DE102009053022A1

DE102009053022A1 - Vorrichtung zur Effizienzdiagnose auf der Basis von Dampf, H2O in lufttechnischen Anlagen

Info

Publication number: DE102009053022A1
Application number: DE102009053022A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-07-29
Filing date: 2009-11-12
Publication date: 2011-05-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Effizienzdiagnose auf der Basis von Dampf, HO in lufttechnischen Anlagen, z.B. Trockner und baulichen Einrichtungen mit feuchter Luft. Unter Verwendung von dampfförmigen Wasser, HO als Leitgröße und durch eine Analyse einer Gasprobe, der in den Anlagen befindlichen Luft ist ein, die Gasprobe behandelnder Dampferzeuger (1), mit einer Zuführleitung (2) und Ableitung (3) vorgesehen, in welchem bei der Behandlung der Gasprobe (4) ein direkter Kontakt mit Kondensat (7) vorgesehen ist. Die Effizienz kann unter Verwendung von 2 Temperatursensoren vor und nach der Behandlung der Gasprobe diagnostiziert werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Effizienzdiagnose auf der Basis von Dampf, H₂O in lufttechnischen Anlagen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Von der Verdampfung von Wasser, H₂O in lufttechnischen Anlagen z. B. konvektiven Trocknern und baulichen Einrichtungen mit feuchter Luft sowie der Planung der Anlagen und Durchführung der thermischen Prozesse, insbesondere im Hinblick auf den Energieverbrauch, der für die Verdampfung des Wassers benötigt wird, ist bekannt, dass die spezifische Menge an Luft ausgedrückt in kg pro kg verdampftes Wasser, H₂O auf eine bestimmte Menge zur Begrenzung des Energieverbrauches eingeschränkt wird. Aus diesem Grund werden industrielle Trockner so geplant, dass die Beladung der Luft mit Wasser, einen bestimmten Wert x, in Gramm(kg)-H₂O pro kg-Luft erreicht. Es ist üblich, dass diese Anreicherung der Luft mit Wasser, H₂O durch Wärmebilanzen über die Mengenströme an Luft und Wasser mit dem tatsächlichen Energieverbrauch der Anlagen im Rahmen einer Messung bestätigt wird. Dabei hat sich gezeigt, dass bei hohem spezifischem Wärmeinhalt der Abluft, definiert in kcal oder kJ pro kg trockene Luft, der Energieverbrauch am kleinsten wird.
Von einer weiteren Diagnose in lufttechnischen Einrichtungen mittels einer Analyse fossiler Brennstoffe als Wärmeträger, die zusammen mit dem Luftsauerstoff O₂ verbrannt werden, ist bekannt, dass die Analyse des Wärmeverbrauchs in dem Abgasstrom nach einem chemischen Prinzip ausgeführt wird. Bei dieser Diagnose werden Gase z. B. Verbrennungsprodukte CO₂ oder der Restsauerstoff O₂ als Leitgrößen in einem Probegas chemisch analysiert. Nach dieser sogenannten Abgasanalyse wird die Effizienz von Heizungsanlagen überwacht.
Die Erfindung befasst sich mit einer Effizienzdiagnose auf der Basis von dampfförmigen Wasser, H₂O in lufttechnischen Anlagen, in Trocknern und baulichen Einrichtungen z. B. Sauna und Gewächshaus, in welchen dampfförmiges Wasser in der Luft nach einem Wärme- und Stoffaustausch verteilt ist und anteilig in der Luft durch eine physikalische Methode diagnostiziert wird. Weiter wird eine thermische Effizienzdiagnose mittels Dampf als Leitgröße (H₂O) aufgezeigt.
Von handelsüblichen Trocknern für Wäsche, sogenannten Takttrocknern in Wäschereien ist bekannt, dass eine ältere Ausführung von diesen Trocknern durch eine Rückführung der Abluft mit einer guten Energieeffizienz betrieben wird. Eine gute Effizienz kann jeweils dann erreicht werden, wenn die Abluft mit mehr Wasserdampf, H₂O bedingt durch eine längere Verweilzeit der Luft angereichert ist. Neuerdings werden diese Trockner allerdings mit einem großen Luftstrom betrieben. Hierdurch soll eine gute und stabile Trocknung erreicht werden. Nachteil ist, dass größere Ventilatoren eingebaut werden und mehr Luft in die Atmosphäre geblasen wird. Nachteil ist, dass der Wassergehalt x der Abluft nicht festgestellt wird. Weiterer Nachteil ist ein höherer Energieverbrauch der neuen Trockner für Wäschereien.
Von der Druckschrift DE 197 42 787 A1 ist eine Haube, durch welche bei der Herstellung und Veredelung von Papier und Faserstoffbahnen eine wirkungsvolle Abgrenzung der Maschinen hinsichtlich Feuchtigkeit und Temperatur gegenüber der Umgebung erreicht wird, bekannt geworden. Bei dieser Haube werden Versorgungsleitungen zum Beheizen von Walzen und von Trockenzylindern über eine feste Rückwand den Maschinen zugeführt. Eine derartige Haube ist durch die vorgesehene Abgrenzung mit dem Nachteil verbunden, dass Walzen, Trockenzylinder und andere beheizte Flächen abgegrenzt sind und Entsorgungsleitungen für eine Diagnose von Wärmeströmen wegen der Abgrenzung nicht zugänglich sind. Nachteil ist, dass Wärmemengen und der Wärmeverbrauch zur Trocknung nicht gemessen werden.
Nachteil sind weiter hohe Kosten für Energie, weil die durch die Abgrenzung möglichen Einsparpotentiale ohne Wärmebilanzen und ohne eine Erfassung der Wärmemengen nicht genutzt werden und weil ein hoher Wassergehalt x in der Abluft unter der Haube nicht erreicht wird.
Aus der Druckschrift DE 10 2005 029 602 ist eine Dunsthaube für eine Papier-Kartonmaschine, bei welcher an der Innenseite des Gehäuses ein Kondensationssensorsystem angeordnet ist, bekannt geworden. Mit diesen Kondensationssensoren kann in Bereichen der Trocknung bei typischen 1 Mio. m3/h Luft und einer Feuchtebeladung von 100 000 kg/h Wasser die Kondensatbildung innerhalb dieser Dunsthaube gemessen werden. Der Betrieb einer Dunsthaube nach der DE 10 2005 029 602 ist weiterhin mit dem Nachteil verbunden, dass das Kondensationssystem auf dem Eintritt von Kondensation aufgebaut ist.
Nachteil ist, dass das Kondensationssystem einen Alarmwert liefert; weiterer Nachteil, dass der Abstand zum Taupunkt nicht bekannt ist.
