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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befeuchtung, Reinigung und/oder Kühlung eines Gases, bei dem es sich insbesondere um Luft handelt.
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Derartige Vorrichtungen sind auch als Verdunstungsbefeuchter und Stoffaustauscher bekannt, die unter anderem zur Luftbefeuchtung und gleichzeitigen Luftkühlung beispielsweise von Wohn- oder Bürogebäuden, Lagerhallen, Stallungen, Gewächshäusern und anderen Räumen oder auch von technischen Anlagen, beispielsweise für die Reinigung und insbesondere Entstaubung von Zu- oder Abluft und für reaktive Gas- oder Luftreinigung (insbesondere Entfernung von Geruchsstoffen wie beispielsweise Ammoniak aus Stallabluft) eingesetzt werden.
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Die bekannten Vorrichtungen der vorstehend genannten Arten verfügen über eine Vielzahl von Plattenelementen bzw. Materiallagen, die zumeist gewellt sind, so dass bei dichter Anlage benachbarter Plattenelemente sich kreuzende Kanäle entstehen, durch die über eine Eingangsseite der Vorrichtung das Gas einströmt, die Vorrichtung durchströmt und an einer gegenüberliegenden Ausgangsseite wieder herausströmt. Die Eingangs- und Ausgangsseiten der Vorrichtung werden durch gegenüberliegende Ränder der einzelnen nebeneinanderliegenden Plattenelemente gebildet. Somit strömt also das Gas parallel zur Erstreckung der Plattenelemente zwischen deren betreffenden Rändern und zwischen den Plattenelementen.
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Die bekannten Vorrichtungen werden mit Flüssigkeit, insbesondere Wasser, benetzt, so dass das zu behandelnde Gas an benetzten Flächen der Plattenelemente entlang strömt. Dabei ist es wünschenswert, dass die Benetzungsflüssigkeit eine möglichst große Oberfläche bildet und sich über einen längeren Zeitraum in der Vorrichtung bzw. an den Plattenelementen hält.
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Bekannte Vorrichtungen der vorstehend genannten Arten weisen geschlossene Materiallagen bzw. Plattenelemente aus Kunststoff oder Papier auf, die miteinander verschweißt oder verklebt sind. Plattenelemente aus Papier haben den Nachteil, dass sich die mit ihnen aufgebauten vom Gas durchströmbaren Körper nicht reinigen lassen, ohne dass man Gefahr läuft, die Papier-Plattenelemente zu zerstören. Diesbezüglich sind Plattenelemente aus Kunststoff zu bevorzugen. Beide bekannten Systeme jedoch haben ferner den Nachteil, dass es noch nicht zu einem optimalen Austausch des Gases mit der Feuchtigkeit kommt, was sich nachteilig auf die Effizienz der Gasbehandlung auswirken kann. Auch stellen diese Vorrichtungen einen vergleichsweise hohen Strömungswiderstand dar, was ebenfalls nicht wünschenswert ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Befeuchtung, Reinigung und/oder Kühlung eines Gases, insbesondere von Luft, zu schaffen, die über verbesserte Eigenschaften und insbesondere über eine verbesserte Effizienz und eine einfachere Montage verfügt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung eine Vorrichtung zur Befeuchtung, Reinigung und/oder Kühlung eines Gases, insbesondere von Luft, vorgeschlagen, die versehen ist mit
- – einem mit Flüssigkeit, insbesondere Wasser, benetzbaren Körper, der eine Oberseite zum Besprühen mit der Flüssigkeit und eine Strömungseingangsseite sowie eine Strömungsausgangsseite aufweist und der zwischen diesen Seiten geordnete Bereiche aufweist, die von der Flüssigkeit benetzbar und dem zu behandelnden Gas aussetzbar sind,
- – wobei der Körper eine Vielzahl von gewellten Plattenelementen aus Kunststoff aufweist, die Erhebungen und Vertiefungen mit Seitenflanken aufweisen, welche mit Perforationen versehen sind,
- – wobei benachbarte Plattenelemente sich an ihren Erhebungen und Vertiefungen kontaktieren,
- – wobei gegenüberliegende Ränder der Plattenelemente die Strömungseingangsseite und die Strömungsausgangsseite bilden und
- – wobei in die Oberseite des Körpers eine Aufnahmenut für die Aufnahme eines perforierten Sprührohrs oder mit einem solchen Sprührohr zur Abgabe der Flüssigkeit zur Benetzung des Körpers und zum Ein- sowie Durchdringen des Körpers aufweist.
