DE102012008197B4 - Exchange system for the exchange of substances between two fluids - Google Patents

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Abstract

Klima- und/oder Belüftungsanlage mit einem Gehäuse und einem kanalförmig ausgebildeten Rahmen (R), durch den ein zu entfeuchtendes erstes Fluid, nämlich Luft, strömt, und einem in dem Rahmen (R) angeordneten Austauschsystem zum Austausch von Stoffen zwischen zwei Fluiden, wobei das zweite Fluid eine Flüssigkeit ist, das Austauschsystem aufweisend:1.1. mindestens einen von dem ersten Fluid durchströmten ersten Raum, welcher das Gehäuse ausbildet, mit mindestens einem ersten Eingang und einem ersten Ausgang,1.2. ein Kanallabyrinth (K), welches einen zweiten Raum bildet, der sich zumindest teilweise durch den ersten Raum erstreckt, mit dem zweiten Fluid durchströmt ist und mindestens einen zweiten Eingang (3) und einen zweiten Ausgang (3) aufweist,1.3. wobei das Kanallabyrinth (K) gebildet wird aus:1.3.1. mindestens einer ersten permeablen Membran (1) und1.3.2. mindestens einem Membrangegenstück (2),1.3.3. wobei die erste Membran (1) mit dem Membrangegenstück (2) an vorgegebenen Linien (L) oder Flächen verbunden ist, so dass zwischen der ersten Membran (1) und dem Membrangegenstück (2) das Kanallabyrinth (K) entsteht, wobei1.3.4. aus einer Membran (1) und einem Membrangegenstück (2) eine Tasche (T) gebildet ist, wobei das zweite Fluid innerhalb des Kanallabyrinths (K) durch die Taschen (T) strömt,1.3.5. aus mehreren Taschen (T) ein Paket (P) gebildet ist, wobei das erste Fluid außerhalb des Kanallabyrinths (K) durch Spalte zwischen den Taschen (T) durch das Paket (P) strömt, und1.3.6. im ersten Raum mindestens ein Rahmen (R) zur Aufnahme mindestens einer Tasche (T) oder eines Paketes (P) angeordnet ist, wobei1.3.7. der Rahmen (R) an mindestens einer Seite vollständig offen ist und die/das mindestens eine Tasche (T) oder ein Paket (P) durch diese Seite einfach entnehmbar und einsetzbar ist.Air conditioning and / or ventilation system with a housing and a channel-shaped frame (R) through which a first fluid to be dehumidified, namely air flows, and an in the frame (R) arranged exchange system for the exchange of substances between two fluids, said the second fluid is a liquid comprising the exchange system: 1.1. at least one of the first fluid flows through the first space, which forms the housing, with at least a first input and a first output, 1.2. a channel labyrinth (K), which forms a second space, which extends at least partially through the first space, through which the second fluid flows and has at least one second inlet (3) and a second outlet (3), 1.3. where the channel labyrinth (K) is formed from: 1.3.1. at least one first permeable membrane (1) and1.3.2. at least one membrane counterpart (2), 1.3.3. wherein the first membrane (1) is connected to the membrane counterpart (2) at predetermined lines (L) or surfaces, so that the channel labyrinth (K) is formed between the first membrane (1) and the membrane counterpart (2), wherein1.3.4. a pocket (T) is formed from a membrane (1) and a membrane counterpart (2), wherein the second fluid within the channel labyrinth (K) flows through the pockets (T), 1.3.5. a package (P) is formed of a plurality of pockets (T), the first fluid outside the channel labyrinth (K) flowing through gaps between the pockets (T) through the package (P), and1.3.6. at least one frame (R) is arranged in the first space for receiving at least one pocket (T) or one packet (P), where1.3.7. the frame (R) is fully open on at least one side and the at least one pocket (T) or package (P) can be easily removed and inserted through this side.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klima- und/oder Belüftungsanlage mit einem Gehäuse und einem kanalförmig ausgebildeten Rahmen, durch den ein zu entfeuchtendes erstes Fluid, nämlich Luft, strömt, und einem in dem Rahmen angeordneten Austauschsystem zum Austausch von Stoffen zwischen zwei Fluiden, wobei das zweite Fluid eine Flüssigkeit ist, das Austauschsystem aufweisend mindestens einen, von dem ersten Fluid durchströmbaren, ersten Raum, welcher das Gehäuse ausbildet, mit mindestens einem ersten Eingang und einem ersten Ausgang, und einem Kanallabyrinth, welches einen zweiten Raum bildet, der sich zumindest teilweise durch den ersten Raum erstreckt, mit dem zweiten Fluid durchströmbar ausgebildet ist und mindestens einen zweiten Eingang und einen zweiten Ausgang aufweist.The invention relates to an air conditioning and / or ventilation system with a housing and a channel-shaped frame, through which a first fluid to be dehumidified, namely air flows, and an arranged in the frame exchange system for the exchange of substances between two fluids, the second Fluid is a fluid, the exchange system having at least one, from the first fluid permeable, first space, which forms the housing, with at least a first input and a first output, and a channel labyrinth, which forms a second space, at least partially through extends the first space, formed with the second fluid can flow through and has at least one second input and a second output.

Grundsätzlich sind solche Stoffaustauschsysteme, bei denen über eine permeable Membran ausgewählte Stoffe zwischen zwei Fluiden ausgetauscht werden, bekannt. Solche Membranen bestehen zumeist aus makromolekularen organischen Verbindungen und werden als poröse oder dichte Membran klassifiziert. Auch anorganische Membranen oder die Kombination mit organischen Verbindungen sind grundsätzlich bekannt. Genutzt werden diese permeablen Membranen beispielsweise zur Wasserreinigung, zur Wasserentsalzung, zur Blutwäsche oder ähnlichen Verfahren. Die bekannten Systeme sind jedoch meist aufwendig und unflexibel in der Herstellung.Basically, such mass transfer systems, in which selected substances are exchanged between two fluids via a permeable membrane, are known. Such membranes usually consist of macromolecular organic compounds and are classified as porous or dense membrane. Inorganic membranes or the combination with organic compounds are also known in principle. These permeable membranes are used, for example, for water purification, water desalination, blood washing or similar processes. However, the known systems are usually expensive and inflexible in the production.

Als Stand der Technik wird auf die Druckschriften DE 19 64 635 A , CH 459 152 A , DE 10 2006 017 046 A1 , DE 10 2008 038 557 A1 , EP 2 026 029 A1 und DE 11 2012 000 477 T5 verwiesen. As prior art is to the publications DE 19 64 635 A . CH 459 152 A . DE 10 2006 017 046 A1 . DE 10 2008 038 557 A1 . EP 2 026 029 A1 and DE 11 2012 000 477 T5 directed.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Stoffaustauschsystem zu finden, welches möglichst einfach maschinell herzustellen ist und auch einfach an unterschiedliche Durchsatzerfordernisse angepasst werden kann.It is an object of the invention to find a mass transfer system which is as easy to produce by machine and can also be easily adapted to different throughput requirements.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.This object is solved by the features of the independent claims. Advantageous developments of the invention are the subject of the subordinate claims.

Die Erfinder haben erkannt, dass es möglich ist ein Stoffaustauschsystem herzustellen, indem dieses aus zu Taschen geformten Membranen mit einem Einlass und einem Auslass und mit geführten inneren Kanälen erzeugt wird, so dass ein Labyrinthsystem für den Durchfluss von einem ersten Fluid innen entsteht und ein Stoffaustausch mit einem außen vorbeiströmenden zweiten Fluid entsteht.The inventors have recognized that it is possible to fabricate a mass transfer system by creating it from bag-shaped membranes having an inlet and an outlet and having guided inner channels to form a labyrinth system for flow of a first fluid inside and mass transfer arises with a second fluid flowing past outside.

