DE10235230B4

DE10235230B4 - Luftkonditionierungssystem

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Publication number: DE10235230B4
Application number: DE10235230A
Authority: DE
Inventors: Robert Dipl.-Ing. Andrä; André Dipl.-Ing. Dorkel
Original assignee: Liebherr Aerospace Lindenberg GmbH
Current assignee: Liebherr Aerospace Lindenberg GmbH
Priority date: 2002-08-01
Filing date: 2002-08-01
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2022-08-02
Also published as: DE10235230A1

Abstract

Luftkonditionierungssystem mit einem ersten Kreislauf, der mindestens einen Wärmetauscher zur Abfuhr von Wärme aus dem ersten Klimakreislauf umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß
der mindestens eine Wärmetauscher (18, 115, 215) zum Wärmeaustausch mit zumindest einem zweiten Klimakreislauf dient, der als offener Unterdruckprozeß (4, 61, 63, 125, 225) ausgestaltet ist, der
– eine erste Entspannungsturbine (33, 133, 233), die dem Wärmetauscher (18, 115, 215) vorgeschaltet ist, und
– einen ersten Verdichter (31, 131, 231), der dem Wärmetauscher (18, 115, 215) nachgeschaltet ist, umfaßt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Luftkonditionierungssystem mit einem ersten Klimakreislauf mit mindestens einem Wärmetauscher zur Abfuhr von Wärme aus dem ersten Klimakreislauf, mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1, ein Luftkonditionierungssystem mit einem Klimakreislauf, der mindestens einen Wärmetauscher zur Aufnahme von Wärme durch den Klimakreislauf umfasst, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 14, Verfahren zur Luftkonditionierung und Verwendung von Luftkonditionierungssystemen und -verfahren.

Luftkonditionierungssysteme, z. B. Klimaanlagen, werden eingesetzt, um z. B. Fahrzeuge, Flugzeuge, Kältekammern oder sonstige Anwendungen zu klimatisieren und/oder zu bedrucken. Die Bedruckung kann insbesondere dazu dienen, Druckstöße aufzufangen, die bei Schienenfahrzeugen z. B. bei Tunneldurchfahren auftreten.

Für den vorliegenden Text soll der Begriff „Konditionierung" die Temperierung (also Kühlung oder Erwärmung), die Trocknung und/oder Bedruckung umfassen.

Für die Kühlung und Trocknung der Nutzluft werden Kaltdampfanlagen oder Zeolithtrommeln eingesetzt. Bei einer Kaltdampfanlage wird zu kühlende Luft mit Hilfe eines Zuführungsverdichters, z. B. eines Zuführungsventilators, einem ersten wärmetauschenden Element zugeführt. In dem ersten Wärmetauscher wird eine Wärmemenge abgeführt, wodurch sich die Luft abkühlt. Die abgeführte Wärmemenge wird in einem Kältemittelkreislauf einem Kältemittel zugeführt, das mit Hilfe eines Verdichters komprimiert wird und einem als Kondensor wirkenden zweiten Wärmetauscher zugeführt wird. Die dort frei werdende Kondensierungsenergie wird an einen Umgebungsluftkreislauf abgegeben. Von dem Kondensor wird das jetzt flüssige Kältemittel wieder dem ersten Wärmetauscher zugeführt, wobei es mit Hilfe eines Drosselventils entspannt wird, um wieder die Wärmemenge der vom Zuführungsventilator zugeführten Luft aufnehmen zu können, um diese zu kühlen. Der erste Wärmetauscher wirkt in dem Kältemittelkreislauf wie ein Verdampfer, da das Kältemittel die Wärmemenge als Verdampfungswärme aufnimmt. In dem Umgebungsluftkreislauf wird zur Abfuhr der Kondensierungsenergie mit Hilfe eines weiteren Verdichters, z. B. eines Ventilators, dem Kondensor Umgebungsluft zugeführt, um dort die Kondensierungsenergie aus dem Kältemittelkreislauf aufnehmen zu können. Ein solches System benötigt also zwei wärmetauschende Elemente und drei Verdichter bzw. Ventilatoren.

