DE10215382A1

DE10215382A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Abführen von Luft an einer Kochstelle

Info

Publication number: DE10215382A1
Application number: DE2002115382
Authority: DE
Inventors: Joachim Damrath
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2002-04-08
Filing date: 2002-04-08
Publication date: 2003-10-16

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abführen von Abluft an einer Kochstelle und eine dementsprechende Vorrichtung, insbesondere eine Vorrichtung als Haushaltgerät in Form einer Dunstabzugshaube. DOLLAR A Um ein Verfahren zum Abführen von Abluft an Kochstellen und eine dementsprechende Vorrichtung (1) mit verringerter Geräuschentwicklung sowie verbesserter Effizienz zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass der Abluftstrom (2) durch einen Wärmetauscher geführt wird, der während dieses Betriebes durch einen Latentwärmespeicher (7) gekühlt wird und der Latentwärmespeicher (7) selber außerhalb einer Periode der Kühlung des Abluftstroms (2) unter Verwendung eines Kältekreises (9) gekühlt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abführen von Abluft an einer Kochstelle und eine dementsprechende Vorrichtung, insbesondere eine Vorrichtung als Haushaltgerät in Form einer Dunstabzugshaube.
Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Probleme bekannt, die im Zusammenhang mit einer Behandlung von Abluft auftreten. Für den Anwender werden derartige Probleme am unmittelbarsten und am deutlichsten bei der Ableitung von Koch- und/oder sonstigen Küchendünsten insbesondere im Bereich einer Kochstelle bemerkbar, so dass dieser Problemkreis im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorrangig behandelt wird. Damit findet jedoch kein Ausschluss anderer, dem Fachmann bekannter und ähnlich gelagerter Anwendungsfelder statt, wie beispielsweise die Behandlung von Abluft im Bereich Fluid-gekühlter oder spezieller mit einer Öl-Wasser-Emulsion gekühlter spanabhebender Fertigungsmaschinen in Fabriken.
An Kochstellen tritt generell das Problem auf, dass beim Kochen entstehender Dunst und/oder Gerüche abgeführt werden müssen. Dabei enthält dieser Dunst neben einem sehr hohen Anteil an Wasserdampf auch wrasenhaltige Luft, aus der u. a. Fette und Geruchsstoffe ausfallen können. Als Lösungen sind aus dem Stand der Technik diverse Verfahren zum Abführen von Luft an Kochstellen und dementsprechende Haushaltgeräte bekannt. Bei den Haushaltgeräten lassen sich Dunstabzugshauben von zwei generell unterschiedlichen Funktionsweisen unterscheiden: Ablufthauben und Umlufthauben. Ablufthauben filtern einen großen Teil der in den Kochdünsten enthaltenen Fettpartikel heraus und führen die Luft dann über einen Kanal und einen Mauerkasten oder ähnliche Vorrichtungen ins Freie. Die Wirkung derartiger Ablufthauben ist prinzipiell gut, die Installation hingegen ist häufig problematisch und sehr aufwändig. In vielen Wohnungen ist eine Installation sogar gar nicht möglich, da beispielsweise ein Außenluftanschluss fehlt oder baulich nicht mit vertretbarem Aufwand realisierbar ist. Auf Dauer betrachtet können derartige Ablufthauben jedoch einen Abluftkanal, wie beispielsweise einen Schornstein, durch Ablagerungen aus Wrasen verengen oder gar blockieren oder durch Versottung sogar zerstören.
Umlufthauben führen die abgesaugte Luft zunächst über einen Fettfilter, dann über einen Aktivkohlefilter und entlassen die geförderte Luft wieder in einen Raum, insbesondere wieder in den Küchenraum zurück. Die Wirkung derartiger bekannter Umlufthauben ist vor allem aus folgenden Gründen unbefriedigend: Es findet keine Entfeuchtung statt, wodurch beim Kochen die Luftfeuchtigkeit in der Küche schnell ansteigt. Ferner ist die Geruchsbeseitigung durch den Aktivkohlefilter nur für kurze Zeit ausreichend gut, da sich der Aktivkohlefilter vor allem durch feine Fettpartikel rasch zusetzt, die der Fettfilter nicht erfasst hat. Damit ist der Aktivkohlefilter dann dauerhaft unbrauchbar und muss dementsprechend entweder häufig gereinigt oder ausgetauscht werden.
Eine rein mechanisch wirkende Vorrichtung zur Minderung des Wrasenanteils in der Abluft ist aus der DE 29 90 3794 U1 bekannt. Hierin wird ein mechanisches Abscheidegitter zum Abscheiden von Flüssigkeits- und/oder Feststoffpartikeln vorgeschlagen, das im Wesentlichen auf dem Aufbau eines stabilisierten Labyrinth-Systems zum verbesserten Auffangen und Abführen von Flüssigkeiten beruht. Die in der DE 29 90 3794 U1 beschriebene gute Wirkung beschränkt sich jedoch im Wesentlichen auf ein Herausfiltern von relativ großen Flüssigkeits- und Feststoffpartikeln, die zudem ein erhöhtes Strömungsgeräusch hervorruft.
