DE10007523C2 - Verfahren zur Luftbehandlung mit Ionen sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur Luftbehandlung mit Ionen sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Luftbehandlung mit Ionen, wobei die Ionisation durch elektrische Entladung in Ionisationsröhren oder in Koronaentladungen erfolgt, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
In der DE 43 34 956 A1 sind ein Verfahren zur Luftbehandlung mit Ionen und eine Vor­ richtung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben, mit denen die Langzeitstabilität des Ionisationsapparates erhöht wird, weil die Entladungsspannung in einem optimalen Bereich bleiben kann, in dem die Schwelle zur übermäßigen Ozonerzeugung stets unter­ schritten bleibt. Wie bei guter Luft in der Natur, wird mit dem vorbeschriebenen Ver­ fahren und der vorbeschriebenen Vorrichtung eine Mindestintensität an O2-Ionen von etwa 5% als unterem Prozeßgrenzwert technisch als relevanter, natürlicher Wert ein­ gehalten.
Mit den dort verwendeten Sensoren, nämlich einem Luftqualitätssensor, einem Luft­ strömungsfühler und einem Luftfeuchtefühler kann die Einhaltung der Mindestintensität an O2-Ionen von etwa 5% als unterem Prozeßgrenzwert in einem Lastbereich im we­ sentlichen eingehalten werden.
Beim Auftreten äußerer Störquellen, nämlich einer Ozonlast von außen, beispielsweise bei Smog, durch Sonneneinstrahlung, verschiedene Situationen in der Natur, z. B. eine sehr trockene Luft nach einem Gewitter oder beim Auftreten innerer Störquellen, bei­ spielsweise in Form elektrischer Geräte, z. B. medizinischer Geräte, Kopiergeräte etc. kann die Ozonbelastung in der Zuluft im Extremfall in unerwünschtem Maß ansteigen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der eingangs genannten Gattung so weiterzubilden, dass die Ozonbelastung einen bestimmten Grenzwert mit absoluter Sicherheit nicht übersteigt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen 1 und 7 aufgeführten Merkmale gelöst.
Die Erfindung weist gegenüber dem Bekannten die Vorteile auf dass die Stabilität des Ionisationsapparats bei allen Betriebszuständen stets exakt eingehalten wird, weil die Vorrichtung auch in Abhängigkeit eines in der Zuluftleitung liegenden Ozonsensors situationsgerecht nachgeregelt wird. Wird der bestimmte Ozongrenzwert tatsächlich überschritten, wird eine Maßnahme zu einem wirksamen Abbau der Ozonlast eingeleitet und durchgeführt. Dementsprechend findet also eine Überwachung der Ozonbelastung statt.
Ferner ist es vorteilhaft, dass durch gezielte Nutzung der Umluft elektrische Energie in erheblichem Umfang eingespart wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung hervor.
Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung erläutert. Die Zeichnung zeigt schematisch die erfindungsgemäße Vorrichtung.
Ein Raum 9 soll bzw. mehrere Räume sollen mit behaglicher Raumluft versorgt werden. Dementsprechend endet eine Zuluftleitung 8 in dem Raum 9 bzw. mehreren Räumen, und von ihm bzw. ihnen führt eine Umluftleitung 10 weg.
An die von dem Raum 9 bzw. mehreren Räumen kommende Umluftleitung 10 ist eine Abluftleitung 14 angeschlossen.
Die Zuluftleitung 8 kommt von einem Luftaufbereitungsgerät 2, an das eine Außenluft­ leitung 1, eine Abluftleitung 13 und die vom Raum 9 bzw. mehreren Räumen kommen­ de Umluftleitung 10 angeschlossen sind.
Die Vorrichtung umfaßt auch ein elektrisches Steuergerät 12, das seine elektrische Energie über Leitungen 15, 16, die mit einem (in der Zeichnung nicht dargestellten) Zuluftventilator geschaltet werden, aus Netzleitungen 17, 18 bezieht. Das Steuergerät 12 steuert über eine Steuerleitung 22 einen Ionisationsapparat 3 bzw. mehrere Ionisationsapparate, der bzw. die in die von dem Luftaufbereitungsgerät 2 kommende und zu dem Raum 9 bzw. mehreren Räumen führende Zuluftleitung 8 einge­ schaltet ist bzw. sind. Hierzu erhält das elektrische Steuergerät 12 über eine Signallei­ tung 19 Informationen von einem Luftqualitätssensor 11, der in die von dem Raum 9 bzw. mehreren Räumen kommende und zu dem Luftaufbereitungsgerät 2 führende Um­ luftleitung 10 eingeschaltet ist, ferner über eine Signalleitung 20 von einem Luftströ­ mungsfühler 4 und über eine Signalleitung 21 von einem Luftfeuchtefühler 5. Der Luft­ strömungsfühler 4 und der Luftfeuchtefühler 5 sind in die von dem Luftaufbereitungsge­ rät 2 kommende und zu dem Raum 9 bzw. mehreren Räumen führende Zuluftleitung 8 eingeschaltet.
