DE102018213274A1

DE102018213274A1 - Klimagerät

Info

Publication number: DE102018213274A1
Application number: DE102018213274.7A
Authority: DE
Inventors: Matthias Lamping
Original assignee: Hansa Klimasysteme GmbH
Current assignee: Hansa Klimasysteme GmbH
Priority date: 2018-08-08
Filing date: 2018-08-08
Publication date: 2020-02-13
Anticipated expiration: 2038-08-09
Also published as: DE102018213274B4

Abstract

Klimagerät mit einem Gerätegehäuse 1 mit einer Abluftöffnung 11, Zuluftöffnung 12, Fortluftöffnung 13 und Außenluftöffnung 14, einem Zuluft- und Fortluftventilator 21, 22, im Umluftbetrieb eines Außenluft-Fortluftstromes (AU-FO) und Abluft-Zuluftstromes (AB-ZU) hintereinander und im Außenluftbetrieb des Abluft-Fortluftstromes (AB-FO) und Außenluft-Zuluftstromes (AU-ZU) übereinander angeordneten Kreuzstromwärmetauschern 31, 32 mit in den Strömungswegen des Außenluft-Zuluftstromes (AU-ZU) und des Abluft-Fortluftstromes (AB-FO) angeordneten Wärmetauscher-Bypassklappen 81, 82 zur Übertragung thermischer Energie zwischen den Luftströmen, einer Hybrid-Kälteanlage 5 mit einem Kompressor 50, einem Verdampfer 55 und einem Kondensator 52 sowie einem Wasser/Wasserglycol-Kältemittelwärmetauscher als weiteren Kondensator, einer Nacherwärmungseinrichtung 9, einer Einrichtung zur adiabaten Sprühbefeuchtung 41, 42, Klappen 61 - 64; 71, 72; 81, 82 zur Steuerung der Luftströme und einer Einrichtung zur Regelung der Feuchte und Temperatur zumindest eines Teils der Luftströme.

Description

Die Erfindung betrifft ein Klimagerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb eines derartigen Klimageräts gemäß Anspruch 10.
Für die Klimatisierung von Räumen mit hohen inneren Wärmelasten, die beispielsweise durch elektronische Datenverarbeitungsanlagen, Telefonvermittlungen und dgl. Wärmequellen hervorgerufen werden, sind Klimageräte unabdingbar, um durch Regelung der Temperatur und Luftfeuchtigkeit in den zu klimatisierenden Räumen die Betriebsbereitschaft dieser Anlagen zu gewährleisten. Wegen des ganzjährig durchgehenden Betriebs der Klimageräte werden weiterhin erhebliche Anforderungen an die Wirtschaftlichkeit dieser Geräte gestellt, so dass zur Reduzierung des Energieverbrauchs bei vorrangiger Sicherstellung der Klimatisierung der Räume mit möglichst konstanter Temperatur und Luftfeuchtigkeit neben den mechanischen Kühlanlagen mit Kondensatoren, Verdampfern und Wärmerohren eine adiabatische Sprühbefeuchtung zur Kühlung und die freie Kühlung in Abhängigkeit von den anfallenden Wärmelasten in den zu klimatisierenden Räumen und den äußeren Bedingungen genutzt werden.
Bei der adiabatische Sprühbefeuchtung wird zur Verringerung der Energieaufnahme bei gleichbleibender Leistungsfähigkeit zur Raumklimatisierung dem Luftstrom zur Absenkung der Raumtemperatur Feuchtigkeit zugesetzt, durch Verdunstung Wärme entzogen und damit ohne Einbeziehung einer Kälteanlage ein Kühleffekt bewirkt. Bei der freien Kühlung wird bei entsprechend niedrigen Außenlufttemperaturen Außenluft als Zuluft direkt dem zu klimatisierenden Raum zugeführt und Abluft zur Fortluft geleitet, gegebenenfalls mit erhöhtem Luftdurchsatz durch Erhöhung der Drehzahl der Ventilatoren.
In der DE 10 2017 202 250 A1 wird ein Klimagerät mit einem Gehäuse vorgeschlagen, das Öffnungen für Außenluft, Zuluft, Abluft und Fortluft aufweist und in dem Einrichtungen zur Luftbehandlung, wie Filter, Wärmepumpe und eine Kälteanlage mit einem Kondensator, Verdampfer und Kompressor angeordnet sind. Zur Erzeugung von Außenluft-, Umluft- oder Mischströmen in dem und aus dem zu klimatisierenden Raum ist in der Nähe des Zuluftanschlusses ein Zuluftventilator und in der Nähe des Fortluftanschlusses ein Fortluftventilator und ein Klappensystem mit mehreren einzelnen Klappen vorgesehen, das die Luftströme durch das Klimagerät in der Weise steuert, dass die Luftströme durch die Luftbehandlungseinrichtungen oder um die Luftbehandlungseinrichtungen herum geführt werden können, wobei in Strömungsrichtung vor dem Zuluftventilator der Verdampfer und in Strömungsrichtung vor dem Fortluftventilator der Kondensator der Kälteanlage angeordnet ist.
Um mit hoher Energieeffizienz in Abhängigkeit von den klimatischen Bedingungen im Außenraum eine effektive Temperatur- und Feuchteregelung des Raumes mit hohen Wärmelasten, in dem sich zumindest zeitweise Personen aufhalten, zu gewährleisten, sind ein zweistufiger Gegenstrom-Wärmetauscher zur Übertragung thermischer Energie zwischen einem Außenluft-Fortluftstrom und einem Abluft-Zuluftstrom im Umluftbetrieb des Klimageräts und eine zweistufige adiabatische Sprühbefeuchtungseinrichtung im Strömungsweg des Außenluft-Fortluftstromes vorgesehen, womit eine zweistufige Übertragung thermischer Energie zwischen dem Außenluft-Fortluftstrom und dem Abluft-Zuluftstrom mit einer zweistufigen adiabatischen Sprühbefeuchtung im Strömungsweg des Außenluft-Fortluftstromes und damit eine abgestufte Klimatisierung eines Raumes ermöglicht wird, 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.
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 und ganzjährig mit größtmöglicher Wirtschaftlichkeit betrieben werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Lösung stellt ein Klimagerät bereit, das mit 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, ermöglicht und ganzjährig mit größter Wirtschaftlichkeit betrieben werden kann, da im Umluftbetrieb des Außenluft-Fortluftstromes und Abluft-Zuluftstromes hintereinander und im Außenluftbetrieb des Abluft-Fortluftstromes und Außenluft-Zuluftstromes nebeneinander angeordnete Kreuzstromwärmetauscher mit in den Strömungswegen des Außenluft-Zuluftstromes und des Abluft-Fortluftstromes Wärmetauscher-Bypassklappen angeordnet sind.
Vorzugsweise sind an den Luftauslässen eines ersten Kreuzstromwärmetauschers nebeneinander und voneinander getrennt angeordnete erste und zweite Zuluft-Bypassklappen und an den Luftauslässen eines zweiten Kreuzstromwärmetauschers nebeneinander und voneinander getrennt angeordnete erste und zweite Fortluft-Bypassklappen angeordnet, über die im Umluftbetrieb der Außenluft-Fortluftstrom und der Abluft-Zuluftstrom, im Umluftbetrieb zur gesteuerten Beimischung von Außenluft in den Abluft-Zuluftstrom und Abluft in den Außenluft-Fortluftstrom und im Außenluftbetrieb zur freien Kühlung der Außenluft-Zuluftstrom und der Abluft-Fortluftstrom geführt werden, um die gewünschte Luftfeuchtigkeit und Temperatur im zu klimatisierenden Raum einzustellen. Dabei ist die erste Zuluft-Bypassklappe in Strömungsrichtung des Abluft-Zuluftstromes hinter einem ersten Ausgang des ersten Kreuzstromwärmetauschers, die erste Fortluft-Bypassklappe in Strömungsrichtung des Außenluft-Fortluftstromes hinter einem die zweite Wärmetauscher-Bypassklappe aufweisenden ersten Ausgang des zweiten Kreuzstromwärmetauschers, die zweite Zuluft-Bypassklappe in Strömungsrichtung des Abluft-Zuluftstromes hinter einem zweiten Ausgang des ersten Kreuzstromwärmetauschers und die zweite Fortluft-Bypassklappe in Strömungsrichtung des Außenluft-Fortluftstromes hinter einem zweiten Ausgang des zweiten Kreuzstromwärmetauschers angeordnet.
Eine den Außenluft-Fortluftstrom an dem ersten und zweiten Kreuzstromwärmetauscher vorbeileitende erste Bypassklappe zwischen der Abluftöffnung und der Zuluftöffnung des Gerätegehäuses und eine den Abluft-Zuluftstrom an dem ersten und zweiten Kreuzstromwärmetauscher vorbeileitende zweite Bypassklappe zwischen der Außenluftöffnung und der Fortluftöffnung des Gerätegehäuses ermöglichen eine Rückkühlung des Abluft-Zuluftstromes unter Umgehung der Kreuzstromwärmetauscher und gewährleisten eine Reduktion des Druckverlustes infolge der Umgehung der Luftströmung durch die Kreuzstromwärmetauscher bei geringer Rückkühlwirkung mit und ohne mechanischen Kühlung des Abluft-Zuluftstromes durch bedarfsweise Aktivierung der mechanischen Kühlung.
Eine einstufige direkte adiabatische Sprühbefeuchtung im Strömungsweg des Abluftstromes vor dem Einlass des zweiten Kreuzstromwärmetauschers und eine zweistufige indirekte adiabatische Sprühbefeuchtung im Strömungsweg des Außenluft-Fortluftstromes zwischen dem Auslass des ersten Kreuzstromwärmetauschers und dem Einlass des zweiten Kreuzstromwärmetauschers ermöglicht eine thermodynamische Behandlung der Luftströme mittels einer sehr effizienten und Energie sparenden adiabatischen Kühlung zur Befeuchtung und Vorkühlung des Abluftstromes bei gegenüber der Zulufttemperatur hoher Außenlufttemperatur.
Durch die Anordnung der Abluftöffnung und der Zuluftöffnung einerseits und der Fortluftöffnung und Außenluftöffnung andererseits jeweils auf einer Seite des Gerätegehäuses sowie der Abluftöffnung oberhalb der Zuluftöffnung und der Fortluftöffnung oberhalb der Außenluftöffnung eignet sich das Klimagerät zum Einsatz in Rechenanlagen, da die Zuluftöffnung des Gerätegehäuses so positioniert werden kann, dass sie, 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, indem 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 unteren Bereich Außenluft zur Rückkühlung angesaugt und im oberen Bereich als erwärmte Fortluft vom Klimagerät an den Außenraum abgegeben.
Die mechanische Kühlung bzw. Entfeuchtung kann mit einer konventionellen Kälteanlage mit einem Verdampfer, Kompressor und Kondensator sowie einem weiteren, zur Erwärmung der Zuluft bei Entfeuchtung dienenden Kondensator oder einem Kombiregister als Reheat vor der Zuluftöffnung erfolgen. Alternativ kann eine Hybrid-Kälteanlage mit einem Kondensator, einem Kaltwasserregister und einem Warmwasserregister oder einem Kombiregister als Reheat zur Erwärmung der Zuluft bei Entfeuchtung sowie einem Kaltwasser- und Warmwasserkreislauf vorgesehen werden, die über einen Kaltwasser- und einen Warmwasserwärmetauscher in den mit dem Kondensator und einem Kompressor verbundenen Kältemittelkreislauf eingebunden sind
Zur Feuchteregelung und mechanischen Kühlung oder Nachkühlung sind in dem von der Außenluftöffnung zur Zuluftöffnung gerichteten Strömungsweg hinter dem ersten Kreuzstromwärmetauscher der Verdampfer einer Kälteanlage oder das Kaltwasserregister einer Hybrid-Kälteanlage, der Zuluftventilator und eine Nacherwärmungseinrichtung als Kondensator einer Kälteanlage oder als Warmwasserregister einer Hybrid Kälteanlage, vorzugsweise unmittelbar vor der Zuluftöffnung. Zwischen dem zweiten Kreuzstromwärmetauscher und der Fortluftöffnung sind der Fortluftventilator und der Kondensator der Kälteanlage angeordnet.
Da im Zuge des Klimawandels und der Reduzierung des Treibhauspotentials ein Ausstieg aus Kältemitteln mit fluorierten Kohlenwasserstoffen gefordert wird, die ein direktes Treibhauspotential (GWP - Global Warming Potential) von 2500 und höher haben, die alternativen Kältemittel mit niedrigem GWP jedoch leicht brennbar sind, sind bei Klimageräten mit integrierter Kälteanlage Vorkehrungen zu treffen, die bei einer Leckage der Kälteanlage eine Gefährdung von Geräten und Personen in den zu klimatisierenden Räumen ausschließen.
Eine weiterführende Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Klimagerät der eingangs genannten Art anzugeben, das bei hoher Energieeffizienz ein Höchstmaß an Betriebssicherheit unter Einhaltung regulatorischer Vorgaben gewährleistet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zumindest der Kondensator und die das Kältemittel führenden Teile der Hybrid-Kälteanlage, vorzugsweise aber die gesamte Hybrid-Kälteanlage, zwischen dem Fortluftventilator und der Fortluftöffnung angeordnet sind.
Durch diese Anordnung der Hybrid-Kälteanlage wird unter Einhaltung regulatorischer Vorgaben ein Höchstmaß an Effizienz und Betriebssicherheit gewährleistet, indem die Kühlung des Zuluftstromes mit Kaltwasser, einem Kaltwasser/Frostschutzgemisch oder Sole erfolgt, die mit der auf der Fortluftseite angeordneten, das Kältemittel führenden Teile der Hybrid-Kälteanlage erzeugt werden, so dass einerseits mit dem Einsatz eines Kältemittels ein effizienter Wärmeaustausch ermöglicht, gleichzeitig aber sichergestellt wird, dass bei einer Leckage oder Havarie das Kältemittel über die Fortluft ausgeblasen wird, während andererseits auf der Zuluftseite ein Kaltwasserregister ganzjährig eine effiziente Kühlung der Zuluft gewährleistet. Eine auf der Fortluftseite installierte Überwachungseinrichtung kann darüber hinaus bei einer Leckage oder Havarie einen optischen und/oder akustischen Alarm abgeben.
Die Hybrid-Kälteanlage enthält

