DE102015014596B3 - Improved mist eliminator and improved air conditioning - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft erstens einen Tropfenabscheider (1) zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus strömender Luft, wie insbesondere für Klimaanlagen, wobei er mindestens eine zum Ein- und Abschalten geeignete elektrisch betreibbare Heizeinrichtung (5) umfasst, und zweitens eine Klimaanlage mit einem solchen Tropfenabscheider (1). Die ein- und abschaltbare elektrische Heizfunktion in einem Tropfenabscheider (1) erspart in Luftbehandlungsanlagen, wie insbesondere einer Klimaanlage, einen separaten elektrisch betreibbaren Heizungswärmetauscher und einen separaten Tropfenabscheider.The invention relates, firstly, to a droplet separator (1) for separating liquid droplets from flowing air, in particular for air conditioning systems, wherein it comprises at least one electrically operable heating device (5) suitable for switching on and off, and, secondly, an air conditioning system with such a droplet separator (1 ). The switched on and off electrical heating function in a mist eliminator (1) saves in air treatment plants, in particular an air conditioner, a separate electrically operable heating heat exchanger and a separate mist eliminator.
Description
Gebiet der Technik:Field of Technology:
Die Erfindung bezieht sich auf einen Tropfenabscheider zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus strömender Luft, wie insbesondere für Klimaanlagen, sowie auf eine damit ausgerüstete Klimaanlage. Der Tropfenabscheider ist dabei eine Vorrichtung, durch den Flüssigkeitstropfen enthaltende Luft strömen kann und beim Durchströmen Flüssigkeitstropfen wie beispielsweise Tropfen eines Kondensats aus der strömenden Luft abgetrennt werden. Insbesondere in Klimaanlagen werden oft Tropfenabscheider eingesetzt.The invention relates to a mist eliminator for separating drops of liquid from flowing air, in particular for air conditioning systems, and to an air conditioning system equipped therewith. The mist eliminator is a device through which air droplets containing air can flow and when flowing through liquid droplets such as drops of condensate are separated from the flowing air. In particular in air conditioning systems, droplet separators are often used.
Stand der Technik:State of the art:
Bekannt sind verschiedene Arten von Tropfenabscheidern. Eine Art ist ein Tropfenabscheider mit Drahtgestrick, das zum Abscheiden der Flüssigkeitstropfen ein oder mehrlagige maschenförmige verbundene Drähte aufweist, wobei die Maschenweite je nach durchströmendem Stoff gewählt ist. Bei einer weiteren Art von Tropfenabscheider wird der Luftstrom umgelenkt, so dass durch die Richtungsänderung die Flüssigkeitstropfen aufgrund ihrer Trägheit gegen eine Fläche wie beispielsweise ein Blech prallen und abfließen. Solche Tropfenabscheider enthalten zum Umlenken oft Lamellen, die parallel normalerweise in einem Abstand von mehreren Zentimetern zueinander die durchströmende Luft umlenken. Ein derartiger Tropfenabscheider ist beispielsweise aus der
Als Wellenform ist unter anderem auch eine Form von quasi nur einem Wellenberg mit umfasst.As a waveform, among other things, a form of quasi just a wave mountain is included.