Weiterer Nachteil ist, dass der Wassergehalt x nicht diagnostiziert, in Bereichen der Haube und nicht innerhalb der Abluft von 1 Mio. m3/h.
Von der Druckschrift DE 33 36 998 C2 ist bezüglich einer Trocknung in Papiermaschinen ein Verfahren, bei welchem der Feuchtigkeitsgehalt in der Abluft zur Einsparung an Energie bis auf 200 g pro kg trockene Luft erhöht wird, bekannt. Um diese Einsparung an Energie bei einem höheren spezifischen Gehalt x an Wasser in Luft zu ermöglichen, werden lüftungstechnische Maßnahmen vorgeschlagen, durch welche eine Unterschreitung des Taupunktes an den inneren Oberflächen der Wände und Seitenwände, vermieden wird. Nachteil dieser Papiermaschine ist es, dass der Anteil an Wasser x in der Luft nicht diagnostiziert wird.
Nachteil ist, dass eine Effizienz beim Sparen von Energie nicht aufgezeigt ist.
Von der Druckschrift DE 39 25 595 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung des Taupunktes in Gasen, bei welchen das zu messende Gas unter den Taupunkt gekühlt wird und hierzu ein Kühlgas von außerhalb zugeführt wird, bekannt geworden. Der Taupunkt in den Gasen wird dabei durch eine Beleuchtung des Messbereiches mit einem Fotodetektor gemessen. Dieses Verfahren nach der DE 39 25 595 ist durch die Taupunktmessung mit dem Nachteil verbunden, dass die Messwerte erst beim Unterschreiten des Taupunktes angezeigt werden. Nachteil ist, dass die Anreicherung des Gases mit Wasser bis zum Erreichen der Sättigung nicht gemessen wird und der tatsächliche Taupunkt nicht diagnostiziert wird.
Weiterer Nachteil ist, dass sich Tropfen an kalten Wänden niederschlagen und dieser Niederschlag von einem Fotodetektor nicht erfasst wird.
Nachteil ist, dass der verbleibende Anteil an Wasser x in der Luft nicht diagnostiziert wird.
Von der Druckschrift EP 1 046 030 B1 ist eine Anordnung zur Feuchtemessung in Luft, unter Verwendung eines Trägerelementes in Verbindung mit einem Feuchte empfindlichen Sensorelement, bei welcher das Trägerelement mit einer die Feuchte abstoßenden Beschichtung versehen ist, bekannt geworden, um eine feuchteabhängige Widerstandsmessung durchzuführen. Diese Anordnung nach der Druckschrift EP 1 046 030 B1 ist mit dem Nachteil einer Feuchtemessung verbunden. Nachteil ist, dass dieser Messwert der Feuchtemessung eine Linie und keinen Punkt in Dampf-Luftgemischen beschreibt. Weiterer Nachteil: ein Diagnose des Wärmeinhaltes und der Wasseraufnahme x von Luft ist durch die Anordnung nicht aufgezeigt.
Nachteil ist, dass der Anteil an Wasser x in der Luft nicht diagnostiziert wird.
Von handelsüblichen Sensoren insbesondere über deren Anwendung ist bekannt, dass ein jeweiliger Widerstandswert für eine Feuchte auf eine 100%-ige Sättigung der die Messstelle umgebenden Atmosphäre bei der aktuellen Temperatur bezogen ist.
Ein weiterer Nachteil besteht in physikalischen Grenzen der Messmethode. Nachteil ist, dass bei Betriebstemperaturen > 100°C überhitzter Dampf vorliegt und dass eine Sättigung von Luft mit überhitztem Dampf ausgeschlossen ist. Weiterer Nachteil: Die Messmethode ist für Diagnosen von feuchter Zuluft > 100°C am Beispiel von Papiermaschinen und Wäsche-Tunneltrockner und für Abluft einer Wäschemangel bei 130°C und Abluft aus Industrie-Trockner für Bau- und Gipsplatten mit 130°C bis 180°C nicht geeignet.
Weiterer Nachteil ist, dass Wärme in unbekannter Größe einem Prüfgas zugeführt werden muss, um einen Wert von 100% Sättigung zu erreichen; weiterer Nachteil, dass eine Gasprobe mit einem gänzlich anderen Gas verglichen wird, welches an der Messstelle in dieser Form nicht auftreten kann.
Weiterer Nachteil sind hohe Kosten für eine Dampferzeugung und Sättigung von Luft, wenn Energie in Form der Verdampfungswärme und von Verdrängungsarbeit aus der Volumenzunahme zusätzlich bei einer wechselnden Temperatur (der gemessenen Temperatur) zugeführt werden soll.
Von der Druckschrift DE 20 2004 021 057 U1 ist eine Vorrichtung zur Diagnose eines Zustandes einer Wärmeübertragungseinrichtung, in welcher auf der heißen Seite eine Messeinrichtung, insbesondere eine für Temperaturen, in einem eine Feuchte enthaltenden Wärmemedium vorgesehen ist, bekannt geworden, um über diese physikalische Größe den Zustand des Wärmemediums z. B. einer Fortluft aus einer Papiermaschine zu ermitteln. Diese Vorrichtung ist für die Diagnose in Bezug auf den Wärmeinhalt oder die Feuchte mit dem Nachteil verbunden, dass in der Fortluft der Einsatz von nur einem Temperatursensor vorgesehen ist. Nachteil ist, dass der Temperatursensor den Wärmeinhalt der trockenen Luft anzeigt, aber die anteilige Wärme des dampfförmigen Wassers x in der Luft nicht diagnostiziert wird. Nachteil ist, dass der Wärmeinhalt des gesamten Wärmestromes in einer Trocknerabluft nicht angezeigt wird und dass der Anteil an Wasser x in der Luft nicht diagnostiziert wird.
Es ist nämlich so, dass der Wärmeinhalt (i) von feuchter Luft durch eine physikalische Größe in kcal (kJ) pro kg trockene Luft allgemein angegeben wird, und dass der Wärmeinhalt i eine Funktion von der Temperatur und dem Wassergehalt x pro kg Luft ist. Es ist also Enthalpie (i) = f(t, x..); und die Gleichung enthält 2 Unbekannte, nämlich die Temperatur und die Wasseraufnahme x der Luft.
Ein Nachteil der Vorrichtung ist bei dem Betrieb einer Papiermaschine in Verbindung mit einer Messung der relativen Feuchte (phi) gegeben. Nachteil ist, dass diese Messung brauchbare Werte nicht liefert.
Es ist nämlich so, dass der Taupunkt einer Abluft bei 67°C/50% Feuchte/100 g-H₂O pro kg-Luft bereits erreicht ist, wenn diese Luft um 5 g-H₂O oder um 5% zusätzlich gesättigt wird. Diese Messung ist deshalb nicht verwendbar, weil die Anzeige 50% Feuchte ist, aber die Luft bereits 95% Feuchte mit 100 g-H2O aufgenommen hat.