- mindestens einen Kompressor, der über eine ein Kältemittel führende Kältemittelleitung mit einem Kondensator verbunden ist,
- einen die Kältemittelleitung mit einer Kaltwasserleitung thermisch koppelnden Kaltwasserwärmetauscher als Verdampfer, der über die Kaltwasserleitung mit dem Kaltwasserregister im Strömungsweg des Zuluftstromes verbunden ist, wobei der Verdampfer und die das Kältemittel führenden Teile der Hybrid-Kälteanlage im Strömungsweg des Fortluftstromes angeordnet sind, und
- einen Warmwasserwärmetauscher als zusätzlichen Kondensator, der über eine Warmwasserleitung mit dem im Strömungsweg des Zuluftstromes angeordneten Warmwasserregister als Nacherwärmungseinrichtung verbunden ist.

Alle Komponenten der Kälteanlage sind im Klimagerätegehäuse integriert.
Die vorstehend beschriebene Konfiguration eines Klimagerätes ermöglicht einen Betrieb des Klimagerätes bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen und Sollwerten der Temperatur, der relativen Feuchte und des CO₂-Gehalts der Luft im zu klimatisierenden Raum mit den Merkmalen der Ansprüche 16 bis 29.
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 Umgebungsbedingungen und Sollwerte der Temperatur und Luftfeuchtigkeit im zu klimatisierenden Raum erläutert werden. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Klimageräts mit einem Gerätegehäuse mit Außenluft-, Zuluft-, Abluft- und Fortluftanschlüssen, einem Fortluft- und Zuluftventilator, Kreuzstromwärmetauschern, adiabatischen Sprühbefeuchtungseinrichtungen, einem Kondensator, einem Kaltwasserregister oder Verdampfer und einer als Warmwasserregister, Kondensator oder Kombiregister ausgebildeten Nacherwärmungseinrichtung, sowie Klappen zur Steuerung der Luftströme;
2 das Klimagerät gemäß 1 mit einer Hybrid-Kälteanlage mit einem Kompressor und einem Kaltwasser- und Warmwassertauscher, an die der Kondensator, das Kaltwasserregister und die Nacherwärmungseinrichtung angeschlossen sind und
3 bis 11 in das Klimagerät gemäß 1 eingetragene Luftströme zur Klimatisierung eines Raumes bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen und Sollwerten der Temperatur und Luftfeuchtigkeit im zu klimatisierenden Raum.