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Nach der Erfindung ist der vom zu behandelnden Gas durchströmbare Körper, welcher mit einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, benetzbar ist, durch eine Vielzahl von gewellten Plattenelementen aus Kunststoff mit Perforationen aufgebaut. Auf Grund dieser Perforationen kann ein Gasaustausch zwischen benachbarten Plattenelementen durch diese hindurch erfolgen. Dies verbessert die Stoffaustauschrate zwischen Gas und Flüssigkeit und reduziert den Strömungswiderstand. Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Körper ist also dreidimensional durchströmbar. Auf Grund der perforierten Plattenelemente kommt es zu örtlichen Verwirbelungen des den Körper durchströmenden Gases, was den Austausch des Gases mit der Flüssigkeit verbessert. Zum Besprühen des Körpers mit der Flüssigkeit dient ein perforiertes Sprührohr, das in einer Aufnahmenut in der Oberseite angeordnet ist. Dadurch erübrigt sich der bisher bekannte Sprühaufsatz, was die Herstellungs- und Montagekosten senkt.
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Bei der Aufnahmenut kann es sich insbesondere um eine Nut im klassischen Sinne handeln, d. h. um eine Vertiefung innerhalb des Körpers. Auch sind mit dem Begriff "Aufnahmenut" allgemein Ausnahmeräume umfasst, die innerhalb des Körpers verlaufen und somit in Form einer Bohrung ausgeführt sind.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient insbesondere der adiabatischen Kühlung von Stallungen oder Gewächshäusern zuzuführender Luft, da durch die perforierten Plattenelemente eine vergrößerte Menge an Flüssigkeit im Körper über einen längeren Zeitraum gehalten werden kann.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Plattenelemente als Gittermatten ausgebildet sind, die Gitterstäbe aufweisen, zwischen denen sich die Perforationen in Form der Freiräume zwischen benachbarten Gitterstäben bilden. An den Gitterstäben hält sich die Benetzungsflüssigkeit unter Bildung einer recht großen Oberfläche, was eine vergrößerte Kontaktfläche des Gases mit der Flüssigkeit zur Folge hat.
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Alternativ zu Gittermatten können die Plattenelemente auch als Folienelemente ausgebildet sein, in denen die Perforationen beispielsweise durch Ausstanzen ausgebildet sind.
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Die gewellten Plattenelemente weisen benachbarte Erhebungen und Vertiefungen auf, die beispielsweise in Form von Tälern und Bergen ausgebildet sind. Die Seitenflanken zwischen einer Vertiefung und einer Erhebung weisen dabei zweckmäßigerweise die Perforationen auf. Die Erhebungen und Vertiefungen verlaufen vorzugsweise schräg zu den gegenüberliegenden, die Eingangs- und Ausgangsseiten des benetzbaren Körpers bildenden Ränder der Plattenelemente. Alternativ können sie zwischen diesen Rändern auch zickzackförmig oder in anderer von einer geradlinigen Erstreckung abweichenden Weise verlaufen.