Hierzu können zwei Membranen, z.B. aus Kunststoff oder Metall, übereinander gelegt und entlang konstruktiv festgelegter Linien miteinander verbunden, vorzugsweise verschweißt oder verklebt, werden. Die Linien sind dabei so gelegt, dass sich eine oder mehrere Taschen mit mindestens einem schlauchförmigen Hohlraum bildet/bilden. Ein Hohlraum durchzieht den Zwischenraum wie ein Kanalsystem mäanderförmig oder in verzweigten, meist parallel verlaufenden, Strängen. Eine Tasche mit internen Kanälen enthält mindestens ein Paar Öffnungen für den Ein- und Austritt des Mediums und zum Anschluss an ein Leitungsnetz bzw. zum Koppeln an benachbarte Taschen.For this purpose two membranes, e.g. made of plastic or metal, superimposed and interconnected along structurally defined lines, preferably welded or glued, are. The lines are placed so that one or more pockets with at least one tubular cavity forms / form. A cavity runs through the gap like a channel system meandering or in branched, usually parallel, strands. A pocket with internal channels contains at least a pair of openings for the entry and exit of the medium and for connection to a line network or for coupling to adjacent pockets.

Durch das gegenseitige Koppeln können die Taschen parallel oder in Reihe geschaltet und zu größeren Paketen geschnürt werden, um größere Stoffübertragungsflächen zu erhalten. Ein besonderer Vorteil liegt in der leichten Serienfertigungsmöglichkeit derart, dass die beiden Folien von Rollen bandförmig abgewickelt und übereinander geführt werden. In einem Walzwerk mit erfindungsgemäß speziell profilierten und ausgerüsteten Walzen können die beiden Folien entlang definierter Schweißlinien mittels Druck und Temperatur miteinander verschweißt werden. Das Zuschneiden kann im selben Herstellungsprozess erfolgen.Through the mutual coupling, the pockets can be connected in parallel or in series and laced into larger packages to obtain larger mass transfer surfaces. A particular advantage lies in the ease of mass production possibility such that the two films of rolls are unwound in ribbon form and passed over each other. In a rolling mill with specially profiled and finished rolls according to the invention, the two foils can be welded together along defined welding lines by means of pressure and temperature. The cutting can be done in the same manufacturing process.

Als weiteres mögliches Herstellungsverfahren kann ein Stempelverfahren dienen, bei dem mittels einer Presse und speziell entwickelter Stempel die Schweißnähte durch Druck und Wärme eingeprägt werden.As a further possible manufacturing method can serve a stamping method in which by means of a press and specially developed stamp the welds are impressed by pressure and heat.

Eine weitere Alternative besteht in der Anwendung des Ultraschallschweißens mit einer maschinell geführten und gesteuerten Sonode (Schallkopf) beziehungsweise einer entsprechend den gewünschten Schweißlinien ausgestalteten Sonode, die eine ganze Schweißnaht in einem Arbeitstakt auf die Folien aufbringt.Another alternative is the use of ultrasonic welding with a mechanically guided and controlled sonde (transducer) or a corresponding to the desired welding lines designed sonde, which applies a whole weld in a working cycle on the slides.

Weitere bekannte Verbindungstechniken wie Hochfrequenzschweißen, Nieten oder Kleben können bei passenden Materialeigenschaften gleichfalls angewendet werden.Other known joining techniques such as high frequency welding, riveting or gluing can also be used with suitable material properties.

Auf diese Weise können zum Beispiel flach ausgebildete Folientaschen mit bevorzugten Flächenmaßen von ca. 600x300, 600x600 oder 600x900 mm erzeugt werden, die mit Hilfe der durchgehenden Schweißnähte ein Kanalsystem bilden. Die Kanäle haben vorzugsweise eine Breite von 1 bis 25 mm und blähen sich beim Befüllen durch das Fluid auf, wenn das innere Fluid gegenüber dem äußeren Fluid einen ausreichenden Überdruck aufweist. Je nach Anwendung und gewünschter Leistung können die Kanäle entsprechend dimensioniert und deren Verlauf innerhalb der Tasche parallel, schleifenförmig, gegebenenfalls mit Verzweigungen, z.B. auch bionisch, ausgeführt werden.In this way, for example flat-shaped film pockets with preferred surface dimensions of about 600x300, 600x600 or 600x900 mm can be generated, which form a channel system with the help of the continuous welds. The channels preferably have a width of 1 to 25 mm and inflate when being filled by the fluid when the inner fluid has a sufficient overpressure relative to the outer fluid. Depending on the application and desired performance, the channels can be dimensioned accordingly and their course within the bag parallel, loop-shaped, optionally with branches, eg bionic.

Bevorzugt haben die Kanäle eine Hauptströmungsrichtung die an einer Taschenseite beginnt und an einer anderen Taschenseite endet. Dazwischen sind auch quer verlaufende Kanalabschnitte möglich, manchmal auch rückwärtsgerichtete Kanalverläufe. Der/die Kanaleintritt(e) und der/die Kanalaustritt(e) können auch zentral und peripher angeordnet sein, so dass sich eine im Wesentlichen radiale Flussrichtung ergibt.Preferably, the channels have a main flow direction which starts at one pocket side and ends at another pocket side. In between, transverse channel sections are also possible, sometimes also backward channel courses. The channel inlet (s) and the channel outlet (s) can also be arranged centrally and peripherally, so that a substantially radial flow direction results.

Das zweite Medium führt an der Taschenaußenseite vorbei, deren Strömungsrichtung in bevorzugter Weise gegen die Hauptstromrichtung des inneren Mediums in den Kanälen gerichtet ist, also das Gegenstromprinzip verwirklicht wird. Grundsätzlich liegt es allerdings auch im Rahmen der Erfindung, wenn beide Strömungsrichtungen gleichgerichtet oder teilweise gleichgerichtet und/oder teilweise im Winkel zueinander und/oder teilweise gegengerichtet sind.The second medium leads past the outside of the pocket, whose flow direction is directed in a preferred manner against the main flow direction of the internal medium in the channels, that is, the countercurrent principle is realized. In principle, however, it is also within the scope of the invention if both directions of flow are rectified or partially rectified and / or partially at an angle to each other and / or partially aligned.

Ein Stoffaustauschsystem besteht beispielsweise aus mindestens einer Tasche der Größen 100x5x1 mm bis 2000x2000x10 mm. Mehrere Taschen werden flächig parallel zueinander angeordnet. Zwischen den Taschen wird ein Spalt von wenigen Millimetern, vorzugsweise 1mm bis 10mm, für das äußere Fluid, meist Luft, frei gehalten. Mehrere aufgereihte Taschen bilden ein Paket, das eine Größe von beispielsweise 2000x2000x2000mm erreichen kann.For example, a mass transfer system consists of at least one bag of sizes 100x5x1 mm to 2000x2000x10 mm. Several pockets are arranged flat parallel to each other. Between the pockets, a gap of a few millimeters, preferably 1mm to 10mm, for the outer fluid, usually air, kept free. Several lined pockets form a package that can reach a size of for example 2000x2000x2000mm.

Ein erfindungsgemäß ausgestalteter Rahmen um das Paket kann den Taschen Halt und Stütze bieten. Dazu können am Rahmen Halteschienen mit rechenförmig aufgereihten Haken gegenüberliegend befestigt werden. An solchen elastischen und im regelmäßigen Abstand aufgereihten Haken können die Taschen an eingearbeiteten Ösen eingehängt werden. Durch die Spannkraft der Haken behalten die Taschen ihre gestreckte Form und ihre Position im Paket. Die im genannten Rahmen eingefassten Pakete wiederum können zu größeren Paketen gereiht und gestapelt werden, beispielsweise 4000x4000x6000mm. Hydraulisch werden die Taschen an den Ein- und Auslässen so verbunden werden, dass sie eine Einheit bilden.An inventively ausgestalteter frame around the package can provide the bags hold and support. For this purpose, support rails with rake-shaped hooks arranged on the frame can be attached opposite each other. At such elastic and regularly spaced hooks, the bags can be hung on incorporated eyelets. Due to the tension of the hooks, the pockets keep their stretched shape and their position in the package. In turn, the packages enclosed in said frame can be strung and stacked into larger packages, for example 4000x4000x6000mm. Hydraulically, the pockets at the inlets and outlets will be connected so that they form a unit.

Für den Anschluss an ein Leitungsnetz (z.B. Warm- oder Kaltwasser-Versorgung) oder einen Sammler können die Taschenpakete Adapterstücke zur Zu- und Abführung des Fluids erhalten. Gleichfalls kann für das miteinander Verkoppeln der Taschen zu Paketen auch ein Kupplungsstück verwendet werden. Alternativ können wechselseitig kompatible Adapterstücke für den Ein- und Ausgang der Taschen verwendet werden, so dass problemlos eine Parallelschaltung oder Serienschaltung mehrerer Taschen und Pakete möglich ist.For connection to a mains network (for example hot or cold water supply) or a collector, the bag packs can receive adapters for supplying and discharging the fluid. Likewise, a coupler can be used for coupling the bags together with each other. Alternatively, mutually compatible adapter pieces for the input and output of the bags can be used, so that a parallel connection or series connection of several bags and packages is possible without any problems.

