DE102017202250A1 - air conditioning - Google Patents
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Abstract
Klimagerät mit einem Gerätegehäuse (1) mit einer Abluftöffnung (11), Zuluftöffnung (12), Fortluftöffnung (13) und Außenluftöffnung (14) für einen Außenluft-Fortluftstrom (AU-FO) und Abluft-Zuluftstrom (AB-ZU), Ventilatoren (21, 22) zur Erzeugung der Luftströme, einer mechanischen Kälteanlage mit einem Verdampfer (51) und einem Kondensator (52), einer zweistufigen adiabatischen Sprühbefeuchtungseinrichtung (41, 42), einem zweistufigen Gegenstrom-Wärmetauscher (3) zur Übertragung thermischer Energie zwischen den Luftströmen und Klappen (61, 62; 71, 72) zur Steuerung der Luftströme. Air conditioner with a device housing (1) with an exhaust air opening (11), supply air opening (12), exhaust air opening (13) and outside air opening (14) for an outside air exhaust air flow (AU-FO) and exhaust air supply air flow (AB-ZU), fans ( 21, 22) for generating the air streams, a mechanical refrigeration system with an evaporator (51) and a condenser (52), a two-stage adiabatic spray humidifier (41, 42), a two-stage counterflow heat exchanger (3) for transmitting thermal energy between the air streams and flaps (61, 62; 71, 72) for controlling the air flows.
Description
Die Erfindung betrifft ein Klimagerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb eines derartigen Klimageräts gemäß Anspruch 12.The invention relates to an air conditioner according to the preamble of
Raumlufttechnische Anlagen oder Klimageräte zur Klimatisierung von Räumen werden in Anlagen mit und ohne Lüftungsfunktion unterteilt, wobei Anlagen mit Lüftungsfunktion Einrichtungen zur Außenluftförderung und -einbringung in den zu klimatisierenden Raum aufweisen, während Anlagen ohne Lüftungsfunktion als Umluft-Klimaanlagen keine Außenluftförderung und -einbringung aufweisen und im reinen Umluftbetrieb arbeiten. Beide raumlufttechnischen Anlagetypen schließen die Anwendung von vier thermodynamischen Luftbehandlungsfunktionen, nämlich Heizen, Kühlen, Be- und Entfeuchten ein. Zu diesen vier thermodynamischen Luftbehandlungsfunktionen kann noch die Luftfilterung mit unterschiedlichen Filtergüteklassen in ein- oder mehrstufiger Form hinzukommen.Air conditioning systems or air conditioning units for air conditioning of rooms are subdivided into systems with and without ventilation function, whereby systems with ventilation function have facilities for outside air promotion and -einbringung in the room to be air-conditioned, while systems without ventilation function as circulating air conditioners have no outside air promotion and -einbringung and in the pure recirculation mode work. Both ventilation systems include the use of four thermodynamic air treatment functions, namely heating, cooling, humidification and dehumidification. In addition to these four thermodynamic air treatment functions, air filtration with different filter quality classes in one or more stages can be added.
Zur Verringerung der Energieaufnahme eines derartigen Klimageräts bei gleichbleibender Leistungsfähigkeit zur Raumklimatisierung wird vom Prinzip der adiabaten Kühlung Gebrauch gemacht, bei dem zur Absenkung der Raumtemperatur dem Luftstrom Feuchtigkeit zugesetzt, durch Verdunstung Wärme entzogen und damit ohne Einbeziehung einer Kälteanlage ein Kühleffekt bewirkt wird. Bei unmittelbarer bzw. direkter Nutzung der adiabaten Kühlung tritt jedoch neben dem gewollten Kühleffekt gleichzeitig eine erhöhte Zunahme der Luftfeuchtigkeit auf, so dass im zu klimatisierenden Raum befindliche Personen infolge des veränderten Wärmeinhalts der Luft und deren Leitfähigkeit belastet werden, da die zugeführte Luft mit hohem Feuchtegehalt weniger Feuchte aufnehmen kann und somit ein Abkühlen von Personen durch Verdunsten von Flüssigkeit auf der Hautoberfläche behindert.To reduce the energy consumption of such an air conditioner with the same performance for air conditioning is made use of the principle of adiabatic cooling in which added to lower the room temperature the air flow moisture, extracted by evaporation heat and thus a cooling effect without involving a refrigeration system is effected. In direct or direct use of the adiabatic cooling, however, in addition to the intended cooling effect at the same time an increased increase in humidity, so that people in the room to be air-conditioned due to the changed heat content of the air and its conductivity are charged, since the supplied air with high moisture content Absorbs less moisture and thus hinders cooling of persons by evaporation of liquid on the skin surface.