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Als Kunststoffmaterial für die Plattenelemente eignen sich Polyolefine und insbesondere Thermoplaste, wie beispielsweise PP oder PE.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass benachbarte Plattenelemente miteinander durch Steck- oder Rastverbindungen oder durch Zapfen-Loch- oder Nietverbindungen mit Kalt- oder Warmverformung des die Verbindung herstellenden Materials gekoppelt sind.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen dabei:
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1 eine perspektivische Ansicht eines blockförmigen Kühlkörpers einer Vorrichtung zur adiabatischen Kühlung von Luft, teilweise aufgebrochen, und
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2 eine Draufsicht auf ein gewelltes Plattenelement aus Kunststoff mit durch die Strukturen erzeugten Perforationen, wobei der Kühlkörper aus einer Vielzahl derartiger aneinanderliegender Plattenelemente aufgebaut ist.
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1 zeigt einen Kühlkörper 10 aus einzelnen gewellten Kunststoff-Plattenelementen 12, die nebeneinanderliegend und hochkant angeordnet sind. Jedes Plattenelement 12 weist zwei gegenüberliegende Ränder 14, 16 auf, die wellenförmig verlaufen. Werden nun zwei derartige Plattenelemente 12 gegeneinandergelegt, so entstehen Öffnungen 18, an die sich den Körper 10 durchziehende Kanäle anschließen. Durch diese Öffnungen 18 und Kanäle strömt nun beispielsweise zu kühlende Luft (siehe die Strömungspfeile 20, 22), die den Körper 10 von dessen Strömungseingangsseite 24 bis zu dessen Strömungsausgangsseite 26 durchströmt. Dabei sind die Öffnungsstrukturen auf diesen beiden Seiten 24, 26 durch die gewellten, gegenüberliegenden Ränder 14, 16 der einzelnen Plattenelemente 12 gebildet.
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Zur Benetzung des Kühlkörpers 10 mit beispielsweise Wasser wird dieses in die Oberseite 28 des Kühlkörpers 10 eingebracht. Dazu befindet sich in einer in die Oberseite 28 des Kühlkörpers 10 eingebrachten Aufnahmenut 30 ein Sprührohr 32, das zumindest in seinem unteren Wandbereich Perforationen 34 aufweist. Das Wasser fließt an den Plattenelementen 12 entlang nach unten und bildet an den Plattenelementen 12 große Oberflächen aus, entlang derer das zu kühlende Gas strömt, um sich dabei adiabatisch abzukühlen. Die Erfindung ist nicht beschränkt auf Kühlkörper 10 mit Aufnahmenuten 30, die wie in der 1 gezeigt, an einer Seite, insbesondere der Oberseite 28, geöffnet sind. Vielmehr umfasst die Erfindung auch Aufnahmenuten 30, die als Ausnahmeräume ausgeführt sind, die in Form einer Bohrung ausgeführt sind. Durch die letztgenannte Ausführungsform der Erfindung ist es zudem möglich, den Kühlkörper 10 an der geschlossenen Aufnahmenut 30 bzw. an der Bohrung aufzuhängen.
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2 zeigt eine Draufsicht auf ein Plattenelement 12 aus beispielsweise PP. Das Plattenelement 12 ist mit in diesem Ausführungsbeispiel wellenförmig verlaufenden Erhebungen 32 und Vertiefungen 34 versehen, die alternierend nebeneinanderliegend angeordnet sind. Die Seitenflanken 36 zwischen den Vertiefungen 34 und Erhebungen 32 sind dabei von einzelnen Gitterstäben 38 gebildet, zwischen denen Freiräume 40 ausgebildet sind, die dem Plattenelement 12 Perforationen verleihen. Durch diese Perforationen kann es zu einem Gas- und Flüssigkeitsaustausch zwischen benachbarten Plattenelementen 12 kommen, was die Effektivität der adiabatischen Kühlung verbessert. Die Gitterstäbe 38 sorgen für eine Oberflächenvergrößerung der Flüssigkeit und damit für eine bessere Interaktion der Luft und der Flüssigkeit. Schließlich reduziert sich der Strömungswiderstand des Kühlkörpers 10. All diese Faktoren wirken sich auf die Verbesserung der Leistungsmerkmale des Kühlkörpers 10 aus.
