DE102012003295A1 - Device for dehumidifying humid air in drying chambers for removing moisture absorbed air used for drying, has cross-flow heat exchanger that is provided in flowing direction between air cooler and air heater - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entfeuchten von Luft mit einem Luftkühler, durch den die Feuchtluft gekühlt wird und in dem die Feuchtigkeit kondensiert oder gefriert, und mit einem in Strömungsrichtung der Luft dahinter liegenden Lufterhitzer, durch den die aus dem Luftkühler austretende Trockenluft wieder erhitzt wird.The invention relates to a device for dehumidifying air with an air cooler, through which the moist air is cooled and in which the moisture condenses or freezes, and with an air heater in the direction behind the air heater, through which the exiting the air cooler dry air is reheated ,
Derartige Luftentfeuchter werden beispielsweise in oder für Trockenkammern eingesetzt, um der darin zum Trocknen verwendeten Luft die aufgenommene Feuchtigkeit wieder zu entziehen. Es sind Luftentfeuchter bekannt, bei welchen die angesaugte Feuchtluft zunächst in einem Wärmetauscher vorgekühlt wird. Im einzelnen ist die Anordnung so getroffen, dass der Wärmetauscher Rohre aufweist, die mit einer Arbeitsflüssigkeit gefüllt sind. Beim Umströmen dieser Rohre mit der warmen Feuchtluft verdunstet die Arbeitsflüssigkeit und gelangt somit in einen oberen Abschnitt des geschlossenen Rohrs. Dieser obere Abschnitt eines jeden Rohres wird von der kühlen Trockenluft hinter dem Luftkühler durchströmt, so dass sich die Arbeitsflüssigkeit wieder abkühlt, kondensiert und zurück in den unteren Abschnitt des Rohres fließt. Hierdurch wird die Trockenluft erwärmt. Der Aufbau eines derartigen Wärmetauschers ist relativ kompliziert. Insbesondere muss die Arbeitsflüssigkeit in vollständig abgedichteten Rohren vorhanden sein. Ein derartiger Wärmetauscher ist daher aufwendig herzustellen.Such dehumidifiers are used for example in or for drying chambers to withdraw the moisture used therein for drying the absorbed moisture again. There are known dehumidifiers in which the sucked moist air is first pre-cooled in a heat exchanger. In detail, the arrangement is such that the heat exchanger has tubes which are filled with a working fluid. When flowing around these tubes with the warm humid air, the working fluid evaporates and thus passes into an upper portion of the closed tube. This upper portion of each tube is traversed by the cool dry air behind the air cooler, so that the working fluid cools again, condenses and flows back into the lower portion of the tube. As a result, the dry air is heated. The structure of such a heat exchanger is relatively complicated. In particular, the working fluid must be present in completely sealed pipes. Such a heat exchanger is therefore expensive to produce.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Luftentfeuchter der eingangs geschilderten Art so auszubilden, dass ein besserer Wirkungsgrad erzielt wird. Weiterhin soll durch die bauliche Ausgestaltung des Wärmetauschers ein kompakter Aufbau ermöglicht werden. Ferner sollen die Anschlüsse für die Feuchtluft und für die Trockenluft günstig angeordnet sein.The invention has the object of providing a dehumidifier of the type described in such a way that a better efficiency is achieved. Furthermore, should be made possible by the structural design of the heat exchanger, a compact design. Furthermore, the connections for the moist air and for the dry air should be arranged conveniently.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass in Strömungsrichtung zwischen dem Luftkühler und dem Lufterhitzer wenigstens ein Kreuzstromwärmetauscher vorhanden ist, dessen Kühlseite durch die Feuchtluft vor dem Eintritt in den Luftkühler strömt, die somit vorgekühlt wird, und dessen Heizseite durch die von dem Luftkühler gekühlte Trockenluft durchströmt wird, bevor diese in den Lufterhitzer eintritt. Es wird eine Kühlung oder Vorkühlung der angesaugten Feuchtluft erreicht, so dass die im Luftkühler benötigte Kühlenergie gering gehalten werden kann. Der Energieverbrauch kann daher deutlich reduziert beziehungsweise die Entfeuchtungsleistung kann bei gleichem Energieverbrauch erhöht werden.The object is achieved according to the invention in that in the flow direction between the air cooler and the air heater at least a cross-flow heat exchanger is present, the cooling side flows through the moist air before entering the air cooler, which is thus pre-cooled, and its heating side by the of the air cooler cooled dry air is passed through before it enters the air heater. It is achieved cooling or pre-cooling the sucked moist air, so that the cooling energy required in the air cooler can be kept low. The energy consumption can therefore be significantly reduced or the dehumidification performance can be increased with the same energy consumption.