Alternativ kann eine adiabate Kühlung in der Abluft durch Versprühen von Wasser über Plattenaustauscher und eine Übertragung der Kühlenergie über die Platten in konditionierter Form zur Zuluftseite erfolgen, so dass zwar keine Feuchteübertragung zur Zuluft in den zu klimatisierenden Raum stattfindet, dafür aber insbesondere in den Wintermonaten der nachteilige Effekt eines zu trockenen Raumklimas auftritt.Alternatively, an adiabatic cooling in the exhaust air by spraying water through plate exchanger and a transfer of cooling energy through the plates in conditioned form to the supply air side done, so that although no moisture transfer to the supply air takes place in the room to be conditioned, but especially in the winter months adverse effect of a too dry indoor climate occurs.
Aus der
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Aus der
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Klimagerät der eingangs genannten Art anzugeben, das mit geringem Herstellungsaufwand und hoher Energieeffizienz in Abhängigkeit von den klimatischen Bedingungen im Außenraum eine effektive Temperatur- und Feuchteregelung eines Raumes mit hohen Wärmelasten, in dem sich zumindest zeitweise Personen aufhalten, gewährleistet.Object of the present invention is to provide an air conditioner of the type mentioned above, with low production costs and high energy efficiency depending on the climatic conditions in the outdoor space effective temperature and humidity control of a room with high heat loads in which at least temporarily people, guaranteed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features of
Die erfindungsgemäße Lösung stellt ein Klimagerät bereit, das mit geringem Herstellungsaufwand und hoher Energieeffizienz in Abhängigkeit von den klimatischen Bedingungen im Außenraum eine effektive Temperatur- und Feuchteregelung eines Raumes mit hohen Wärmelasten, in dem sich zumindest zeitweise Personen aufhalten, gewährleistet, indem eine zweistufige Übertragung thermischer Energie zwischen einem Außenluft-Fortluftstrom und einem von diesem getrennten Abluft-Zuluftstrom mit einer zweistufigen adiabaten Kühlung im Strömungsweg des Außenluft-Fortluftstromes und damit eine abgestufte Klimatisierung eines Raumes erfolgt, ohne dass infolge der adiabaten Kühlung des Außenluft-Fortluftstromes die Feuchtigkeit im Abluft-Zuluftstrom erhöht und damit der Feuchtigkeitsgehalt im zu klimatisierenden Raum nachteilig beeinflusst wird. Je nach den klimatischen Bedingungen im Außenraum und den im zu klimatisierenden Raum anfallenden Wärmelasten kann somit unter Einbeziehung des Gegenstrom-Wärmetauschers und/oder der adiabaten Kühlung das Raumklima bei geringem Energieaufwand im Wesentlichen konstant gehalten und eine ausreichende Frischluftzufuhr für im zu klimatisierenden Raum befindliche Personen sichergestellt werden.The solution according to the invention provides an air conditioning unit which, with low production costs and high energy efficiency as a function of the climatic conditions in the outdoor space, ensures effective temperature and humidity control of a room with high heat loads, in which at least temporary persons are present, by providing a two-stage transmission of thermal energy Energy between an outside air exhaust air flow and a separate from this exhaust air supply air flow with a two-stage adiabatic cooling in the flow path of the outside air-exhaust air flow and thus a graded air conditioning of a room without due to the adiabatic cooling of the outside air exhaust air flow, the moisture in the exhaust air supply air increases and thus the moisture content in the room to be conditioned is adversely affected. Depending on the climatic conditions in the outer space and incurred in the room to be conditioned heat loads can thus kept substantially constant with low energy consumption and ensuring a sufficient supply of fresh air for persons located in the room to be conditioned with the inclusion of the countercurrent heat exchanger and / or adiabatic cooling become.