Von der Druckschrift DE 40 05 744 C1 ist ein Verfahren zur Bestimmung der relativen Feuchte von Luft, bei welchem ein Messgasstrom in einer Vorrichtung mit mehreren Temperatursensoren, von welchen einer befeuchtet ist, behandelt wird, bekannt geworden, um eine relative Feuchte von Raumluft in einem Gewächshaus zu bestimmen. Zur Bestimmung der Feuchtkugeltemperatur wird in dem Verfahren nach der DE 40 05 744 die Raumluft über einen befeuchteten Temperatursensor geführt. Dieses Verfahren ist mit dem Nachteil verbunden, dass die relative Feuchte an sich bestimmt wird. Weiterer Nachteil ist, dass die Wasseraufnahme x von Luft und ihr Sättigungszustand durch den Begriff der relativen Feuchte nicht beschrieben sind.
Ein weiterer Nachteil besteht in dem Messprinzip, dass die Temperatursensoren nicht adiabat eingebaut sind und die Wärmezufuhr von einer überhitzten, dampfhaltigen Luft den Messwert des Sensors bestimmt.
Weiterer Nachteil ist, dass ein mit Wasser gekühlter Sensor verwendet wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von dem aufgezeigten Stand der Technik bei der Bestimmung von Feuchte in Luft und des Wärmeinhaltes von Luft, eine Vorrichtung zur Effizienzdiagnose auf der Basis von Dampf, H₂O in lufttechnischen Anlagen, z. B. Trockner oder baulichen Einrichtungen mit feuchter Luft, aufzuzeigen, durch welche ausgehend von der Beladung der Luft mit dampfförmigen Wasser, H₂O und mit dampfförmigen Wasser, H₂O als Leitgröße, die Effizienz der lufttechnischen Anlagen aufgezeigt werden kann und über welche Betriebswerte bei der Verdampfung von Wasser und bei einer Trocknung gemessen und bestätigt werden können. Weitere Aufgabe ist es, dass günstigere Betriebsbedingungen bei verschiedenen Trocknern und bei unterschiedlichem Trockengut und in baulichen Einrichtungen mit der Vorrichtung aufgezeigt und eingerichtet werden können. Zu dieser Aufgabe gehört weiter, dass die Anzeige von Messwerten dokumentiert und auf Datenträgern gespeichert werden kann.
Die Aufgabe wird ausgehend von einem Stand der Technik bei der thermischen Auslegung von konvektiven Trocknern und bei Abluftanalysen der einleitend genannten Art, durch die Merkmale im Oberbegriff und im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 und durch die Merkmale des Verfahrens nach Anspruchs 11 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung sind durch die, in den Unteransprüchen 2 bis 10 und 12 und 13 genannten Maßnahmen, möglich.
Wesentliches Merkmal der Erfindung ist demgemäß, dass für eine Diagnose der Effizienz auf der Basis von Dampf als Leitgröße, Temperatursensoren vor und nach der Behandlung der Gasprobe und insbesondere eine Behandlung in dem Dampferzeuger entlang einer Geraden, gemäß einer den Wärmeinhalt i von 1 kg Luft mit wechselndem Dampfanteil beschreibenden Gleichung: (i) = konstant = 1·cp_Luft·t + x(cp_H2O·t + r_H2O); (1) vorgesehen sind.
Dementsprechend zeichnet sich eine Vorrichtung für eine Effizienzdiagnose auf der Basis von Dampf, gemäß einer physikalischen Analyse, in lufttechnischen Anlagen z. B. von Trocknern und Abschnitten von Trocknern dadurch aus, dass ein Dampferzeuger zur Behandlung einer Gasprobe im Kontakt mit Kondensat und in Verbindung mit wenigstens 2 Temperatursensoren vorgesehen ist und insbesondere die Behandlung entlang einer Geraden, gemäß einer den Wärmeinhalt i von 1 kg Luft mit wechselndem Dampfgehalt beschreibenden Gleichung (i) = 1·cp_Luft·t + x(cp_H2O·t + r_H2O); vorgesehen ist. Insbesondere ist durch die vorstehende Gleichung – für (i) = konstant; – beschrieben, dass die Behandlung von Luft (der Gasprobe) bei der Wasseraufnahme x bei konstantem Wärmeinhalt, ohne Zu-/Abfuhr von Wärme, also unter adiabaten Bedingungen erfolgt.
Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, dass in einer gesättigten Gasprobe der Temperaturwert auf der Sättigungslinie von Luft-Wassergemischen liegt und ein (1) Temperaturwert jeweils der möglichen Wasseraufnahme x von 1 kg-Luft auf der Sättigungslinie zugeordnet ist. Vorteil ist, dass mit diesem Temperaturwert t die andere Größe x feststeht und ermittelt werden kann.
Vorteil ist, dass der Anteil an Wasser x in der Luft mit der Messung der Temperatur im Sättigungszustand sich gemäß obiger Gleichung ergibt.
Vorteil der Vorrichtung ist, dass der Wärmeinhalt (i) bezogen auf 1 kg trockene Luft bei der Aufnahme von Wasser konstant bleibt.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass es eine (1) Gleichung für konstanten Wärmeinhalt gibt, durch welche die Wasseraufnahme bei einer Trocknung und bei der Sättigung, einschließlich des Abschlusses im Sättigungspunkt beschrieben ist und diese Gleichung in Form einer Geraden zeichnerisch darstellbar ist.
Vorteil ist, dass als Leitgröße für die Diagnose der Effizienz von lufttechnischen Anlagen in der Luft vorhandener Dampf vorgesehen ist und es jetzt möglich ist, die Effizienz z. B. bei der Verdampfung von Wasser und bei einer Befeuchtung von Luft über eine Diagnose auf der Abluftseite, also in der Fortluft, zu bestimmen.
Weiterer Vorteil ist, dass Temperatursensoren z. B. Pt 100 für die Messwertnahme eingesetzt werden.
Weiterer Vorteil der Vorrichtung besteht darin, dass der Wärmeinhalt der Gasprobe konstant bleibt.
Vorteil ist, dass Kosten bei der Effizienzdiagnose gegenüber einer Wärmebilanz über die Wärmezufuhr durch Wärmeträger eingespart werden.
Weiterer Vorteil ist, die hohe Genauigkeit der Vorrichtung in Bezug auf Temperatursensoren und auf den unveränderten Wärmeinhalt der Gasprobe.
Dadurch dass Dampf als Leitgröße für eine Effizienzdiagnose von lufttechnischen Einrichtungen jetzt vorgesehen ist, kann die Effizienz über eine physikalische Diagnose von dampfhaltiger Luft bestimmt werden. Diese Diagnose ist mit weiteren Vorteilen verbunden:

• Eine breiter Einsatz bei Trocknern und baulichen Einrichtungen,
• Einsatz von zuverlässigen Sensoren, auch oberhalb 100°C,
• Sichere Aufnahme und Dokumentation von Messdaten,
• dezentrale Messungen mit zentraler Auswertung von Messdaten,
• Diagnose von Einsparpotentialen zum Schutz des Klimas,
• ein Schutz des Klimas durch Nachweis von zu hohem Energieverbrauch,
• höhere Anlagensicherheit durch Nachweis des Abstandes vom Taupunkt.

Eine vorteilhafte Gestaltung der Erfindung ist durch die Merkmale der Vorrichtung gegeben:
Vorteilhaft ist eine Effizienzdiagnose auf der Basis von Dampf, H₂O in lufttechnischen Anlagen. Vorteil ist, dass der Dampf aus dem verdampften Wasser entsteht und dass diese Dampfmengen in einer dampfhaltigen Abluft diagnostiziert werden. Weiterer Vorteil ist, dass die Diagnose in der Fortluft und über eine Messstelle erfolgen kann.
Vorteilhaft ist eine Effizienzdiagnose unter Verwendung von dampfförmigen Wasser, H₂O als Leitgröße. Vorteil ist, dass die thermische Effizienz, z. B. ein spezifischer Energiebedarf pro kg Luft auch von der spezifischen Verdampfung pro kg Luft abhängt. Vorteil ist: H₂O ist Leitgröße und die Leitgröße bestimmt die Energieeffizienz.
Vorteilhaft ist eine Analyse einer Gasprobe, der in den Anlagen befindlichen Luft vorgesehen. Vorteil ist, dass mit der Vorrichtung an unterschiedlichen Stellen, Gasproben diagnostiziert werden können. Vorteil ist, die Vorrichtung wird aufgebaut, Gasproben werden untersucht und die Vorrichtung kann abgebaut werden und bei Bedarf kann der Wassergehalt x der Luft ausgewiesen werden.
Vorteilhaft besteht die Vorrichtung aus einem, die Gasprobe behandelnden Dampferzeuger mit einer Zuführleitung und einer Ableitung. Vorteil ist die einfache Bauweise aus einem Rohrstück mit Anschlussleitungen und die mögliche Ableitung der Gasprobe ins Freie.
Vorteilhaft ist ein Dampferzeuger, in welchem die Gasprobe in direktem Kontakt mit Kondensat, H₂O behandelt wird, vorgesehen. Vorteile sind, ein Ausgleich von Temperaturen und Partialdrücken des Wasserdampfes bei dem direkten Kontakt Wasser-Luft.
Vorteil ist, dass eine Sättigung (Taupunkt) über die Bildung von Dampf (der Leitgröße) erreicht wird. Weiterer Vorteil ist, dass die Leitgröße H₂O der Diagnosevorrichtung bei der Ausbildung eines Taupunktes durch Sättigung gebildet wird.
Vorteilhaft sind Temperatursensoren für die Diagnose der Effizienz vor und nach der Behandlung in dem Dampferzeuger vorgesehen sind. Vorteil ist, dass die Messsignale einen Istzustand anzeigen, also adiabat ohne Wärmezufuhr.
Vorteil ist, dass Kosten gespart werden, bei der Dokumentation und Verarbeitung von Messwerten.
Ein Vorteil für den Schutz der Umwelt ist dadurch gegeben, dass Messdaten auf anderen Vorrichtungen wiederholbar dokumentiert werden können.
Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gegeben, dass eine Behandlung der Gasprobe entlang einer Geraden, gemäß einer den Wärmeinhalt i von dampfhaltiger Luft beschreibenden Gleichung:
(i) = 1·cp_Luft·t + x(cp_H2O·t + r_H2O); vorgesehen ist. Vorteil ist, dass ein adiabater Betrieb durch die Gleichung beschrieben wird und durch diese Gleichung eine Auswertung von Messdaten möglich ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Gerade zur Diagnose der Aufnahme von verdampftem Wasser x in Luft und der Temperatursensor in der behandelten Gasprobe zur Diagnose der maximalen Wasseraufnahme vorgesehen sind. Vorteil ist, dass das Ende der Wasseraufnahme auf der Geraden bei adiabater Sättigung über den Temperaturwert t diagnostiziert wird.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Temperatursensor mit den Abluftdaten zur Diagnose des spezifischen Dampfanteils x in der Luft vorgesehen ist. Vorteil ist, dass für die Gasprobe aus der unbehandelten Abluft ein zweiter Messwert vorhanden ist und dadurch der ungesättigte Zustand der Gasprobe auf der Geraden über den Temperaturwert diagnostizierbar ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gegeben, dass die Diagnose des Dampfanteiles x an dem Temperatursensor gemäß vorstehender Gleichung x5 = (i) – (1·cp_Luft·t5)/(cp_H2O·t5 + r_H2O); vorgesehen ist. Vorteil ist, dass der spezifische Dampfanteil x für 1 kg Luft, die nicht gesättigt ist, aus vorstehender Gleichung ermittelt wird.
Weiterer Vorteil ist, dass eine Diagnose des Sättigungsgrads, in Form von Dampfanteil x5 zur Wasseraufnahme xs bei Sättigung, also (x5/x6), vorgesehen ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gegeben, dass die Gerade für eine Darstellung in einem i,x-Diagramm für feuchte Luft vorgesehen ist. Vorteil ist, die Übereinstimmung der Effizienzdiagnose mit thermodynamischen Grundlagen für feuchte Luft sowie mit der bildlichen Darstellung der Gemischbildung aus erwärmter Luft und Wasser.
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist dadurch gegeben, dass eine Kondensatfüllung zur Aufnahme und Behandlung der Gasprobe nach dem Fließbettprinzip in dem Dampferzeuger vorgesehen ist. Vorteil ist eine einfache Ausführung und die Funktionssicherheit der Behandlung der Gasprobe.
Vorteil ist das verfahrenstechnische Prinzip der Quensche, d. h. eine Sättigung ohne Wärmezufuhr.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gegeben, dass eine Isolierung vorgesehen ist. Vorteil ist, dass Wärmeverluste durch die Isolierung in dem Dampferzeuger und über die Zuführleitung vermieden werden.
Vorteil ist, dass eine adiabate Betriebsführung der lufttechnischen Anlage auch in dem Dampferzeuger gegeben ist.
Weiterer Vorteil ist, dass der spez. Wärmeinhalt (i), bezogen auf 1 kg trockene Luft, von der Wasseraufnahme innerhalb einer lufttechnischen Anlage bis zum Erreichen eines gesättigten Zustand in der behandelten Gasprobe konstant bleibt. Vorteil ist weiter, dass das Auftreten von Kondensation über die Differenz der 2 Temperatursensoren diagnostizierbar ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass ein Rohrstück zur Aufgabe von H₂O in den Dampferzeuger vorgesehen ist. Vorteil ist, dass verdampftes Wasser nachgefüllt werden kann und die Vorrichtung online betrieben werden kann.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass ein Ventilator vorgesehen ist. Vorteil ist, dass über den Ventilator ein bestimmtes Volumen dem Dampferzeuger zugeführt werden kann. Vorteil ist, ein einfacher Anschluss der Vorrichtung an einer Messstelle mit dem Ausblasen der behandelten Gasprobe.
Eine vorteilhafte Weiterentwicklung der Erfindung ist dadurch gegeben, dass ein Prüfverfahren unter Verwendung einer Vorrichtung zur Effizienzdiagnose auf der Basis von Dampf, H₂O in lufttechnischen Anlagen, z. B. Trockner und baulichen Einrichtungen mit feuchter Luft, und unter Verwendung von dampfförmigen Wasser, H₂O als Leitgröße vorgesehen ist.
Vorteil ist, dass ein Prüfverfahren mit Wasser als Leitgröße arbeitet. Ein weiterer Vorteil besteht in der Verfahrensführung, dass der Sättigungszustand durch einen Wärme- und Stoffaustausch mittels einer Zunahme von Dampf erreicht wird.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Prüfverfahren in dem Abgasstrom zur Bestimmung von thermischer Effizienz eingesetzt werden kann. Weiterer Vorteil, dass die Diagnose über 2 Messwerte in einer Gasprobe erfolgt und Temperatursensoren eingebaut sind. Ein Vorteil besteht in der Aufnahme der Messdaten, dass die Sensoren adiabat eingebaut sind.
Weitere Vorteile des Prüfverfahrens bestehen darin, dass eine Dampfaufnahme der Luft entlang einer Geraden, gemäß einer den spezifischen Wärmeinhalt (i) von dampfhaltiger Luft beschreibenden Gleichung:
(i) = 1·cp_L·t + x(cp_H2O·t + r); und über dem spezifischen Wasseranteil x der Luft diagnostiziert wird und dass eine Diagnose der thermischen Effizienz gemäß den vorteilhaften Ausführungen der Vorrichtung ausgeführt wird.
Vorteil ist, die Anwendung zum Einsparen von Energie und für den Klimaschutz; weiterer Vorteil, das Sparen von Energiekosten und eine Absicherung der thermischen Verfahrensführung.
Ein Vorteil des Prüfverfahrens besteht darin, dass eine breite Überprüfung, vergleichbar den Prüfungen von Heizkesseln und Gasthermen in lufttechnischen Anlagen ermöglicht wird. Die Effizienz kann durch folgende Werte ausgewiesen werden:

(1) durch den Sättigungsgrad mit x₅/x_S;
(2) den spezifischen Wärmeinhalt i der Luft, bezogen auf 1 kg trockene Luft, bestimmt auf der Geraden bei Sättigung oder über die Temperatur der trockenen Luft auf der Geraden mit t = (i)/(1·cp_L); für x = 0;
(3) durch die Wasseraufnahme Δx der Luft, als messbarer Unterschied von Zu- und Abluftfeuchte;
(4) durch den Luftbedarf pro kg H₂O-Verdampfung: Luftbedarf = 1 kg-H₂O/Δx; oder Luftverbrauch pro t-H₂O Verdampfung.

Ausführungsbeispiel
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind als Zeichnung dargestellt und werden anhand der Figuren nachfolgend erläutert. Im Einzelnen zeigen:
1 eine perspektive Ansicht einer Vorrichtung zur Effizienzdiagnose;
2 eine Darstellung als Diagramm;
3 eine schematische Darstellung mit Funktionen der Vorrichtung.
In 1 ist perspektivisch die Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Effizienzdiagnose in lufttechnischen Anlagen dargestellt, die im vorliegenden Fall aus einem, ein Gas (Luft) behandelnden Dampferzeuger 1 mit Rohrleitungen für eine Zuleitung 2 für eine Gasprobe 4 und für eine Ableitung 3 der in dem Dampferzeuger 1 behandelten Gasprobe 4 sowie einem Temperatursensor 5 in der Zuleitung 2 und einem Temperatursensor 6 in der behandelten Gasprobe besteht. Wichtig bei allen Anwendungen der Effizienzdiagnose für verschiedene Zusammensetzungen von Luft und verdampften Wasser ist, dass die aus einer lufttechnischen Anlage stammende Gasprobe 4 in dem, die Gasprobe behandelnden Dampferzeuger 1, der hier lediglich als Dampferzeugergehäuse mit einer Füllung 7 aus Kondensat dargestellt ist, in direktem Kontakt mit Kondensat behandelt wird, und über einen in der behandelten Gasprobe angeordneten Sensor die Temperatur im gesättigten Zustand der Luft gemessen wird und ein Rohrstück oder eine Rohrleitung für eine Ableitung 3 vorgesehen sind, um die im allgemeinen Beschreibungsteil erläuterten Vorteile zu erreichen. Wobei gesättigte Luft auch innerhalb der Kondensatfüllung 7 diagnostiziert werden kann. Eine fließbettähnliche Aufgabe und Verteilung der Gasprobe in der Kondensatfüllung 7 ist in Zusammenhang mit 3 erläutert.
Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung einer Vorrichtung zur Effizienzdiagnose ergeben sich durch die nachfolgende Beschreibung in den 2 und 3.
In einer Darstellung als Diagramm 8 von thermodynamischen, physikalischen Zusammenhängen, gemäß 2, ist eine Gerade 9 für konstanten Wärmeinhalt i von Luft mit der Gleichung der Geraden 9, auf welcher eine Dampfaufnahme der Luft mit einer Sättigung im Temperaturwert 6 erfolgt, aufgezeigt. Dieser Temperaturwert des Sensors 6 liegt in dem Sättigungspunkt der Luft und kennzeichnet den Zustand der Sättigung einer Dampf enthaltenden Gasprobe. Weiter ist das Diagramm 8 über 1 kg Luft + x kg Wasser auf einer x-Achse und mit einer senkrechten Achse 10 gezeichnet, auf welcher ein spezifischer Wärmeinhalt von 1 kg trockener Luft, beginnend bei 0°C, aufgetragen ist. Von einer Sättigungslinie 14 ist ein Teilstück dargestellt. Auf dieser Sättigungslinie 14 liegt der Sättigungspunkt der Gasprobe und jedes Luftgemisch (1 + x) ist durch einen (1) Punkt auf der Sättigungslinie 14 mit einem Temperaturwert beschrieben.
Soweit eine Übereinstimmung bei Messwerten besteht, werden die in 1 benutzten Bezugszeichen in 2 verwendet. Weiter werden Angaben zu Energieinhalten, über Wärme und über spezifische Wärmeinhalte unter Verwendung von kcal und kcal/kg erstellt, um einen direkten Bezug auf ältere, thermodynamische Modelle und die hierzu bekannten Berechnungen sowie auf bekannte Diagramme zu ermöglichen.
Das Diagramm 8, gemäß 2 ist so aufgebaut wie ein i,x-Diagramm nach Mollier für feuchte Luft zur Beschreibung von Dampf-Luftgemischen. Für eine Diagnose und Auswertung der Gasprobe kann ein i,x-Diagramm für feuchte Luft verwendet werden. Eine andere Auswertung auf rechnerischem Weg wird unten im Zusammenhang mit Gleichung (1) beschrieben.
Bei der Auswertung mit einem i,x-Diagramm wird der Schnittpunkt eines Temperaturwertes des Sensors 6 mit der Sättigungslinie 14 als Sättigungspunkt der Gasprobe 4 ermittelt. Der Temperaturwert des Sensors 5 der Gasprobe liegt auf der Geraden 9, weil die Gasprobe adiabat, ohne eine Zu- und Abfuhr von Wärme gesättigt ist.
Eine Senkrechte 11 durch den Temperaturwert t6 zeigt die maximale Wasseraufnahme x pro kg Luft an der Messstelle 6 im Zustand der Sättigung an. Eine Senkrechte 12 verläuft durch den Temperaturwert t5 des Gemisches vor der Sättigung und zeigt den Wassergehalt x(5) pro kg Luft bei dem Temperaturwert t5 an. Entlang der Senkrechten 12 ist ein konstanter Partialdruck von Wasserdampf in der Gasprobe vorhanden, solange das Gemisch nicht unterkühlt ist. Eine Senkrechte 13 verläuft durch einen Wert x für den Wasseranteil in einer zugeführten Luft und die Differenz zu dem Wassergehalt x5 in der Gasprobe ist mit einem Wert Δx dargestellt.