Andere Realisierungen zur Kühlung und Trocknung entsprechen z. B. einem geschlossenen Überdruckkreis. Hier wird die zu konditionierende Luft einem Verdichter, z. B. einem Ventilator zugeführt. Nach der Verdichtung wird die Luft einem ersten wärmetauschenden Element zugeleitet. Dort wird der Luft Wärme entzogen, um sie zu kühlen, bevor sie ggf. mit Hilfe eines elektrischen Heizers auf die Wunschtemperatur temperiert wird. Die abgeführte Wärmemenge wird in dem ersten Wärmetauscher einem geschlossenen Luft-Überdruckkreislauf zugeführt. In einem Kompressor wird die darin zirkulierende Luft komprimiert und einem zweiten Wärmetauscher zugeführt. Dort wird der komprimierten Luft des Luft-Überdruckkreislaufes eine Wärmemenge entzogen, bevor sie einer Entspannungsturbine zugeführt wird. Hier wird die Luft entspannt und wieder dem ersten Wärmetauscher zugeführt, um dort wiederum die Wärmemenge der zu kühlenden Luft auf zunehmen. Der zweite Wärmetauscher ist Teil eines Umgebungsluftkreislaufes, in dem dem Wärmetauscher mit einem Ventilator Umgebungsluft zugeführt wird, um die Wärmemenge aus dem geschlossenen Luft-Überdruckkreislauf aufzunehmen. Ein solches System unter Einsatz eines geschlossenen Überdruckkreises benötigt zumindest drei Verdichter oder Ventilatoren und zwei wärmetauschende Elemente. Zusätzlich kann es nötig sein, Leckagen in dem geschlossenen Überdruckkreis mit Hilfe eines sogenannten Make-up-Kompressors zu kompensieren, der in den geschlossenen Überdruckkreis zusätzliche Luft einbringt. Dann sind bei dem bekannten System vier Verdichter bzw. Ventilatoren notwendig.

Ein geschlossener Überdruckkreislauf bzw. ein Kältemittelkreislauf können ihre Wärme an die Umgebung nur solange abgeben, solange die Temperatur am Umgebungswärmetauscher auf Seiten des geschlossenen Überdruckkreislaufes bzw. des Kältemittelkreislaufes höher ist als auf Seiten des jeweiligen Umgebungskreislaufes.

Ein Luftkonditionierungssystem mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1 ist aus US 3,877,246 bekannt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Luftkonditionierungssystem anzugeben, das kostengünstig ist und eine geringere Abhängigkeit der thermodynamischen Leistung von den Umgebungsbedingungen aufweist. Diese Aufgabe wird mit einem Luftkonditionierungssystem mit den Merkmalen des Anspruches 1 bzw. mit den Merkmalen des Anspruches 14, und einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 10 bzw. mit den Merkmalen des Anspruches 20 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Vorteilhafte Verwendungen sind Gegenstand der Ansprüche 23 und 24.

Das erfindungsgemäße Luftkonditionierungssystem gemäß Anspruch 1 weist als zweiten Klimakreislauf einen offenen Unterdruckprozess auf. Der Wärmetauscher des ersten Klimakreislaufes dient zum Wärmeaustausch mit diesem offenen Unterdruckprozess. Der offene Unterdruckprozess weist eine erste Entspannungs turbine, die dem Wärmetauscher vorgeschaltet ist, und einen ersten Verdichter auf, der dem Wärmetauscher nachgeschaltet ist. Umgebungsluft wird in dem erfindungsgemäßen Luftkonditionierungssystem in dem offenen Unterdruckprozess einer Entspannungsturbine zugeführt und entspannt sich dort unter Temperaturabsenkung auf einen niedrigeren Druck. Die so entspannte Luft wird dem Wärmetauscher zugeführt, um dort die von dem ersten Klimakreislauf abgegebene Wärmemenge aufnehmen zu können. Die so erwärmte Luft wird über einen Kompressor auf Umgebungsdruck verdichtet, wobei sich die Temperatur weiter erhöht.

Bei dem erfindungsgemäßen System wird also die Wärme des Wärmetauschers an die Luft des offenen Unterdruckkreislaufes abgegeben, die mit Hilfe des Verdichters vor dem Austritt verdichtet wird. Der Prozess ist also nicht auf die Temperaturdifferenz eines Wärmetauschers zur Umgebung angewiesen.

Die thermodynamische Kälteleistung ist von den Umgebungsbedingungen weitgehend unabhängig. Es besteht kaum Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen wie Temperatur oder Feuchte, wie bei den Umgebungskreisläufen bekannter Systeme, die ihre Wärme an die Umgebung nur solange abgeben, solange die Temperatur des Wärmetauschers des Umgebungskreislaufes höher ist als die der Umgebung.