Vorzugsweise befindet sich eine erste Sprühbefeuchtungsstufe vor dem Eintritt des Außenluft-Fortluftstromes in eine erste Wärmetauscherstufe des zweistufigen Gegenstrom-Wärmetauschers und eine zweite Sprühbefeuchtungsstufe im Bereich eines ersten Übergangs des Außenluft-Fortluftstromes von der ersten Wärmetauscherstufe zu einer zweiten Wärmetauscherstufe des zweistufigen Gegenstrom-Wärmetauschers, vorzugsweise in Strömungsrichtung des Außenluft-Fortluftstromes oberhalb der Öffnung der zweiten Wärmetauscherstufe.Preferably, a first spray humidification stage is located prior to entry of the outdoor air exhaust air stream into a first heat exchanger stage of the two stage countercurrent heat exchanger and a second spray humidification stage in the region of a first transition of the outdoor air exhaust air stream from the first heat exchanger stage to a second heat exchanger stage of the two stage countercurrent heat exchanger, preferably in the flow direction of the outside air-exhaust air stream above the opening of the second heat exchanger stage.
Diese thermodynamische Behandlung der Luftströme ermöglicht eine sehr effiziente und Energie sparende doppelte adiabatische Kühlung, indem die in der ersten Wärmetauscherstufe wieder erwärmte Außenluft zwischen der ersten und zweiten Wärmetauscherstufe nochmals durch Besprühung adiabat gekühlt wird, wodurch zusätzlich eine bessere Regelbarkeit der adiabatischen Kühlung gewährleistet ist.This thermodynamic treatment of the air streams allows a very efficient and energy-saving double adiabatic cooling by the adiabatic cooled again in the first heat exchanger stage outside air between the first and second heat exchanger stage by spraying, which in addition better controllability of the adiabatic cooling is ensured.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Abluftöffnung und Zuluftöffnung einerseits und die Fortluftöffnung und Außenluftöffnung andererseits jeweils auf einer Seite des Gerätegehäuses angeordnet, was eine optimale Aufstellung des Klimagerätes mit einer Anbindung der einen Seite des Klimagerätes an den Außenraum und der anderen Seite des Klimageräts an den zu klimatisierenden Raum ermöglicht.In a preferred embodiment, the exhaust air opening and supply air opening on the one hand and the exhaust air opening and the outside air opening on the other hand respectively arranged on one side of the device housing, resulting in an optimal installation of the air conditioner with a connection of one side of the air conditioner to the outside and the other side of the air conditioner to the air-conditioned room allows.
Insbesondere bei einem Einsatz des erfindungsgemäßen Klimagerätes in Rechenanlagen wird die Zuluftöffnung des Gerätegehäuses so positioniert, dass sie in den Zwischenraum eines elektrische und elektronische Geräte aufnehmenden Doppelbodens mündet. Dadurch ist eine optimale Anbindung des Klimagerätes an die Gegebenheiten eines Rechenzentrums möglich, so dass auf der einen Seite des Klimagerätes warme Luft aus dem oberen Bereich des zu klimatisierenden Raumes abgeführt, direkt in den oberen Bereich des Klimagerätes eingeleitet und dort aufbereitet und dann im unteren Bereich wieder dem zu klimatisierenden Raum dort zugeführt wird, wo üblicherweise ein Doppelboden zur Aufnahme von Kühlluft aus dem Doppelboden ansaugenden elektrischen und elektronischen Geräte aufgebaut ist. Auf der anderen Seite des Klimagerätes wird im oberen Bereich Außenluft zur Rückkühlung angesaugt und im unteren Bereich als erwärmte Fortluft vom Klimagerät an den Außenraum abgegeben.In particular, when using the air conditioner according to the invention in computer systems, the supply air opening of the device housing is positioned so that it opens into the intermediate space of an electrical and electronic devices receiving double bottom. As a result, an optimal connection of the air conditioner to the conditions of a data center is possible, so that discharged on one side of the air conditioner warm air from the upper region of the room to be conditioned, introduced directly into the upper part of the air conditioner and processed there and then in the lower area is again supplied to the room to be air conditioned where usually a double bottom for receiving cooling air from the double bottom suctioning electrical and electronic devices is constructed. On the other side of the air conditioner, outside air is sucked in for cooling in the upper area and discharged from the air conditioner to the outside space in the lower area as heated exhaust air.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Zuluftklappe zwischen dem ersten Übergang von der ersten Wärmetauscherstufe zur zweiten Wärmetauscherstufe und der Zuluftöffnung zur Beimischung eines Außenluft-Teilstromes in den Zuluftstrom und eine Fortluftklappe zwischen einem zweiten Übergang von der ersten Wärmetauscherstufe zur zweiten Wärmetauscherstufe und der Fortluftöffnung zur Volumenstrombalance durch Beimischung eines Abluft-Teilstromes in den Fortluftstrom angeordnet.According to a further embodiment of the invention, a supply air flap between the first transition from the first heat exchanger stage to the second heat exchanger stage and the supply air opening for admixing an outside air substream in the supply air flow and an exhaust damper between a second transition from the first heat exchanger stage to the second heat exchanger stage and the exhaust air opening Volumetric flow balance by admixing an exhaust partial stream arranged in the exhaust air stream.