Die verwendeten Adapterstücke können so ausgestattet sein, dass ein passgenaues paralleles Verschalten mehrerer Taschen möglich ist. Die aufgereihten Adapterstücke können dabei ein Sammlerrohr für den Zulauf und ein Sammelrohr für den Ablauf ausbilden.The adapter pieces used can be equipped so that a precise parallel connection of several pockets is possible. The lined up adapter pieces can form a collector tube for the inlet and a manifold for the process.

Die endständigen Adapterstücke an den äußeren Taschen der Pakete können dabei gleichzeitig als Anschlussmöglichkeit an eine Versorgungsleitung oder an einen Übergang zu einem benachbarten Paket bilden, hierbei kann auch ein entsprechendes Kupplungsstück dazwischengesetzt werden.The terminal adapter pieces on the outer pockets of the packages can simultaneously form as a connection possibility to a supply line or to a transition to an adjacent package, in this case, a corresponding coupling piece can be interposed.

Das beschriebene Stoffaustauschsystem bietet also die Möglichkeit einer kostengünstigen maschinellen Serienfertigung von Membrantaschen im vorgegebenen Format, die zu Paketen aus mindestens einer bis zu mehreren hundert Taschen addiert werden können.The described mass transfer system thus offers the possibility of cost-effective automated series production of membrane pockets in the specified format, which can be added to packages of at least one to several hundred bags.

Anwendungsfelder des Stoffaustauschsystems sind vornehmlich Klimaanlagen, in denen im Luftstrom die Feuchte zwischen Luft und Solelösungen ausgetauscht werden soll. Grundsätzlich ist der Einsatz jedoch nicht auf Klimaanlagen begrenzt und kann für den Stoffaustausch zwischen den verschiedensten Fluiden, beispielsweise in der Chemie und Umwelttechnik, verwendet werden.Areas of application of the mass transfer system are primarily air conditioning systems in which the air flow between the air and brine solutions is to be exchanged. In principle, however, the use is not limited to air conditioning systems and can be used for the mass transfer between the most diverse fluids, for example in chemistry and environmental technology.

Wird beispielsweise das Austauschsystem in einer Raumlüftungs- oder Klimaanlage eingesetzt, so kann eine Sole (=Salzlösung) in mindestens einer Membrantasche zirkulieren und der außen vorbeiströmenden Luft (äußeres Medium) aufgrund der hygroskopischen Fähigkeiten des Salzes die Feuchtigkeit entnehmen. Die speziell ausgebildete Membran erlaubt durch deren Poren die Diffusion von Wasserdampf aus der Luft, wogegen die Sole in umgekehrter Richtung nicht austreten kann. Gegenüber einem direkten Kontakt einer Sole mit der Luft, wie z.B. auf benetzten Oberflächen oder durch Sprühnebel im Luftstrom, hat die Trennung beider Medien durch eine Membran den Vorteil, dass der Salzaustrag in die Luft unterbunden ist. Damit wird sowohl Korrosion an nachfolgenden Bauteilen als auch eine gesundheitliche Gefährdung z.B. durch LiCl- oder LiBr-Partikel in der Luft vermieden. Außerdem wird eine Verschmutzung der Sole - wie bei bereits bekannten Systemen - durch die Membrantrennung verhindert. Gleichfalls kann mittels der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Konstruktion eine große Kontaktoberfläche auf engstem Raum hergestellt und somit eine hohe Effizienz erreicht werden.If, for example, the exchange system is used in a room ventilation or air conditioning system, a brine (= salt solution) can circulate in at least one membrane pocket and remove the moisture from the outside passing air (outer medium) due to the hygroscopic abilities of the salt. The specially designed membrane allows through their pores, the diffusion of water vapor from the air, whereas the brine in the opposite direction can not escape. As opposed to direct contact of a brine with the air, e.g. on wetted surfaces or by spray in the air stream, the separation of both media by a membrane has the advantage that the salt discharge is prevented in the air. Thus, both corrosion on subsequent components as well as a health hazard, e.g. avoided by LiCl or LiBr particles in the air. In addition, pollution of the brine - as in already known systems - prevented by the membrane separation. Likewise, by means of the construction according to the invention described above, a large contact surface can be produced in a confined space and thus a high efficiency can be achieved.

Mit einem erfindungsgemäßen Stoffaustauscher zur Entfeuchtung von Luft können Investitionskosten für teure Kälteanlagen reduziert oder ganz eingespart werden. Das gilt auch für den elektrischen Energieverbrauch, der bei einer Kälteanlage erheblich ist. Ein Stoffaustauscher benötigt nur eine Umwälzpumpe mit geringer Leistung. Denn eine Entfeuchtung durch Kühlung und Kondensation - gemäß dem Stand der Technik - hat den großen Nachteil dass die Luft unter den Taupunkt abgekühlt werden muss, bis Feuchtigkeit auskondensiert. Gerade die entstehende Kondensationswärme erfordert eine hohe Kälteleistung. Nach der Abkühlung ist in der Regel eine Wiedererwärmung auf Raumtemperatur nötig, wodurch nochmals Energie verbraucht wird.With a material exchanger according to the invention for dehumidifying air can Investment costs for expensive refrigeration systems are reduced or completely saved. This also applies to the electrical energy consumption that is significant in a refrigeration system. A material exchanger requires only one circulating pump with low power. Because dehumidification by cooling and condensation - according to the prior art - has the great disadvantage that the air must be cooled below the dew point until moisture condenses out. Especially the resulting condensation heat requires a high cooling capacity. After cooling, it is usually necessary to reheat to room temperature, which in turn consumes energy.

Ein Stoffaustauscher auf Membranbasis kann auf direktem Wege ohne oder geringer Abkühlung entfeuchten. Erst im zweiten Schritt für die Regeneration der Sole wird thermische Energie benötigt, die aber deutlich billiger als elektrische ist. Besonders an heißen Tagen stehen günstige Wärmequellen zur Verfügung und das deckt sich mit dem Bedarf an Feuchteleistung.A membrane-based mass transfer agent can dehumidify directly without or with little cooling. Only in the second step for the regeneration of the brine thermal energy is needed, which is significantly cheaper than electrical. Especially on hot days, cheap heat sources are available and this is in line with the need for dampening performance.

Für die Regeneration kann ein zweiter, vorzugsweise baugleicher, Stoffaustauscher eingesetzt werden, der dem ersten hydraulisch nachgeschaltet und einem zweiten Luftstrom zugeordnet ist. Durch Änderung der physikalischen Parameter Temperatur und Druck der Sole lässt sich das Dampfdruckgefälle von der Sole in Richtung Luft umkehren. Damit wird Wasserdampf nun in die Luft abgeschieden. In der Regel sind beide Prozesse notwendig, um ein regeneratives Kreislaufsystem zwischen Stoffaufnahme und Stoffabgabe - hier die Feuchtigkeit - herzustellen. Mit den Parametern Sole-Temperatur und Sole-Konzentration lässt sich die Leistung regulieren.For regeneration, a second, preferably identical, material exchanger can be used, which is connected downstream of the first and hydraulically associated with a second air flow. By changing the physical parameters temperature and pressure of the brine, the vapor pressure gradient can be reversed from the brine towards the air. Thus, water vapor is now separated into the air. In general, both processes are necessary to produce a regenerative circulation system between substance intake and substance delivery - here the moisture. With the parameters brine temperature and brine concentration, the power can be regulated.

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit findet der Stoffaustauscher in der Funktion als Befeuchter. Anstelle der Sole kann hierzu gewöhnliches Leitungswasser verwendet werden. Ein großer Vorteil ist, dass die gelösten Mineralien (Kalk) von der Membran zurückgehalten werden und keine Ablagerungen in der Umgebung entstehen. Andere Befeuchtungssysteme benötigen vollentsalztes Wasser oder Abschlämmeinrichtungen.Another application is the material exchanger in the function of a humidifier. Instead of the brine this ordinary tap water can be used. A big advantage is that the dissolved minerals (lime) are retained by the membrane and no deposits are formed in the environment. Other humidification systems require demineralized water or drainage equipment.