Das schematisch in 1 dargestellte Klimagerät weist ein Gerätegehäuse 1 auf, das in der Verbindung zu dem zu klimatisierenden Raum eine Abluftöffnung 11 und eine unterhalb der Abluftöffnung 11 angeordnete Zuluftöffnung 12 sowie zum Außenraum eine Außenluftöffnung 14 und eine oberhalb der Außenluftöffnung 14 angeordnete Fortluftöffnung 13 aufweist. Über die Abluftöffnung 11 wird ein Abluftstrom AB aus dem zu klimatisierenden Raum abgeführt, während über die Zuluftöffnung 12 ein Zuluftstrom ZU dem zu klimatisierenden Raum zugeführt wird. Ein Fortluftstrom FO gelangt über die Fortluftöffnung 13 zum Außenraum während über die Außenluftöffnung 14 ein Außenluftstrom AU dem Klimagerät zugeführt wird. Durch die Anordnung der Abluftöffnung 11 und Zuluftöffnung 12 auf der einen Seite und der Fortluftöffnung 13 und Außenluftöffnung 14 auf der anderen Seite des Gerätegehäuses 1 sowie der Positionierung der Zuluftöffnung 12 unterhalb der Abluftöffnung 11 kann die Zuluftöffnung 12 problemlos auf den z.B. als Doppelboden ausgeführten zu elektronischen Geräten, insbesondere einer Rechenanlage, führenden Zwischenraum ausgerichtet werden, während die aufgeheizte Abluft sinnvollerweise oben entnommen wird und so direkt über die Abluftöffnung dem Gerät zugeführt werden kann.
Aus dieser Anordnung der Gehäuseöffnungen ergeben sich im Umluftbetrieb des Klimageräts zwei Haupt-Strömungswege, von denen der Außenluft-Fortluftstrom AU-FO vom zu klimatisierenden Raum weggerichtet ist, während der Abluft-Zuluftstrom AB-ZU in den zu klimatisierenden Raum gerichtet ist, und im Außenluftbetrieb ein in den zu klimatisierenden Raum gerichteter Außenluft-Zuluftstrom AU-ZU und ein vom zu klimatisierenden Raum weg gerichteter Abluft-Fortluftstrom AB-FO.
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 AU-FO von der Außenluftöffnung 14 über zwei hintereinander angeordneter Kreuzstromwärmetauscher 31, 32 zur Fortluftöffnung 13 sowie als Abluft-Zuluftstrom AB-ZU von der Abluftöffnung 11 über die Kreuzstromwärmetauscher 31, 32 zur Zuluftöffnung 12 geleitet werden, während im Außenluftbetrieb ein in den zu klimatisierenden Raum gerichteter Außenluft-Zuluftstrom AU-ZU und ein vom zu klimatisierenden Raum weg gerichteter Abluft-Fortluftstrom AB-FO über die nebeneinander angeordneten Kreuzstromwärmetauscher 31, 32 geleitet werden.
Die Aggregate zur Luftstromerzeugung bestehen aus einem nahe der Zuluftöffnung 12 angeordneten und damit den Abluft-Zuluftstrom AB-ZU ansaugenden, vorzugsweise direkt angetriebenen und stufenlos steuer- oder regelbaren Zuluftventilator 21 sowie einem nahe der Fortluftöffnung 13 angeordneten und damit den Außenluft-Fortluftstrom AU-FO ansaugenden, ebenfalls vorzugsweise direkt angetriebenen und stufenlos steuer- oder regelbaren Fortluftventilator 22.
Die Aggregate zur thermodynamischen Luftbehandlung bestehen aus

- den je nach Betriebsart hintereinander geschalteten bzw. übereinander angeordneten ersten und zweiten Kreuzstromwärmetauschern 31, 32, in denen im Umluftbetrieb ein Energieaustausch zwischen dem Abluft-Zuluftstrom AB-ZU und dem Außenluft-Fortluftstrom AU-FO stattfindet, während im Außenluftbetrieb zur freien Kühlung mit und ohne Zuschaltung der mechanischen Kühlung mittels des Verdampfers und Kondensators einer Kälteanlage bzw. eines Kaltwasserregister 51 und Kondensators 52 einer Hybrid-Kälteanlage 5 der Außenluft-Zuluftstrom AU-ZU sowie der Abluft-Fortluftstrom AB-FO über Bypassklappen durch den ersten und zweiten Kreuzstromwärmetauscher 31, 32 ohne Energieaustausch geleitet werden,
- dem im Strömungsweg des Abluft-Zuluftstromes AB-ZU bzw. Außenluft-Zuluftstrom AU-ZU angeordneten Verdampfer der Kälteanlage oder Kaltwasserregister 51 der Hybrid-Kälteanlage 5 und dem im Strömungsweg des Außenluft-Fortluftstrom AU-FO bzw. Abluft-Fortluftstrom AB-FO angeordneten Kondensator 52 der Kälteanlage bzw. Hybrid-Kälteanlage 5,
- der als Warmwasserregister, Kondensator oder Kombiregister als Reheat bei Entfeuchtung ausgebildeten Nacherwärmungseinrichtung 9 zur Nacherwärmung und genauen Feuchte- und Temperaturregelung der Zuluft ZU,
- adiabatischen Sprühbefeuchtungseinrichtungen 41, 42, mit denen eine adiabate Kühlung durch Versprühen und/oder Verdunsten von Wasser erfolgt, wobei eine einstufige direkte adiabatische Sprühbefeuchtungseinrichtung 41 vor einem Eingang des ersten Kreuzstromwärmetauschers 31 in Strömungsrichtung des Abluft-Zuluftstromes AB-ZU und eine zweistufige indirekte adiabatische Sprühbefeuchtungsstufe 42 zwischen einem Ausgang des ersten Kreuzstromwärmetauschers 31 und einem Eingang des zweiten Kreuzstromwärmetauschers 32 in Strömungsrichtung des Außenluft-Fortluftstromes AU-FO angeordnet ist und
- einem im Strömungsweg des Abluft-Zuluftstromes AB-ZU hinter der Abluftöffnung 11 angeordneten Abluftfilter 15 sowie einem im Strömungsweg des Außenluft-Fortluftstromes AU-FO hinter der Außenluftöffnung 14 angeordneten Außenluftfilter 16.

Zur Steuerung der Luftströme im Klimagerät ist eine Zuluftklappe 61 zwischen dem einen Ausgang des ersten Kreuzstromwärmetauschers 31 und dem Verdampfer/Kaltwasserregister 51 bzw. Zuluftventilator 21, durch die im Umluftbetrieb der Abluft-Zuluftstrom AB-ZU strömt, und eine Zuluft-Bypassklappe 62 zwischen dem anderen Ausgang des ersten Kreuzstromwärmetauschers 31 und dem Verdampfer/Kaltwasserregister 51 zur Beimischung eines Außenluft-Teilstromes AU in den Zuluftstrom ZU angeordnet, um bei Anwesenheit von Personen dem zu klimatisierenden Raum Frischluft zuzuführen. Eine im Umluftbetrieb vom Außenluft-Fortluftstrom AU-FO durchströmte Fortluftklappe 63 ist zwischen dem einen Ausgang des zweiten Kreuzstromwärmetauschers 32 und dem Kondensator 52 bzw. Fortluftventilator 22 und eine Fortluft-Bypassklappe 64 ist zwischen dem anderen Ausgang des zweiten Kreuzstromwärmetauschers 32 und dem Kondensator 52 bzw. Fortluftventilator 22 zur Beimischung eines Abluft-Teilstromes AB in den Fortluftstromes FO zur Einstellung der Volumenstrombalance angeordnet, indem ein Teilvolumen des Abluftstromes AB dem Fortluftstrom FO beigemischt wird. Die Zuluft- und Fortluftklappen 61, 63 sowie Zuluft- und Fortluft-Bypassklappen 62, 64 sind vorzugsweise unabhängig voneinander stufenlos einstellbar.
Zur Verringerung des Luftdurchsatzes durch bzw. zum Umfahren des ersten und zweiten Kreuzstromwärmetauschers 31, 32 sind erste und zweite Umluft-Bypassklappen 71, 72 zwischen der Abluftöffnung 11 und der Zuluftöffnung 12 des Gerätegehäuses 1 und zwischen der Außenluftöffnung 14 und der Fortluftöffnung 13 des Gerätegehäuses 1 vorgesehen, mit denen der durch die Kreuzstromwärmetauscher 31, 32 gebildete Luftwiderstand ausgeschaltet werden kann.
An dem einen Eingang des ersten Kreuzstromwärmetauschers 31 und an dem einen Ausgang des zweiten Kreuzstromwärmetauschers 32 sind erste und zweite Wärmetauscher-Bypassklappen 81, 82 angeordnet, deren Stellung bestimmt, ob ein Volumenstrom durch den Kreuzstromwärmetauscher geleitet oder über einen Bypass an dem Kreuzstromwärmetauscher vorbeigeführt wird.
2 zeigt in schematischer Darstellung die Verbindung des Kaltwasserregisters 51, des Kondensators 52 und der Nacherwärmungseinrichtung 9 der Hybrid-Kälteanlage 5, wobei anstelle der in 2 dargestellten Konfiguration des Klimageräts mit zwei Kreuzstromwärmetauschern 31, 32 und adiabatischen Sprühbefeuchtungseinrichtungen 41, 42 auch eine andere Gerätekonfiguration gewählt und mit der Hybrid-Kälteanlage 5 verbunden werden kann, beispielsweise eine Anordnung mit einem Gegenstrom-Wärmetauscher anstelle der Kreuzstromwärmetauscher, einem Kaltwasserregister mit und ohne nachgeordneter Befeuchtungseinrichtung und einem Warmwasserregister vor der Zuluftöffnung oder dergleichen.
Die Hybrid-Kälteanlage 5 enthält einen Kältemittelkreislauf, und einen Kalt- und Warmwasserkreislauf, die über einen Kaltwassertauscher 55 als Verdampfer für den Kältekreis und einen Warmwassertauscher 90 als Kondensator thermisch miteinander verbunden sind. Der Kältemittelkreislauf enthält einen Verdichter 50, eine Kältemittelleitung 53 und ein Drosselventil 54 sowie die Kältemittelleitungen des als Kältemittel/Wasser-Glykol-Wärmetauscher ausgebildeten Kaltwassertauschers 55 als Verdampfer und des Warmwassertauschers 90 als Kondensator. Der Kaltwasserkreislauf überträgt die im Kältemittelkreislauf erzeugte Kälte über den Kaltwassertauscher 55, eine Kaltwasser- oder Soleleitung 56 mit Kaltwasserreservoir 58 und eine Kaltwasserpumpe 57 auf das Kaltwasserregister 51. Der optional vorgesehene Warmwasserkreislauf enthält den Warmwassertauscher 90 zur Auskopplung mindestens eines Teils der notwendigen Verflüssigungsenergie, die über eine Warmwasserleitung 91 mit einem Warmwasserreservoir 93 und eine Warmwasserpumpe 92 auf die Nacherwärmungseinrichtung 9 geleitet wird. Während der Kaltwassertauscher 55 auf der Niederdruckseite des Verdichters 50 zwischen dem Drosselventil 54 und dem Verdichter 50 angeordnet ist, ist der Warmwassertauscher 55 auf der Hochdruckseite des Verdichters 50 zwischen dem Drosselventil 54 und dem Verdichter 50 vorgesehen. Die Hybrid Kälteanlage kann auch als Anlage mit mehreren Kreisläufen ausgeführt werden.
Da die Hybrid-Kälteanlage 5 vollständig auf der Fortluftseite des Klimageräts angeordnet ist, wird sichergestellt, dass bei einer Leckage oder Havarie der Hybrid-Kälteanlage 5 das Kältemittel mittels des Fortluftventilators 52 mit der Fortluft direkt über die Fortluftöffnung ausgeblasen wird, während andererseits auf der Zuluftseite der Verdampfer 51 ganzjährig eine effiziente Kühlung der Zuluft gewährleistet. Eine auf der Fortluftseite installierte Überwachungseinrichtung kann darüber hinaus bei einer Leckage oder Havarie einen optischen und/oder akustischen Alarm abgeben.
Der optional vorgesehene und einen Teil der Kondensationswärme auskoppelnde Warmwasserwärmetauscher 90 leitet zur Nacherwärmung des Zuluftstromes bei der Feuchteregelung Warmwasser auf die Nacherwärmungseinrichtung 9. Alternativ oder zusätzlich kann eine den Abluftstrom und den Zuluftstrom überbrückende erste Umluft-Bypassklappe 71 zur gesteuerten Beimischung eines Teils des Abluftstromes zum Zuluftstrom vorgesehen werden, so dass mit der ersten Umluft-Bypassklappe 71 dem Zuluftstrom warme Luft beigemischt werden kann, um die gewünschte Luftfeuchtigkeit und Temperatur im zu klimatisierenden Raum einzustellen.
In den schematischen Darstellungen der 1 und 2 nicht gezeigt ist eine Steuerungs- oder Regelungseinrichtung, die mit verschiedenen im Klimagerät befindlichen und im zu klimatisierenden Raum und im Außenraum angeordneten Sensoren sowie über Aktoren in Form mechanischer, elektrischer und elektronischer Stellglieder mit den Aggregaten zur Luftstromerzeugung und thermodynamischen Luftbehandlung und den steuerbaren Klappen verbunden ist.
Mit dem in den 1 und 2 schematisch dargestellten Klimagerät können in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen und den klimatischen Bedingungen im zu klimatisierenden Raum, d.h. der Differenz zwischen den vorgegebenen Sollwerten und den gemessenen Istwerten der Temperatur und Luftfeuchtigkeit im zu klimatisierenden Raum, unter Berücksichtigung des Energieverbrauchs, folgende thermodynamische Behandlungen des Abluft-Zuluftstromes AB-ZU und des Außenluft-Fortluftstromes AU-FO im Umluftbetrieb oder des Außenluft-Zuluftstromes AU-ZU und Abluft-Fortluftstromes AB-FO im Außenluftbetrieb zur freien Kühlung vorgenommen werden:

- im Umluftbetrieb wird ein Außenluftstrom AU über die Außenluftöffnung 14 des Gerätegehäuses 1 angesaugt und als Außenluft-Fortluftstrom AU-FO über
- - den ersten Kreuzstromwärmetauscher 31,
- - die optional aktivierbare zweistufige indirekte adiabatische Sprühbefeuchtung 42 zur adiabaten Kühlung des Außenluft-Fortluftstromes AU-FO,
- - den zweiten Kreuzstromwärmetauscher 32 und,
- - den Kondensator 52 der optional aktivierbaren Hybrid-Kälteanlage 5 als Fortluftstrom FO über die Fortluftöffnung 13 des Gerätegehäuses 1 und
ein Abluftstrom AB über die Abluftöffnung 11 des Gerätegehäuses 1 angesaugt und als Abluft-Zuluftstrom AB-ZU
- - entgegen der Strömungsrichtung des Außenluft-Fortluftstromes AU-FO durch den ersten und zweiten Kreuzstromwärmetauscher 31, 32,
- - das Kaltwasserregister 51 der optional aktivierbaren Hybrid-Kälteanlage 5 zum Herunterkühlen des Zuluftstromes ZU, der mittels der Erwärmungs- und/oder Entfeuchtungseinrichtung 9 oder der über die erste Umluft-Bypassklappe 71 beigemischten warmen Abluft AB konditioniert, d.h. bezüglich der Feuchtigkeit und Temperatur eingestellt, als Zuluftstrom ZU über die Zuluftöffnung 12 des Gerätegehäuses 1 an den zu klimatisierenden Raum abgegeben wird,
während im Außenluftbetrieb zur freien Kühlung gegebenenfalls mit Zuschaltung der Hybrid-Kälteanlage 5 ein Außenluftstrom AU über die Außenluftöffnung 14 des Gerätegehäuses 1 angesaugt und als Zuluftstrom ZU über
- den ersten Kreuzstromwärmetauscher 31 bei geöffneter erster Wärmetauscher-Bypassklappe 81,
- die Zuluft-Bypassklappe 62 und
- das Kaltwasserregister 51 der optional aktivierbaren Hybrid-Kälteanlage 5 zum Herunterkühlen des Zuluftstromes ZU, der mittels der Erwärmungs- und/oder Entfeuchtungseinrichtung 9 oder der über die erste Umluft-Bypassklappe 71 beigemischten warmen Abluft AB konditioniert, d.h. bezüglich der Feuchtigkeit und Temperatur eingestellt und als Zuluftstrom ZU über die Zuluftöffnung 12 des Gerätegehäuses 1 an den zu klimatisierenden Raum abgegeben wird, wobei

AB

11

1

FO

- den zweiten Kreuzstromwärmetauscher 32,
- die Fortluft-Bypassklappe 64 und
- den Kondensator 52 der optional aktivierten Hybrid-Kälteanlage 5 und über die Fortluftöffnung 13 des Gerätegehäuses 1 an die Umgebung abgegeben wird,

