DE102004063840B3

DE102004063840B3 - Verfahren zur Klimatisierung eines Raumes und Kaltluft-Kältemaschinen-Anlagen zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102004063840B3
Application number: DE200410063840
Authority: DE
Inventors: Ulrich Deh
Original assignee: Deh Ulrich Dr-Ing
Current assignee: Deh Ulrich Dr-Ing
Priority date: 2004-12-23
Filing date: 2004-12-23
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2024-12-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klimatisierung eines Raumes und eine zwischen Kühlbetrieb und Wärmepumpenbetrieb umschaltbare Kaltluft-Kältemaschinen-Anlage zur Durchführung des Verfahrens. Die erfindungsgemäße Lösung erlaubt eine ganzjährige Klimatisierung und kann sowohl bei der Klimatisierung von Räumen in Bauwerken als auch bei der Klimatisierung von Fahrgasträumen in Fahrzeugen mit Vorteil angewendet werden. DOLLAR A Bekannte Verfahren und Anlagen zur Klimatisierung eines Raumes unter Verwendung einer Kaltluft-Kältemaschinen-Anlage realisieren keine echte Klimatisierung im Sinne der Schaffung eines definierten Behaglichkeitsklimas. Dies wird mit der erfindungsgemäßen Lösung auf effektive Weise dadurch erreicht, dass im Kühlbetrieb die zu klimatisierende Raumluft ggf. unter Zumischung von Frischluft als Prozessluft verdichtet und danach ein Teil der Verdichtungswärme an die Umgebung abgeführt und ein anderer Teil zur Erwärmung der zu klimatisierenden Prozessluft verwendet wird und die Prozessluft in einer Entspannungsmaschine (2) so weit abgekühlt wird (theta¶4¶), dass in einem nachfolgenden Kondensatabscheider (6) soviel Kondensat abgeschieden wird, dass die in der Prozessluft verbleibende, gelöste Wassermenge nach der Erwärmung der Prozessluft auf die voreingestellte Raumtemperatur (theta¶5¶) des Klimaraumes (13) eine relative Luftfeuchte (phi¶5¶) ergibt, die im Behaglichkeitsbereich liegt. Die erfindungsgemäße Anlage kann durch Umschalten mehrerer Ventile (9 bis 12) vom ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klimatisierung eines Raumes und eine zwischen Kühlbetrieb und Wärmepumpenbetrieb umschaltbare Kaltluft-Kältemaschinen-Anlage zur Durchführung des Verfahrens. Die erfindungsgemäße Lösung erlaubt eine ganzjährige Klimatisierung und kann sowohl bei der Klimatisierung von Räumen in Bauwerken als auch bei der Klimatisierung von Fahrgasträumen in Fahrzeugen mit Vorteil angewendet werden.
Die Anwendung von Kaltluft Kältemaschinen-Anlagen, die zwischen Kühlbetrieb und Wärmepumpenbetrieb umgeschaltet werden können und so je nach Bedarf zur Kühlung bzw. Heizung eines Raumes verwendet werden, ist aus dem Stand der Technik bekannt. Bekannt sind in diesem Zusammenhang auch die besonderen Vorteile von Kaltluft-Kältemaschinen-Anlagen gegenüber Kaltdampf-Kältemaschinen-Anlagen aufgrund des Verzichtes auf ein im geschlossenen Kreislauf zu führendes spezielles Kältemittel. Gleichsam bekannt ist der Nachteil eines deutlich höheren Energiebedarfes von Kaltluft-Kältemaschinen-Anlagen, der zwar durch die Rückgewinnung eines Teiles der Verdichtungsarbeit durch die Kopplung der Welle des Verdichters und der der Entspannungsmaschine gemindert wird, jedoch letztlich einer effektiven Anwendung von Kaltluft-Kältemaschinen zur Klimatisierung von Räumen entgegensteht.

In der DE 43 08 630 C1 wird ein kombinierter Kaltluftmaschinenkühl- und -heizprozess beschrieben, wobei zur Kühlung dem Klimaraum entnommene Raumluft mittels in einem offenen Kreislauf erzeugter Prozessluft gekühlt und anschließend in den Klimaraum zurückgeführt wird, während zur Heizung Frischluft als Prozessluft unter Nutzung des Wärmegehalts der Raumabluft erwärmt und direkt in den Klimaraum eingeleitet wird.