Der Wärmetauscher kann ein Luft-/Luft-Wärmetauscher sein. Dies hat den Vorteil, dass die Wärmeübertragung ohne Arbeitsflüssigkeit erfolgen kann. Vielmehr wird die gekühlte und trockene Luft durch die angesaugte Feuchtluft wieder erwärmt. Dies erfolgt ohne zusätzliche Fremdenergie. Durch die Ausbildung des Wärmetauschers als Kreuzstromwärmetauscher kann dieser in besonders Platz sparender Weise in dem Luftentfeuchter integriert werden. Der Kreuzstromwärmetauscher kann als Plattenwärmetauscher ausgebildet sein.The heat exchanger may be an air / air heat exchanger. This has the advantage that the heat transfer can take place without working fluid. Rather, the cooled and dry air is reheated by the sucked moist air. This is done without additional external energy. Due to the design of the heat exchanger as a cross-flow heat exchanger, this can be integrated in a particularly space-saving manner in the dehumidifier. The crossflow heat exchanger may be formed as a plate heat exchanger.
Es kann beispielsweise vorgesehen werden, dass der Luftkühler, der Wärmetauscher und der Lufterhitzer in dieser Reihenfolge hintereinander entlang der Längserstreckung eines Gehäuses angeordnet sind derart, dass die Luft im Wesentlichen horizontal und ohne Umlenkung von dem Luftkühler durch die Heizseite des Wärmetauschers zu dem Lufterhitzer strömt. Das Gehäuse ist somit im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet mit einer größeren Längserstreckung als die der Tiefe und die der Höhe. Da die zu behandelnde Luft gradlinig durch das Gehäuse strömt, werden Strömungsverluste vermieden.It can be provided, for example, that the air cooler, the heat exchanger and the air heater are arranged in this order one behind the other along the longitudinal extent of a housing such that the air flows substantially horizontally and without deflection from the air cooler through the heating side of the heat exchanger to the air heater. The housing is thus substantially cuboid with a greater longitudinal extent than that of the depth and the height. Since the air to be treated flows straight through the housing, flow losses are avoided.
Aufgrund der Ausbildung des Wärmetauschers als Kreuzstromwärmetauscher strömt die angesaugte Feuchtluft senkrecht zur Strömungsrichtung durch die Kühlseite des Wärmetauschers. Dadurch ist es möglich, dass der Ansaugstutzen für die Feuchtluft auf einer Längsseite und insbesondere der Oberseite des Gehäuses angeordnet ist. Hierdurch wird insbesondere ein stirnseitiger Anschluss vermieden, so dass der Luftentfeuchter auch in beengten Räumen aufgestellt werden kann.Due to the design of the heat exchanger as a cross-flow heat exchanger, the sucked moist air flows perpendicular to the flow direction through the cooling side of the heat exchanger. This makes it possible that the intake manifold for the moist air is arranged on a longitudinal side and in particular the top of the housing. As a result, in particular a frontal connection is avoided, so that the dehumidifier can be installed even in confined spaces.
Weiterhin kann vorgesehen werden, dass ein Strömungskanal seitlich oder unterhalb des Luftkühlers vorhanden ist, der die Austrittsöffnung der Kühlseite des Wärmetauschers mit der Eintrittsöffnung des Luftkühlers verbindet. Ein derartiger Strömungskanal kann mit einfachen Mitteln hergestellt werden. Insbesondere kann vorgesehen werden, dass der Strömungskanal durch die Seitenwandungen des Gehäuses und einer Trennplatte gebildet wird, die den Luftkühler von dem Strömungskanal trennt. Ein komplizierter Aufbau der Strömungswege wird hierdurch vermieden.Furthermore, it can be provided that a flow channel is present laterally or below the air cooler, which connects the outlet opening of the cooling side of the heat exchanger with the inlet opening of the air cooler. Such a flow channel can be produced by simple means. In particular, it can be provided that the flow channel is formed by the side walls of the housing and a partition plate which separates the air cooler from the flow channel. A complicated structure of the flow paths is thereby avoided.
Es kann vorgesehen werden, dass unterhalb des Luftkühlers und/oder des Wärmetauschers Auffangmittel, insbesondere Wannen, angeordnet sind, um die kondensierte Feuchtigkeit aufzufangen und abzuführen. Aufgrund des linearen Aufbaus der einzelnen Aggregate können diese Auffangmittel sehr einfach ausgebildet sein.It can be provided that below the air cooler and / or the heat exchanger collecting means, in particular trays, are arranged to collect and remove the condensed moisture. Due to the linear structure of the individual units, these collecting means can be designed very simply.