Daraus ergeben sich die in den 3 bis 9 dargestellten Betriebszustände zur Konditionierung des Zuluft- und Fortluftstromes sowie zum Energieaustausch zwischen dem Abluft-Zuluftstrom AB-ZU und dem Außenluft-Fortluftstrom AU-FO im Umluftbetrieb sowie dem Außenluft-Zuluftstrom AU-ZU und Abluft-Fortluftstrom AB-FO im Außenluftbetrieb in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen und der Temperatur und Feuchtigkeit der Raumluft, d.h. in Abhängigkeit von der Außentemperatur T_AU , der Ablufttemperatur T_AB , Zulufttemperatur Tzu, der sich hieraus ergebenden Fortlufttemperatur T_FO und der Feuchtigkeit der Zuluft.
In den schematischen Darstellungen der 3 bis 11 sind die bei den jeweiligen Betriebsweisen geschlossenen Klappen 61 bis 64, 71, 72 und 81, 82 durchgestrichen und die Volumenströme in dick ausgezogenen Linien dargestellt, wobei die durch die Kreuzstromwärmetauscher 31, 32 geführten Volumenströme gestrichelt und die durch die Bypässe an den Kreuzstromwärmetauschern 31, 32 vorbeigeführten Volumenströme durchgestrichen dargestellt sind.
In den 3 bis 5 ist schematisch die Rückkühlung des aus dem zu klimatisierenden Raum angesaugten Abluftstromes AB bei Außenlufttemperaturen T_AU dargestellt, die sehr tief gegenüber den Sollwerten der zu regelnden Zulufttemperaturen Tzu sind, das heißt T_AB ≥ T_FO > T_ZU >> T_AU.
3 zeigt die Rückkühlung des aus dem zu klimatisierenden Raum angesaugten Abluftstromes AB ohne adiabatische Sprühbefeuchtung und damit adiabate Kühlung und ohne mechanische Kälte, wobei eine Feuchteregelung nicht notwendig ist und eine Temperaturregelung über eine Volumenstromregelung des Fortluftventilators 22 erfolgt.
Der eine Ablufttemperatur T_AB aufweisende warme Abluft-Zuluftstrom AB-ZU wird im Umluftbetrieb im zweiten Kreuzstromwärmetauscher 32 im Gegenstrom mittels des Außenluft-Fortluftstromes AU-FO heruntergekühlt, der im ersten Kreuzstromwärmetauscher 31 den heruntergekühlten Abluft-Zuluftstrom AB-ZU mit der kalten Außenlufttemperatur T_AU des Außenluftstromes AU weiter herunterkühlt und über die Zuluftöffnung 12 an den zu klimatisierenden Raum abgegeben wird, während der hierbei erwärmte Außenluft-Fortluftstrom AU-FO infolge des Herunterkühlens des Abluft-Zuluftstromes AB-ZU im zweiten Kreuzstromwärmetauscher 32 entsprechend erwärmt als warmer Fortluftstrom FO über die Fortluftöffnung 13 an die Umgebung abgegeben wird.
Die in 4 schematisch dargestellte Rückkühlung macht wegen einer zu hohen Feuchte des Abluftstromes eine Feuchteregelung mit mechanischer Kälte erforderlich. Zur Temperatur- und Feuchteregelung der Zuluft ZU wird der Kältebereich der Hybrid-Kälteanlage 5 mit dem Kaltwasserregister 51 und der Nacherwärmungseinrichtung 9 und/oder durch Öffnung der ersten Umluft-Bypassklappe 71 je nach Umgebungsbedingungen und Sollwert des Feuchtigkeitsgehaltes der Zuluft ZU des zu klimatisierenden Raumes aktiviert. Dabei wird das von dem in den das Kältemittel führenden Kältemittelkreislauf 53 eingebundenen Kaltwassertauscher 55 an die Kältemittelleitung 56 abgegebene Kaltwasser mittels der Kaltwasserpumpe 57 auf das Kaltwasserregister 51 geleitet, während die vom Kondensator 52 abgegebene Wärme über die Fortluftöffnung 13 an die Umgebung bzw. den Außenraum abgegeben wird. Zur Nacherwärmung und Feuchteregelung kann optional über den Warmwasserwärmetauscher 90 an die Warmwasserleitung 91 abgegebene Wärme mittels der Warmwasserpumpe 92 an die Nacherwärmungseinrichtung 9 abgegeben und/oder die erste Umluft-Bypassklappe 71 gesteuert geöffnet werden, so dass dem Abluft-Zuluftstrom AB-ZU ein Anteil der Abluft AB beigemischt wird.
Zur Regelung der Zulufttemperatur Tzu kann auch der über die Fortluftöffnung 13 des Gerätegehäuses 1 abgegebene Fortluftstrom FO, insbesondere durch Veränderung der Fördermenge des Fortluftventilators 22, variiert werden. Durch die Regelung des Fortluftstromes FO erfolgt bei einem geringen Fortluftstrom FO ein geringerer Wärmeübergang vom Abluft-Zuluftstrom AB-ZU zum Außenluft-Fortluftstrom AU-FO, so dass die Zulufttemperatur Tzu erhöht wird, während bei einem starken Fortluftstrom ein großer Wärmeübergang vom Abluft-Zuluftstrom AB-ZU zum Außenluft-Fortluftstrom AU-FO erfolgt, wodurch die Zulufttemperatur Tzu verringert wird.
Bei dem in 5 schematisch dargestellten Betrieb des Klimageräts ist die Außenlufttemperatur T_AU ebenfalls sehr klein gegenüber der zu regelnden Zulufttemperatur Tzu, wobei wegen zu hoher Feuchte des Abluftstromes AB eine Feuchteregelung erforderlich ist, die bei dieser Konstellation über eine Beimischung des Außenluftstromes AU in den Zuluftstrom ZU erfolgt, indem durch geregelte Öffnung der Zuluft-Bypassklappe 62 ein Teil des Außenluft-Fortluftstromes AU-FO zur Entfeuchtung und Frischluftregelung des zu klimatisierenden Raumes dem Zuluftstrom ZU und zur Volumenstrombalance ein Teil des Abluft-Zuluftstromes AB-ZU durch geregelte Öffnung der Fortluft-Bypassklappe 64 dem Fortluftstrom FO beigemischt wird. Bei dieser Betriebsweise wird auf eine adiabate Kühlung des Außenluftstromes AU verzichtet und stattdessen die Hybrid-Kälteanlage 5 mit dem Kaltwasserregister 51, dem Kondensator 52 und dem Warmwasserregister 9 als Nacherwärmungseinrichtung bei Entfeuchtung optional aktiviert.
Der über die Außenluftöffnung 14 dem Klimagerät mit der Außenlufttemperatur T_AU zugeführte Außenluftstrom AU kühlt in dem ersten Kreuzstromwärmetauscher 31 den im zweiten Kreuzstromwärmetauscher 32 bereits herabgekühlten Abluftstrom AB weiter herunter, während der im zweiten Kreuzstromwärmetauscher 32 erwärmte Außenluft-Fortluftstrom AU-FO als Fortluftstrom FO über den Kondensator 52 an die Fortluftöffnung 13 abgegeben wird. Ein Teil des im ersten Kreuzstromwärmetauscher 31 erwärmten Außenluft-Fortluftstromes AU-FO wird durch die geregelte Öffnung der Zuluft-Bypassklappe 62 dem Zuluftstrom ZU beigemischt und der verbleibende Teil des Außenluft-Fortluftstromes AU-FO kühlt im Gegenstrom im zweiten Kreuzstromwärmetauscher 32 den warmen Abluft-Zuluftstrom AB-ZU herunter.
Der im ersten Kreuzstromwärmetauscher 31 heruntergekühlte Abluft-Zuluftstrom AB-ZU wird mittels des Kaltwasserregisters 51 der aktivierten Hybrid-Kälteanlage 5 auf die Zulufttemperatur Tzu heruntergekühlt und bei zu hoher Temperatur durch Aktivierung der als Warmwasserregister 9 ausgebildeten Nacherwärmungseinrichtung erwärmt und über die Zuluftöffnung 12 an den zu klimatisierenden Raum abgegeben.
Bei dem in 6 schematisch dargestellten Betrieb des Klimageräts ist bei hoher Außenluftfeuchte aber gewünschter Abluftfeuchte die Außenlufttemperatur T_AU größer als die zu regelnde Zulufttemperatur Tzu aber kleiner als die Ablufttemperatur T_AB (T_AB > T_AU > Tzu). Der über die Außenluftöffnung 14 dem Klimagerät mit der Außenlufttemperatur T_AU zugeführte Außenluftstrom AU wird bei geschlossener erster Wärmetauscher-Bypassklappe 81 und geöffneter Zuluftklappe 61 durch den ersten Kreuzstromwärmetauscher 31 geleitet und kühlt den im zweiten Kreuzstromwärmetauscher 32 mittels des Außenluft-Fortluftstromes AU-FO herabgekühlten Abluft-Zuluftstrom AB-ZU, wobei bei ebenfalls geschlossener zweiter Wärmetauscher-Bypassklappe 82 und geöffneter Fortluftklappe 63 der Außenluft-Fortluftstrom AU-FO durch den zweiten Kreuzstromwärmetauscher 32 geleitet wird.
Bei dieser Betriebsweise wird wegen der korrekten Abluftfeuchte auf eine adiabate Kühlung des Abluft-Zuluftstromes AB-ZU und des Außenluft-Fortluftstromes AU-FO verzichtet und stattdessen die mechanische Kühlung durch Einschaltung des Kaltwasserregisters51 und des Kondensators 52 aktiviert. Steigt der Istwert der Abluftfeuchte über dessen Sollwert, so wird optional das Warmwasserregister 9 aktiviert, wobei der Abluft-Zuluftstrom AB-ZU durch das Kaltwasserregister 51 der aktivierten Hybrid-Kälteanlage 5 und das Warmwasserregister 9 und der Außenluft-Fortluftstrom AU-FO durch den Kondensator 52 der aktivierten Hybrid-Kälteanlage 5 geführt werden.
Bei dem in 7 schematisch dargestellten Betrieb des Klimageräts ist die Außenlufttemperatur T_AU sehr hoch gegenüber der zu regelnden Zulufttemperatur Tzu (T_AU >> Tzu), während der Istwert der Außenluftfeuchte sehr klein gegenüber dem Sollwert der Zuluft und die Abluftfeuchte zu niedrig ist. Bei diesen klimatischen Bedingungen erfolgt eine Befeuchtung und Vorkühlung des Abluft-Zuluftstromes AB-ZU mittels der einstufigen direkten adiabatischen Sprühbefeuchtung 41 vor dessen Eintritt in den zweiten Kreuzstromwärmetauscher 32, an den bei geöffneter zweiter Wärmetauscher-Bypassklappe 82 der warme Außenluft-Fortluftstrom AU-FO ebenso im Bypass vorbeigeleitet wird wie am ersten Kreuzstromwärmetauscher 31 bei geöffneter erster Wärmetauscher-Bypassklappe 81. Der warme Außenluft-Fortluftstrom AU-FO wird über die geöffnete Fortluftklappe 63 und den Kondensator 52 der zur Temperaturregelung optional aktivierten Hybrid-Kälteanlage 5 zur Kühlung der Zulufttemperatur Tzu auf deren Sollwert mittels des Fortluftventilators 22 zur Fortluftöffnung 13 geführt. Der heruntergekühlte Abluft-Zuluftstrom AB-ZU wird partiell über die Fortluft-Bypassklappe 64 dem warmen Außenluft-Fortluftstrom AU-FO und der Außenluft-Fortluftstrom AU-FO über die Zuluft-Bypassklappe 62 partiell dem gekühlten Abluft-Zuluftstrom AB-ZU beigemischt.
Der mittels der einstufigen direkten adiabatischen Sprühbefeuchtung 41 heruntergekühlte warme Abluft-Zuluftstrom AB-ZU wird durch den zweiten Kreuzstromwärmetauscher 32 und ersten Kreuzstromwärmetauscher 31, die geöffnete Zuluftklappe 61 und den zur Kühlung der Zulufttemperatur Tzu auf deren Sollwert optional aktivierten Kaltwasserregister 51 mittels des Zuluftventilators 21 zur Zuluftöffnung 12 geleitet. Zur Feuchteregelung der Zuluft ZU wird durch geregelte Öffnung der Zuluft-Bypassklappe 62 ein Teil des warmen Außenluft-Fortluftstromes AU-FO dem Abluft-Zuluftstrom AB-ZU beigemischt und zur Volumenstrombalance ein Teil des heruntergekühlten Abluft-Zuluftstromes AB-ZU durch geregelte Öffnung der Fortluft-Bypassklappe 64 dem Fortluftstrom FO beigemischt..
Bei dem in 8 schematisch dargestellten Betrieb des Klimageräts ist die Außenlufttemperatur T_AU sehr hoch gegenüber der zu regelnden Zulufttemperatur Tzu (T_AU >> Tzu), während der Istwert der Außenluftfeuchte kleiner ist als der Sollwert der Zuluft ZU und der Istwert der Abluftfeuchte dem Sollwert der Zuluft entspricht.
Die über die Außenluftöffnung 14 dem Klimagerät mit der hohen Außenlufttemperatur T_AU zugeführte Außenluft AU wird im Gegenstrom im ersten Kreuzstromwärmetauscher 31 mittels der ersten oder der ersten und zweiten Stufe der zweistufigen indirekten adiabatischen Sprühbefeuchtung 42 als Außenluft-Fortluftstrom AU-FO bei geschlossener erster Wärmetauscher-Bypassklappe 81 heruntergekühlt und kühlt bei geschlossener zweiter Wärmetauscher-Bypassklappe 82 im Gegenstrom den die Ablufttemperatur T_AB aufweisenden Abluft-Zuluftstrom AB-ZU herunter, der über den ersten Kreuzstromwärmetauscher 31 und die Zuluftklappe 61 geleitet wird. Je nach Abweichung des Istwertes der Zulufttemperatur Tzu von deren Sollwert wird optional die Hybrid-Kälteanlage 5 zugeschaltet und der über das Kaltwasserregister 51 geleitete Abluft-Zuluftstrom AB-ZU heruntergekühlt und über die Zuluftöffnung 12 an den zu klimatisierenden Raum abgegeben, während der Fortluftstrom FO über den Kondensator 52 und die Fortluftöffnung 13 an den Außenraum abgegeben wird.
Eine weitere Variante bei einer Abweichung des Istwertes der Zulufttemperatur Tzu von deren Sollwert besteht darin, die Drehzahl des Fortluftventilators 52 zu verändern bzw. einen weiteren Fortluftventilator zuzuschalten.
Bei dem in 9 schematisch dargestellten Betrieb des Klimageräts ist die Außenlufttemperatur T_AU sehr hoch gegenüber der Zulufttemperatur Tzu und größer als die Ablufttemperatur T_AB (T_AB < T_AU >> T_ZU) bei korrekter Abluftfeuchte.
Zur Reduktion des Druckverlustes bei geringer Rückkühlwirkung können der Abluft-Zuluftstrom AB-ZU durch Öffnen der ersten Umluft-Bypassklappe 71 und der Außenluft-Fortluftstrom AU-FO durch Öffnung der zweiten Umluft-Bypassklappe 72 am ersten und zweiten Kreuzstromwärmetauscher 31, 32 bei geschlossener Zuluftklappe 61, Zuluft-Bypassklappe 62, Fortluftklappe 63 und Fortluft-Bypassklappe 64 vorbeigeleitet und der Abluft-Zuluftstrom AB-ZU durch Aktivierung der Hybrid-Kälteanlage 5 rückgekühlt werden. Optional kann bei zu hoher Zuluftfeuchte nach dem Kaltwasserregister 51 das Warmwasserregister 9 zugeschaltet werden..
Bei sehr hoher Außentemperatur kann alternativ der Außenluft-Fortluftstrom AU-FO durch den ersten und zweiten Kreuzstromwärmetauscher 31, 32 mit eingeschalteter Sprüheinrichtung geleitet werden. Dadurch sinkt die Temperatur des Außenluft-Fortluftstromes AU-FO vor dem Kondensator 52 und der Kältekreislauf weist einen signifikant besseren Wirkungsgrad auf.
Bei Außenlufttemperaturen T_AU und Feuchtigkeit der Außenluft AU die ungefähr der erforderlichen Zulufttemperatur Tzu und Feuchtigkeit der Zuluft entsprechen (T_AU ≈ T_ZU) kann gemäß 10 vom Prinzip der freien Kühlung Gebrauch gemacht werden, indem durch Öffnung der ersten Wärmetauscher-Bypassklappe 81 der Außenluftstrom AU durch den Bypass an dem ersten Kreuzstromwärmetauscher 31 vorbei und über die geöffnete Zuluft-Bypassklappe 62 bei geschlossener Zuluftklappe 61 direkt zur Zuluftöffnung 12 geleitet wird. Der Abluftstrom AB wird bei geschlossener zweiter Wärmetauscher-Bypassklappe 82 durch den zweiten Kreuzstromwärmetauscher 32 und über die geöffnete Fortluft-Bypassklappe 64 und den inaktiven Kondensator 52 der Hybrid-Kälteanlage 5 zur Fortluftöffnung 13 geleitet. Bei zu niedriger Zulufttemperatur Tzu wird ein Teilvolumenstrom der Abluft AB über die erste Umluft-Bypassklappe 71 der Zuluft ZU beigemischt.
11 zeigt in schematischer Darstellung eine Anwendung des Prinzips der freien Kühlung bei hohen Außenlufttemperaturen, die größer als die Zulufttemperaturen sind (T_AU > Tzu), einer dem Sollwert der Zuluft ZU entsprechenden Außenluftfeuchte und einer zu hohen Abluftfeuchte. Bei diesen klimatischen Verhältnissen werden die Klappenstellungen und damit der Abluft-Fortluftstrom AB-FO und der Außenluft-Zuluftstrom AU-ZU wie bei der Konstellation gemäß 10 eingestellt und zusätzlich mechanisch durch Aktivieren des Kaltwasserregisters 51 und Kondensators 52 der Hybrid-Kälteanlage 5 gekühlt.
Bezugszeichenliste