In der DE 43 44 968 A1 wird ein Kaltluft-Kältemaschinen-Wärmepumpen-System zur Klimatisierung eines Reisezugwagens beschrieben, bei dem zur Kühlung in einem geschlossenen Prozess mit einer Kaltluft-Kältemaschine erzeugte Kaltluft zum einen in einem ebenfalls geschlossenen Prozess zur Kühlung der Wandisolation des Reisezugwagens und zum anderen zur Kühlung der Raumluft des Reisezugwagens verwendet wird, während zur Heizung die Kaltluft Kältemaschine als Wärmepumpe arbeitet und in einem geschlossenen Prozess die Wandisolation beheizt wird und eine Beheizung der Raumluft des Reisezugwagens erfolgt.

Weiterhin ist aus der DE 43 03 219 A1 eine Kaltluft-Kältemaschinen-Anlage bekannt, die insbesondere bei der Klimatisierung von Reisezugwagen Anwendung finden soll. Bei dieser Anlage wird im Kühlbetrieb Zuluft, die aus Außen-, aber auch aus Außen- und Umluft bestehen kann, in einer zweistufigen offenen Kaltluft Kältemaschine gekühlt. Im Heizbetrieb arbeitet die Kaltluft Kältemaschine als Wärmepumpe, wobei die Zuschaltung eines dritten Wärmeübertragers möglich ist, mit dem der Umgebung zusätzlich Wärme entzogen werden kann. Die besondere Eignung der hier beschriebenen Anlage für die Klimatisierung von Reisezugwagen ergibt sich aus der Führung der Zuluft über zwei Verdichter, mehrere Wärmeübertrager, eine Luftentspannungsturbine, Luftkanäle und mehrere Stellventile, wodurch von außen auftretende Druckstöße abgebaut werden.

Schließlich ist aus der DE 28 31 129 A1 eine Belüftungs- oder Klimaanlage für ein Fahrzeug bekannt, bei der aus dem Klimaraum abgesaugte Raumluft mittels eines zweistufigen Kompressors verdichtet, anschließend gekühlt, danach über eine Turbine entspannt und schließlich nach einer Entwässerung und ggf. einer Filterung in den Klimaraum zurückgeführt wird.

In keiner der vorbeschriebenen Lösungen des Standes der Technik erfolgt eine echte Klimatisierung, das heißt die Schaffung eines Behaglichkeitsklimas im Klimaraum.

Aufgabe der Erfindung ist deshalb die Entwicklung eines effizienten Verfahrens zur Realisierung eines definierten Behaglichkeitsklimas in einem zu klimatisierenden Raum und einer Kaltluft-Kältemaschinen-Anlage zur Durchführung des Verfahrens.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren, das die Merkmale des Patentanspruches 1 umfasst, gelöst. In den Patentansprüchen 2 bis 4 werden vorteilhafte Weiterentwicklungen bzw. Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben. Die Aufgabe wird ferner durch eine Kaltluft-Kältemaschinen-Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dem 5., 6. oder 7. Patentanspruch gelöst.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird im Kühlbetrieb dem Klimaraum entnommene, ggf. mit Frischluft versetzte Raumluft oder auch ausschließlich Frischluft zunächst als Prozessluft in einem Verdichter verdichtet. Der verdichteten und dadurch erwärmten Prozessluft wird dann eine Teilmenge der Verdichtungswärme durch Kühlung mit Außenluft entzogen. Eine andere Teilmenge der Verdichtungswärme der verdichteten Prozessluft wird zur Erwärmung der dem Klimaraum zuzuleitenden Prozessluft verwendet, wodurch eine weitere Kühlung der verdichteten Prozessluft erfolgt. Die verdichtete und gekühlte Prozessluft wird dann in einer Entspannungsmaschine entspannt und dadurch bis zu einer Temperatur ϑ₄ abgekühlt. Die Temperatur ϑ₄ ist so bemessen, dass nach Abscheidung des bei dieser Temperatur ϑ₄ ausfallenden Kondensates in einem Kondensatabscheider eine solche Wassermenge in der Prozessluft gelöst bleibt, dass sich nach Erwärmung der entspannten Prozessluft auf die zur Klimatisierung des Klima raumes voreingestellte, gewünschte Solltemperatur eine als behaglich empfundene relative Luftfeuchte zwischen 45 % und 65 % einstellt. Die erwärmte Prozessluft wird dann ggf. nach einer Filterung dem Klimaraum zugeführt.