Durch Steuerung der Parameter kann eine bewusst geregelte Luftbefeuchtung oder Entfeuchtung vorgenommen werden. Die wabenförmige aufgehängten Taschen bieten große Oberfläche und ermöglichen hohe Ent-/Befeuchterleistungen.By controlling the parameters, a deliberately controlled humidification or dehumidification can be carried out. The honeycomb suspended pockets provide a large surface area and allow for high dehumidifier performance.

Entsprechend diesen Erkenntnissen schlagen die Erfinder eine Klima- und/oder Belüftungsanlage mit einem Gehäuse und einem kanalförmig ausgebildeten Rahmen, durch den ein zu entfeuchtendes erstes Fluid, nämlich Luft, strömt, und einem in dem Rahmen angeordneten Austauschsystem zum Austausch von Stoffen zwischen zwei Fluiden vor, wobei das zweite Fluid eine Flüssigkeit ist, welches aufweist:

  • - mindestens einen von dem ersten Fluid durchströmbaren ersten Raum, welcher das Gehäuse ausbildet, mit mindestens einem ersten Eingang und einem ersten Ausgang,
  • - ein Kanallabyrinth, welches einen zweiten Raum bildet, der sich zumindest teilweise durch den ersten Raum erstreckt, mit dem zweiten Fluid durchströmbar ausgebildet ist und mindestens einen zweiten Eingang und einen zweiten Ausgang aufweist,
  • - wobei das Kanallabyrinth gebildet wird aus:
    • -- mindestens einer ersten permeablen Membran und
    • -- mindestens einem Membrangegenstück,
    • -- wobei die erste Membran mit dem Membrangegenstück an vorgegebenen Linien oder Flächen verbunden wird, so dass zwischen der ersten Membran und dem Membrangegenstück das Kanallabyrinth entsteht, wobei
    • -- aus einer Membran und einem Membrangegenstück eine Tasche gebildet ist, wobei das zweite Fluid innerhalb des Kanallabyrinths durch die Taschen strömt,
    • -- aus mehreren Taschen ein Paket gebildet ist, wobei das erste Fluid außerhalb des Kanallabyrinths durch Spalte zwischen den Taschen durch das Paket strömt, und
    • -- im ersten Raum mindestens ein Rahmen zur Aufnahme mindestens einer Tasche oder eines Paketes angeordnet ist, wobei
    • -- der Rahmen an mindestens einer Seite vollständig offen ist und die/das mindestens eine Tasche oder ein Paket durch diese Seite einfach entnehmbar und einsetzbar ist.
According to these findings, the inventors propose an air conditioning and / or ventilation system with a housing and a channel-shaped frame, through which a first fluid to be dehumidified, namely air, flows, and an exchange system arranged in the frame for exchanging substances between two fluids wherein the second fluid is a liquid comprising:
  • at least one first space, through which the first fluid can flow, which forms the housing, with at least one first input and one first output,
  • a channel labyrinth, which forms a second space which extends at least partially through the first space, is designed to be permeable to the second fluid and has at least one second inlet and one second outlet,
  • - wherein the channel labyrinth is formed from:
    • - At least a first permeable membrane and
    • at least one membrane counterpart,
    • - Wherein the first membrane is connected to the membrane counterpart on predetermined lines or surfaces, so that between the first membrane and the membrane counterpart the channel labyrinth arises, wherein
    • a pocket is formed from a membrane and a membrane counterpart, wherein the second fluid flows through the pockets within the channel labyrinth,
    • - A package is formed from a plurality of pockets, wherein the first fluid outside the channel labyrinth flows through gaps between the pockets through the package, and
    • - In the first space at least one frame for receiving at least one bag or a package is arranged, wherein
    • - The frame is fully open on at least one side and the / at least one bag or package through this page is easily removed and used.

Das Membrangegenstück kann beispielsweise als weitere permeable Membran, als undurchlässige Folie, als Metallfläche oder als Kunststofffläche ausgebildet werden, wobei je nach Beschaffenheit des Membrangegenstückes mehr oder weniger flexible Einheiten aus Membran und Membrangegenstücken gebildet werden. Solche Einheiten werden hier als Taschen bezeichnet.The membrane counterpart can be formed, for example, as a further permeable membrane, as an impermeable film, as a metal surface or as a plastic surface, depending on the nature of the membrane counterpart more or less flexible units of membrane and membrane counterparts are formed. Such units are referred to herein as pockets.

Weiterhin kann das Membrangegenstück auch als eine mit Vertiefungen geprägte Fläche ausgeführt werden, die sowohl flexibel als auch biegefest ausgebildet sein kann.Furthermore, the membrane counterpart can also be embodied as a recessed surface, which can be formed both flexible and resistant to bending.

Die Verbindungen zwischen der ersten Membran und dem Membrangegenstück kann zumindest teilweise durch Schweißnähte oder durch Verklebungen oder auch durch Nietungen erzeugt werden.The connections between the first membrane and the membrane counterpart can be generated at least partially by welds or by bonds or by riveting.

Unter bestimmten Bedingungen kann es vorteilhaft sein, dass das Fluid in der Tasche lange verweilen und sehr langsam durchströmen soll. Dafür eignet sich beispielsweise eine mäanderförmige Stromführung. Under certain conditions, it may be advantageous for the fluid to stay in the bag for a long time and to flow through it very slowly. For example, a meandering current flow is suitable for this purpose.

Alternativ eignet sich bei großen Durchsatzmengen mit hohen Geschwindigkeiten beispielsweise eine parallele oder bionische Kanalführung mit sich mehrfach verzweigenden Verästelungen und danach folgenden Zusammenschlüssen, ähnlich den Strukturen im Blutkreislauf mit sich verzweigenden arteriellen Blutgefäßen und darauf folgenden venösen Zusammenschlüssen zu großen Venen. Eine solche bionische Kanalverzweigung ermöglicht gegenüber einer rechenförmigen Abzweigung eine homogenere Strömungsverteilung und versorgt so alle Kanäle mit der gleichen Menge des Fluides.Alternatively, at high flow rates at high speeds, for example, a parallel or bionic channeling with multiple branching branches and subsequent mergers, similar to structures in the bloodstream with branching arterial blood vessels and subsequent venous connections to large veins, is suitable. Such a bionic channel branch allows a more homogeneous flow distribution compared to a rake-shaped branch, thus supplying all channels with the same amount of fluid.

Alternativ kann es unter anderen Bedingungen jedoch auch günstig sein, das Kanallabyrinth derart auszubilden, dass sich beim Durchströmen des Fluids vornehmlich gleiche gleichläufige Flussrichtungen ausbilden.Alternatively, however, it may also be favorable, under other conditions, to design the channel labyrinth in such a way that, when flowing through the fluid, primarily the same directional flow directions are formed.

Zur einfachen Handhabung, Montage und Wartung kann das Kanallabyrinth mindestens ein Eingangsanschlussstück zum Anschluss an einen Zulauf und/oder mindestens ein Ausgangsanschlussstück zum Anschluss an einen Ablauf besitzen. Werden diese Anschlussstücke auch noch als Schnellverschluss ausgestaltet, kann die Montage der Taschen im ersten Raum, zum Beispiel einem luftdurchströmten Gehäuse, sehr einfach erfolgen und defekte Taschen einfach ausgetauscht werden. Günstig kann es hierbei zusätzlich sein, wenn im ersten Raum mindestens ein Rahmen angeordnet wird, in den eine oder mehrere Taschen oder Pakete eingesetzt werden können. Wird dieser Rahmen herausnehmbar gestaltet, zum Beispiel mit Hilfe eines herausfahrbaren Schienensystems, so kann der Austausch der Taschen oder Pakete außerhalb des Gehäuses erfolgen und anschließend der fertig bestückte Rahmen in das Gehäuse verbracht werden.For ease of handling, installation and maintenance, the channel labyrinth may have at least one input connector for connection to an inlet and / or at least one outlet connector for connection to a drain. If these connecting pieces are also designed as a quick-release closure, the installation of the pockets in the first space, for example a housing through which air flows, can be carried out very simply and defective pockets can be easily replaced. In this case, it may additionally be advantageous if at least one frame is arranged in the first space, into which one or more pockets or packages can be inserted. If this frame designed removable, for example by means of a retractable rail system, the exchange of bags or packages can be done outside the housing and then the finished assembled frame can be spent in the housing.