1: Gerätegehäuse
9: Nacherwärmungseinrichtung (Warmwasserregister, Kondensator, Kombiregister als Reheat bei Entfeuchtung)
11: Abluftöffnung
12: Zuluftöffnung
13: Fortluftöffnung
14: Außenluftöffnung
15: Abluftfilter
16: Außenluftfilter
21: Zuluftventilator
22: Fortluftventilator
31: erster Kreuzstromwärmetauscher
32: zweiter Kreuzstromwärmetauscher
41: einstufige direkte adiabatische Sprühbefeuchtung
42: zweistufige indirekte adiabatische Sprühbefeuchtung
50: Kompressor
51: Kaltwasserregister
52: Kondensator
53: Kältemittelleitung
54: Drosselventil
55: Kaltwasserwärmetauscher als Verdampfer
56: Kaltwasserleitung
57: Kaltwasserpumpe
58: Kaltwasserreservoir
61: Zuluftklappe
62: Zuluft-Bypassklappe
63: Fortluftklappe
64: Fortluft-Bypassklappe
71, 72: erste und zweite Umluft-Bypassklappe
81, 82: erste und zweite Wärmetauscher-Bypassklappe
90: Warmwasserwärmetauscher als Kondensator
91: Warmwasserleitung
92: Warmwasserpumpe
93: Warmwasserreservoir
AB: Abluftstrom
AU: Außenluftstrom
FO: Fortluftstrom
ZU: Zuluftstrom
AB-FO: Abluft-Fortluftstrom
AB-ZU: Abluft-Zuluftstrom
AU-FO: Außenluft-Fortluftstrom AU-ZU Außenluft-Zuluftstrom
AB': Teil des Abluft-Zuluftstromes
AU': Teil des Außenluft-Fortluftstrom
ABB: Teil des Abluftstromes
T_AU: Außenlufttemperatur
T_ZU: Zulufttemperatur
T_FO: Fortlufttemperatur
T_AB: Ablufttemperatur
T_W1 - T_W3: Wärmetauscher-Temperaturen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102017202250 A1 [0004]