Der Luftströmungsfühler 4 stellt die Strömungsgeschwindigkeit in der Zuluftleitung 8 fest.
Der Luftfeuchtefühler 5 stellt die relative Luftfeuchte in der Zuluftleitung 8 fest. In die Zuluftleitung 8 ist ferner ein Ozonsensor 24 eingeschaltet, der die tatsächliche Ozonlast in der Zuluft überwacht und bei Annäherung sowie Überschreitung eines vor­ gegebenen Grenzwerts Steuersignale über eine Signalleitung 25 dem elektrischen Steu­ ergerät 12 mitteilt.
In der Außenluftleitung 1 liegt ferner ein weiterer Luftqualitätssensor 26, der über eine Signalleitung 23 mit dem Steuergerät 12 elektrisch in Verbindung steht. Der Luftquali­ tätssensor 26 soll die Außenluftqualität berücksichtigen, insbesondere auf mehr oder weniger starke Belastung der Außenluft mit VOC, also flüchtigem Kohlenwasserstoff, reagieren.
Die dem Ionisationsapparat 3 bzw. mehreren Ionisationsapparaten vom Steuergerät 12 zugeführte, elektrische Leistung ist variabel und hängt von den Werten ab, welche der Luftströmungsfühler 4, der Luftfeuchtefühler 5, der Luftqualitätssensor 11, der Ozonsensor 24 und/oder der Luftqualitätssensor 26 dem Steuergerät 12 liefern.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Luftqualitätssensor 11 ein Zinndi­ oxid-Gassensor, der die flüchtigen oxidierbaren Raumluftbestandteile detektiert. Im Steuergerät 12 werden Signale von Luftqualitätssensor 11, Luftströmungsfühler 4, Luft­ feuchtefühler 5 und Ozonsensor 24 so miteinander verknüpft, dass die Vorrichtung mit jeweils höherer Leistung gefahren wird, wenn höherer Luftmengenbedarf oder/und grö­ ßerer Feuchtebedarf oder/und größere Raumbelastung auftritt bzw. auftreten bzw. daß die angestrebte Mindestintensität an O2-Ionen von etwa 5% als unterem Pro­ zeßgrenzwert für den Raum 9 bzw. mehrere Räume eingestellt wird.
Es erfolgen eine Gewichtung der einzelnen Parameter und eine Verknüpfung als Summe der einzelnen Vektoren. Es findet eine Verknüpfung als Produkt aus den einzelnen Be­ trägen oder eine andere mathematische Behandlung statt, so dass die Vorrichtung je­ weils mit entsprechender Leistung betrieben wird.
Überschreitet die Ozonlast tatsächlich den betreffenden, vorgegebenen Grenzwert, so wird über das Steuergerät 12 sofort eine bestimmte Impulsrate auf einen oder mehrere Ionisationsapparate 3 gegeben, die sogar die O3-Verbindung (Ozon) in freie Radikale und dann in natürliche O2-Cluster zurückführt. Dementsprechend findet ein wirksamer Abbau von O3 statt.
Die ungefähren Größenordnungen, bei denen eine Ozon-Regulierung stattfindet, sind folgende:
von 0 . . . . . . 0,06 ppm normaler Betrieb,
von 0,06 . . . 0,08 ppm Ionisationsintensität wird um 50% abgesenkt.
Bei über 0,08 ppm wird der Ionisationsapparat 3 automatisch auf eine definierte Impuls­ rate eingestellt, welche die Ozonlast sofort reduziert. Ozon wird also wirksam abgebaut.
Der Ionisationsapparat 3 bzw. mehrere Ionisationsapparate wird bzw. werden in seiner bzw. ihrer Leistung über Spannungs-Impulsraten geregelt. Dadurch wird gewährleistet, dass die Spannung bei der Entladung konstant bleibt, und damit die für den Gesamtpro­ zeß bedeutenden, funktionellen Daten stabil sind, aber regelbar bleiben. Dies ist im ein­ zelnen in der DE 43 34 956 A1 beschrieben.
Ferner ist das Verfahren auch so gestaltet, dass selbst dann eine Mindest- Ionisationsleistung aufrechterhalten wird, wenn extrem niedrige Prozeßdaten vorliegen. Extrem niedrige Prozeßdaten würden dann vorliegen, wenn die Sensoren 4, 5, 11, 24 und 26 dem Steuergerät 12 signalisieren würden, daß an sich keine Ionisationsleistung erfolgen müßte. Dies dient der Schaffung einer natürlichen Behaglichkeit der Raumluft.