Im Kühlbetrieb wird die zu behandelnde Luft in einem offenen Kreislauf als Prozessluft geführt. Es erfolgt eine echte Klimatisierung, indem sowohl die Temperatur als auch die relative Luftfeuchtigkeit der behandelten, dem Klimaraum zugeführten Luftgeregelt werden. Durch die Nutzung eines Teiles der Verdichtungswärme für die Erwärmung der behandelten Luft ist das Verfahren besonders wirtschaftlich.

Die Kühlung der verdichteten und dadurch erwärmten Prozessluft kann bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens derart erfolgen, dass der verdichtete und erwärmte Prozessluftstrom in zwei Teilströme aufgeteilt wird, von denen einer durch die Sekundärseite eines primärseitig mit Außenluft gekühlten Wärmetauschers geleitet und ihm dadurch eine vorbestimmte Wärmemenge entzogen wird, während der zweite Teilluftstrom durch die Primärseite eines zur Erwärmung der dem Klimaraum zuzuleitenden Prozessluft geführt und diesem Teilluftstrom dadurch eine ebenfalls vorbestimmte Wärmemenge entzogen wird. Nach der Kühlung beider Teilluftströme der Prozessluft werden diese wieder zusammengeführt und wie beschrieben in einer Entspannungsmaschine entspannt und auf die Temperatur ϑ₄ abgekühlt.

Bei einer anderen Ausgestaltung des Verfahrens werden der verdichteten und dadurch erwärmten Prozessluft nacheinander zuerst durch Kühlung mit Außenluft eine erste Teilwärmemenge und danach durch Erwärmung der entspannten Prozessluft eine zweite Teilwärmemenge entzogen.