Es wird darauf hingewiesen, dass grundsätzlich der Rahmen Bestandteil des Stofftauschers und das Gehäuse optional ist, da für den Einsatz in Klimaanlagen kein separates Gehäuse benötigt wird. Hier bildet die Klimaanlage selbst das Gehäuse.It should be noted that, in principle, the frame is part of the substance exchanger and the housing is optional, since it does not require a separate housing for use in air conditioning systems. Here, the air conditioning itself forms the housing.

Günstig ist es außerdem, wenn die erste Membran und/oder das Membrangegenstück zur Befestigung oder Aufhängung - der Tasche - im ersten Raum ausgebildet ist/sind. Hierzu können im Bereich außerhalb des Kanallabyrinths, vorzugsweise an mehrlagigen Stellen, Ösen oder Haken angeordnet werden.It is also advantageous if the first membrane and / or the membrane counterpart for attachment or suspension - the bag - is / are formed in the first space. For this purpose, in the area outside the channel labyrinth, preferably at multilayer locations, eyelets or hooks can be arranged.

Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn im Bereich der Verbindung zwischen erster Membran oder Membrangegenstück Materialverstärkungen und/oder Aufdopplungen angeordnet sind. Hierdurch wird einerseits die Stabilität der Tasche gefördert andererseits bei Schweiß- und Klebearbeiten eine durchgängige Verletzung der Oberflächen verhindert.Furthermore, it may be advantageous if in the region of the connection between the first membrane or membrane counterpart material reinforcements and / or doublings are arranged. As a result, on the one hand the stability of the bag is promoted on the other hand prevents a continuous injury to the surfaces in welding and gluing work.

Zum modularen Aufbau des erfindungsgemäßen Stoffaustauschsystems wird weiterhin vorgeschlagen, aus mehreren Taschen ein Paket zu bilden, wobei bevorzugt die mehreren Taschen zumindest teilweise bezüglich des durchfließenden Fluides seriell oder parallel miteinander verbunden sind, so dass ein kommunizierendes Kanalsystem entsteht.For modular construction of the mass transfer system according to the invention is further proposed to form a package from several pockets, wherein preferably the plurality of pockets are at least partially connected with respect to the flowing fluid in series or in parallel, so that a communicating channel system is formed.

Das hier beschriebene Austauschsystem kann bevorzugt in Verbindung mit einer Membran verwendet werden, welche dazu ausgebildet ist, Wasser beziehungsweise Dampf zwischen Luft und einer Sole (=Wasser-Salz-Lösung) auszutauschen. Hierzu werden als Membran besonders die Materialien Kunststoffe und Metalle bevorzugt.The exchange system described here can preferably be used in conjunction with a membrane which is designed to exchange water or steam between air and a brine (= water-salt solution). For this purpose, the materials and plastics are preferred as a membrane in particular.

Das beschriebene Austauschsystem eignet sich für jegliche Fluidkombinationen aus flüssigen und gasförmigen Fluiden.The described exchange system is suitable for any fluid combinations of liquid and gaseous fluids.

Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figuren näher beschrieben, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Merkmale dargestellt sind.In the following the invention will be described in more detail with the aid of the figures, wherein only the features necessary for understanding the invention are shown.

Es zeigen im Einzelnen:

  • 1: Stoffaustauschtasche mit mäanderförmigem Kanallabyrinth aus zwei flexiblen Membranen in Aufsicht;
  • 2: Stoffaustauschtasche aus 1 im Schnitt A-A;
  • 3: Stoffaustauschtasche mit mäanderförmigem Kanallabyrinth aus einer flexiblen Membran und einem formstabilen und geprägten Membrangegenstück in Aufsicht;
  • 4: Stoffaustauschtasche aus 3 im Schnitt B-B;
  • 5: Stoffaustauschtasche mit parallel verlaufendem Kanallabyrinth aus zwei flexiblen Membranen in Aufsicht, schematisch dargestellt - hier mit zwei Zuläufen und zwei Abläufen;
  • 6: Stoffaustauschtasche aus 5 im Schnitt C-C;
  • 7: Taschenpaket aus mehreren parallel miteinander verbundener Stoffaustauschtaschen und zwei Rohranschlüssen.;
  • 8: Rahmen für ein Taschenpaket mit eingesetztem Spannrechen;
  • 9: Rahmen mit im Spannrechen eingehängten Taschenpaketen;
  • 10: Prinzipdarstellung einer bionischen Kanalführung.
They show in detail:
  • 1 : Substitute bag with meandering channel labyrinth of two flexible membranes in plan view;
  • 2 : Cloth exchange bag 1 on average AA;
  • 3 : Substitute bag with meander-shaped channel labyrinth of a flexible membrane and a dimensionally stable and embossed membrane counterpart in plan view;
  • 4 : Cloth exchange bag 3 in section BB;
  • 5 : Substitute bag with parallel channel labyrinth of two flexible membranes in plan view, shown schematically - here with two inlets and two outlets;
  • 6 : Cloth exchange bag 5 on average CC;
  • 7 : Bag package consisting of several fabric exchange pockets connected in parallel and two pipe connections .;
  • 8th : Frame for a bag package with inserted clamping rake;
  • 9 : Frame with bag packages hinged in the clamping frame;
  • 10 : Schematic representation of a bionic channel guide.

Die nachfolgenden Figuren zeigen unterschiedliche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Stoffaustauschtaschen und auch eine Variante eines mit einem Paket aus Stoffaustauschtaschen bestückten Gehäuses.The following figures show different embodiments of the cloth exchange bags according to the invention and also a variant of a stocked with a package of cloth exchange bags housing.

Die 1 zeigt in einer Aufsicht eine Stoffaustauschtasche T mit mäanderartig verlaufendem Kanallabyrinth K, die aus zwei flexiblen Membranen 1 und 2 hergestellt wurde. Hierzu wurden die beiden Membranen 1 und 2 aufeinandergelegt und mit Hilfe eines entsprechenden Werkzeuges an vorgesehenen Linien L miteinander verschweißt. Durch die Lage dieser Linien L, jeweils am Rande eines zu bildenden Kanals K, ist ein miteinander verbundenes System aus Kanälen K entstanden, die am Anfang und am Ende einen Eingang beziehungsweise einen Ausgang aufweisen, an denen jeweils ein Anschlussstück 3 angeschweißt wurde.The 1 shows in a plan view a Stoffaustauschtasche T with meandering running channel labyrinth K consisting of two flexible membranes 1 and 2 was produced. For this purpose, the two membranes 1 and 2 superimposed and welded together with the aid of an appropriate tool on lines L provided. Due to the location of these lines L , each at the edge of a channel to be formed K , is an interconnected system of channels K emerged, which have at the beginning and at the end of an input or an output, to each of which a connector 3 was welded.

In der 2 ist diese Stoffaustauschtasche T aus der 1 im Schnitt A-A gezeigt. Hier sind beide Seiten der Tasche T mit den aneinander geschweißten Membranen 1 und 2 gut zu erkennen. Grundsätzlich besteht bei dieser Ausführung die Möglichkeit, ausschließlich eine Seite mit einer Membran 1 auszuführen und das Membrangegenstück 2 durch eine völlig undurchlässige Folie bilden. Allerdings wird damit die zum Austausch zur Verfügung stehende Oberfläche gegenüber einer Ausführung mit zwei Membranen 1 und 2 halbiert.In the 2 is this cloth exchange bag T from the 1 shown in section AA. Here are both sides of the bag T with the membranes welded together 1 and 2 clearly visible. Basically there is the possibility in this embodiment, only one side with a membrane 1 perform and the membrane counterpart 2 through a completely impermeable film. However, this makes the surface available for replacement to a version with two membranes 1 and 2 halved.