Aus der DE 29 92 3124 U1 ist eine Vorrichtung bekannt, die zum Kondensieren des Wasserdampfanteils der Abluft einen Wärmetauscher in einem Querstrom- oder Gegenstrombetrieb vorsieht, der mit einer Kühlluft betrieben wird. Dieser Vorrichtung muss aufgrund eines relativ geringen Temperaturunterschieds zwischen der Abluft und der Kühlluft zur Verlängerung einer jeweiligen Kühlstrecke stets ein Labyrinth vorstehen. Auch diese Lösung führt einerseits zu hohen Strömungsgeräuschen, andererseits auch zu einem sehr komplexen Innenaufbau mit Problemen bei der Herstellung und der Reinigung.
Die DE 10 02 0205 A1 schlägt hingegen eine aktive Kühlung der Abluft in einer Dunstabzugshaube vor, die über einen gegen ein Vereisen geschützten Wärmetauscher mit einer geregelten Kältemaschine durchgeführt wird. Eine Bereitstellung einer ausreichenden Kühlleistung ohne Vereisung insbesondere in einer Ruhestellung erfordert in einer derartigen Vorrichtung angesichts der großen zu behandelnden Volumina an Abluft eine relativ groß dimensionierte Kältemaschine. Damit wirkt sich in dieser Lösung neben der Baugrö-Be auch ein hoher Bedarf an elektrischer Leistung während des Betriebes einer derartigen Dunstabzugshaube nachteilig aus.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Abführen von Abluft an Kochstellen und eine dementsprechende Vorrichtung mit verringerter Geräuschentwicklung sowie verbesserter Effizienz zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß Anspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Abführen von Abluft von einer Kochstelle zeichnet sich dadurch aus, dass die Abluft über einen Wärmetauscher geführt wird, der während des Betriebes über einen Wärmespeicher gekühlt wird, und der Wärmespeicher selbst außerhalb und/oder während des Betriebes bzw. einer Periode der Kühlung des Abluftstroms regeneriert wird. Damit steht im Betrieb ein Kältespeicher zur Verfügung, der nur während der Zeit wieder abgekühlt wird, in der die Abzugshaube nicht in Betrieb ist. Hierzu steht normalerweise ein sehr langer Zeitraum zur Verfügung, beispielsweise über Nacht und unter Nutzung günstiger Stromtarife. Beim Betrieb der Dunstabzugshaube steht nun die erforderliche hohe Kühlleistung zur Erreichung des Taupunktes und zur Auskondensation insbesondere der Luftfeuchte bereit, während der Kältekreis selber im Gegensatz zu dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik nur eine geringe elektrische Leistung haben muss.
Im Gegensatz zu bekannten Vorrichtungen erfordert eine Umsetzung eines vorgeschlagenen Verfahrens keine aufwendige Auf- und/oder Verteilung des Abluftstroms, so dass in der Folge auch geringere Strömungsgeräusche auftreten. Somit läuft ein erfindungsgemäßes Verfahren unter vergleichsweise geringer Geräuschentwicklung ab.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Wärmespeicher in Form des Latentwärmespeichers ausgeführt, so dass in kürzester Zeit hohe Kälteleistungen erzeugt werden können.
Vorteilhafterweise sind die Verfahrensparameter so ausgewählt, dass der Betriebspunkt des Latentwärmespeichers deutlich unterhalb einer Temperatur der Umgebungsluft liegt. Der Wärmespeicher wird vorzugsweise bei einem Phasenübergang eines darin enthaltenen Speichermediums betrieben, bei der Verwendung von Wasser als Speichermedium vorzugsweise bei 0°C. Durch eine Auslegung eines erfindungsgemäßen Verfahrens nach dem vorstehenden Merkmal wird bewirkt, dass auch bei der beabsichtigten Kondensatbildung keine Vereisung im Bereich des Wärmetauschers auftreten kann.
Als Materialien für einen Latentwärmespeicher einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kommen sehr unterschiedliche Substanzen in Frage, wie beispielsweise Zeolith, aber auch einfach Wasser oder Eis oder Wasser/Salzgemische. Im Fall einer Vereisung des Kondensates kann unter Verwendung von Detektionsmitteln eine Abtauphase eingerichtet werden. Weitere Speichermittel, wie beispielsweise Paraffine, Salzhydrate und Gemische, werden u. a. in der DE 32 19 912 A1 unter Angabe weiterer Quellen offenbart, auf die hiermit Bezug genommen wird. Die Offenlegungsschrift DE 32 19 912 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Kondensieren von Kochdämpfen in einem geschlossenen Abzugszweig, in dem ein Kochtopf mit einem Kondensator abdichtend verbunden ist. Dabei ist der Kondensator zur automatischen passiven Regeneration in einer kühleren Umgebung ausgebildet, was die Effizienz, die Verfügbarkeit und die Handhabungsfreundlichkeit dieser Vorrichtung sehr stark beeinträchtigt. Dahingegen ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung bei geringer elektrischer Leistungsaufnahme ohne Aus- oder Umbau bei ausreichend langen Betriebsabschnitten insbesondere in Form einer Dunstabzugshaube stets an einer frei zugänglichen Kochstelle verfügbar und einsatzbereit.