Im Heizbetrieb erfolgt eine Erwärmung von dem Klimaraum entnommener, ggf. mit Frischluft versetzter Raumluft, indem diese durch den Sekundärkreislauf eines Wärmetauschers geführt wird, durch dessen Primärkreislauf verdichtete und damit erwärmte Außenluft geführt wird. Nach der Erwärmung auf die vorbestimmte Solltemperatur wird die Luft ggf. durch einen Filter dem Klimaraum zugeführt. Die durch den Primärkreislauf des Wärmetauschers geführte Außenluft wird nach Verlassen des Wärmetauschers entspannt und in die Umgebung zurückgeleitet.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit einer zwischen Kühlbetrieb und Wärmepumpenbetrieb umschaltbaren Kaltluft-Kältemaschinen-Anlage, wie sie in den Ansprüchen 5 bis 7 beschrieben ist, durchgeführt werden.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles zur Klimatisierung eines Wohnraumes näher erläutert werden.
Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in
1 eine erste Grundanordnung einer Kaltluft-Kältemaschinen-Anlage im Kühlbetrieb, in
2 die erste Grundanordnung einer Kaltluft-Kältemaschinen-Anlage im Heizbetrieb, in
3 eine zweite Grundanordnung einer Kaltluft-Kältemaschinen-Anlage im Kühlbetrieb und in
4 die zweite Grundanordnung einer Kaltluft-Kältemaschinen-Anlage im Heizbetrieb.
Die in 1 gezeigte erste Grundanordnung einer erfindungsgemäßen Kaltluft-Kältemaschinen-Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist einen motorisch angetriebenen Verdichter 1, eine Entspannungsmaschine 2, einen ersten Wärmetauscher 3, einen zweiten Wärmetauscher 4, einen motorisch angetriebenen Lüfter 5, einen Kondensatabscheider 6, ein Filterelement 7 sowie ein stellbares 3-Wegeventil 8, ein 4-Wegeventil 9, ein steuerbares 3-Wegeventil 10 und zwei 3-Wegeventile 11 und 12 auf.
Im Kühlbetrieb ist die Saugseite des Verdichters 1 über das 4-Wegeventil 9 und das stellbare 3-Wegeventil 8 je nach Stellung des stellbaren 3-Wegeventiles 8 mit dem Klimaraum 13 und/oder der Außenluft verbunden. Die Druckseite des Verdichters 1 ist über das steuerbare 3-Wegeventil 10 zum einen mit dem Eingang der Sekundärseite des ersten Wärmetauschers 3 und zum anderen mit dem Eingang der Primärseite des zweiten Wärmetauschers 4 verbunden. Die entsprechenden Ausgänge der Wärmetauscher 3 und 4 sind miteinander und mit dem Eingang der Entspannungsmaschine 2 verbunden. Der Ausgang der Entspannungsmaschine 2 ist über das Dreiwegeventil 12 und den Kondensatabscheider 6 mit dem Eingang der Sekundärseite des zweiten Wärmetauschers 4 verbunden. Der Ausgang der Sekundärseite des zweiten Wärmetauschers 4 führt über das Filterelement 7 in den Klimaraum 13. Die Saugseite des motorisch angetriebenen Lüfters 5 ist über das 4-Wegeventil 9 mit der Außenluft, die Druckseite mit dem Eingang der Primärseite des ersten Wärmetauschers 3 verbunden. Der Ausgang der Primärseite des ersten Wärmetauschers 3 führt über das Dreiwegeventil 11 zur Außenluft.