Diese Klappenanordnung ermöglicht es, bei Anwesenheit von Personen im zu klimatisierenden Raum beispielsweise in Abhängigkeit vom CO2-Gehalt der Raumluft oder durch eine entsprechende Voreinstellung der Klappen Außenluft in die Zuluft zum zu klimatisierenden Raum zu mischen und zur Volumenstrombalance einen Teilvolumenstrom der Abluft an die Fortluft abzugeben.This flap arrangement makes it possible to mix in the presence of people in the room to be conditioned, for example, depending on the CO 2 content of the room air or by an appropriate default of the flaps outside air in the supply air to be conditioned space and the volume flow balance a partial volume flow of exhaust air to the exhaust air leave.
Eine Rückkühlung des Abluft-Zuluftstromes unter Umgehung des Gegenstrom-Wärmetauschers wird durch eine die Strömungswege miteinander verbindende erste Bypassklappe zwischen der Abluftöffnung und der Zuftöffnung des Gerätegehäuses und eine die Strömungswege miteinander verbindende zweite Bypassklappe zwischen der Außenluftöffnung und der Fortluftöffnung des Gerätegehäuses ermöglicht. A recooling of the exhaust air supply air flow bypassing the counterflow heat exchanger is made possible by connecting the flow paths interconnecting first bypass valve between the exhaust port and the Zuftöffnung the device housing and the flow paths interconnecting second bypass valve between the outside air opening and the exhaust port of the device housing.
Die Bypassklappen gewährleisten eine Reduktion des Druckverlustes infolge Umgehung der Luftströmung durch den Gegenstrom-Wärmetauscher bei geringer Rückkühlwirkung mit und ohne mechanischen Kühlung des Abluft-Zuluftstromes durch eine bedarfsweise Aktivierung der mechanischen Kühlung.The bypass valves ensure a reduction of the pressure loss due to bypassing the air flow through the countercurrent heat exchanger with low Rückkühlwirkung with and without mechanical cooling of the exhaust air supply air flow by a required activation of the mechanical cooling.
Zur Feuchte- und Temperaturregelung des zu klimatisierenden Raumes ist zusätzlich zur Befeuchtungseinrichtung ein Heizregister in dem von der Außenluftöffnung zur Zuluftöffnung gerichteten Strömungsweg als weiteres Aggregat zur thermodynamischen Luftbehandlung, vorzugsweise unmittelbar vor der Zuluftöffnung, angeordnet, sodass sowohl die relative Luftfeuchtigkeit als auch die Temperatur insbesondere bei Anwesenheit von Personen im zu klimatisierenden Raum durch wahlweise Zuschaltung der Befeuchtungseinrichtung und des Heizregisters optimiert werden kann.For humidity and temperature control of the room to be air conditioned in addition to the moistening a heater in the directed from the outside air opening for air inlet flow path as another unit for thermodynamic air treatment, preferably immediately upstream of the air inlet, arranged so that both the relative humidity and the temperature in particular Presence of persons in the room to be air-conditioned can be optimized by optionally connecting the humidifier and the heater.