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung wird in einem wiederum geschlossenen System die Verdunstungskälte eines Kältemittels genutzt, wobei das verdunstende Kältemittel in einem Aufnahmemittel außerhalb der Kühleinheit bzw. des Latentwärmespeichers aufgenommen wird. In einer bevorzugten Ausführungsform wird als Kältemittel Wasser verwendet, das im Bereich des eingesaugten Abluftstroms verdunstet wird. Der Wasserdampf wird dann von einem stark hygroskopisch wirkenden Material aufgenommen, wobei als hygroskopisch wirkendes Material vorzugsweise Zeolith oder Silica-Gel o. ä. verwendet werden. Zum Herabsetzen der Verdampfungstemperatur wird das geschlossene System der Kühleinheit auf ein Druckniveau unterhalb von ca. 150 mbar evakuiert, vorzugsweise jedoch tiefer. Eine bereitgestellte Kühlleistung wird durch Vereisen des Kühlmittels vorteilhafterweise automatisch eingeregelt, wobei dieser Vorgang durch eine Auswahl der Geometrie und/oder durch Zusatz von Chemikalien zu dem Kühlmittel beeinflusst wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird mindestens ein Teil des relativ kühlen, gereinigten und sehr trockenen Luftstroms nach Durchlaufen eines Geruchsfilters in eine Umgebung als freie Raumluft entlassen. Die Arbeitsbedingungen vor einer Kochstelle können durch diesen Schritt durch eine mindestens bereichsweise wirkende Abkühlung verbessert werden, da beim Kochen ein Temperaturniveau eines Raumes insgesamt stets angehoben wird.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird die abgesaugte Luft als Abluftstrom zunächst über einen Fettfilter geführt und tritt daran anschließend mindestens teilweise in einen Plattenwärmetauscher ein. Dieser wird im Querstrom, oder besser noch im Gegenstrom, mit kälterer Raumluft betrieben, die beispielsweise oberhalb der Abzugshaube angesaugt wird. Bei diesem Wärmetauschvorgang wird nur eine Vorkühlung der Absaugluft erreicht, eine Erreichung des Taupunktes jedoch wird erfindungsgemäß im Wesentlichen mit der vorstehend beschriebenen Anordnung erreicht.
Vorteilhafterweise wird durch einen erfindungsgemäßen Aufbau jedoch bereits ein wesentlicher Teil der Entfettung des Luftstromes der Abluft vorgenommen, so dass die Häufigkeit der Reinigung des eigentlichen Wärmetauschers und des Latentwärmespeichers stark gemindert wird.
Alle vorstehend beschriebenen Abwandlungen und Weiterbildungen der Erfindung erfolgen stets mit dem Ziel, eine möglichst weitreichende Kondensatbildung durchzuführen. Die Abluft ist dementsprechend nach dem Durchlaufen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung so weit entfeuchtet, dass auch ein Teil der Geruchsstoffe und restliche Fettpartikel mit abgefangen werden. Ein in einer erfindungsgemäß ausgestatteten Dunstabzugshaube nachgeschalteter Geruchsfilter in Form eines Aktivkohlefilters erhält hierdurch eine verlängerte Standzeit, falls dieser überhaupt noch erforderlich ist. Gleiches ergibt sich in einer alternativen Ausführungsform der Erfindung bei Verwendung eines Filters aus Zeolith alternativ oder zusätzlich zu einem Aktivkohlefilter.
Damit ist durch eine erfindungsgemäße Ausbildung bei geringem Aufwand eine wesentliche Verbesserung an einer Ablufthaube und einer Umlufthaube zu erzielen.
Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung in Gegenüberstellung zum Stand der Technik näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1: eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Umlufthaube in einer seitlichen Ansicht;
Fig. 2: eine Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3: eine Schnittdarstellung einer alternativen Ausführung der Anordnung von Fig. 2 und
Fig. 4: eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Ausschnitt eines H-x-Diagramms.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in einer Ausführung als Umlufthaube. Zur besseren Beschreibung der Bestandteile und gleichzeitiger Erläuterung eines Verfahrens ist die Umlufthaube 1 in seitlicher Ansicht als Schnittzeichnung skizziert. Dabei ist in der Abbildung von Fig. 1 durch Pfeile ein nachfolgend im Detail zu erläuternder Luftstrom durch die Umlufthaube 1 angedeutet.