Mittels des Verdichters 1 wird als Prozessluft je nach Stellung des stellbaren 3-Wegeventiles 8 Raumluft aus dem Klimaraum 13 und/oder Außenluft angesaugt, verdichtet und der Sekundärseite des ersten Wärmetauschers 3 sowie der Primärseite des zweiten Wärmetauschers 4 zugeführt. Die Aufteilung der verdichteten und erwärmten Prozessluft erfolgt dabei durch das steuerbare 3-Wegeventil 10. Der auf der Sekundärseite des Wärmetauschers 3 eingeleitete erste Prozessluftteilstrom wird hier mit Außenluft gekühlt. Die dem Prozessluftteilstrom dabei entzogene Wärmemenge ist über die durch den motorisch angetriebenen Lüfter 5 geförderte Außenluftmenge steuerbar. Im Wärmetauscher 4 wird Wärme vom zweiten Prozessluftteilstrom auf die dem Klimaraum zuzuführende Prozessluft übertragen. Beide Prozessluftteilströme werden nach Verlassen der Wärmetauscher 3 und 4 und der in den Wärmetauschern 3 und 4 erfolgten Abkühlung wieder zusammengeführt und gelangen in die Entspannungsmaschine 2. Hier wird die verdichtete Prozessluft entspannt und dadurch soweit abgekühlt, dass im nachfolgenden Kondensatabscheider 6 soviel Kondensat aus der Prozessluft abgeschieden wird, dass die in der Prozessluft verbleibende Wassermenge nach der Erwärmung der Prozessluft beim Durchleiten durch die Sekundärseite des Wärmetauschers 4 auf die zur Klimatisierung des Klimaraumes 13 voreingestellte Solltemperatur eine als behaglich empfundene relative Luftfeuchte ergibt. Die im Wärmetauscher 4 erwärmte Prozessluft wird durch das Filterelement 7 geleitet und danach dem Klimaraum 13 zugeführt. Die Prozessluft wird in einem offenen Kreislauf geführt, wobei der Klimaraum 13 so gestaltet ist, dass ein infolge des Zumischens von Außenluft über das stellbare 3-Wegeventil 8 auftretender Prozessluftüberschuss aus dem Klimaraum 13 entweichen kann. Das Verfahren wird durch eine nicht dargestellte Regeleinrichtung so geführt, dass die voreingestellten Sollwerte von Temperatur und relativer Luftfeuchte im Klimaraum 13 weitgehend konstant gehalten werden. Stellgrößen des Regelprozesses sind dabei die Verdichterleistung, die Stellung des steuerbaren 3-Wegeventiles 10 zur Aufteilung der verdichteten Prozessluft auf die beiden Wärmetauscher 3 und 4 sowie die von Lüfter 5 geförderte Außenluftmenge. Um vom Verdichter 1 angesaugte Prozessluft mit einer Temperatur ϑ₁ – 32 °C und einer relativen Luftfeuchte φ₁ – 85 % auf eine Solltemperatur ϑ₅ – 22 °C mit einer relativen Luftfeuchte φ₅ – 57 % zu klimatisieren, ist wie folgt zu verfahren: Die angesaugte Prozessluft wird im Verdichter 1 soweit verdichtet, dass ihre Temperatur auf ϑ₂ – 85 °C ansteigt. Mittels des steuerbaren 3-Wegeventiles wird der verdichtete und erwärmte Prozessluftstrom so aufgeteilt, dass 2/3 des Prozessluftstromes durch die Sekundärseite des Wärmetauschers 3 und 1/3 des Prozessluftstromes durch die Primärseit des Wärmetauschers 4 strömen. Die mit dem Lüfter 5 geförderte Außenluftmenge wird so bemessen, dass sich nach dem Zusammenführen beider Prozessluftteilströme am Eingang der Entspannungsmaschine eine Temperatur ϑ₃ – 60 °C, bei einem Druck p ≈ 1,7 bar einstellt. In der Entspannungsmaschine 2 erfolgt eine Abkühlung der Prozessluft auf eine Temperatur ϑ₄ – 13 °C. Bei dieser Temperatur ϑ₄ – 13 °C reduziert sich die absolute Feuchte der Prozessluft im nachfolgenden Kondensatabscheider 6 auf x₄ – 9,5 g Wasserdampf/kg Luft. Nach der sich anschließenden Erwärmung der Prozessluft im Wärmetauscher 4 auf die Solltemperatur ϑ₅ – 22 °C beträgt die relative Luftfeuchte der Prozessluft φ₅ – 57 %. Es erfolgt damit eine echte Klimatisierung des Klimaraumes 13, indem sowohl die Temperatur der dem Klimaraum 13 zugeführten Prozessluft als auch deren relative Luftfeuchte entsprechend des Sollvorgaben geregelt werden. Durch die gezielte Abkühlung der Prozessluft auf die Temperatur ϑ₄, bei der soviel Wasser aus der Prozessluft auskondensiert und im Kondensatabscheider 6 abgeschieden wird, dass die verbleibende in der Prozessluft gelöste Wassermenge nach der Erwärmung auf die Temperatur ϑ₅ eine als behaglich empfundene relative Luftfeuchte φ₅ ergibt, und durch die Verwendung eines Teiles der bei der Verdichtung entstehenden Wärme zur Erwärmung der dem Klimaraum 13 zuzuführenden Prozessluft ist das Verfahren besonders effizient.