Eine andere Ausführung einer Stoffaustauschtasche T mit mäanderförmigem Kanallabyrinth K ist in der 3 in Aufsicht und in der 4 im Schnitt B-B gezeigt. Diese Stoffaustauschtasche T besteht aus einer flexiblen Membran 1 und einem formstabilen und vorgeprägten Membrangegenstück 2. Das Membrangegenstück 2 ist aufgrund der Prägung und des verwendeten Materials relativ biegefest, so dass auch bei einer relativ starken außerhalb vorbeistreichenden Strömung die Tasche T sich nicht verwindet oder zum Flattern neigt. Diese Bauform eignet sich durch die eigene Steifigkeit insbesondere für horizontale Ausrichtung der Taschen(Platten) T.Another version of a cloth transfer bag T with meandering channel labyrinth K is in the 3 in supervision and in the 4 shown in section BB. This cloth transfer bag T consists of a flexible membrane 1 and a dimensionally stable and pre-embossed membrane counterpart 2 , The membrane counterpart 2 is due to the embossing and the material used relatively resistant to bending, so that even with a relatively strong flow passing outside the bag T does not twist or tends to flutter. This design is suitable by its own rigidity in particular for horizontal alignment of the pockets (plates) T.

Im hier gezeigten Fall können die Verbindungslinien L zum Beispiel durch Kleben oder Schweißen erzeugt werden.In the case shown here, the connecting lines L For example, be produced by gluing or welding.

Eine weitere Ausführungsform der Tasche ist in den 5 und 6 gezeigt. In der in 5 gezeigten Aufsicht ist zu erkennen, dass die Verbindungslinien L der beiden Membranen 1 und 2 eine Schar parallel - und im Bild horizontal - verlaufender Kanäle K bilden, die jeweils links und rechts miteinander durch einen senkrechten Kanal K kommunizieren. Am rechten und linken Kanal K sind jeweils oben und unten Anschlüsse 3 angeordnet, so dass beispielsweise auf der linken Seite Fluid zugeführt und auf der rechten Seite Fluid abgeführt werden kann. In der 6 darunter ist eine Seitenansicht in Richtung der Kanalschar K gezeigt. Bei dieser Variante werden die beiden Seiten jeweils durch Membranen 1 und 2 gebildet.Another embodiment of the bag is in the 5 and 6 shown. In the in 5 shown supervision can be seen that the connecting lines L the two membranes 1 and 2 a group of parallel - and horizontally - running channels K form each left and right by a vertical channel K communicate. On the right and left channel K are each top and bottom connections 3 arranged, so that, for example, fluid can be supplied on the left side and fluid can be discharged on the right side. In the 6 below is a side view towards the channel K shown. In this variant, the two sides are each through membranes 1 and 2 educated.

Erfindungsgemäß können die zuvor beschriebenen Taschen T mit Hilfe der Anschlusstücke 3 zu Paketen P kombiniert werden. Ein solches Paket P aus einer Vielzahl von untereinander verbundenen Taschen T ist in der 7 gezeigt. Hierbei sind die einzelnen Taschen T im Bereich ihrer Ein- und Ausgänge miteinander zu einem untereinander kommunizierenden System verbunden, so dass alle Taschen T des Paketes P über eine einzige Flüssigkeitszufuhr und eine einzige Flüssigkeitsabfuhr bedient werden.According to the invention, the pockets described above T with the help of the fittings 3 to packages P be combined. Such a package P from a variety of interconnected bags T is in the 7 shown. Here are the individual bags T in the area of their inputs and outputs connected to each other to a system communicating with each other, so that all pockets T of the package P be operated via a single fluid intake and a single fluid discharge.

Zum einfachen Handling kann das Paket P aus 7 in einen Rahmen R eingehängt werden, wie er in der 8 gezeigt ist. Dieser Rahmen R verfügt an mindestens einer Längsseite über einen Spannrechen S, der im herausgezogenen Detail der 8 gut erkennbar ist. Mit einem solchen Spannrechen S, der vorzugsweise an der Kanaleintritt- und Kanalaustrittseite K sitzt und der eine Vielzahl von einzelnen flexiblen Spannelementen E aufweist, können die einzelnen Taschen T des Paketes P flexibel befestigt werden, indem die Spannelemente E in Ösen 4 an den Taschen T eingehängt werden. Die als elastische Finger ausgebildeten Spannelemente E sind mit seitlichen Haken ausgestattet, die in Ösen 4 der Taschen T eingreifen und diese in eine gestreckte Form bringen als auch auf einen konstanten Abstand halten. Damit wird sichergestellt, dass die Taschen T auch bei einer vorliegenden Luftströmung im Wesentlichen lagestabil fixiert sind.For easy handling, the package P out 7 in a frame R be hung up as he is in the 8th is shown. This frame R has at least one longitudinal side of a clamping rake S in the pulled out detail of the 8th is clearly recognizable. With such a clamping rake S which is preferably seated on the channel entry and channel exit side K and which has a plurality of individual flexible clamping elements e can, the individual bags T of the package P be flexibly secured by the clamping elements E in eyelets 4 on the pockets T be hung. The trained as elastic fingers clamping elements e are equipped with side hooks, which are in eyelets 4 the bags T intervene and bring them into a stretched shape and keep it at a constant distance. This will ensure that the bags T are fixed substantially stable even with a present air flow.

Eine Darstellung des Rahmens R mit eingehängtem Taschenpaket P ist in der 9 gezeigt. Besonders gut ist in der Detaildarstellung zu erkennen, wie die Spannelemente E in die Ösen 4 der Taschen T eingehängt sind und damit alle Taschen T zueinander parallel ausgerichtet hält, so dass ein vorbeistreifender Luftzug die Taschen T nicht zum Flattern anregen kann.A representation of the frame R with hinged bag package P is in the 9 shown. It is particularly easy to see how the tensioning elements look in the detail e in the eyelets 4 the bags T are hung and thus all bags T aligned parallel to each other, so that a vorbeestreifender draft the bags T can not cause fluttering.

Das komplette Paket P mit Rahmen R kann so in eine Klimaanlage auf Führungsschienen eingeschoben werden und für Kontroll- oder Reinigungszwecken leicht wieder ausgezogen werden. Das Gehäuse selbst kann beispielsweise Teil einer Klimaanlage sein. Der kanalförmig ausgebildete Rahmen R führt die Luft durch das Taschenpaket P, die dann auf der Außenseite der Taschen T entlang strömt. Dabei kann zum Beispiel Wasser, das das Kanalsystem K der Taschen T durchströmt, durch die Membranen 1 und 2 diffundieren und die vorbeiströmende Luft anfeuchten. Umgekehrt kann im Inneren der Kanäle K eine konzentrierte Salzlösung vorliegen, so dass der vorbeiströmenden Luft Feuchtigkeit entzogen wird.The complete package P with frame R can be pushed into an air conditioner on guide rails and easily removed for inspection or cleaning purposes. The housing itself may for example be part of an air conditioning system. The channel-shaped frame R guides the air through the bag package P which then on the outside of the bags T flows along. For example, water, which is the channel system K the bags T flows through the membranes 1 and 2 diffuse and moisten the passing air. Conversely, inside the channels K present a concentrated saline solution, so that the passing air is deprived of moisture.

Optional können bei Bedarf weitere konstruktive Bauteile, wie beispielsweise Schienen, Gitter und/oder Abstandshalter, zur Verbesserung der Stabilität gegen Drücke und Flattern eingesetzt werden, indem zum Beispiel ein Stützgitter oder Spacer in den Kanälen K die Membranen 1 und 2 in Form halten und Druckunterschiede abfangen. Ebenso können zusätzliche Abstandshalter in Form von Noppen die Taschen T auf Abstand halten, die Statik durch die Stützfunktion verbessern, hohe Drücke abfangen und Schwingungen dämpfen.Optionally, additional structural components, such as rails, grilles and / or spacers, may be used as needed to improve stability against pressures and flutter by, for example, a support grid or spacer in the channels K the membranes 1 and 2 hold in shape and intercept pressure differences. Likewise, additional spacers in the form of nubs can be the pockets T Keep at a distance, improve the static by the support function, intercept high pressures and dampen vibrations.

Weiterhin können zusätzliche Abstandshalter in Form von Schienen, die in Strömungsrichtung ausgerichtet angeordnet werden, die Taschen T auf Abstand halten und ebenso die Statik durch die Stützfunktion verbessern, hohe Drücke abfangen und Schwingungen dämpfen. Die Schienen können dabei auch der gewellten Außenkontur der Tasche T angepasst sein.Furthermore, additional spacers in the form of rails, which are arranged aligned in the flow direction, the pockets T Keep at a distance and also improve the statics by the support function, intercept high pressures and dampen vibrations. The rails can also be the wavy outer contour of the bag T be adjusted.