In
Tropfenabscheider werden oft als ein Teil in einer ganzen Luftbehandlungsanlage wie insbesondere einer Klimaanlage eingesetzt. Ein Tropfenabscheider hat dabei allein aufgrund seiner Ausmaße einen notwendigen Raumbedarf in einer solchen Anlage. Jedoch benötigen auch andere Komponenten, wie insbesondere ein Heizungswärmetauscher mit elektrisch betreibbarer Heizeinrichtung zum je nach Bedarf erfolgenden Erwärmen der zu behandelnden Luft, in einer Luftbehandlungsanlage ihren Raum. Als elektrisch betreibbare Heizeinrichtungen sind zum Beispiel Heizstäbe oder ausreichend gegen Feuchtigkeit geschützte Heizdrähte bekannt. Mit einem separaten elektrisch betriebenen Heizungswärmetauscher und einem separaten Tropfenabscheider entstehen Platz- sowie Gewichtsprobleme insbesondere in Klimaanlagen, so dass in einigen Klimaanlagen, wie beispielsweise bei der in
Neben den Platzproblemen bei separatem elektrisch betriebenem Heizungswärmetauscher und separatem Tropfenabscheider in einer Luftbehandlungsanlage wie insbesondere einer Klimaanlage sind für zwei solche separate Apparate der Materialbedarf und die Kosten sowie der Aufwand samt dem für die Montage relativ hoch.In addition to the space problems with separate electrically operated heating heat exchanger and separate mist eliminator in an air treatment plant such as in particular an air conditioner for two such separate apparatus, the material requirements and the cost and the cost, including the cost of installation are relatively high.
Der Erfindung liegt daher die erste Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Tropfenabscheider bereitzustellen, und entsprechend liegt die zweite Aufgabe, eine Klimaanlage mit verbessertem Tropfenabscheider bereitzustellen, zugrunde.The invention is therefore based on the first object to provide an improved mist eliminator, and accordingly, the second object, to provide an air conditioner with improved mist eliminator underlying.
Zusammenfassung der Erfindung:Summary of the invention:
Die erste Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die erste Aufgabe wird also durch einen Tropfenabscheider zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus strömender Luft, wie insbesondere für Klimaanlagen, wobei er mindestens eine zum Ein- und Abschalten geeignete elektrisch betreibbare Heizeinrichtung umfasst, gelöst. Dabei bedeutet zum Ein- und Abschalten geeignet, dass die mindestens eine elektrisch betreibbare Heizeinrichtung ein- und abschaltbar ist, also der Tropfenabscheider so betrieben werden kann, dass die Heizeinrichtung die alternativen Funktionen Heizen oder nicht Heizen der durchströmenden Luft jeweils erfüllen kann. Oft werden in Luftbehandlungsanlagen die Heizwärmetauscher elektrisch betrieben, wie beispielsweise bei Klimaanlagen aufdachs eines Fahrzeugs. Ein elektrisch betreibbarer Heizungswärmetauscher hat unter anderem den Vorteil, dass er autonom allein mit einer Stromquelle elektrisch verbunden einfach betrieben werden kann. Es kann also der erfindungsgemäße Tropfenabscheider nicht nur zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus strömender Luft, sondern auch je nach Bedarf als elektrisch betreibbarer Heizungswärmetauscher zum Erwärmen der durch ihn strömenden Luft dienen. Dieses erspart in Luftbehandlungsanlagen, wie insbesondere einer Klimaanlage, einen separaten elektrisch betreibbaren Heizungswärmetauscher. Dadurch werden Platz, Gewicht und Material eingespart und Kosten sowie Aufwand dafür sowie für die Montage relativ gering gehalten. Klimaanlagen mit einer elektrisch betreibbaren Heizeinrichtung, in denen sonst kein Platz für einen Tropfenabscheider zur Verfügung stand, können mit der Erfindung auch einen Tropfenabscheider aufweisen. Die mindestens eine zum Ein- und Abschalten geeignete elektrisch betreibbare Heizeinrichtung umfasst mindestens einen elektrisch betreibbaren Heizstab. Ein Heizstab ist für eine Erwärmung von strömender Luft gut geeignet und lässt sich einfach ein- und abschalten.The first object is achieved by a device according to the features of