Die Umstellung der erfindungsgemäßen Kaltluft-Kältemaschinen-Anlage vom in 1 gezeigten Kühlbetrieb auf den in 2 dargestellten Heizbetrieb erfolgt durch Umschalten des 4-Wegeventils 9, des steuerbaren 3-Wegeventiles 10, des 3-Wegeventiles 11 und des 3-Wegeventiles 12. Im Heizbetrieb saugt der Verdichter 1 über das 4-Wegeventil 9 direkt Außenluft als Prozessluft an. Die Außenluft wird verdichtet, dabei erwärmt und in den ersten Wärmetauscher 3 eingeleitet. Dabei fungiert der im Kühlbetrieb als Sekundärseite arbeitende Bereich des Wärmetauschers 3 im Heizbetrieb als Primärseite. Nach Verlassen des Wärmetauschers gelangt die Prozessluft in die Entspannungsmaschine, wird entspannt und danach über das 3-Wegeventil 12 wieder der Außenluft zugeleitet. Verdichter 1 und Entspannungsmaschine 2 arbeiten dabei als klassische Wärmepumpe. Die zur Klimatisierung (Erwärmung) des Klimaraumes 13 verwendete Luft wird vom Lüfter 5 über das stellbare 3-Wegeventil 8 aus dem Klimaraum 13 und/oder der Außenluft angesaugt, dem Wärmetauscher 3 zugeleitet, hier auf die Solltemperatur erwärmt und über das 3-Wegeventil 11 und das Filterelemet 7 in den Klimaraum 13 geleitet. Die Temperatur der dem Klimaraum 13 zuzuführenden Luft wird nach der vorgegebenen Sollgröße über die Leistung des Verdichters 1 als Stellgröße geregelt. Im Heizbetreib erfolgt damit keine echte Klimatisierung, da lediglich eine Temperaturregelung erfolgt, die relative Luftfeuchte hingegen unberücksichtigt bleibt. Im Allgemeinen ist im Heizbetrieb eine Befeuchtung der Klimaluft zur Verbesserung der Behaglichkeit erforderlich, wozu spezielle, hier nicht dargestellte Befeuchtungseinrichtungen eingesetzt werden.
Eine zweite Grundanordnung einer erfindungsgemäßen Kaltluft-Kältemaschinen-Anlage ist in den 3 und 4 dargestellt. Dabei zeigt 3 die zweite Grundanordnung im Kühlbetrieb und 4 die zweite Grundanordnung im Heizbetrieb. Im Kühlbetrieb wird die vom Verdichter 1 angesaugte und verdichtete Prozessluft dem Eingang der Sekundärseite des ersten Wärmetauschers 3 zugeführt und hier mittels vom Lüfter 5 geförderter Außenluft gekühlt. Die gekühlte Prozessluft wird danach über das steuerbare 3-Wegeventil 14 dem Eingang der Primärseite des zweiten Wärmetauschers zugeführt. Sie wird hier zur Erwärmung der dem Klimaraum zuzuführenden Prozessluft verwendet und dabei weiter abgekühlt. Je nach Bedarf kann über das steuerbare 3-Wegeventil 14 ein Teil der Prozessluft am Wärmetauscher 4 vorbeigeleitet werden. Durch Umschalten des 4-Wegeventiles 9, des steuerbaren 3-Wegeventiles 14 sowie der 3-Wegeventile 11 und 12, wie in 4 dargestellt, wird diese Kaltluft Kältemaschinen-Anlage vom Kühlbetrieb auf Heizbetrieb umgestellt. Die Anlage arbeitet dann ebenfalls als klassische Wärmepumpe.
Bei der zweiten Grundanordnung der erfindungsgemäßen Kaltluft Kältemaschinen-Anlage ist es mit vergleichsweise geringem Aufwand möglich, die Wärmetauscher 3 und 4 sowie das steuerbare 3-Wegeventil 14 baulich in einem Bauteil zu vereinigen.