Die erfindungsgemäße Konfiguration des Klimagerätes ermöglicht in Abhängigkeit von der Außenlufttemperatur und der Abluft- bzw. Raumlufttemperatur sowie der relativen Luftfeuchtigkeit im zu klimatisierenden Raum, insbesondere für Räume mit hohen Wärmelasten bei zumindest zeitweiser Anwesenheit von Personen, eine effektive Klimatisierung des Raumes mit minimaler Energiezufuhr durch
- - Einbeziehung eines Gegenstrom-Wärmetauschers mit einem Energieaustausch zwischen einem Abluft-Zuluftstrom und einem Außenluft-Fortluftstrom;
- - Einsatz einer adiabaten Kühlung;
- - bedarfsweisen Einsatz einer mechanischen Kälteanlage;
- - optionalen Einsatz einer Befeuchtungseinrichtung und eines Heizregisters sowie
- - einer Klappenanordnung zur Steuerung der Luftströme in Abhängigkeit von der Wärmelast, dem CO2-Gehalt der Luft und der relativen Luftfeuchtigkeit im zu klimatisierenden Raum und der Außenlufttemperatur.
- - Including a countercurrent heat exchanger with an energy exchange between an exhaust air supply air flow and an outside air exhaust air flow;
- - use of adiabatic cooling;
- - On-demand use of a mechanical refrigeration system;
- - Optional use of a humidifier and a heater as well
- - A flap arrangement for controlling the air flows as a function of the heat load, the CO 2 content of the air and the relative humidity in the room to be conditioned and the outside air temperature.
Die vorstehend genannte Konfiguration eines Klimagerätes ermöglicht einen Betrieb des Klimagerätes mit den Merkmalen des Anspruchs 12.The above configuration of an air conditioner enables operation of the air conditioner having the features of
Vorteilhafte Verfahren zum Betrieb des Klimagerätes bei unterschiedlichen Außenlufttemperaturen, der Ablufttemperaturen und Anforderungen an die Temperatur, Zusammensetzung und relative Feuchte des Zuluftstromes sind den Merkmalen der Ansprüche 13 bis 21 zu entnehmen.Advantageous methods for operating the air conditioner at different outside air temperatures, the exhaust air temperatures and requirements for the temperature, composition and relative humidity of the supply air flow are the features of
Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen sollen zum besseren Verständnis der Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Klimagerätes dessen Konfiguration sowie mehrere Betriebszustände für unterschiedliche klimatische Bedingungen im Außenraum und im zu klimatisierenden Raum erläutert werden. Es zeigen:
-
1 einen schematischen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Klimagerät mit einem zweistufigen Gegenstrom-Wärmetauscher, adiabater und mechanischer Kühlung, Befeuchtungseinrichtung, Heizregister und Klappen zur Steuerung der Luftströme; -
2 -11 in das Klimagerät gemäß1 eingetragene Luftströme zur Klimatisierung eines Raumes bei verschiedenen Differenzen zwischen der Außenlufttemperatur und der gewünschten Zulufttemperatur ohne und mit zusätzlicher Feuchteregelung der Zuluft; -
12 in das Klimagerät gemäß1 eingetragene Luftströme bei Umgehung des Gegenstrom-Wärmetauschers zur Reduktion des Druckverlustes bei geringer Rückkühlwirkung und
-
1 a schematic section through an inventive air conditioner with a two-stage countercurrent heat exchanger, adiabatic and mechanical cooling, humidification, heater and flaps for controlling the air flows; -
2 -11 in the air conditioner according to1 registered air flows for the air conditioning of a room at different differences between the outside air temperature and the desired supply air temperature without and with additional humidity control of the supply air; -
12 in the air conditioner according to1 Registered air flows when bypassing the counterflow heat exchanger to reduce the pressure loss with low Rückkühlwirkung and
Das in
Über die Abluftöffnung
Das Klimagerät weist mehrere Aggregate zur Luftstromerzeugung und thermodynamischen Luftbehandlung sowie mehrere steuerbare Klappen auf, durch die verschiedene Luftströmungen erzeugt, bezüglich ihrer Temperatur und ihres Feuchtegehaltes behandelt, gefiltert und im Umluftbetrieb als Außenluft-Fortluftstrom
Die Aggregate zur Luftstromerzeugung bestehen aus einem nahe der Zuluftöffnung
Die Aggregate zur thermodynamischen Luftbehandlung bestehen aus
- - dem zweistufigen Gegenstrom-Wärmetauscher