Die zu behandelnde Luft wird mittels eines Lüfters durch den Luftentfeuchter befördert. Der Lüfter kann beispielsweise als Radiallüfter ausgebildet sein, dessen Lüfterrad in Strömungsrichtung hinter dem Lufterhitzer angeordnet ist, und der die Trockenluft auf einer Längsseite und insbesondere der Oberseite des Gehäuses abführt. Grundsätzlich kann der Lüfter jedoch an jeder beliebiger Stelle im Strömungsweg angeordnet sein. dies hängt von den baulichen Gegebenheiten ab. Es ist durch den erfindungsgemäßen Aufbau möglich, dass sich alle Anschlüsse für den Luftentfeuchter auf der Oberseite des Gehäuses befinden. Eine solche Lage der Anschlüsse hat sich als vorteilhaft herausgestellt. Insbesondere kann der Luftentfeuchter dann in einer Nische beispielsweise der Trockenkammer aufgestellt werden.The air to be treated is transported by a fan through the dehumidifier. The fan may for example be designed as a radial fan, the fan is arranged downstream of the air heater in the flow direction, and the Discharges dry air on one longitudinal side and in particular the top of the housing. In principle, however, the fan can be arranged at any desired point in the flow path. this depends on the structural conditions. It is possible by the construction according to the invention that all connections for the dehumidifier are located on top of the housing. Such a position of the connections has proven to be advantageous. In particular, the dehumidifier can then be placed in a niche, for example, the drying chamber.
Der Luftkühler kann beliebig ausgebildet sein. Es ist beispielsweise möglich, den Luftkühler als Fallrohrverdampfer auszubilden. Entsprechendes gilt für den Lufterhitzer, der beispielsweise als Kondensator ausgebildet sein kann.The air cooler can be configured as desired. It is for example possible to form the air cooler as a downpipe evaporator. The same applies to the air heater, which may be formed for example as a capacitor.
Weiterhin erlaubt der erfindungsgemäße Aufbau des Luftentfeuchters, dass sich der Lüfter auf einer Stirnseite des Gehäuses befindet. Dadurch ist es möglich, den Motor für den Lüfter außerhalb des Gehäuses anzuordnen. Eine Wartung ist so mit einfachen Mitteln möglich.Furthermore, the inventive design of the dehumidifier allows that the fan is located on a front side of the housing. This makes it possible to arrange the motor for the fan outside the housing. Maintenance is possible with simple means.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch den Luftentfeuchter gemäß der Erfindung.The invention will be explained in more detail below with reference to the schematic drawing. The single figure shows a longitudinal section through the dehumidifier according to the invention.
Der in der Zeichnung dargestellte Luftentfeuchter weist ein Gehäuse
Der Luftkühler
Es kann noch ein in der Zeichnung nicht gezeigter Wärmetauscher für die Überschusswärme vorgesehen werden, der bei zu heißer entfeuchteter Luft zugeschaltet wird. Dieser Wärmetauscher wird mit Kühlluft, beispielsweise aus der Halle, in der der Luftentfeuchter steht, beaufschlagt. Der Wärmetauscher befindet sich im Strömungskreislauf des Kühlmittels, um dass Kältemittel weiter zu kühlen, so dass die austretende Luft kälter wird.It can still be provided in the drawing, not shown heat exchanger for the excess heat, which is switched on too hot dehumidified air. This heat exchanger is charged with cooling air, for example from the hall in which the dehumidifier is. The heat exchanger is located in the flow circuit of the coolant to further cool the refrigerant, so that the exiting air is colder.
Die Anordnung kann so getroffen sein, dass der Wärmetauscher
Weiterhin erlaubt die Ausbildung des Wärmetauschers als Kreuzstromwärmetauscher die Anordnung des Ansaugstutzens
Es können unterhalb des Wärmetauschers
Durch diese Anordnung wird ein effizientes Trocknen von Luft ermöglicht. So kann die Temperatur der eintretenden Feuchtluft
Diese vorgekühlte Feuchtluft
Die für den Betrieb des Luftkühlers
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DE19625820A1 (en) * | 1996-06-28 | 1998-01-08 | Dornier Gmbh | Method for removing gaseous components from the cabin air of an aircraft |
WO1999036734A1 (en) * | 1998-01-15 | 1999-07-22 | Eco Air Limited | Improved air conditioning system |
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