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Verbesserungen des jeweiligen Gegenstandes der Erfindung angegeben.In the subclaims advantageous refinements, developments and improvements of the respective subject of the invention are given.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Tropfenabscheider für eine Integration in einer Klimaanlage für Fahrzeuge geeignet. Der Tropfenabscheider ist also so für eine Fahrzeugklimaanlage ausgelegt und ausgeformt. Gerade in Klimaanlagen für Fahrzeuge ist aufgrund der beengten Raumverhältnisse eine Raumersparnis durch die Doppelfunktion des Tropfenabscheiders mit auch mindestens einer zum Ein- und Abschalten geeigneten elektrisch betreibbaren Heizeinrichtung, also wahlweise der Nutzung als elektrisch betreibbarer Heizwärmetauscher, von Vorteil.According to an advantageous embodiment of the present invention, the mist eliminator is suitable for integration in an air conditioning system for vehicles. The mist eliminator is thus designed and shaped for a vehicle air conditioning system. Especially in air conditioners for vehicles due to the limited space a space savings by the dual function of the droplet with at least one suitable for switching on and off electrically operable heater, so either the use of electrically operable heating heat exchanger, advantage.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung enthält der Tropfenabscheider für die Flüssigkeitstropfenabscheidung mindestens eine zur Umlenkung von in den Tropfenabscheider strömender Luft geeignet angeordnete und/oder geeignet gekrümmte und/oder geeignet geknickte Lamelle. Dabei ist unter Umlenkung der Luftströmung unter anderem auch eine mehrfache Umlenkung, bei der der Luftstrom zum Beispiel letztendlich dieselbe Strömungsrichtung wie beim Eintritt in den Tropfenabscheider erhält, zu verstehen. Eine Tropfenabscheidung mit Lamellen ist für Luftbehandlungsanlagen wie Klimaanlagen effektiv sowie aufgrund des geringen Strömungswiderstandes sowie der Möglichkeit der Lenkung der Luftströmung von Vorteil. Durch die Umlenkung der Luftströmung treffen die Flüssigkeitstropfen in der Luft wegen ihrer Trägheit auf die mindestens eine Lamelle und fließen dann ab. Vorzugsweise weist die mindestens eine Lamelle ein zur Umlenkung von in den Tropfenabscheider strömender Luft geeignet gekrümmtes wellenförmiges Profil auf. Als Wellenform ist auch eine Form von quasi nur einem Wellenberg mit umfasst. Durch die Wellenform wird die strömende Luft ohne großen Luftwidersand gut umgelenkt aber die Feuchtigkeitstropfen treffen wegen ihrer Trägheit besonders effektiv auf die Oberfläche der Lamelle.According to an advantageous embodiment of the present invention, the droplet separator for the liquid droplet deposition contains at least one suitable for the deflection of air flowing into the mist eliminator air and / or suitably curved and / or suitably kinked lamella. Among other things, under diversion of the air flow is also a multiple deflection, in which the air flow, for example, ultimately receives the same flow direction as when entering the mist eliminator to understand. A drop separation with lamellae is effective for air treatment plants such as air conditioning systems as well as due to the low flow resistance and the possibility of directing the air flow advantage. Due to the deflection of the air flow, the liquid drops in the air hit the at least one lamella because of their inertia and then flow off. The at least one lamella preferably has a wave-shaped profile which is suitably curved for deflecting air flowing into the mist eliminator. As a waveform, a form of quasi just a wave mountain is included. Due to the wave shape, the flowing air is deflected well without great air resistance, but the drops of moisture strike the surface of the lamella very effectively because of their inertia.