Da im Unterdruckprozess die Umgebungsluft zusätzlich durch die Entspannungsturbine abgekühlt wird, wird wesentlich weniger Kühlluft benötigt. Dadurch kann der Umgebungswärmetauscher bzw. der dazu notwendige Einbauraum wesentlich kleiner ausfallen als beim Einsatz von Lüfterbatterien zur Kühlung des Wärmetauschers bei bekannten Systemen. Bei gleich bleibendem Einbauraum ist andererseits die Leistungsfähigkeit signifikant erhöht. Schließlich kann z. B. bei der Verwendung in Schienenfahrzeugen der Luftwiderstand durch die geringere umzusetzende Kühlluftmenge an der Umgebung verringert werden.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der erste Klimakreislauf, der über den Wärmetauscher Wärme an den offenen Unterdruckprozess abgibt, einen offenen Überdruckkreis mit einem zweiten Verdichter zur Verdichtung zugeführter Luft, der dem Wärmetauscher vorgeschaltet ist. Dem Wärmetauscher nachgeschaltet ist eine zweite Entspannungsturbine zur Entspannung der Luft auf einen niedrigeren Druck. Diese besondere Ausführungsform verbindet die Vorteile eines offenen Überdruckkreises mit den Vorteilen eines offenen Unterdruckprozesses. Der offene Überdruckkreis ist mit dem Verbraucher verbunden, z. B. dem Fahrgastraum eines Fahrzeuges. Der offene Unterdruckkreis dient zur Abfuhr der Wärme, die im Wärmetauscher von dem offenen Überdruckkreis abgegeben wird.

Der offene Überdruckkreis ermöglicht eine Bedruckung des Verbrauchers bis zum maximalen Druckverhältnis des verwendeten Verdichters. Dieser kann mehrstufig sein und somit sogar 10 bar erreichen. Der Volumendurchsatz in dem offenen Überdruckkreis ist bedingt durch die steilere Kennlinie des Verdichters im Vergleich zu einem einfachen Lüfter unabhängiger von Druckschwankungen der Umgebung. So eignet sich das System auch als Druckschutz, z. B. bei Zügen, um gegen Druckschwankungen z. B. bei Einfahrt von Hochgeschwindigkeitszügen in Tunnel, zu wirken.

Die Kombination des offenen Überdruckprozesses mit dem offenen Unterdruckprozess ermöglicht die Verringerung der notwendigen Komponenten. So sind bei dieser Ausführungsform nur zwei Verdichter bzw. Kompressoren und nur ein wärmetauschendes Element notwendig.

Aus der offenen Ausführung beider Luftkreise resultiert Unempfindlichkeit des Systems auf Leckagen.

Die überschüssige Druckerhöhung des Verdichters in dem offenen Überdruckkreis kann in der Turbine regenerativ als mechanische Energie abgezogen werden und bleibt nicht ungenutzt, wie z. B. bei einer Entspannungsdrossel in einer Kaltdampfanlage. Zusätzlich lässt sich die Entspannungsturbine noch als zusätzliche Kühlmöglichkeit einsetzen.

Schließlich benötigt das System dieser Ausführungsform im Gegensatz z. B. zu einer Kaltdampfanlage keinerlei Kältemittel außer Luft, wodurch die ökologische Verträglichkeit und Wartungsfreundlichkeit verbessert wird.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist in dem offenen Überdruckkreis nach der Entspannungsturbine eine vorzugsweise elektrische Heizeinrichtung vorgesehen, um die Luft auf eine gewünschte Austrittstemperatur zu erhitzen und nach der Entspannung zu trocknen.

Die Entspannungsturbine des offenen Überdruckkreises kann die von ihr freigesetzte mechanische Energie an den Kompressor des offenen Überdruckkreises weitergeben, z. B. dadurch, dass die beiden Komponenten auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind. Auf dieser Welle ist zusätzlich ein Antrieb vorgesehen, z. B. ein Elektromotor, um die Leistungsbilanz der Entspannungsturbine und des Kompressors auszugleichen.

Zur Trocknung der Luft im offenen Überdruckkreis kann stromabwärts der Entspannungsturbine eine Wasserabscheidevorrichtung vorgesehen sein.