Von einer nicht weiter dargestellten Kochstelle aus werden Kochdämpfe über einen Abluftstrom 2 von einem Radiallüfter 3 angesaugt. Auf einem Weg zu dem Radiallüfter 3 hin durchdringt der Abluftstrom 2 zuerst jedoch einen Fettfilter 4, in dem bereits ein wesentlicher Teil der in dem Abluftstrom 2 enthaltenen Fettpartikel aufgehalten bzw. abgefangen wird. Anschließend wird der Abluftstrom 2 in einem Querstrom-Wärmetauscher 5 vorgekühlt, um nun durch eine Luftklappe 6, die durch den Abluftstrom 2 selbstständig geöffnet werden kann, durch einen Latentwärmespeicher 7 hindurch gesogen zu werden. Zur Verbesserung des Wärmeübergangs von dem Abluftstrom 2 hin in den Latentwärmespeicher 7 weist der Latentwärmespeicher 7 einen integrierten Wärmetauscher auf, der in der Abbildung von Fig. 1 durch die senkrechte Schraffur angedeutet ist.
Die vorgekühlte Luft des Abluftstroms 2 wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch Wärmetauscherelemente geführt, die gleichzeitig als Latentwärmespeicher ausgeführt sind. Der Wärmetauscher ist zur Kühlung des Abluftstroms 2 in dem Latentwärmespeicher 7 integriert, so dass sich mit oder ohne Bewegung eines für den Latentwärmespeicher 7 verwendeten Speichermediums für Kälte eine geringe Baugröße ergibt. Der Latentwärmespeicher 7 umfasst also mehrere Wärmetauscherelemente, die zu diesem Zweck als ca. 12 mm dicke Platten ausgebildet sind. Diese Elemente nehmen auf einer Außenseite bzw. Außenfläche die Wärmetauscherfunktion wahr, in ihrem Inneren aber als Latentwärmespeicher 7 ein Speichermedium für Kälte tragen. Ferner wird durch das Innere des Latentwärmespeichers 7 eine Kühlspirale 8 eines Kältekreises 9 geführt, die in der gerade beschriebenen Anordnung als Verdampfer arbeitet.
Der Kältekreis 9 kühlt den Latentwärmespeicher 7 über die Kühlspirale 8 insbesondere in einer Periode ab, während die Abzugshaube 1 nicht in Betrieb ist. Hierzu steht bei einer Umlufthaube 1 als Haushaltgerät normalerweise ein sehr langer Zeitraum zwischen zwei Einsätzen einer bekannten Kochstelle zur Verfügung, so dass dieser Vorgang beispielsweise über Nacht durchgeführt wird. Beim Betrieb der Abzugshaube 1 steht so die erforderliche hohe Kühlleistung zur Erreichung des Taupunktes und zur Auskondensation der Luftfeuchte etc. in dem bereits vorgekühlten Abluftstrom 2 zur Verfügung, während der Kältekreis 9 selber für diese Aufgabe trotz des enorm hohen Volumens des Abluftstroms 2 nur eine geringe Leistung haben muss.
Der Betriebspunkt des Latentwärmespeichers 7 ist so gewählt, dass er knapp bei 0°C liegt, so dass auch bei der beabsichtigten Kondensatbildung an der Außenseite des Speichers/Wärmetauschers keine Vereisung im Bereich des integrierten Wärmetauschers auftreten kann. Andernfalls könnten bei längeren Betriebszeiten Vereisungen an dem Wärmetauscher auftreten, so dass die Effizienz des Latentwärmespeichers 7 durch einen verschlechterten Wärme- bzw. Kälteübergang gemindert werden könnte. Zudem könnte sich dann im Zuge eines Abtauens auch gefrorenes Kondensat von dem Wärmetauscher 7 lösen und in Richtung auf den Fettfilter 4 insbesondere auf die Luftklappe 6 herabfallen und dabei Beschädigungen verursachen, in jedem Fall jedoch unerwünschte Geräusche.
Auskondensiertes Wasser etc. wird unter dem Wärmetauscher 7 in nicht näher dargestellter Weise aufgefangen und durch einen Schlauch von ca. 8 mm Durchmesser kontinuierlich der Abwasserleitung unter dem Waschbecken zugeführt. Auch die Speicherung in einem Reservoir, das gelegentlich vom Benutzer geleert wird, ist möglich.
Die Luftklappe 6 hat folgende Aufgabe: Die Luftklappe 6 bildet zusammen mit einer Isolation 10 um den Latentwärmespeicher 7 mit integriertem Wärmetauscher herum einen Trog, der außerhalb des Betriebs der Umlufthaube 1 an seinem unteren Ende, also an der Einströmseite des Abluftstroms 2, geschlossen ist. In diesem Zustand läuft entweder der Kühlkreis 9, oder aber der Latentwärmespeicher 7 ist bereits auf seine Betriebstemperatur abgekühlt worden. In jedem Fall wird aus der Isolation 10 zusammen mit der Luftklappe 6 ein Kältetrog für den Latentwärmespeicher 7 gebildet, der ein Entweichen von Kälte in Form eines kalten Luftstroms sehr effektiv auf ein Minimum reduziert, da Kälte stets nach unten aus der Umlufthaube 1 herausfallen würde, also in Gegenrichtung des Abluftstroms 1, und in dieser Richtung schließt die Luftklappe 6. Damit kann eine Kühlung des Latentwärmespeichers 7 in Ruhepausen der Umlufthaube 1 sehr energiesparend durchgeführt werden.