3 mit einerersten Wärmetauscherstufe 31 und einerzweiten Wärmetauscherstufe 32 , in denen ein Energieaustausch zwischen dem Abluft-ZuluftstromAB-ZU und Außenluft-FortluftstromAU-FO stattfindet, - - einer zweistufigen
adiabatischen Sprühbefeuchtungseinrichtung 41 ,42 , mit der eine adiabate Kühlung durch Versprühen und/oder Verdunsten von Wasser erfolgt, wobei eine ersteadiabatische Sprühbefeuchtungseinrichtung 41 vor dem Eintritt des Außenluft-FortluftstromesAU-FO in eineerste Wärmetauscherstufe 31 des zweistufigen Gegenstrom-Wärmetauschers3 und eine zweiteadiabatische Sprühbefeuchtungsstufe 42 im Bereich eines ersten Übergangs33 des Außenluft-Fortluftstromes AU-FO von derersten Wärmetauscherstufe 31 zurzweiten Wärmetauscherstufe 32 des zweistufigen Gegenstrom-Wärmetauschers3 , vorzugsweise in Strömungsrichtung des Außenluft-FortluftstromesAU-FO oberhalb der Öffnung derzweiten Wärmetauscherstufe 32 , angeordnet ist, - - einer mechanischen Kälteanlage mit einer Kompressor, einem vom Abluft-Zuluftstrom
AB-ZU durchströmten Verdampfer 51 , der vorzugsweise zwischen derzweiten Wärmetauscherstufe 32 und derZuluftöffnung 12 angeordnet ist, und einem vom Außenluft-FortluftstromAU-FO durchströmten Kondensator 52 , der vorzugsweise zwischen derzweiten Wärmetauscherstufe 32 und derFortluftöffnung 13 angeordnet ist, - - einer vorzugsweise zwischen
dem Verdampfer 51 und der Zuluftöffnung12 , insbesondere zwischendem Verdampfer 51 und dem Zuluftventilator21 , im Strömungsweg des Abluft-ZuluftstromesAB- ZU angeordneten Befeuchtungseinrichtung 8 , - - einem ebenfalls im Strömungsweg des Abluft-Zuluftstromes
AB-ZU , insbesondere zwischen dem Zuluftventilator21 und der Zuluftöffnung12 angeordneten Heizregister 9 , das als Warmwasserregister, Kondensator oder als Kombi-Reheat-Register zur Entfeuchtung und Nacherwärmung der ZuluftZU ausgebildet sein kann, und - - einem im Strömungsweg des Abluft-Zuluftstromes
AB-ZU hinter der Abluftöffnung11 angeordneten Abluftfilter15 und einem im Strömungsweg des Außenluft-FortluftstromesAU-FO hinter der Außenluftöffnung14 angeordneten Außenluftfilter 16.
- - The two-stage
countercurrent heat exchanger 3 with a firstheat exchanger stage 31 and a secondheat exchanger stage 32 in which an energy exchange between the exhaust air supply airDOWN TO and outdoor air exhaust air flowAU-FO takes place, - a two-stage
adiabatic spray humidifier 41 .42 with which an adiabatic cooling by spraying and / or evaporation of water takes place, wherein a firstadiabatic spray humidifier 41 before entering the outside air exhaust air streamAU-FO in a firstheat exchanger stage 31 of the two-stagecountercurrent heat exchanger 3 and a second adiabaticspray humidification stage 42 in the area of a first transition33 the outside air exhaust air stream AU-FO from the firstheat exchanger stage 31 to the secondheat exchanger stage 32 of the two-stagecountercurrent heat exchanger 3 , preferably in the flow direction of the outside air-exhaust air streamAU-FO above the opening of the secondheat exchanger stage 32 , is arranged - - A mechanical refrigeration system with a compressor, one of the exhaust air supply air
DOWN TO flowed through theevaporator 51 which is preferably between the secondheat exchanger stage 32 and thesupply air opening 12 is arranged, and one of the outside air-exhaust air flowAU-FO flowed through thecapacitor 52 which is preferably between the secondheat exchanger stage 32 and theexhaust air opening 13 is arranged - - One preferably between the evaporator
51 and thesupply air opening 12 , in particular between the evaporator51 and the supply air fan21 , in the flow path of the exhaust air supply air flowDOWN TO arranged humidifying8th . - - One also in the flow path of the exhaust air supply air flow
DOWN TO , in particular between the supply air fan21 and thesupply air opening 12 arrangedheating register 9 , as a hot water coil, condenser or combi-reheat register for dehumidification and reheating of the supply airTO can be trained, and - - One in the flow path of the exhaust air supply air flow
DOWN TO behind the exhaust opening11 arranged exhaust air filter15 and one in the flow path of the outside air exhaust air streamAU-FO behind theoutside air opening 14 arranged outsideair filter 16.