Vorzugsweise weist zumindest eine der mindestens einen Lamelle mindestens eine Tropfenauffangeinrichtung auf. Mit einer Tropfenauffangeinrichtung beispielsweise auf der Lamelle werden Feuchtigkeitstropfen in der strömenden Luft noch besser und im größeren Umfang aufgefangen und aus der strömenden Luft abgeschieden. Als Tropfenauffangeinrichtung käme beispielsweise eine in
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist die mindestens eine Heizeinrichtung des erfindungsgemäßen Tropfenabscheiders mit der mindestens einen Lamelle wärmeleitend verbunden. Eine wärmeleitende Verbindung ist lediglich als Kontakt von wärmeleitendem Material, was zum Beispiel auch über eine Wärmeleitpaste sein kann, zu verstehen, also nicht beschränkt auf nur eine feste starre Verbindung. Durch diese wärmeleitende Verbindung wird bei eingeschalteter elektrisch betriebener Heizung die Wärme von der mindestens einen Heizeinrichtung auch auf die Lamellen übertragen, die wiederum Wärme an ihren angeströmten Oberflächen an die zu behandelnde Luft abgeben. Wegen der so vergrößerten Oberfläche ist der Wärmeaustausch mit der zu behandelnden Luft besonders effektiv. Dabei ist eine vorteilhafte Ausgestaltung der Verlauf mindestens eines Heizstabes der mindestens einen Heizeinrichtung im wärmeleitenden Kontakt mit zumindest einer der Lamellen in deren Längsrichtung. Dadurch wird vorteilhaft auf der ganzen Länge der Lamelle bei eingeschalteter elektrisch betriebener Heizeinrichtung Wärme von dieser auf die Lamelle übertragen. Gemäß einer weiteren Verbesserung der vorliegenden Erfindung steht der zumindest eine Heizstab der mindestens einen Heizeinrichtung in wärmeleitendem Kontakt mit mindestens zwei parallel zueinander angeordneten Lamellen. Beispielsweise kann dabei der Heizstab beim Übergang zur nächsten Lamelle u-förmig umgebogen sein. Dadurch ist die Anzahl elektrischer Anschlüsse zu den Heizstäben insgesamt verringert und es befinden sich die elektrischen Anschlüsse im Bereich nur einer Seite der Lamellen. Es sind auch mehrfache Biegungen des Heizstabes denkbar, so dass er sich quasi von Lamelle zu Lamelle durchschlängelt und jeweils im eingeschalten Betrieb Wärme an die Lamellen abgibt.According to an advantageous development, the at least one heating device of the droplet separator according to the invention is connected in a heat-conducting manner to the at least one lamella. A thermally conductive connection is only as a contact of thermally conductive material, which may be, for example, a thermal grease to understand, so not limited to only a solid rigid connection. As a result of this thermally conductive connection, when the electrically operated heating is switched on, the heat is also transferred from the at least one heating device to the lamellae, which in turn deliver heat to the air to be treated at their surfaces which have been flowed on. Because of the increased surface area, the heat exchange with the air to be treated is particularly effective. In this case, an advantageous embodiment of the course of at least one heating element of the at least one heating device in heat-conducting contact with at least one of the slats in the longitudinal direction thereof. As a result, heat is transferred from the latter to the lamella over the entire length of the lamella when the electrically operated heating device is switched on. According to a further improvement of the present invention, the at least one heating element of the at least one heating device is in heat-conducting contact with at least two lamellae arranged parallel to one another. For example, while the heating element at the transition to the next lamella can be bent U-shaped. As a result, the number of electrical connections to the heating elements is reduced overall and there are the electrical connections in the area only one side of the slats. There are also multiple bends of the heating element conceivable, so that it winds through quasi-lamella to each other and each emits heat to the lamellae when switched on.
Besonders vorteilhaft ist die Integration der mindestens einen Heizeinrichtung in zumindest eine der Lamellen, also dass zumindest eine der Lamellen die Heizeinrichtung enthält, so beispielsweise ein Heizstab innerhalb der Lamelle entlang deren Längsachse verläuft. Dieses hat bei eingeschalteter Heizeinrichtung den Vorteil einer besonders effektiven Wärmeübertragung auf die jeweilige Lamelle. Particularly advantageous is the integration of the at least one heating device in at least one of the lamellae, that is to say that at least one of the lamellae contains the heating device, for example a heating element runs inside the lamella along its longitudinal axis. This has the advantage of a particularly effective heat transfer to the respective blade when the heater is turned on.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung liegt der Abstand benachbarter parallel zueinander angeordneter Lamellen im Bereich von 100 bis 500 Millimetern. In diesem Abstandsbereich ist der Luftdurchlass zwischen den Lamellen aufgrund des recht geringen Luftwiderstandes gut und gleichzeitig die Tropfenabscheidung aus der strömenden Luft sowie die einschaltbare Heizwirkung an der Luft noch ausreichend effektiv.According to an advantageous embodiment of the present invention, the distance between adjacent slats arranged parallel to each other is in the range of 100 to 500 millimeters. In this distance range, the air passage between the lamellae is good due to the rather low air resistance and at the same time the droplet separation from the flowing air and the switchable heating effect in the air still sufficiently effective.