Die Luft des Abluftstroms 1 ist nach Durchlaufen des Wärmetauschers in dem Latentwärmespeicher 7 entfeuchtet, wobei auch ein Teil der Geruchsstoffe und restliche Fettpartikel in einem Grad mit abgefangen worden sind, der in Vorrichtungen nach dem Stand der Technik kaum erreichbar ist. Ein nachgeschalteter Geruchsfilter 11, falls noch erforderlich, erhält hierdurch eine verlängerte Standzeit.
Der stark abgekühlte Luftstrom kann anschließend teilweise durch bekannte geeignete Mittel innerhalb eines Außengehäuses 12 der Umlufthaube 1 zur Kühlung an einem Verdichter 13 und einem Kondensator 14 des Kältekreises 9 zur Abfuhr der Abwärme des gesamten Kältekreises 9 vorbei geleitet. Der Kondensator 14 des Kältekreises 9 ist zur Optimierung des Platzbedarfs hier an einer Rückwand 15 der Abzugshaube 1 in einer Art angeordnet, wie es beispielsweise bei Kühlschränken üblich ist. Hier kann auch Raumluft beigemischt bzw. mit eingesogen werden. Ein wesentlicher Teil wird jedoch direkt hinter dem Geruchsfilter 11 als freie Raumluft abgegeben, wodurch z. B. eine Erhöhung der Temperaturen im Umfeld einer Kochstelle in angenehmer Weise gemindert werden können.
Der Luftstrom ist durch die Aufnahme der Verlustwärme und Abwärme des Kältekreises wieder leicht erwärmt worden, er ist dennoch immer noch kälter eine Umgebungsluft. Der gereinigte und sehr trockene Luftstrom 16 wird daher über einen Querstromlüfter 17 nach unten hin angesogen und durch den Querstrom-Wärmetauscher 5 hindurch geschickt, um die Eingangs beschriebene Vorkühlung des Abluftstroms 2 zu bewirken. Und zu einer letzten Aufgabe wird die über den Querstrom-Plattenwärmetauscher 5 quer geführte Luft 16 zur Erzeugung eines Luftvorhanges 18 genutzt: Nach dem bereits eingesetzten Verfahren unter Ausnutzung des s.g. Coanda-Effektes wird die Luft 16 dazu durch Leitbleche 19 geeignet über oder an der Kochstelle vorbei abgeleitet. Es ergibt sich dadurch eine Geruchsschranke.
Die Abbildungen der Fig. 2 und 3 zeigen zwei Ausführungsbeispiele einer alternativen Lösung zum Aufbau eines Wärmespeichers. Hier wird im Unterschied zu der vorstehend beschriebenen Lösung zum Kühlen des Abluftstroms 2 die Verdunstungskälte eines Kühlmittels 20 genutzt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde die zeichnerische Darstellung dieser Ausführungsbeispiele auf eine Anordnung gegenüber der vorstehend beschriebenen Ausführungsform geänderter Kernelemente beschränkt. Da die beteiligten Elemente auch bei unterschiedlicher Anordnung in der Zeichnung mit gleicher Form und Größe eingesetzt wurden ergeben sich für den Fachmann in naheliegender Weise diverse Möglichkeiten der Optimierung, insbesondere mit dem Ziel einer Anpassung räumlicher Abmessungen der Vorrichtung 1 senkrecht und parallel zu der Wand 15.
Die Ausführungsform von Fig. 2 nutzt den vorbekannten Wasser/Zeolith-Prozess, mit dem eine hohe Kälteleistung sehr schnell erzeugt werden kann. Ein zentrales Element der Anordnung ist wiederum ein kombiniertes Bauteil, das sowohl eine Wärmetauscherfunktion wie auch einen Wärmespeicher beinhaltet und vorzugsweise als Latentspeicher ausgebildet ist. Dieser Speicher ist mit einem geeigneten Medium als Kühlmittel 20 teilweise gefüllt, vorzugsweise mit Wasser. Der Speicher ist über eine Rohrleitung mit einem Gefäß 21 verbunden, das mit einem stark hygroskopischen Material gefüllt ist, vorzugsweise Zeolith, Silica-Gel oder ähnlichen Materialien. In dieser Schüttung befindet sich ein Heizelement 22 das in der Lage ist, die Schüttung mindestens auf Temperaturen zu erhitzen, die eine Bindungsenergie zwischen dem Schüttgut und dem im Tauscher befindlichen Kühlmittel 20 überwindet, vorzugsweise also die Bindungsenergie der Kombination Zeolith-Wasser. Das Heizelement 22 ist vorzugsweise als elektrisch betriebenes Widerstandsheizelement ausgebildet, kann ggf. aber auch ein mit fossilen Brennstoffen, z. B. Gas, betriebener Heizkörper sein.
Das ganze System inklusive der Rohrleitung befindet sich auf einem Druckniveau, das die Verdampfung des Kühlmittels bei Raumtemperatur erlaubt. Für Wasser als bevorzugtes Kühlmittel ist das System auf ein Druckniveau unterhalb von ca. 150 mbar zu evakuieren, vorzugsweise jedoch tiefer.
Nachfolgend werden drei Betriebsphasen beschrieben:

1. Regenerationsphase

Ein Ventil 23 ist geöffnet, und das ganze System befindet sich annähernd auf Raumtemperatur. Die Abzugshaube 1 kann in Betrieb sein, hätte jedoch in diesem Betriebsfall keine entfeuchtende Wirkung. Der Betriebsfall der Regeneration tritt daher vorzugsweise dann auf, wenn die Dunstabzugshaube 1 nicht in Betrieb ist, also insbesondere des Nachts. Das Ventil 23 ist geöffnet, die Heizpatrone 22 ist in Betreib, sie erwärmt die Zeolitrischüttung so weit, dass das darin gebundene Wasser 20 ausgetrieben wird. Das findet bei der Verwendung von Zeolith in dem Latentwärmespeicher des Gefäßes 21 bei Temperaturen zwischen ca. 200 und ca. 250°C statt. Das ausgetriebene Wasser 20 durchströmt als Wasserdampf die Rohrleitung und kondensiert in der Kühlspirale 8 des Speicher/Wärmetauscherelements 7. Der Kondensationseffekt kann ggf. durch den Betrieb des Radiallüfters 3 auf niedriger Drehzahl unterstützt werden.

2. Abkühlphase

Durch den vorstehend beschriebenen Regenerationsprozess befindet sich die Anlage auf einem bestimmten Temperaturniveau. Das Ventil 23 wird nun geschlossen, das Heizelement 22 wird abgeschaltet. Anschließend nähert sich die Temperatur der Anlage durch Wärmeverluste allmählich wieder der Raumtemperatur, wobei dieser Prozess bei Bedarf durch Einsatz des Radiallüfters 3 durch zusätzliche Kühlung mit Raumluft beschleunigt werden kann.
Nach Abkühlung ist die Vorrichtung 1 betriebsbereit, wobei nicht zwangsläufig die Raumtemperatur erreicht sein muss. Auch bei höherer Temperatur ist Betriebsbereitschaft gegeben. In dem vorstehend beschriebenen Zustand kann die Anlage beliebig lange verharren, ohne dass Energieverluste auftreten. Die Kühlung ist also latent gespeichert.

3. Betriebsphase

Soll nun die Abzugshaube 1 mit Entfeuchtung in Betrieb genommen werden, so wird der Radiallüfter 3 in Betrieb gesetzt und das Ventil 23 geöffnet. Das Medium 20 im Wärmetauscher 8, hier einfaches Wasser, verdampft nun aufgrund des in dem geschlossenen System herrschenden Unterdrucks spontan. Der Umgebung wird dadurch Wärme entzogen. Die verdampfte Wassermenge durchströmt die Rohrleitung und wird in dem Gefäß 21 im Zeolith gebunden. Hierdurch können in kürzester Zeit hohe Kälteleistungen erzeugt werden, das Wasser 20 in dem Wärmetauscher-Speicherelement 7 wird nach kurzer Betriebszeit vereisen. Weiteres Wasser 20 kann nun nur verdampfen, wenn durch zugeführte Wärme aus dem Luftstrom 2 der Abzugshaube 1 wieder Eis geschmolzen ist. Damit ist eine vorteilhafterweise eigenständig wirkende Regelung des Prozesses ohne weitere Hilfsmittel gegeben, wobei der Vereisungspunkt abhängig von einem jeweils verwendeten Medium durch geeignete Beimengungen bekannter Chemikalien verändert werden kann, beispielsweise durch Beimischung von Salzen zur Senkung des Gefrierpunktes.
Gleichzeitig findet eine Erwärmung der Zeolitrischüttung in dem Gefäß 21 statt. Diese entstehende Wärme wird in der Ausführungsform von Fig. 2 durch freie Konvektion abgeführt, in der Ausführungsform von Fig. 3 wird die entstehende Wärme dem Luftstrom 2 als Abwärme zugeführt, durch erzwungene Konvektion wird die Abkühlungsphase also verkürzt. In beiden Ausführungsformen wird durch konstruktive Maßnahmen für eine gute Wärmeabfuhr aus der Schüttung über das Gefäß 21 gesorgt. In der Ausführungsform von Fig. 3 wird gleichzeitig auch eine eventuell als unangenehm empfundene Abkühlung der aus der Abzugshaube 1 in den Raum zurückgeführten Luft 16 vermieden. Der vorstehend beschriebene Prozess kommt erst zum Erliegen, wenn die Aufnahmekapazität des Zeolithes erschöpft ist oder kein Wasser 20 mehr in der Kühlspirale 8 vorhanden ist, bzw. keine Wärme über den Luftstrom 2 zugeführt wird.
Zusammenfassend ergeben sich aus der gerade beschriebenen Ausführungsform folgende Vorteile: Gegenüber der ersten Ausführungsform der Erfindung ist jedoch der apparative Aufwand diese Anordnung bedeutend geringer, da einige Bauteile vollständig entfallen. Der wahlweise Einbau eines Querstrom-Wärmetauschers zur Vorkühlung der Hauptluftstromes ist in einer Weiterbildung möglich. Ein weiterer Vorteil besteht in dem geringen Gewicht der Anordnung: Zeolith ist relativ leicht, und es sind nur vergleichsweise geringe Wassermengen erforderlich. Ein weiterer wesentlicher Vorteil dieser Ausführungsform ist darin zu sehen, dass während der Ruhephase keine Wärme oder Kälteverluste auftreten können, da sich die gesamte Anlage auf Raumtemperaturniveau befindet.
In der Abbildung von Fig. 4 ist ein Ausschnitt eines H-x-Diagramms mit bestimmten Betriebspunkten dargestellt, die im Betrieb einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchlaufen werden und zu denen nachfolgend einige Erläuterungen gegeben werden. Die getroffenen Annahmen repräsentieren dabei für den vorgeschlagenen Prozess ungünstige Voraussetzungen.
Punkt A: kennzeichnet einen angenommenen Zustand der Raumluft bei 20°C und 60% relativer Feuchte und einem Wasserinhalt 8,7 g/kg.
Punkt B: Die Luft wurde durch einen Kochvorgang in der Kochstelle befeuchtet und auf 40°C bei 35% relativer Feuchte erwärmt. Es hat mithin ein Feuchtezuwachs auf 16,2 g/kg stattgefunden.
Punkt C: Die Luft wurde in dem Plattentauscher 5 rein sensibel vorgekühlt, so dass ein neuer Zustand bei 30°C und unverändertem Wassergehalt in dem Abluftstrom 2 erreicht wird.
Punkt D: In dem Latentwärmespeicher 7 wird der Taupunkt erreicht, so dass ab hier die Auskondensation bei 22°C und 100% relativer Feuchte beginnt.
Schließlich verlässt die Abluft als fettfreie und weitestgehend geruchsneutrale Luft die Umlufthaube 1 in Punkt E. Hier herrscht eine Temperatur von nur noch 16,6°C, die relative Feuchte beträgt 100%. Hieran können sich daher noch die vorstehend beschriebenen Maßnahmen der Vorkühlung des eintretenden Abluftstroms 2 zur Nutzung des vergleichsweise niedrigen Temperatur des gereinigten und sehr trockenen Luftstroms 16 anschließen. Ferner ist insbesondere die Ausbildung einer Luftsperre in Form eines Luftvorhangs möglich.
Für eine Umlufthaube 1 liegen für eine Grobdimensionierung der Bauteile die nachfolgend angenommenen Werte zugrunde:

- Betrieb der Abzugshaube mit 300 m³/h Luft
- Dauerbetrieb bei voller Belastung durch den Kochvorgang 30 min
- Wirkungsgrad des Plattentauschers 50% (sensibel)
- Latentwärmespeicher als einfacher Eisspeicher ausgebildet, Betrieb bei 0°C, sensible Speicheranteile bleiben unberücksichtigt, es wird nur die latente Wärme betrachtet,
- Verdichter 100 W elektrisch; Arbeitszahl 2,5
- Isolationsverluste werden vernachlässigt.

Mit diesen angenommenen Randwerten sind die folgenden technischen Daten ermittelt worden:

- Wärmetauschleistung des Latentwärmespeichers bei Ausführung als einfacher Eisspeicher im Betrieb: ca. 2100 W;
- Speichervermögen des Eisspeichers: ca. 3,8 kJ;
- Erforderliche Masse des Eisspeichers: 11,4 kg;
- Laufzeit des Verdichters bzw. des Kühlkreises nach vollständiger Entladung: ca. 7 h.

Die gesamte, vorstehend beschriebene Anordnung der Umlufthaube 1 ist in einer nicht weiter dargestellten Ausführungsform auch ohne vorgeschalteten Plattenwärmetauscher 5 wirksam zu betreiben. Hierdurch vereinfacht sich der Gesamtaufbau der Umlufthaube 1 zwar beträchtlich, der Kältekreis 9 und der Latentwärmespeicher 7 müssen in diesem Fall jedoch größer dimensioniert werden.
Damit werden durch den Einsatz einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Form einer Umlufthaube 1 insgesamt drei Aufgaben sehr effektiv gelöst:

1. Es wird eine Beseitigung von Fettpartikeln durchgeführt, die die bereits heute als befriedigend bezeichnete Lösungen noch übertrifft.
2. Eine mit der beschriebenen Vorrichtung 1 erreichbare Beseitigung von Kochgerüchen stellt eine deutliche Verbesserung gegenüber dem Ist-Zustand bekannter Vorrichtungen dar.
3. Ferner wird erstmals eine sehr effektive Herabsetzung der Raumfeuchte auch durch eine Umlufthaube 1 bewirkt.

Eine Anwendbarkeit der beschriebenen Vorrichtung ist auch für Ablufthauben sehr sinnvoll. Eine derartig ausgerüstete Ablufthaube wirkt insbesondere einer Versottung eines Abluftkanals sehr effektiv und dauerhaft entgegen. Damit können vor allem bei Nachrüstung einer Ablufthaube zusätzliche Maßnahmen zur Ausrüstung des betroffenen Abluftkanals entfallen. Zudem ruft eine erfindungsgemäß aufgebaute und in vorstehend beschriebener Weise betriebene Ablufthaube in dem Bereich ihres Abluft-Auslasses auch in einem Außenbereich keine Geruchsbelästigung der Umgebung hervor. Bezugszeichenliste 1 Vorrichtung I Umlufthaube
2 Abluftstrom
3 Radiallüfter
4 Fettfilter
5 Querstrom-Wärmetauscher
6 Luftklappe
7 Latentwärmespeicher mit Wärmetauscher
8 Kühlspirale
9 Kältekreis
10 Isolation
11 Geruchsfilter
12 Außengehäuse
13 Verdichter
14 Kondensator
15 Rückwand
16 gereinigter und sehr trockener Luftstrom
17 Querstromlüfter/Radiallüfter
18 Luftvorhang
19 Leitblech
20 Kühlmittel
21 Gefäß
22 Heizelement
23 Ventil

Claims

1. Verfahren zum Abführen eines Abluftstroms (2) insbesondere von einer Kochstelle dadurch gekennzeichnet, dass der Abluftstrom (2) durch einen Wärmetauscher geführt wird, der während dieses Betriebes durch einen Wärmespeicher gekühlt wird, und der Wärmespeicher außerhalb und/oder während einer Periode der Kühlung des Abluftstroms (2) regeneriert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Wärmespeicher ein Latentwärmespeicher (7) verwendet wird.