Claims

Verfahren zur Klimatisierung eines Raumes mit einer zwischen Kühlbetrieb und Wärmepumpenbetrieb umschaltbaren Kaltluft-Kältemaschinen-Anlage, wobei dem Klimaraum (13) entnommene Raumluft und/oder Frischluft a) im Kühlbetrieb aa) als Prozessluft zunächst verdichtet wird, danach ab) der verdichteten Prozessluft eine Teilmenge der Verdichtungswärme durch Kühlung mit Außenluft entzogen wird und eine andere Teilmenge der Verdichtungswärme zur Erwärmung der dem Klimaraum (13) zuzuleitenden Prozessluftverwendet wird, dann ac) die verdichtete Prozessluft entspannt wird, wodurch ihre Temperatur soweit absinkt, dass ad) in einem Kondensatabscheider (6) soviel überflüssiges Kondensat abgeschieden wird, dass die in der Prozessluft verbleibende gelöste Wassermenge nach der Erwärmung der Prozessluft gemäß dem nachfolgenden Verfahrensschritt ae) eine relative Luftfeute zwischen 45 % und 65 % ergibt, dann ae) die Prozessluft, wie im Punkt ad) bereits beschrieben, durch die besagte andere Teilmenge der Verdichtungswärme erwärmt und abschließend dem Klimaraum (13) zugeführt wird und b) im Heizbetrieb ba) mittels verdichteter und erwärmter Außenluft als Prozessluft erwärmt und bb) dem Klimaraum (13) zugeführt wird.
Verfahren zur Klimatisierung eines Raumes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Kühlbetrieb die verdichtete Prozessluft in zwei Teilluftströme aufgeteilt wird, von denen einer mit Außenluft gekühlt wird, während der andere Teilluftstrom der verdichteten Prozessluft zur Erwärmung der dem Klimaraum (13) zuzuleitenden Prozessluft verwendet und dadurch ebenfalls gekühlt wird und danach beide Teilluftströme wieder zusammengeführt werden.
Verfahren zur Klimatisierung eines Raumes nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die behandelte Raumluft mit Überdruck in den Klimaraum (13) zurückgeführt wird.
Verfahren zur Klimatisierung eines Raumes nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die behandelte Raumluft vor der Rückführung in den Klimaraum (13) gefiltert wird.
Kaltluft-Kältemaschinen-Anlage zur Durchführung des Verfahrens, einen motorisch angetriebenen Verdichter (1) sowie eine Entspannungsmaschine (2), einen Lüfter (5) zur Förderung von Außenluft, zwei Wärmeübertrager (3 und 4), einen Kondensatabscheider (6), Misch-, Regel- und Wegeventile (8 bis 12) sowie eine Regeleinrichtung aufweisend, dadurch gekennzeichnet, dass im Kühlbetrieb der Verdichter (1) saugseitig über ein 4-Wegeventil (9) sowie ein in Reihe geschaltetes stellbares 3-Wegeventil (8) mit dem Klimaraum (13) sowie der Außenluft verbunden ist, druckseitig über einen Ausgang eines steuerbaren 3-Wegeventiles (10) mit der Sekundärseite eines ersten Wärmetauschers (3) und über den anderen Ausgang des steuerbaren 3-Wegeventiles (10) mit der Primärseite eines zweiten Wärmetauschers (4) verbunden ist, der Ausgang der Sekundärseite des ersten Wärmetauschers (3) und der Ausgang des Primärseite des zweiten Wärmetauschers (4) miteinander sowie mit dem Eingang einer Entspannungsmaschine (2) verbunden sind, der Ausgang der Entspannungsmaschine (2) über ein 3-Wegeventil (12) mit einem Kondensatabscheider (6) verbunden ist, der Ausgang des Kondensatabscheiders (6) mit dem Eingang der Sekundärseite des zweiten Wärmetauschers (4) und der Ausgang der Sekundärseite des zweiten Wärmetauschers (4) mit dem Klimaraum (13) verbunden ist, ein Lüfter (5) saugseitig über das 4-Wegeventil (9) mit der Außenluft und druckseitig mit dem Eingang der Primärseite des ersten Wärmetauschers (3) verbunden ist und der Ausgang der Primärseite des ersten Wärmetauschers (3) über einen Ausgang eines weiteren 3-Wegeventil (11) mit der Außenluft verbunden ist und der andere Ausgang des weiteren 3-Wegeventiles (11) zum Klimaraum (13) gesperrt ist und dass im Heizbetrieb die Saugseite des Verdichters (1) durch Umschalten des 4-Wegeventiles (9) mit der Außenluft verbunden ist, die Druckseite des Verdichters (1) durch Umschalten des steuerbaren 3-Wegeventiles (10) mit dem Eingang der Sekundärseite des ersten Wärmetauschers (3) verbunden ist, der Ausgang der Entspannungsmaschine (2) durch Umschalten des 3-Wegeventiles (12) mit der Außenluft verbunden ist, die Saugseite des Lüfters (5) über das stellbare 3-Wegeventil (8) mit dem Klimaraum (13) und/oder der Außenluft verbunden ist und der Ausgang der Primärseite des ersten Wärmetauschers (3) durch Umschalten des weiteren 3-Wegeventiles (11) mit dem Klimaraum (13) verbunden ist und die Regeleinrichtung im Kühlbetrieb zur Regelung der Solltemperatur (ϑ₅) sowie der relativen Luftfeuchte (φ₅) im Klimaraum in Abhängigkeit der Temperatur (ϑ₁) der vom Verdichter (1) angesaugten Prozessluft und der relativen Luftfeuchte (φ₁) der vom Verdichter (1) angesaugten Prozessluft die Leistung des Verdichters (1) und des Lüfters (5) und die Stellung des steuerbaren 3-Wegeventiles (10) und im Heizbertrieb zur Regelung der Solltemperatur (ϑ₅) im Klimaraum (13) in Abhängigkeit der Temperatur (ϑ₁) der vom Lüfter (5) angesaugten Prozessluft die Leistung des Verdichters (1) steuert.
Kaltluft-Kältemaschinen-Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Kühlbetrieb der druckseitige Ausgang des Verdichters (1) mit dem Eingang der Sekundärseite eines ersten Wärmetauschers (3) verbunden ist, der Ausgang der Sekundärseite des ersten Wärmetauschers (3) über ein steuerbares 3-Wegeventil (14) mit dem Eingang der Primärseite eines zweiten Wärmetauschers (4) und der Ausgang der Primärseite des zweiten Wärmetauschers (4) mit dem Eingang der Entspannungsmaschine (2) verbunden ist und der zweite Ausgang des steuerbaren 3-Wegeventiles (14) als Beipass zur Primärseite des zweiten Wärmetauschers (4) direkt mit dem Eingang der Entspannungsmaschine (2) verbunden ist.
Kaltluft-Kältemaschinen-Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass erster und zweiter Wärmetauscher (3 und 4) sowie das steuerbare 3-Wegeventil (14), über dessen zweiten Ausgang ein Beipass zur Primärseite des zweiten Wärmetauschers (4) geschaltet ist, eine bauliche Einheit bilden.