Zur Steuerung der Luftströme im Klimagerät ist eine Zuluftklappe
Zur Verringerung des Luftdurchsatzes durch bzw. zum Umfahren des zweistufigen Gegenstrom-Wärmetauschers
In der schematischen Darstellung der
Mit dem in
- - ein Außenluftstrom
AU wird über dieAußenluftöffnung 14 desGerätegehäuses 1 angesaugt und als Außenluft-FortluftstromAU-FO im Umluftbetrieb über- - die optional aktivierbare erste Sprühbefeuchtungsstufe
41 zur adiabaten Kühlung des Außenluft-FortluftstromesAU-FO , - - die
erste Wärmetauscherstufe 31 des zweistufigen Gegenstrom-Wärmetauschers 3 , - - die optional aktivierbare zweite Sprühbefeuchtungsstufe
42 zur adiabaten Kühlung des Außenluft-FortluftstromesAU-FO , - - die
zweite Wärmetauscherstufe 32 des zweistufigen Gegenstrom-Wärmetauschers 3 und - -
den Kondensator 52 der optional aktivierbaren mechanischen Kälteanlage als FortluftstromFO über die Fortluftöffnung13 desGerätegehäuses 1 abgegeben und
- - die optional aktivierbare erste Sprühbefeuchtungsstufe
- - ein Abluftstrom
AB wird über die Abluftöffnung11 desGerätegehäuses 1 angesaugt und als Abluft-ZuluftstromAB-ZU im Umluftbetrieb- - entgegen der Strömungsrichtung des Außenluft-Fortluftstromes
AU-FO durch die erste und zweite Wärmetauscherstufe31 ,32 des Gegenstrom-Wärmetauschers 3 , - -
den Verdampfer 51 der optional aktivierbaren mechanischen Kälteanlage, - - die optional aktivierbare Befeuchtungseinrichtung
8 und - - das optional aktivierbare Heizregister
9 geführt und als ZuluftstromZU über die Zuluftöffnung12 desGerätegehäuses 1 an den zu klimatisierenden Raum abgegeben.
- - entgegen der Strömungsrichtung des Außenluft-Fortluftstromes
- - an outside airflow
AU is via the outside air opening14 of thedevice housing 1 aspirated and as outdoor air exhaust air streamAU-FO in recirculation mode via- - The optional activatable first
spray humidification stage 41 for adiabatic cooling of the outside air exhaust air flowAU-FO . - - the first
heat exchanger stage 31 of the two-stagecountercurrent heat exchanger 3 . - - The optional activatable second
spray humidification stage 42 for adiabatic cooling of the outside air exhaust air flowAU-FO . - - The second
heat exchanger stage 32 of the two-stagecountercurrent heat exchanger 3 and - - the
capacitor 52 the optionally activatable mechanical refrigeration system as exhaust air flowFO over the exhaust air opening13 of thedevice housing 1 delivered and
- - The optional activatable first
- - An exhaust air stream
FROM is via the exhaust port11 of thedevice housing 1 aspirated and as exhaust air supply airDOWN TO in recirculation mode- - Against the flow direction of the outside air-exhaust air stream
AU-FO through the first and second heat exchanger stages31 .32 thecountercurrent heat exchanger 3 . - - the
evaporator 51 the optionally activatable mechanical refrigeration system, - - The optional activatable humidifier
8th and - - The optional
activatable heating register 9 guided and as supply airTO over thesupply air opening 12 of thedevice housing 1 delivered to the room to be air conditioned.