Die Erfindung besteht vor allem darin, dass situationsgerecht über eine prozeßorientierte Regelung stets in optimalem Umfang eine O2-Ionisation erfolgt. Bei einer sehr stark belasteten Raum- bzw. Umluft wird der Arbeitstakt häufiger aktiviert, und bei einer geringeren Belastung entsprechend seltener. Aber selbst eine sehr gute Luftsituation wird stets noch eine O2-Ionisation von mindestens 5% entsprechend den Verhältnissen in der Natur zulassen.
Während des Betriebs der Vorrichtung wird über die Abluftleitung 14 nur eine minima­ le Menge an Abluft abgeführt, der eine entsprechende Menge an Außenluft gegenüber­ steht' die dann über die Außenluftleitung 1 zugeführt wird. Damit ist eine gezielte Nut­ zung der Umluft zum Zweck der Energieeinsparung erreichbar.
Bezugszeichen
1
Außenluftleitung
2
Luftaufbereitungsgeräte
3
Ionisationsapparat
4
Luftströmungsfühler
5
Luftfeuchtefühler
8
Zuluftleitung
9
Raum
10
Umluftleitung
11
Luftqualitätssensor
12
Steuergerät
13
Abluftleitung
14
Abluftleitung
15
Leitung
16
Leitung
17
Netzleitung
18
Netzleitung
19
Signalleitung
20
Signalleitung
21
Signalleitung
22
Steuerleitung
23
Signalleitung
24
Ozonsensor
25
Signalleitung
26
Luftqualitätssensor

Claims (9)

1. Verfahren zur Luftbehandlung mit Ionen, wobei die Ionisation durch elektrische Entladung in Ionisationsröhren oder in Koronaentladungen erfolgt, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Höhe der Ionisationsleistung von einem elektrischen Steuergerät (12) abhängig von den durch Sensoren, nämlich einen Luftströ­ mungsfühler (4), einen Luftfeuchtefühler (5), einen Luftqualitätssensor (11), ei­ nen Ozonsensor (24) und/oder einen Luftqualitätssensor (26) ermittelten Werten
  • a) oxidierbare Luftbestandteile in der zu behandelnden Luft,
  • b) relative Luftfeuchte in der zu behandelnden Luft,
  • c) Strömungsgeschwindigkeit bzw. Volumenstrom der zu behandelnden Luft,
  • d) Ozonlast in der Zuluft, und
  • e) Mindestintensität an O2-Ionen von etwa 5% als unterem Prozeßgrenzwert
bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionisationsleistung durch logische Verknüpfung der genannten Sensordaten in dem Sinne erfolgt, dass die Ionisationsleistung ansteigt, wenn
  • a) ein höherer Anteil an oxidierbaren Luftbestandteilen,
  • b) ein höherer Anteil relativer Luftfeuchte,
  • c) eine höhere Luftgeschwindigkeit,
von den Sensoren festgestellt wird oder werden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionisierungsleistung mindestens von einem der genannten Sensordaten beeinflußt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionisationsintensität zunächst auf die Hälfte gesenkt wird, wenn der Ozonsensor (24) einen Anstieg der Ozonlast in der Zuluftleitung (8) bis zu einem Vorstu­ fenwert registriert, und sofort eine Maßnahme zur Senkung der Ozonlast einge­ leitet wird, übersteigt die Ozonlast in der Zuluftleitung (8) dennoch einen Grenzwert.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Aufrecht­ erhaltung einer Mindest-Ionisationsleistung bei extrem niedrigen Prozeßdaten.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Reduzierung der Ozonlast das elektrische Steuergerät (12) dem Ionisationsapparat (3) bzw. Ionisationsapparaten eine bestimmte Impulsrate zuleitet, so dass wirksam eine Aufspaltung in freie O-Radikale eingeleitet wird und als Folge davon molekulare Sauerstoff-Cluster entstehen.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 6, wobei an den Raum (9) oder mehreren Räumen, dem oder denen behandelte Luft zugeführt werden soll, eine behandelte Luft zuführende Zuluftleitung (8) sowie ei­ ne auf zubereitende Luft abführende Umluftleitung (10) mit bedarfsweise öffenba­ rer Abluftleitung (14) angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Um­ luftleitung (10), in die ein Luftqualitätssensor (11) eingeschaltet ist, über ein Luft­ aufbereitungsgerät (2) mit der Zuluftleitung (8) verbunden ist, in die ein Ionisati­ onsapparat (3) oder mehrere Ionisationsapparate, ein Luftströmungsfühler (4), ein Luftfeuchtefühler (5) und ein Ozonsensor (24) eingeschaltet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftqualitätssensor (11), der Luftströmungsfühler (4), der Luftfeuchtefühler (5) und der Ozonsensor (24) über Signalleitungen (19, 20, 21, 25) funktionell mit dem Steuergerät (12) der Vorrichtung verbunden sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ionisationsapparat (3) oder mehrere Ionisationsapparate durch das Steuergerät (12) in seiner oder ihrer Leistung gesteuert wird oder werden.
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