In der vorangehenden Beschreibung wurde auch die Möglichkeit einer bionischen Kanalführung K auf den Taschen T erwähnt. Die 10 verdeutlicht eine solche bionische Kanalführung der Kanäle K in einer schematisch dargestellten Tasche T an Hand einer einfachen Verzweigungsstruktur der Kanäle K. Hierbei wird ein einziger Kanal K, der hier beispielhaft rechts oben beginnt und links unten endet, ähnlich den Blutgefäßen in einem Gewebe, bis zu einem bestimmten Grad zunehmend zu immer dünner werdenden Kanälen K verästelt und anschließend wieder zunehmend zusammengeführt, bis er wieder in einem einzigen Kanal K endet.In the foregoing description has also been the possibility of a bionic channel guide K on the pockets T mentioned. The 10 illustrates such a bionic channel management of the channels K in a schematically illustrated bag T on the basis of a simple branching structure of the channels K , This will be a single channel K Here, for example, beginning at the top right and ending at the bottom left, similar to the blood vessels in a tissue, to a certain degree increasingly to ever thinner channels K ramified and then increasingly merged again until it returns to a single channel K ends.

Insgesamt zeigt die Erfindung also ein Austauschsystem zum Austausch von Stoffen zwischen zwei Fluiden, mit mindestens einem von einem ersten Fluid durchströmbaren ersten Raum mit mindestens einem ersten Eingang und einem ersten Ausgang, einem Labyrinth aus Kanälen, welches einen zweiten Raum ausbildet, wobei sich der zweite Raum zumindest teilweise durch den ersten Raum erstreckt und damit Grenzflächen aufweist die mit einem zweiten Fluid umströmbar ausgebildet sind. Weiterhin wird mindestens ein zweiter Eingang und ein zweiter Ausgang gefordert, wobei das Kanallabyrinth aus mindestens einer ersten permeablen Membran und mindestens einem Membrangegenstück ausgebildet wird, wobei die erste Membran mit dem Membrangegenstück an vorgegebenen Linien oder Flächen verbunden wird, so dass zwischen der ersten Membran und dem Membrangegenstück das Kanallabyrinth entsteht. Da wenigstens eine der Membranen für einen Stoff durchlässig ausgebildet ist, kann zwischen dem ersten und dem zweiten Raum ein Stoffaustausch stattfinden. Grundsätzlich kann diese Durchlässigkeit der mindestens einen Membran keine Stoffspezivität aufweisen, so dass - zumindest aufgrund des Membranaufbaues - kein Stoff selektiert wird. Andererseits zählen in einer besonderen Ausgestaltung zur Erfindung allerdings auch Membranen, die eine Semipermeabilität aufweisen, also aufgrund des Membranaufbaues nur spezifische Stoffe zum Austausch durch die Membran diffundieren lassen.Overall, the invention thus shows an exchange system for the exchange of substances between two fluids, with at least one first fluid flowed through by a first fluid space with at least a first input and a first output, a labyrinth of channels, which forms a second space, wherein the second Space at least partially extends through the first space and thus has boundary surfaces which are formed umströmbar with a second fluid. Furthermore, at least a second input and a second output is required, wherein the channel labyrinth is formed from at least one first permeable membrane and at least one membrane counterpart, wherein the first membrane is connected to the membrane counterpart at predetermined lines or surfaces, so that between the first membrane and the membrane counterpart the channel labyrinth arises. Since at least one of the membranes is permeable to a substance, a mass transfer can take place between the first and the second space. In principle, this permeability of the at least one membrane can have no material specificity, so that-at least because of the membrane structure-no substance is selected. On the other hand, in a particular embodiment of the invention, however, also include membranes that have a semipermeability, so can only diffuse specific substances for exchange through the membrane due to the membrane structure.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.It is understood that the abovementioned features of the invention can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Membranmembrane
22
Membran, MembrangegenstückMembrane, membrane counterpart
33
Anschlussstückconnector
44
Ösen eyelets
Ee
Spannelementclamping element
KK
Kanalchannel
LL
Linienlines
PP
Paketpackage
RR
Rahmenframe
SS
Spannrechenclamping rake
TT
StoffaustauschtascheMass transfer case

Claims (24)