Bei anderen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Luftkonditionierungssystems umfasst der erste Klimakreislauf, der seine Wärme über den Wärmetauscher an den offenen Unterdruckprozess abgibt, z. B. einen Kaltdampfkreislauf bzw. Kältemittelkreislauf oder einen geschlossenen Überdruckkreislauf. Auch bei derartigen Klimaanlagenkomponenten ist die erfindungsgemäße Kombination mit einem offenen Unterdruckkreis zur Abfuhr der Wärme besonders vorteilhaft aufgrund der Unempfindlichkeit gegenüber der Umgebungstemperatur und Feuchte und der Reduzierung der Fördermenge der Umgebungsluft.

Um die von der Entspannungsturbine im offenen Unterdruckprozess freigesetzte mechanische Energie zu nutzen, ist es bei einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass diese mechanische Energie direkt an den Kompressor des offenen Unterdruckprozesses abgegeben wird. Dies kann auf einfache Weise dadurch erreicht werden, dass die Entspannungsturbine und der Kompressor auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind. Gegebenenfalls ist auf dieser Welle noch eine Antriebseinrichtung, z. B. ein Elektromotor, angeordnet, um die mechanische Leistungsbilanz zwischen Entspannungsturbine und Kompressor auszugleichen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein erster Klimakreislauf mit zwei parallel geschalteten offenen Unterdruckkreisen kombiniert wird, die über jeweils einen Wärmetauscher mit dem ersten Kreislauf in wärmeaustauschender Wirkung verbunden sind, wobei die Wärmetauscher in dem ersten Kreislauf parallel geschaltet sind. Durch zwei parallel angeordnete offene Unterdruckkreise kann die Abfuhr der Wärme in den Wärmetauschern verbessert und somit die Effektivität erhöht werden.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Luftkonditionierung gemäß Anspruch 10 wird die von einem Wärmetauscher eines ersten Klimakreislaufes abgegebene Wärme über einen Wärmetauscher an zumindest einen offenen Unterdruckprozess abgegeben, der einen dem Wärmetauscher nachgeschalteten ersten Verdichter und eine dem Wärmetauscher vogeschaltete erste Entspannungsturbine umfasst.

Die Aufgabe wird auch mit einem Luftkonditionierungssystem mit den Merkmalen des Anspruches 14 oder einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 20 gelöst. Ein solches erfindungsgemäßes Luftkonditionierungssystem umfasst mindestens einen Wärmetauscher zur Aufnahme von Wärme aus einem offenen Überdruckkreislauf, der einen Verdichter zur Verdichtung zugeführter Luft, der dem Wärmetauscher vorgeschaltet ist, und eine Entspannungsturbine, die dem Wärmetauscher nachgeschaltet ist, umfasst. Der offene Überdruckkreis ist z. B. mit dem Verbraucher verbunden, z. B. dem Fahrgastraum eines Fahrzeuges, und bietet die für einen offenen Überdruckkreis bereits beschriebenen Vorteile der relativen Unabhängigkeit von Druckschwankungen der Umgebung und der flexiblen Bedruckungsmöglichkeit.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung können zur Konditionierung von Luft in hygienisch geschlossenen Räumen, z. B. Fahrzeugen, autarken Operationsräumen oder Fahrzeugen in kontaminiertem Gebiet eingesetzt werden. Andere Einsatzmöglichkeiten sind thermisch geschlossene Räume bzw. Fahrzeuge, z. B. Schocktiefkühlkammern für Nahrungsmittel, für Kryotechnik- oder Rheumapatientenbehandlungskammern, Feuerlöschfahrzeuge, Flugzeug- oder Fahrzeugcockpits bei heißer oder kalter Umgebungstemperatur (sogar größer 40°C oder kleiner –20°C). Ein weiteres Einsatzfeld sind Trocknungskammern bzw. Geräte z. B. für empfindliche Elektronik oder Lebensmittel. Die speziell mit dem erfindungsgemäßen System bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren vorkonditionierte Luft kann bei mit Kältemittelanlagen nicht erreichbaren Ausblastemperaturen von kleiner als –60°C eingesetzt werden. Die Luft kann bis auf weniger als 5 g Wasserdampf pro Kilogramm getrocknet werden. Das erfindungsgemäße System bzw. das erfindungsgemäße Verfahren ermöglichen diesen Einsatz bei Umgebungs- oder Betriebstemperaturen sogar unter –80°C oder über 45°C und bei Feuchtigkeiten von 0 g pro Kilogramm Luft bis über 26 g pro Kilogramm Luft.