Schließlich können die Merkmale der Unteransprüche im Wesentlichen frei miteinander und nicht durch die in den Ansprüchen vorliegende Reihenfolge festgelegt kombiniert werden, sofern sie unabhängig voneinander sind.Finally, the features of the subclaims may be substantially freely combined with each other and not determined by the order set forth in the claims, as long as they are independent of each other.
Entsprechende Ausführungen der Zusammenfassung der Erfindung und zu deren vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Verbesserungen gelten auch hinsichtlich der Lösung der zweiten Aufgabe durch eine Klimaanlage mit mindestens einem erfindungsgemäßen Tropfenabscheider.Corresponding embodiments of the summary of the invention and to its advantageous embodiments, developments and improvements also apply with regard to the solution of the second object by an air conditioner with at least one mist eliminator according to the invention.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung einer solchen Klimaanlage ist der erfindungsgemäße Tropfenabscheider in der Reihenfolge zur Luftbehandlung hinter mindestens einem Verdampferwärmetauscher angeordnet. Dieses hat insbesondere den Vorteil, dass im Luftstrom mitgerissenes im Verdampferwärmetauscher gebildetes Kondensat aus der strömenden Luft wieder abgeschieden wird.According to an advantageous embodiment of such an air conditioner, the mist eliminator according to the invention is arranged in the order of air treatment behind at least one evaporator heat exchanger. This has the particular advantage that in the air flow entrained in the evaporator heat exchanger formed condensate from the flowing air is deposited again.
Dadurch dass die erfindungsgemäße Klimaanlage mit Tropfenabscheider und zuschaltbarer Heizung des Luftstroms dennoch besonders platzsparend zu konzipieren ist, ist sie als eine zum Einbau in und/oder auf einem Fahrzeug geeignete Klimaanlage von Vorteil.Due to the fact that the air conditioning system according to the invention with droplet separator and switchable heating of the air flow is nevertheless to be designed in a particularly space-saving manner, it is advantageous as an air conditioner suitable for installation in and / or on a vehicle.
Schließlich können die Merkmale der Unteransprüche zur Lösung der zweiten Aufgabe auch im Wesentlichen frei miteinander und nicht durch die in den Ansprüchen vorliegende Reihenfolge festgelegt kombiniert werden, sofern sie unabhängig voneinander sind.Finally, the features of the subclaims for the solution of the second object can also be combined essentially freely with one another and not by the order given in the claims, provided that they are independent of each other.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:Brief description of the drawings:
Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.With reference to the drawings, embodiments of the invention will be explained.
Es zeigenShow it
Ausführliche Beschreibung der Erfindung:Detailed description of the invention:
Alle Zeichnungen sind schematisch zu verstehen. Auf maßstabsgetreue Abbildungen wurde zum Zwecke erhöhter Klarheit der Darstellung verzichtet.All drawings are to be understood schematically. Scale-true images have been omitted for clarity of illustration.
Jeweils eine weitere als Tropfenfangnase ausgeformte Tropfenauffangeinrichtung
In
In
Es sind auch in Abwandlung zu der in
Eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Tropfenabscheiders
In
Die Luft strömt bei der Luftbehandlung durch die Frischluftzufuhröffnung
Claims (13)
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DE102015014596.7A DE102015014596B3 (en) | 2015-11-13 | 2015-11-13 | Improved mist eliminator and improved air conditioning |
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2015
- 2015-11-13 DE DE102015014596.7A patent/DE102015014596B3/en active Active
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