Linien konstanter Temperatur verlaufen in einem i,x-Diagramm schräg von links nach rechts oben. Diese Temperaturlinien sind im Zusammenhang mit 2 nicht abgebildet. Beispiel: Trockner für Wäsche (Inhalt – 28 kg, 50 m ü. Meer)

Wäschequalität	Dralon/Baumwolle
t_sätt. = t6	28,2°C: i = 22 kcal/kg/x = 25 g/kg-Luft
t_abl. = t5	52°C: i = 22 kcal/kg/x = 15,4 g/kg-Luft
Frischluft (x13, 15°C) aus Waschhalle:	x = 10 g/kg
Wasseraufnahme, effektiv	Δx 5,4 g/kg
Diagnose-Ergebnis
Trocknungsluft: (x = 10 g/i = 22 kcal)kg	t = 65°C;
Sättigungsgrad x5/x6 = 15,4/25	0,616
relative Feuchte aus i,x-Diagramm	(0,17)
spezifischer Luftbedarf 1000/5,4 (Δx)	185,1 kg Luft pro kg H₂O
Luftverbrauch pro t-H₂O	185 100 kg Luft/t-H₂O
konvektive Verluste pro kg H₂O durch Luft:
185,1 kg·0,24 cp·(52 – 15)°C	1 644 kcal/kg H₂O
Basis: Verdampfungswärme brutto	620 kcal/kg-H₂O
Konvektive Verluste durch Luft:	1 644/620·100 = 265%

Mit der vorstehend beschriebenen Übertragung der Temperaturmesswerte t5 und t6 in ein ix-Diagramm kann eine physikalische Definition einer Effizienzdiagnose vorteilhaft direkt entnommen werden:

(1) mit dem Sättigungsgrad der Luft als x5/x6,
(2) mit x5 als der Wasseraufnahme der Luft,
(3) mit dem Wärmeinhalt (i) der Luft,
(4) mit dem spezifischen Luftbedarf g_L (kg-Luft pro kg-H₂O) überschlägig, mit g_L = 1 kg H₂O/x5, z. B. 185 000 kg Luft pro Tonne H₂O.

Vorteil ist, dass mit dieser Diagnose der Wassergehalt x von Frischluft und von Abluft diagnostizierbar ist.
Die rechnerische Auswertung der Messwerte kann auf den Stoffdaten der Sättigungskurve 14 aufgebaut werden, die in dem jeweiligen i,x-Diagramm vorhanden und abgelegt sind. Diese Auswertung ist darauf begründet, dass dem jeweiligen Temperaturwert t6 ein gültiger Dampfdruck oder Siededruck von Wasser zugeordnet ist und hiermit der Sättigungspunkt von feuchter Luft definiert ist, zusammen mit weiteren physikalischen Größen: dem Wärmeinhalt der Luft i (kcal/kg-trockene Luft) und dem Wassergehalt x (kg-H₂O/kg-Luft) bei der Temperatur im Messpunkt t6.
Eine Wasseraufnahme von Luft erfolgt entlang der Geraden 9, welche den Wärmeinhalt i von feuchter Luft wie folgt in einer Gleichung (1) darstellt: Enthalpie (i) = 1·cp_Luft·t + x(cP_H2O·t + r_H2O); (1) mit einer Verdampfungswärme r = 597 kcal/kg-H₂O bei 0°C. Dabei besteht der Wärmeinhalt i aus einer Summe von latenten Wärmen bei der Temperatur t, und zwar der Wärme von 1 kg Luft und von x kg H₂O. Wobei die Verdampfungswärme r von Wasser und die Aufheizung des Dampfes auf die Temperatur t in obiger Gleichung (1) berücksichtigt sind.
Unter Verwendung der Stoffdaten für die Sättigungskurve und mit dem Ansatz, dass der Wärmeinhalt an der Messstelle 5 des Temperatursensors 5 und an der Messstelle 6 des Sensors 6, also i5 = i6; konstant sind, gilt für die Messstelle 5 folgende Gleichung: Enthalpie/Wärmeinhalt i(5) = i6 = 1·cp_L·t5 + x5(cp_H2O·t5 + r);