3. Verfahren nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmespeicher unter Verwendung eines Kältekreises (9) regeneriert wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betriebspunkt des Latentwärmespeichers (7) deutlich unterhalb einer Temperatur der Umgebungsluft liegt.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Latentwärmespeicher (7) bei einem Phasenübergang eines darin enthaltenen Kühlmittels betrieben wird, bei der Verwendung von Wasser als Kühlmittel vorzugsweise bei ca. 0°C.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdunstungskälte eines Kältemittels genutzt wird, wobei das verdunstende Kältemittel (20) in einem Gefäß (21) außerhalb der Kühleinheit bzw. des Latentwärmespeichers (7) aufgenommen wird.

7. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel (20) aus dem Gefäß (21) durch Beheizen zurückgewonnen wird, vorzugsweise durch Beheizen außerhalb einer Periode der Kühlung des Abluftstroms (2).

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass abgesaugte Luft als Abluftstrom (2) zunächst durch ein Fettfilter (4) und daran anschließend durch einen Plattenwärmetauscher (5) geführt wird, der in einem Querstrom- oder einem Gegenstrom-Verfahren mit im Vergleich zu der abgesaugten Luft kälterer Raumluft zur Vorkühlung des Abluftstroms (2) betrieben wird.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abluftstrom (2) über Wärmetauscherelemente geführt wird, die in ihrem Innern gleichzeitig als Latentwärmespeicher verwendet werden.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil des relativ kühlen, gereinigten und sehr trockenen Luftstroms (16) nach wahlweisem Durchlaufen eines Geruchsfilters (11) in eine Umgebung als freie Raumluft entlassen wird.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein gereinigter und sehr trockener Luftstrom (16) mindestens teilweise über einen Querstromlüfter (17) angesogen und durch den Querstrom-Wärmetauscher (5) hindurch geschickt wird, um eine Vorkühlung des Abluftstroms (2) zu bewirken.

12. Vorrichtung (1) zum Abführen eines Abluftstroms (2) von einer Kochstelle,
wobei die Vorrichtung (1) mit einem Lüfter (3, 17) zum Ansaugen des Abluftstroms (2) durch ein Fettfilter (4) und einen Wärmetauscher hindurch versehen ist, dadurch gekennzeichnet,
dass der Wärmetauscher zu Kühlung des Abluftstroms (2) mit einem Wärmespeicher (7) versehen ist, und
der Wärmespeicher (7) mit einer Regenerationseinrichtung zur Regeneration außerhalb und/oder während des Betriebes der Vorrichtung (1) versehen ist.

13. Vorrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Regenerationseinrichtung einen Kältekreis (9) hat und/oder dass der Wärmespeicher (7) in den Wärmetauscher integriert ist und/oder dass der Wärmespeicher (7) als Latentwärmespeicher (7) ausgebildet ist.

14. Vorrichtung (1) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zur Umsetzung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche als eine Umlufthaube oder als eine Ablufthaube ausgebildet ist.

15. Vorrichtung (1) nach einem oder mehreren der drei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Latentwärmespeicher (7) mindestens ein Wärmetauscherelement umfasst, das auf einer Außenseite bzw. Außenfläche zur optimierten Ausübung einer Wärmetauscherfunktion ausgebildet und in seinem Inneren mit einem Speichermedium für Kälte versehen ist.

16. Vorrichtung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetauscherelement plattenförmig ausgebildet ist und insbesondere eine Dicke von ca. 12 mm aufweist.

17. Vorrichtung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Speichermedium eine Kühlspirale (8) eines Kältekreises (9) vorgesehen ist, wobei der Latentwärmespeicher (7) als Verdampfer des Kältekreises (9) ausgebildet ist.

18. Vorrichtung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Material für den Latentwärmespeicher (7) Wasser in flüssiger Form oder als Eis vorgesehen ist.

19. Vorrichtung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass als Material für den Latentwärmespeicher (7) Paraffin, ein Salzhydrat oder Gemische vorgesehen sind.

20. Vorrichtung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Pfad des Abluftstroms (2) eine Luftklappe (6) vorgesehen ist, die zum selbstständigen Öffnen durch den Ablufistrom (2) ausgebildet ist.

21. Vorrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftklappe (6) zusammen mit einer Isolation (10) um den Latentwärmespeicher (7) mit integriertem Wärmetauscher herum eine Art von Trog bildet, der außerhalb des Betriebs der Vorrichtung (1) in Bezug auf eine Einbaulage an seinem unteren Ende, also an einer Einströmseite des Abluftstroms (2), geschlossen ist.

22. Vorrichtung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass Wasser als Kältemittel (20) in einem geschlossenen Wärmespeicher zur Verdunstung in einem Bereich des eingesaugten Abluftstroms (2) vorgesehen ist und in dem Wärmespeicher in einem Gefäß (21) ein hygroskopisch wirkendes Material, vorzugsweise Zeolith oder Silica-Gel o. ä., zur Aufnahme von Wasserdampf vorgesehen ist.

23. Vorrichtung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmespeicher (7) zum Herabsetzen der Verdampfungstemperatur auf ein Druckniveau unterhalb von ca. 150 mbar evakuiert ist.

24. Vorrichtung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Latentwärmespeicher (7) nachgeschalteter Geruchsfilter (11) in Form eines Aktivkohlefilters und/oder eines Filters aus Zeolith vorgesehen ist.

25. Vorrichtung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass entstehendes Kondensat in einem Reservoir gespeichert wird und/oder über eine Schlauch- oder Rohrleitung bevorzugt in ein Waschbecken oder einen Syphon abgeleitet wird.