- - Against the flow direction of the outside air-exhaust air stream
Daraus ergeben sich die in den
In
Zur Regelung der Zulufttemperatur Tzu wird der über die Fortluftöffnung
Bei dieser Betriebsweise ist
Der in
Bei dem in
Bei dieser Betriebsweise gilt
Der in
Bei dem in
Der über die Außenluftöffnung
Der in der ersten Wärmetauscherstufe
Bei dieser Betriebsweise ist
Bei Außenlufttemperaturen
Der in
Bei sehr hohen Außenlufttemperaturen
Zur Reduktion des Druckverlustes bei geringer Rückkühlwirkung können gemäß
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Gerätegehäusedevice housing
- 33
- Gegenstrom-WärmetauscherCounterflow heat exchanger
- 88th
- Befeuchtungseinrichtunghumidifying
- 99
- Heizregisterheater
- 1111
- Abluftöffnungexhaust vent
- 1212
- Zuluftöffnungair intake opening
- 1313
- FortluftöffnungExhaust air opening
- 1414
- AußenluftöffnungOutside air opening
- 1515
- Abluftfilterexhaust filter
- 1616
- AußenluftfilterOutside air filter
- 2121
- Zuluftventilatorsupply air fan
- 2222
- FortluftventilatorExhaust fan
- 3131
- erste Wärmetauscherstufefirst heat exchanger stage
- 3232
- zweite Wärmetauscherstufesecond heat exchanger stage
- 3333
- erster Übergangfirst transition
- 3434
- zweiter Übergangsecond transition
- 4141
- erste Sprühbefeuchtungsstufefirst spray humidification stage
- 4242
- zweite Sprühbefeuchtungsstufesecond spray humidification stage
- 5151
- VerdampferEvaporator
- 5252
- Kondensatorcapacitor
- 6161
- Zuluftklappeinlet flap
- 62 62
- FortluftklappeExhaust air damper
- 71, 7271, 72
- Bypassklappenbypass dampers
- ABFROM
- Abluftstromexhaust air flow
- AUAU
- AußenluftstromOutside air flow
- FOFO
- FortluftstromFort airflow
- ZUTO
- Zuluftstromsupply air flow
- AB-ZUDOWN TO
- Abluft-ZuluftstromExhaust-supply air flow
- AU-FOAU-FO
-
Außenluft-Fortluftstrom AU-
ZU Außenluft-ZuluftstromOutside air exhaust air flow AU-TO Outside air supply air flow - AB-FOAB FO
- Abluft-FortluftstromOutward exhaust air flow
- TAU T AU
- AußenlufttemperaturOutside air temperature
- TZU T ZU
- Zulufttemperatursupply air temperature
- TFO T FO
- FortlufttemperaturExhaust air temperature
- TAB T AB
- Ablufttemperaturexhaust air temperature
- TW1 - TW3 T W1 - T W3
- Wärmetauscher-TemperaturenHeat exchanger temperature
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102004049621 A1 [0005]DE 102004049621 A1 [0005]
- DD 131792 [0006]DD 131792 [0006]
- DE 4441066 A1 [0007]DE 4441066 A1 [0007]
- DE 10255530 B3 [0008]DE 10255530 B3 [0008]
Claims (21)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017202250.7A DE102017202250A1 (en) | 2017-02-13 | 2017-02-13 | air conditioning |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017202250.7A DE102017202250A1 (en) | 2017-02-13 | 2017-02-13 | air conditioning |
Publications (1)
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---|---|
DE102017202250A1 true DE102017202250A1 (en) | 2018-08-16 |
Family
ID=62982795
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102017202250.7A Withdrawn DE102017202250A1 (en) | 2017-02-13 | 2017-02-13 | air conditioning |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102017202250A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018213274A1 (en) * | 2018-08-08 | 2020-02-13 | Hansa Klimasysteme GmbH | air conditioning |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7571900B2 (en) * | 2002-11-27 | 2009-08-11 | Hovalwerk Ag | Method and device for cooling circulating air |
US20100252231A1 (en) * | 2008-10-08 | 2010-10-07 | Tozer Robert | Data centre cooling apparatus |
-
2017
- 2017-02-13 DE DE102017202250.7A patent/DE102017202250A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7571900B2 (en) * | 2002-11-27 | 2009-08-11 | Hovalwerk Ag | Method and device for cooling circulating air |
US20100252231A1 (en) * | 2008-10-08 | 2010-10-07 | Tozer Robert | Data centre cooling apparatus |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018213274A1 (en) * | 2018-08-08 | 2020-02-13 | Hansa Klimasysteme GmbH | air conditioning |
DE102018213274B4 (en) | 2018-08-08 | 2023-08-03 | Hansa Klimasysteme GmbH | Air conditioning device and method for operating an air conditioning device |
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