Somit ist der Dampfanteil x5 pro kg Luft an der Messstelle des Temperatursensor 5 aus vorstehender Gleichung – als einzige Unbekannte – bekannt. Beispiel: Betrieb des obigen Trockners bei t6 = 61°C Sättigungstemperatur

t_sätt = t6	61°C i = 119,6 kcal/kg/x = 168 g/kg-Luft
t_abl. = t5	85°C: i = 119,6 kcal/kg/x = ? g/kg-Luft
Rechnerische Auswertung
x5 = 119,6 (i) – 1·0,24·85/(0,46·85 + 597);	x = 155,9 g/kg Luft
Diagnoseergebnis:
Luft, wasserfrei (x = 0 g/i = 119,6 kcal)kg	t = 498°C; (theoretisch)
Sättigungsgrad x5/x6 = 155,9/168	0,927 oder 92,7%
relative Feuchte aus i,x-Diagramm	(0,34)
spezifischer Luftbedarf 1000/145,9 (Δx)	6,85 kg Luft pro kg H₂O
konvektive Verluste pro kg H₂O durch Luft:
6,85 kg·0,24 cp·(85 – 15)°C	115 kcal/kg H2O
Basis: Verdampfungswärme, brutto	620 kcal/kg-H₂O
Konvektive Verluste durch Luft:	115/620·100 = 18,5%

Vorteil der Erfindung ist:

(1) dass eine spezifische Wasseraufnahme x pro kg Luft ausgewiesen wird,
(2) dass ein Sättigungsgrad mit 0,927 oder 92,7% gegenüber einer Feuchte von 0,34 ausgewiesen ist,
(3) dass mit der Differenz (t5 – t6) ein Abstand zum Taupunkt hier mit 25°C bis zum Eintritt von Kondensation ausgewiesen ist
(4) eine Verbesserung bei dem spezifischen Luftbedarf von 185 kg auf 6,85 kg pro kg H2O ausgewiesen wird und die Umwelt um 178 kg Luft pro kg H₂O entlastet wird.
(5) eine Reduzierung der konvektiven Verlusten durch Luft von 234% auf 18,5% ausgewiesen wird.

Vorteil ist, dass die Umwelt bei der Verdampfung von 1 t H₂O in Wäschereien um 178 000 kg heiße Abluft entlastet wird.
Vorteil der Erfindung ist, dass der Wassergehalt x bestimmt wird und eine Einsparung von 1644 – 115 = 1529 kcal (1,78 kWh) pro kg H₂O.
Mit dem Wirkungsrad von 60% des Dampferzeugers ist eine Entlastung der Umwelt entsprechend 3 kWh oder 0,3 Liter Öl pro kg H₂O oder 0,8 kg CO₂ erreicht.
Weiterer Vorteil ist, dass ein Verlust an Wärme diagnostiziert wird, durch ausströmende Luft (Abluft) mit der Temperatur am Sensor 5: Der spezifische Verlust beträgt: 1·cp_L·t5 (kcal pro kg-Luft).
Weiterer Vorteil ist, dass konvektive Anlagen für Luft in der Heizungs- und Klimatechnik, in Maschinenhallen (bei Textilmaschinen) und der thermischen Trocknung nach diesen Stoffdaten thermisch berechnet und ausgeführt wurden.
Zu Beschreibung von Fig. 3:
In einer schematischen Darstellung sind die Funktionen eines Gas behandelnden Dampferzeuger 1 gemäß 3, bei einer Behandlung einer Gasprobe 4 in Verbindung mit der Anordnung von Temperatursensoren, in der unbehandelten Gasprobe ein Temperatursensor 5 und ein Temperatursensor 6 in der gesättigten Gasprobe dargestellt. Soweit Bezugszeichen mit Darstellungen in 1 und 2 übereinstimmen, werden gleiche Bezugszeichen in 3 verwendet, wobei eine Darstellung in Form eines R + I Schema (Rohrleitung + Instrumentation) gewählt ist.
Die Gasprobe 4 wird über eine mit einer Isolierung 16, versehenen Rohrleitung 2 dem Dampferzeuger 1 mit einer Isolierung 17 zugeführt und nach einer Behandlung in direktem Kontakt mit Kondensat 7 über eine Ableitung 3 in Form einer Rohrleitung aus dem Dampferzeuger 1 abgeleitet. Ein Temperaturwert t5 des Temperatursensors 5 wird in der Gasprobe 4 als Abluftwert einer lufttechnischen Anlage diagnostiziert. Zur Behandlung der Gasprobe 4 ist ein Verteilrohr 18 vorgesehen, aus welchem die Gasprobe über Öffnungen 19 in eine Kondensatfüllung 7 geblasen und darin verteilt werden kann. Bei einer fliessbettähnlichen Durchmischung von Wasser und Luft in der Kondensatfüllung 7 ergibt sich eine adiabate Sättigung der Gasprobe 4. Ein Temperaturwert t6 des Temperatursensors 6 wird als Sättigungstemperatur der Gasprobe 4 diagnostiziert. Die Mischung aus Kondensat und Gasprobe bildet einen Kondensat-Spiegel 20. Überschüssiges Kondensat kann über ein verschließbares Überlaufrohr 21 abgeführt werden. Über ein Rohrstück 22 kann Wasser nachgefüllt werden. Ein Ventilator 23 ist für einen Transport der Gasprobe 4 vorgesehen, wobei der Transport durch eine Anordnung (Einbau) des Ventilators 23 in dem behandelten und dem unbehandelten Gasstrom erfolgen kann.
Vorteil ist, dass mit dem Abluftwert t5 und dem Wert bei Sättigung t6 über eine Temperaturmessung ein Abstand zur Sättigung einer Abluft und der mögliche Taupunkt der Abluft als t6 diagnostiziert werden. Weiterer Vorteil ist, dass diese Istzustände direkt über die Sensoren 5 und 6 als deren Messgrößen diagnostiziert werden.
Vorteil ist, dass der Taupunkt durch einen adiabaten Wärme- und Stoffaustausch erreicht wird.