Claims

Klimagerät mit - einem Gerätegehäuse (1) mit einer Abluftöffnung (11), Zuluftöffnung (12), Fortluftöffnung (13) und Außenluftöffnung (14) zur Führung eines Außenluftstromes (AU), Abluftstromes (AB), Fortluftstromes (FO) und Zuluftstromes (ZU), - Aggregaten (21, 22, 3, 41, 42, 51, 52, 8, 9) zur Luftstromerzeugung und thermodynamischen Luftbehandlung mit - mindestens einem Zuluft- und Fortluftventilator (21, 22) zur Erzeugung der Luftströme, - einer Einrichtung (31, 32) zur Übertragung thermischer Energie zwischen den Luftströmen, - einer Kälteanlage (5) mit mindestens einem Kompressor (50), einem Verdampfer (55) und einem Kondensator (52), - einer Nacherwärmungseinrichtung (9), - einer Einrichtung zur adiabaten Sprühbefeuchtung (41, 42), - Klappen (61 - 64; 71, 72; 81, 82) zur Steuerung der Luftströme und - einer Einrichtung zur Regelung der Feuchte und Temperatur zumindest eines Teils der Luftströme, gekennzeichnet durch im Umluftbetrieb des Außenluft-Fortluftstromes (AU-FO) und Abluft-Zuluftstromes (AB-ZU) hintereinander und im Außenluftbetrieb des Abluft-Fortluftstromes (AB-FO) und Außenluft-Zuluftstromes (AU-ZU) übereineinander angeordnete Kreuzstromwärmetauscher (31, 32) mit in den Strömungswegen des Außenluft-Zuluftstromes (AU-ZU) und des Abluft-Fortluftstromes (AB-FO) angeordneten Wärmetauscher-Bypassklappen (81, 82).
Klimagerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch an den Luftauslässen eines ersten Kreuzstromwärmetauschers (31) nebeneinander und voneinander getrennt angeordnete erste und zweite Zuluft-Bypassklappen (61, 62) und an den Luftauslässen eines zweiten Kreuzstromwärmetauschers (32) nebeneinander und voneinander getrennt angeordnete erste und zweite Fortluft-Bypassklappen (63, 64).
Klimagerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zuluft-Bypassklappe (61) in Strömungsrichtung des Abluft-Zuluftstromes (AB-ZU) hinter einem ersten Ausgang des ersten Kreuzstromwärmetauschers (31) und die erste Fortluft-Bypassklappe (63) in Strömungsrichtung des Außenluft-Fortluftstromes (AU-FO) hinter einem die zweite Wärmetauscher-Bypassklappe (82) aufweisenden ersten Ausgang des zweiten Kreuzstromwärmetauschers (32) angeordnet ist.
Klimagerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Zuluft-Bypassklappe (62) in Strömungsrichtung des Abluft-Zuluftstromes (AB-ZU) hinter einem zweiten Ausgang des ersten Kreuzstromwärmetauschers (31) und die zweite Fortluft-Bypassklappe (64) in Strömungsrichtung des Außenluft-Fortluftstromes (AU-FO) hinter einem zweiten Ausgang des zweiten Kreuzstromwärmetauschers (32) angeordnet ist.
Klimagerät nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch - eine den Außenluft-Fortluftstrom AU-FO an dem ersten und zweiten Kreuzstromwärmetauscher (31, 32) vorbeileitende erste Bypassklappe (71) zwischen der Abluftöffnung (11) und der Zuftöffnung (12) des Gerätegehäuses (1) und - eine den Abluft-Zuluftstrom AB-ZU an dem ersten und zweiten Kreuzstromwärmetauscher (31, 32) vorbeileitende zweite Bypassklappe (72) zwischen der Außenluftöffnung (14) und der Fortluftöffnung (13) des Gerätegehäuses (1).
Klimagerät nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine einstufige direkte adiabatische Sprühbefeuchtung (41) im Strömungsweg des Abluftstromes (AB) vor dem Einlass des zweiten Kreuzstromwärmetauschers (32) und eine zweistufige indirekte adiabatische Sprühbefeuchtung (42) im Strömungsweg des Außenluft-Fortluftstromes (AU-FO) zwischen dem Auslass des ersten Kreuzstromwärmetauschers (31) und dem Einlass des zweiten Kreuzstromwärmetauschers (32).
Klimagerät nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abluftöffnung (11) und Zuluftöffnung (12) einerseits und die Fortluftöffnung (13) und Außenluftöffnung (14) andererseits jeweils auf einer Seite des Gerätegehäuses (1), die Abluftöffnung (11) oberhalb der Zuluftöffnung (12) und die Fortluftöffnung (13) oberhalb der Außenluftöffnung (14) angeordnet sind.
Klimagerät nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten Kreuzstromwärmetauscher (32) und der Fortluftöffnung (13) der Fortluftventilator (22) und der Kondensator (52) einer Kälteanlage (5) angeordnet sind.
Klimagerät nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem von der Außenluftöffnung (14) zur Zuluftöffnung (12) gerichteten Strömungsweg hinter dem ersten Kreuzstromwärmetauscher (31) der Verdampfer einer Kälteanlage, der Zuluftventilator (21) und eine als Kondensator oder Kombiregister als Reheat der Kälteanlage ausgebildete Nacherwärmungseinrichtung (9) bei Entfeuchtung vorzugsweise unmittelbar vor der Zuluftöffnung (12) angeordnet ist.
Klimagerät nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem von der Außenluftöffnung (14) zur Zuluftöffnung (12) gerichteten Strömungsweg hinter dem ersten Kreuzstromwärmetauscher (31) das Kaltwasserregister (51) einer Hybrid-Kälteanlage (5), der Zuluftventilator (21) und ein als Warmwasserregister oder Kombiregister als Reheat der Hybrid-Kälteanlage (5) ausgebildete Nacherwärmungseinrichtung (9) bei Entfeuchtung vorzugsweise unmittelbar vor der Zuluftöffnung (12) angeordnet ist.
Klimagerät nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch in den Strömungswegen angeordnete, direkt angetriebene und stufenlos steuer- oder regelbare Zuluft- und Fortluftventilatoren (21, 22).
Klimagerät nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuluftöffnung (12) des Gerätegehäuses (1) in den Zwischenraum eines elektrische und elektronische Geräte insbesondere einer Rechenanlage aufnehmenden Doppelbodens mündet.
Klimagerät nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hybrid-Kälteanlage (5) mindestens einen Kompressor (50), der über eine ein Kältemittel führende Kältemittelleitung (53) mit dem Kondensator (52) verbunden ist, und einen die Kältemittelleitung (53) mit einer Kaltwasserleitung (56) thermisch koppelnden Kaltwasserwärmetauscher als Verdampfer (55) enthält, der über die Kaltwasserleitung (56) mit dem Kaltwasserregister (51) im Strömungsweg des Zuluftstromes (ZU) verbunden ist, wobei der Kondensator (52) und die das Kältemittel führenden Teile der Hybrid-Kälteanlage (5) im Strömungsweg des Fortluftstromes (FO) angeordnet sind.
Klimagerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Hybrid-Kälteanlage (5) einen Warmwasserwärmetauscher als weiteren Kondensator (90) enthält, der über eine Warmwasserleitung (91) mit der im Strömungsweg des Zuluftstromes (ZU) angeordneten, als Warmwasserregister ausgebildeten Nacherwärmungseinrichtung (9) verbunden ist.
Klimagerät nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Kondensator (90) und die das Kältemittel führenden Teile der Hybrid-Kälteanlage (5) zwischen dem Fortluftventilator (22) und der Fortluftöffnung (13) angeordnet sind.
Verfahren zum Betrieb eines Klimagerätes nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Umluftbetrieb - ein Außenluftstrom (AU) über die Außenluftöffnung (14) des Gerätegehäuses (1) angesaugt und als Außenluft-Fortluftstrom (AU-FO) über - den ersten und zweiten Kreuzstromwärmetauscher (31, 32), - die geöffnete Fortluftklappe (63) und - den Kondensator (52) der optional aktivierbaren Hybrid-Kälteanlage (5) als Fortluftstrom (FO) über die Fortluftöffnung (13) des Gerätegehäuses (1) abgegeben wird und - ein Abluftstrom (AB) über die Abluftöffnung (11) des Gerätegehäuses (1) angesaugt und als Abluft-Zuluftstrom (AB-ZU) - entgegen der Strömungsrichtung des Außenluft-Fortluftstromes (AU-FO) durch den ersten und zweiten Kreuzstromwärmetauscher (31, 32), - die geöffnete Zuluftklappe (61) - das Kaltwasserregister (51) der optional aktivierbaren Hybrid-Kälteanlage (5) und - die optional aktivierbare Nacherwärmungseinrichtung (9) als Zuluftstrom (ZU) über die Zuluftöffnung (12) des Gerätegehäuses (1) an den zu klimatisierenden Raum abgegeben wird, wobei das bei aktivierter Hybrid-Kälteanlage (5) im Kaltwasserregister (51) erwärmte und von der Kaltwasserpumpe (57) umgewälzte Kaltwasser im Kaltwasserwärmetauscher (55) rückgekühlt und das mittels des Verdichters (50) im Kältemittelkreislauf komprimierte und erhitzte Kältemittel im als Kondensator dienenden Warmwasserwärmetauscher (90) gekühlt und das erwärmte Wasser über die Warmwasserleitung (91) an die optional aktivierte Nacherwärmungseinrichtung (9) zur Erwärmung des Zuluftstromes (ZU) abgegeben wird, wobei im Kondensator (52) Restwärme an die Fortluft (FO) abgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zur Rückkühlung des aus dem zu klimatisierenden Raum angesaugten Abluftstromes (AB) bei Außenlufttemperaturen (T_AU), die sehr tief gegenüber den zu regelnden Zulufttemperaturen (Tzu) sind, der Außenluftstrom (AU) ohne adiabatische Sprühbefeuchtung zur adiabaten Kühlung und ohne Zuschaltung der Hybrid-Kälteanlage (5) und der Abluftstrom (AB) im ersten und zweiten Kreuzstromwärmetauscher (31, 32) im Gegenstrom thermische Energie austauschen und einerseits als Fortluftstrom (FO) über die Fortluftklappe (63) an die Fortluftöffnung (13) des Gerätegehäuses (1) und andererseits als Zuluftstrom (ZU) über die Zuluftklappe (61) an die Zuluftöffnung (12) des Gerätegehäuses (1) abgegeben werden. (3)