Klima- und/oder Belüftungsanlage mit einem Gehäuse und einem kanalförmig ausgebildeten Rahmen (R), durch den ein zu entfeuchtendes erstes Fluid, nämlich Luft, strömt, und einem in dem Rahmen (R) angeordneten Austauschsystem zum Austausch von Stoffen zwischen zwei Fluiden, wobei das zweite Fluid eine Flüssigkeit ist, das Austauschsystem aufweisend: 1.1. mindestens einen von dem ersten Fluid durchströmten ersten Raum, welcher das Gehäuse ausbildet, mit mindestens einem ersten Eingang und einem ersten Ausgang, 1.2. ein Kanallabyrinth (K), welches einen zweiten Raum bildet, der sich zumindest teilweise durch den ersten Raum erstreckt, mit dem zweiten Fluid durchströmt ist und mindestens einen zweiten Eingang (3) und einen zweiten Ausgang (3) aufweist, 1.3. wobei das Kanallabyrinth (K) gebildet wird aus: 1.3.1. mindestens einer ersten permeablen Membran (1) und 1.3.2. mindestens einem Membrangegenstück (2), 1.3.3. wobei die erste Membran (1) mit dem Membrangegenstück (2) an vorgegebenen Linien (L) oder Flächen verbunden ist, so dass zwischen der ersten Membran (1) und dem Membrangegenstück (2) das Kanallabyrinth (K) entsteht, wobei 1.3.4. aus einer Membran (1) und einem Membrangegenstück (2) eine Tasche (T) gebildet ist, wobei das zweite Fluid innerhalb des Kanallabyrinths (K) durch die Taschen (T) strömt, 1.3.5. aus mehreren Taschen (T) ein Paket (P) gebildet ist, wobei das erste Fluid außerhalb des Kanallabyrinths (K) durch Spalte zwischen den Taschen (T) durch das Paket (P) strömt, und 1.3.6. im ersten Raum mindestens ein Rahmen (R) zur Aufnahme mindestens einer Tasche (T) oder eines Paketes (P) angeordnet ist, wobei 1.3.7. der Rahmen (R) an mindestens einer Seite vollständig offen ist und die/das mindestens eine Tasche (T) oder ein Paket (P) durch diese Seite einfach entnehmbar und einsetzbar ist.Air conditioning and / or ventilation system with a housing and a channel-shaped frame (R) through which a first fluid to be dehumidified, namely air flows, and an in the frame (R) arranged exchange system for the exchange of substances between two fluids, said the second fluid is a liquid comprising the exchange system: 1.1. at least one of the first fluid flows through the first space which forms the housing, with at least a first input and a first output, 1.2. a channel labyrinth (K) forming a second space extending at least partially through the first space, with the second fluid has flowed through and at least one second input (3) and a second output (3), 1.3. where the channel labyrinth (K) is formed from: 1.3.1. at least one first permeable membrane (1) and 1.3.2. at least one membrane counterpart (2), 1.3.3. wherein the first membrane (1) is connected to the membrane counterpart (2) at predetermined lines (L) or surfaces so that the channel labyrinth (K) is formed between the first membrane (1) and the membrane counterpart (2), wherein 1.3.4 , a pocket (T) is formed from a membrane (1) and a membrane counterpart (2), wherein the second fluid within the channel labyrinth (K) flows through the pockets (T), 1.3.5. a package (P) is formed from a plurality of pockets (T), the first fluid outside the channel labyrinth (K) flowing through gaps between the pockets (T) through the package (P), and 1.3.6. at least one frame (R) for receiving at least one pocket (T) or a packet (P) is arranged in the first space, wherein 1.3.7. the frame (R) is fully open on at least one side and the at least one pocket (T) or package (P) can be easily removed and inserted through this side. Klima- und/oder Belüftungsanlage mit einem Austauschsystem gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Membrangegenstück (2) eine weitere permeable Membran ist.Air conditioning and / or ventilation system with an exchange system according to the preceding Claim 1 , characterized in that the membrane counterpart (2) is another permeable membrane. Klima- und/oder Belüftungsanlage mit einem Austauschsystem gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Membrangegenstück (2) eine undurchlässige Folie ist.Air conditioning and / or ventilation system with an exchange system according to the preceding Claim 1 , characterized in that the membrane counterpart (2) is an impermeable film. Klima- und/oder Belüftungsanlage mit einem Austauschsystem gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Membrangegenstück (2) eine Metallfläche ist.Air conditioning and / or ventilation system with an exchange system according to the preceding Claim 1 , characterized in that the membrane counterpart (2) is a metal surface. Klima- und/oder Belüftungsanlage mit einem Austauschsystem gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Membrangegenstück (2) eine Kunststofffläche ist.Air conditioning and / or ventilation system with an exchange system according to the preceding Claim 1 , characterized in that the membrane counterpart (2) is a plastic surface. Klima- und/oder Belüftungsanlage mit einem Austauschsystem gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Membrangegenstück (2) eine mit Vertiefungen geprägte Fläche darstellt.Air conditioning and / or ventilation system with an exchange system according to one of the preceding Claims 1 to 5 , characterized in that the membrane counterpart (2) is a recessed area. Klima- und/oder Belüftungsanlage mit einem Austauschsystem gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Membran (1) und das Membrangegenstück (2) zumindest teilweise durch Schweißnähte miteinander verbunden sind.Air conditioning and / or ventilation system with an exchange system according to one of the preceding Claims 1 to 6 , characterized in that the first membrane (1) and the membrane counterpart (2) are at least partially interconnected by welds. Klima- und/oder Belüftungsanlage mit einem Austauschsystem gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Membran (1) und das Membrangegenstück (2) zumindest teilweise durch Verklebungen miteinander verbunden sind.Air conditioning and / or ventilation system with an exchange system according to one of the preceding Claims 1 to 7 , characterized in that the first membrane (1) and the membrane counterpart (2) are at least partially connected to one another by adhesive bonds. Klima- und/oder Belüftungsanlage mit einem Austauschsystem gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Membran (1) und das Membrangegenstück (2) zumindest teilweise durch Nieten miteinander verbunden sind.Air conditioning and / or ventilation system with an exchange system according to one of the preceding Claims 1 to 8th , characterized in that the first membrane (1) and the membrane counterpart (2) are at least partially interconnected by rivets. Klima- und/oder Belüftungsanlage mit einem Austauschsystem gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kanallabyrinth (K) derart ausgestaltet ist, dass sich beim Durchströmen des Fluids gegenläufige Flussrichtungen ausbilden.Air conditioning and / or ventilation system with an exchange system according to one of the preceding Claims 1 to 9 , characterized in that the channel labyrinth (K) is designed such that opposite flow directions are formed when flowing through the fluid. Klima- und/oder Belüftungsanlage mit einem Austauschsystem gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kanallabyrinth (K) mäanderförmig verläuft.Air conditioning and / or ventilation system with an exchange system according to the preceding Claim 10 , characterized in that the channel labyrinth (K) is meandering. Klima- und/oder Belüftungsanlage mit einem Austauschsystem gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kanallabyrinth (K) derart ausgestaltet ist, dass sich beim Durchströmen des Fluids gleichläufige Flussrichtungen ausbilden.Air conditioning and / or ventilation system with an exchange system according to one of the preceding Claims 1 to 9 , characterized in that the channel labyrinth (K) is designed such that form in the same flow directions when flowing through the fluid. Klima- und/oder Belüftungsanlage mit einem Austauschsystem gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kanallabyrinth (K) mindestens ein Eingangsanschlussstück (3) zum Anschluss an einen Zulauf und/oder mindestens ein Ausgangsanschlussstück (3) zum Anschluss an einen Ablauf aufweist.Air conditioning and / or ventilation system with an exchange system according to one of the preceding Claims 1 to 12 Characterized in that the labyrinth channel (K) at least one inlet fitting (3) for connection to an inlet and / or at least one output connector (3) for connection to a drain. Klima- und/oder Belüftungsanlage mit einem Austauschsystem gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Membran (1) und/oder das Membrangegenstück (2) zur Befestigung/Aufhängung im ersten Raum ausgebildet ist beziehungsweise sind.Air conditioning and / or ventilation system with an exchange system according to one of the preceding Claims 1 to 13 , characterized in that the first membrane (1) and / or the membrane counterpart (2) is designed for attachment / suspension in the first space or are. Klima- und/oder Belüftungsanlage mit einem Austauschsystem gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich außerhalb des Kanallabyrinths (K), vorzugsweise an mehrlagigen Stellen, Ösen (4) oder Haken angebracht sind.Air conditioning and / or ventilation system with an exchange system according to the preceding Claim 14 , characterized in that in the area outside the channel labyrinth (K), preferably in multi-layered locations, eyelets (4) or hooks are attached. Klima- und/oder Belüftungsanlage mit einem Austauschsystem gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Verbindung zwischen erster Membran (1) und Membrangegenstück (2) Materialverstärkungen und/oder Aufdopplungen angeordnet sind.Air conditioning and / or ventilation system with an exchange system according to one of the preceding Claims 1 to 15 , characterized in that in the region of the connection between the first membrane (1) and membrane counterpart (2) material reinforcements and / or doublings are arranged. Klima- und/oder Belüftungsanlage mit einem Austauschsystem gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Taschen (T) zumindest teilweise bezüglich des durchfließenden Fluids seriell miteinander verbunden sind.Air conditioning and / or ventilation system with an exchange system according to one of the preceding Claims 1 to 16 , characterized in that the plurality of pockets (T) are connected in series at least partially with respect to the fluid flowing through. Klima- und/oder Belüftungsanlage mit einem Austauschsystem gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Taschen (T) zumindest teilweise bezüglich des durchfließenden Fluids parallel miteinander verbunden sind.Air conditioning and / or ventilation system with an exchange system according to one of the preceding Claims 1 to 17 , characterized in that the plurality of pockets (T) are connected in parallel at least partially with respect to the fluid flowing through. Klima- und/oder Belüftungsanlage mit einem Austauschsystem gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (R) über ein Teleskopgestänge mit dem Gehäuse verbunden ist.Air conditioning and / or ventilation system with an exchange system according to one of the preceding Claims 1 to 18 , characterized in that the frame (R) is connected via a telescopic linkage to the housing. Klima- und/oder Belüftungsanlage mit einem Austauschsystem gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (1, 2) dazu ausgebildet ist, einen Stoff aus der nachfolgenden Liste auszutauschen: - Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, Sole, Alkane, - Gase, insbesondere Wasserdampf, CO2, Methan; - Schadstoffe, insbesondere VOC's, Stickoxide, CO.Air conditioning and / or ventilation system with an exchange system according to one of the preceding Claims 1 to 19 , characterized in that the membrane (1, 2) is adapted to exchange a substance from the following list: - liquids, in particular water, sols, alkanes, - gases, in particular water vapor, CO 2 , methane; - Pollutants, in particular VOCs, nitrogen oxides, CO. Klima- und/oder Belüftungsanlage mit einem Austauschsystem gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (1, 2) zumindest teilweise aus einem Material der nachfolgenden Liste besteht: Kunststoffe, Metalle, Cellulose, Keramik, Graphit, organischer Stoff.Air conditioning and / or ventilation system with an exchange system according to one of the preceding Claims 1 to 20 , characterized in that the membrane (1, 2) consists at least partially of a material of the following list: plastics, metals, cellulose, ceramics, graphite, organic matter. Klima- und/oder Belüftungsanlage mit einem Austauschsystem gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Fluid Wasser ist.Air conditioning and / or ventilation system with an exchange system according to one of the preceding Claims 1 to 21 , characterized in that the second fluid is water. Klima- und/oder Belüftungsanlage mit einem Austauschsystem gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Fluid eine Salzlösung ist.Air conditioning and / or ventilation system with an exchange system according to one of the preceding Claims 1 to 22 , characterized in that the second fluid is a saline solution. Klima- und/oder Belüftungsanlage mit einem Austauschsystem gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Fluid eine LiCl-Wasser-Lösung ist.Air conditioning and / or ventilation system with an exchange system according to one of the preceding Claims 1 to 23 , characterized in that the second fluid is a LiCl-water solution.
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