropylen (PP) oder Polyurethan (PU) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Membranmaterial flächig angeordnet ist und mit seinem Rand (44) in einem Spannrahmen (42) befestigt ist, wobei die Rahmenstege über ihren Querschnitt gesehen mindestens teilweise aus einem spritzgiessbaren Kunststoff gebildet sind und die Membran an den Stegen befestigt ist, indem sie mit ihren Randbereichen von dem Kunststoff umgeben ist, oder dass das Membranmaterial mit seinem Rand an der Aussenseite eines Spannrahmens aufliegend an diesem durch Laminierung oder Klebung befestigt ist.33. Membrane arrangement for an air humidification device, in particular for an air humidification device according to one of claims 17 to 32, wherein the membrane material (40) of the membrane arrangement is a hydrophobic, microporous material, in particular a material with a nominal pore diameter in the range of 0.05 and 0.25 microns, in particular a material with a nominal pore diameter of 0.1 to 0.2 microns, and in particular of polytetrafluoroethylene (PTFE) or polyvinylidene fluoride (PVDF) or polypropylene (PP) or polyurethane (PU) is formed, characterized in that the membrane material is arranged flat and with its edge (44) is fixed in a clamping frame (42), wherein the frame webs are seen over their cross-section at least partially formed of an injection-moldable plastic and the membrane is attached to the webs by being surrounded with their edge regions of the plastic, or that the membrane material mi t its edge on the outside of a clamping frame resting on this by lamination or gluing is attached. 34. Membrananordnung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Membranfläche durch eine äussere Stützstruktur aus einem zum Membranmaterial unterschiedlichen Material verstärkt ist, oder dass die Membranfläche durch eine Stützstruktur aus demselben Material wie die Membran verstärkt ist.34. Membrane arrangement according to claim 33, characterized in that the membrane surface is reinforced by an outer support structure of a different material to the membrane material, or that the membrane surface is reinforced by a support structure made of the same material as the membrane. 35. Membrananordnung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran auf die äussere Stützstruktur auflaminiert ist oder, dass die Membran auf einer äusseren Stützstruktur lose aufliegt.35. Membrane arrangement according to claim 34, characterized in that the membrane is laminated onto the outer support structure or that the membrane rests loosely on an outer support structure. 36. Membranordnung nach einem der Ansprüche 33 bis 35, wobei diese eine innere Stützstruktur aufweist, auf welche die Membranflächen mit einem Teil ihrer wasserseitigen Fläche auflaminiert oder aufgeklebt sind.36. Membrane structure according to one of claims 33 to 35, wherein it has an inner support structure on which the membrane surfaces are laminated or glued to a part of their water-side surface. 37. Verfahren zur Herstellung einer Membrananordnung nach einem der Ansprüche 33 bis 36, wobei die Rahmenstege über ihren Querschnitt gesehen mindestens teilweise aus einem Kunststoff spritzgegossen werden, wobei die Membran an den Stegen befestigt wird, indem sie mit ihren Randbereichen direkt beim Spritzgiessprozess in die Rahmenstege eingegossen wird.37. A method for producing a membrane arrangement according to one of claims 33 to 36, wherein the frame webs are viewed over their cross section at least partially injection molded from a plastic, wherein the membrane is attached to the webs by directly with their edge regions during the injection molding process in the frame webs is poured.
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