Vorteilhaft ist gemäß 3 ein Protokoll 15 vorgesehen, um die Messgrößen t5 und t6 in Übereinstimmung mit dem R + I Schema zu dokumentieren. Beispiel: Dunsthaube einer Papiermaschine

Auslegungsdaten:
Verdampfung	100 t-H₂O/h
Luftmenge	1 000 000 m3/h oder 1 150 000 kg/h
Betriebsdaten bei Normalbetrieb und Teillast:	66%
Verdampfung	66,66 t-H₂O/h
Luftmenge	1 150 000 kg/h

Spezifische Wasseraufnahme Δx (66 660 kg/1150 000 kg)	58 g/kg Luft
Luftbedarf/kg H2O 1 000/58	17,24 kg Luft/kg H₂O
Temperatur der Abluft	80°C
Steigerung der Effizienz durch höhere H₂O Beladung der Luft:
Sollwerte für Luftzustand	Taupunkt bei 65°C
Wärmeinhalt der Luft	Enthalpie i 149,1 kcal/kg
	H₂O Aufnahme x 213 g/kg-L
Spezifischer Luftbedarf 1 000/(213 – 10)	4,93 kg-Luft/kg H₂O
Einsparung (17,24 – 4,93)	12,31 kg-Luft/kg H₂O
Ergebnis: (Basis 10°C Umgebungsluft)
eingesparte Wärme: 12,31·0,24·(80 – 10)	207 kcal/kg H₂O
Wärmeersparnis(kW) 207·66 660/860	16 044 kW
Dampfkessel-Wirkungsgrad	60%
Einsparung an Wärme: 16 044/0,6	26 741 kWh pro Stunde
Einsparung Heizöl	2 674 Liter-Öl
Entlastung der Umwelt (Faktor 2,65)	7,086 t-CO₂ pro Stunde

Für die Steigerung der Effizienz um 2 674 Liter Heizöl Öl als Einsparung pro Stunde weist die erfindungsgemäße Vorrichtung in der behandelten, dampfhaltigen Abluft folgende Werte als Sollwerte aus:

Ablufttemperatur t 5	80°C
Wassergehalt siehe oben x5	213 g-H₂O/kg Luft
i5 = 1·0,24·80 + 0,213 (0,46·80 + 597)	154,19 kcal/kg Luft
Sättigungstemperatur t6	65,7°C
Wassergehalt x6	224 g-H₂O/kg Luft
Sättigungsgrad x5/x6 213/224 × 100%	95%

Vorteil ist, dass die Betriebswerte mit dem Sättigungsgrad (95%), mit dem Taupunkt (65°C) und dem Taupunktabstand von 15°C diagnostiziert werden.
Weitere Vorteile sind die Entlastung der Umwelt und die Einsparungen pro Jahr:

(1) Wärmeträger-Öl (Liter) 8 600 h/Jahr·2674 22 996 000 Liter

(2) CO₂ Emissionen (Faktor 2,65) 60 940 t CO₂

(3) Kosteneinsparung bei 0,6 EUR/Liter 13 797 600 EUR pro Jahr
Bezugszeichenliste

1: Dampferzeuger
2: Zuleitung, Rohrleitung für
3: Ableitung, Rohrleitung für
4: Gasprobe
5: Temperaturfühler, -sensor
6: Temperaturfühler, -sensor
7: Kondensat (H₂O), Füllung mit
8: Diagramm
9: Gerade, Linie konstanter Enthalpie (i)
10: y-Achse
11: Senkrechte
12: Senkrechte
13: Senkrechte
14: Sättigungslinie
15: Protokoll, Diagnose-
16: Isolierung
17: Isolierung
18: Verteilrohr
19: Öffnungen
20: Spiegel von Kondensat
21: Überlaufrohr
22: Rohrstück, Rohrleitung
23: Ventilator
24
: Indizes: 5, 6, 11, 12, 13 für Messorte und L, H₂O für Luft und Dampf Messwerte und Stoffwerte: t, x, i, und Druck p, Verdampfungswärme r, spezifische Wärme c_p.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19742787 A1 [0006]
DE 102005029602 [0008, 0008]
DE 3336998 C2 [0011]
DE 3925595 [0013, 0013]
EP 1046030 B1 [0016, 0016]
DE 202004021057 U1 [0022]
DE 4005744 C1 [0026]
DE 4005744 [0026]

Claims

Vorrichtung zur Effizienzdiagnose auf der Basis von Dampf, H₂o in lufttechnischen Anlagen, z. B. Trockner und baulichen Einrichtungen mit feuchter Luft, unter Verwendung von dampfförmigen Wasser, H₂O als Leitgröße, durch eine Analyse einer Gasprobe (4), der in den Anlagen befindlichen Luft, bestehend aus einem, die Gasprobe behandelnden Dampferzeuger (1), mit einer Zuführleitung (2) und Ableitung (3), in welchem bei der Behandlung der Gasprobe (4) ein direkter Kontakt mit Kondensat (7) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass Temperatursensoren (5, 6) für die Diagnose der Effizienz, vor und nach der Behandlung der Gasprobe (4), in dem Dampferzeuger (1) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Behandlung entlang einer Geraden (9), gemäß einer den Wärmeinhalt i von 1 kg Luft mit wechselndem Dampfanteil beschreibenden Gleichung (i) = 1·cp_Luft·t + x(cp_H2O·t + r_H2O); vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gerade (9) zur Diagnose der Aufnahme von verdampften Wasser in Luft und der Temperatursensor (6) zur Diagnose der maximalen Wasseraufnahme (11, 14) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (5) zur Diagnose des tatsächlichen Dampfanteils x (12) in der Luft vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnose des Dampfanteiles x (12) an dem Temperatursensor (5) gemäß vorstehender Gleichung: x5 = (i) – (1·cp_Luft·t5)/(cp_H2O·t5 + r_H2O); vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gerade (9) für eine Darstellung in einem i,x-Diagramm für feuchte Luft (8) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kondensatfüllung (7) zur Aufnahme und Behandlung der Gasprobe (4) nach dem Fließbettprinzip in dem Dampferzeuger (1) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Isolierung (16, 17) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rohrstück (22) zur Aufgabe von H₂O in den Dampferzeuger (1) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilator (26) vorgesehen ist.
Verfahren zur Diagnose von Effizienz, gemäß einer Vorrichtung nach Anspruch 1, auf der Basis von Dampf, H₂O in lufttechnischen Anlagen, z. B. Trockner oder baulichen Einrichtungen mit feuchter Luft, unter Verwendung von dampfförmigen Wasser, H₂O als Leitgröße, durch eine Analyse einer Gasprobe (4), der in den Anlagen befindlichen Luft, bestehend aus einem, die Gasprobe (4) behandelnden Dampferzeuger (1), mit einer Zuführleitung (2) und Ableitung (3), in welchem bei der Behandlung der Gasprobe (4) ein direkter Kontakt mit Kondensat (7) gegeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Effizienz mittels Temperatursensoren (5, 6) vor und nach der Behandlung der Gasprobe (4) in dem Dampferzeuger (1) diagnostiziert wird.
Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dampfaufnahme der Luft entlang einer Geraden (9), gemäß einer den Wärmeinhalt i von dampfhaltiger Luft beschreibenden Gleichung (i) = 1·cp_Luft·t + x(cp_H2O·t + r_H2O); und über dem spezifischen Wasseranteil x der Luft diagnostiziert wird.
Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Diagnose der thermischen Effizienz nach einem der Ansprüche 2–10 oder 12 ausgeführt wird.