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung der Zulufttemperatur (Tzu) der über die Fortluftöffnung (13) des Gerätegehäuses (1) abgegebene Fortluftstrom (FO), insbesondere durch Veränderung der Fördermenge des Fortluftventilators (22), variiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung der Luftfeuchtigkeit im zu klimatisierenden Raum die Hybrid-Kälteanlage (5) mit dem Kaltwasserregister (51), dem Kondensator (52) und als Kondensator dienenden Warmwasserwärmetauscher (90) und der Nacherwärmungseinrichtung (9) in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen und den Sollwerten der Temperatur und Feuchtigkeit im zu klimatisierenden Raum aktiviert werden. (4)
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Außenlufttemperatur (T_AU), die klein ist gegenüber der zu regelnden Zulufttemperatur (T_zU) bei hoher Feuchte des Abluftstromes (AB) eine Feuchteregelung durch Beimischung eines Teils des Außenluft-Fortluftstromes (AU-FO) in den Abluft-Zuluftstrom (AB-ZU) erfolgt, indem durch geregelte Öffnung der Zuluft-Bypassklappe (62) ein Teil des Außenluft-Fortluftstromes (AU-FO) zur Entfeuchtung und Frischluftregelung des zu klimatisierenden Raumes dem Abluft-Zuluftstrom (AB-ZU) und zur Volumenstrombalance ein Teil des Abluft-Zuluftstromes (AB-ZU) durch geregelte Öffnung der Fortluft-Bypassklappe (64) dem Außenluft-Fortluftstrom (AU-FO) beigemischt und bei zu hoher Feuchte und Temperatur der Mischströme optional die Hybrid-Kälteanlage (5) aktiviert wird. (5)
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei hoher Außenluftfeuchte und dem Sollwert entsprechender Abluftfeuchte bei einer Außenlufttemperatur (T_AU), die größer als die zu regelnde Zulufttemperatur (T_ZU) aber kleiner als die Ablufttemperatur (T_AB) ist (T_AB > T_AU > T_ZU) der über die Außenluftöffnung (14) zugeführte Außenluftstrom (AU) bei geschlossener erster Wärmetauscher-Bypassklappe (81) und geöffneter Zuluftklappe (61) durch den ersten Kreuzstromwärmetauscher (31) geleitet wird und den im zweiten Kreuzstromwärmetauscher (32) mittels des Außenluft-Fortluftstromes (AU-FO) herabgekühlten Abluft-Zuluftstrom (AB-ZU) herabkühlt, wobei bei ebenfalls geschlossener zweiter Wärmetauscher-Bypassklappe (82) und geöffneter Fortluftklappe (63) der Außenluft-Fortluftstrom (AU-FO) durch den zweiten Kreuzstromwärmetauscher (32) geleitet wird. (6)
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Außenlufttemperatur (T_AU), die sehr hoch gegenüber der zu regelnden Zulufttemperatur (Tzu) ist (T_AU >> T_ZU), und einem Istwert der Außenluftfeuchte, der sehr klein gegenüber dem Sollwert der Zuluft bei zu niedriger Abluftfeuchte der Abluft-Zuluftstrom (AB-ZU) durch Zuschalten der einstufigen direkten adiabatischen Sprühbefeuchtung (41) vor dessen Eintritt in den zweiten Kreuzstromwärmetauscher (32) befeuchtet und vorgekühlt wird, dass der warme Außenluft-Fortluftstrom (AU-FO) an dem ersten und zweiten Kreuzstromwärmetauscher (31, 32) bei geöffneter erster und zweiter Wärmetauscher-Bypassklappe (81, 82) im Bypass vorbeigeleitet wird und dass der warme Außenluft-Fortluftstrom (AU-FO) über die geöffnete Fortluftklappe (63) und den Kondensator (52) der zur Temperaturregelung optional aktivierten Hybrid-Kälteanlage (5) zur Kühlung der Zulufttemperatur (Tzu) auf deren Sollwert zur Fortluftöffnung 13 geführt wird. (7)
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der heruntergekühlte Abluft-Zuluftstrom (AB-ZU) über die Fortluft-Bypassklappe (64) partiell dem warmen Außenluft-Fortluftstrom (AU-FO) und der Außenluft-Fortluftstrom (AU-FO) über die Zuluft-Bypassklappe (62) partiell dem gekühlten Abluft-Zuluftstrom (AB-ZU) beigemischt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei gegenüber der zu regelnden Zulufttemperatur (Tzu) sehr hoher Außenlufttemperatur (T_AU) und einem Istwert der Außenluftfeuchte, der kleiner ist als der Sollwert der Zuluft, während der Istwert der Abluftfeuchte deren Sollwert entspricht, wird der Außenluft-Fortluftstrom (AU-FO) je nach Außenluftfeuchte mittels der ersten und zweiten Stufe der zweistufigen indirekten adiabatischen Sprühbefeuchtung (42) heruntergekühlt und im Gegenstrom an dem Abluft-Zuluftstrom (AB-ZU) vorbeigeleitet, der heruntergekühlt und über den ersten Kreuzstromwärmetauscher (31) und die geöffnete Zuluftklappe (61) geleitet wird, wobei in Abhängigkeit von der Soll-Istwert-Differenz der Zulufttemperatur (Tzu) die Hybrid-Kälteanlage (5) zugeschaltet und der über den Verdampfer (51) geleitete Abluft-Zuluftstrom (AB-ZU) heruntergekühlt und an den zu klimatisierenden Raum abgegeben wird, während der Fortluftstrom (FO) über den Kondensator (52) an den Außenraum abgegeben wird. (8)
Verfahren nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Außenlufttemperatur (T_AU), die sehr hoch gegenüber der Zulufttemperatur (T_ZU) und größer als die Ablufttemperatur (T_Ab) (T_AB < T_AU >> T_ZU) bei korrekter Abluftfeuchte ist, der Abluft-Zuluftstrom (AB-ZU) durch Öffnung der ersten Umluft-Bypassklappe (71) und der Außenluft-Fortluftstrom (AU-FO) durch Öffnung der zweiten Umluft-Bypassklappe (72) am ersten und zweiten Kreuzstromwärmetauscher (31, 32) vorbeigeleitet werden und der Abluft-Zuluftstrom (AB-ZU) durch Aktivierung der Hybrid-Kälteanlage (5) optional rückgekühlt wird. (9)
Verfahren nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Außenlufttemperatur (T_AU), die sehr hoch gegenüber der Zulufttemperatur (Tzu) und größer als die Ablufttemperatur (T_Ab) (T_AB < T_AU >> T_ZU) bei korrekter Abluftfeuchte ist, der Abluft-Zuluftstrom (AB-ZU) durch Öffnung der ersten Umluft-Bypassklappe (71) am ersten und zweiten Kreuzstromwärmetauscher (31, 32) vorbeigeleitet und der Außenluft-Fortluftstrom (AU-FO) durch den ersten und zweiten Kreuzstromwärmetauscher (31, 32) geleitet und befeuchtet werden, während der Abluft-Zuluftstrom (AB-ZU) durch Aktivierung der Hybrid-Kälteanlage (5) optional rückgekühlt wird. (9)
Verfahren zum Betrieb eines Klimagerätes nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Außenluftbetrieb bei Außenlufttemperaturen (T_AU) und Feuchtigkeit der Außenluft (AU) die der erforderlichen Zulufttemperatur (T_ZU) und Feuchtigkeit der Zuluft (ZU) entsprechen (T_AU ≈ T_ZU) zur freien Kühlung die erste Wärmetauscher-Bypassklappe (81) geöffnet und der Außenluftstrom (AU) durch den Bypass am ersten Kreuzstromwärmetauscher (31) vorbeigeleitet und über die geöffnete Zuluft-Bypassklappe (62) bei geschlossener Zuluftklappe (61) direkt zur Zuluftöffnung (12) geleitet wird und dass Abluftstrom (AB) bei geschlossener zweiter Wärmetauscher-Bypassklappe (82) durch den zweiten Kreuzstromwärmetauscher (32) und über die geöffnete Fortluft-Bypassklappe (64) und den inaktiven Kondensator (52) der Hybrid-Kälteanlage (5) zur Fortluftöffnung (13) geleitet wird. (10)
Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass bei zu niedriger Zulufttemperatur (Tzu) ein Teilvolumenstrom der Abluft (AB) über die erste Umluft-Bypassklappe (71) der Zuluft (ZU) beigemischt wird.
Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass bei hohen Außenlufttemperaturen (T_AU), die größer als die Zulufttemperaturen (T_ZU) sind (T_AU > T_ZU), einer dem Sollwert der Zuluft (ZU) entsprechenden Außenluftfeuchte und einer zu hohen Abluftfeuchte die Hybrid-Kälteanlage (5) zugeschaltet wird. (11)