Erfindungsgemäße Konditionierungssysteme bzw. erfindungsgemäße Verfahren, im speziellen Ausführungsformen, bei denen ein offener Überdruckkreis zum Einsatz kommt, können vorteilhaft in druckgeschlossenen Räumen, z. B. Hochgeschwindigkeitszügen, Flugzeugen, bewohnten Räumen oder Fahrzeugen in Explosionsnähe zur Abwehr der Explosionsdruckwellen eingesetzt werden. Der Verbraucher kann mit deutlich mehr als 15 hPa bedruckt werden, die mit handelsüblichen Lüftern, Gebläsen oder Verdichtern in vernünftigen kompakten mobilen Einbauräumen nicht erreichbar sind. Außendruckschankungen zwischen –10000 Pa und +4000 Pa relativ (wie sie z. B. bei Tunnelfahrten von Hochgeschwindigkeitszügen auftreten) oder Höhenunterschiede zwischen weniger als –200 m bis mehr als +10000 m über dem Meeresspiegel, wie sie z. B. bei einem Flugprofil eines Flugzeuges auftreten können, stehen der Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Systeme bzw. der erfindungsgemäßen Verfahren nicht entgegen.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren im Detail erläutert. Dabei zeigt:
1: in schematischer Darstellung ein erfindungsgemäßes Luftkonditionierungssystem,
2: das Enthalpie-/Entropie-Diagramm des in 1 gezeigten Konditionierungssystems,
3: in schematischer Darstellung eine besondere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Luftkonditionierungssystems,
4: in schematischer Darstellung ein erfindungsgemäßes Luftkonditionierungssystem mit einem Kaltdampfkreislauf,
5: in schematischer Darstellung ein erfindungsgemäßes Luftkonditionierungssystem mit einer geschlossenen Überdruckkreislaufkomponente,
6: in schematischer Darstellung ein weiteres erfindungsgemäßes Luftkonditionierungssystem mit einem Kaltdampfkreislauf, und
7: in schematischer Darstellung ein weiteres erfindungsgemäßes Luftkonditionierungssystem mit einer geschlossenen Überdruckkreislaufkomponente.
1 zeigt den schematischen Aufbau einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems. Der offene Überdruckkreis 2 umfasst einen Kompressor 21 zur Verdichtung der zugeführten Luft 1. Die verdichtete Luft 3 wird einem Wärmetauscher 18 zugeführt, wo ihr in noch zu beschreibender Weise die Wärmemenge 19 entzogen wird. Die so abgekühlte Luft 5 wird einer Entspannungsturbine 23 zugeführt, wo die Luft auf einen niedrigeren Druck entspannt wird, der dem Druck entspricht, den die austretende Luft haben soll. Die so entspannte Luft 7 wird einem Wasserabscheider 45 und einem elektrischen Heizelement 25 zugeführt, um die Austrittstemperatur zu wählen. Der Wasserabscheider kann durch eine Ablaufwanne 46 unter der warmen Seite des Zuluftwärmetauschers 18 ergänzt werden.
Die von der Entspannungsturbine 23 abgegebene mechanische Energie 29 kann teilweise den Energiebedarf 27 des Verdichters 21 decken. Dies kann z. B. dadurch erreicht werden, dass die Entspannungsturbine 23 und der Kompressor 21 zusammen mit dem Antriebssystem, z. B. einem Elektromotor, auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind.
Der offene Unterdruckprozess 4 dient dem Abführen der Wärme 19, die von dem offenen Überdruckkreislauf 2 im Wärmetauscher 18 abgegeben wird. Umgebungsluft 11 wird einer Entspannungsturbine 33 zugeführt und dort auf einen niedrigeren Druck entspannt. Die so entspannte Luft 13 nimmt im Wärmetauscher 18 die Wärmemenge 19 auf. Die so erwärmte Luft 15 wird dem Kompressor 31 zugeführt. Dort wird die Luft auf den Umgebungsdruck verdichtet und erwärmt sich. Die so verdichtete Luft 17 wird mit der durch den Kompressor 31 erhöhten Temperatur an die Umgebung abgegeben.
Die in der Entspannungsturbine 33 frei werdende Energie 37 kann zum Antrieb des Kompressors 31 mitbenutzt werden und bildet dann einen Teil der zuzuführenden Kompressorenergie 35. Dazu können die Entspannungsturbine 33 und der Kompressor 31 zusammen mit dem Antriebssystem, z. B. einem Elektromotor, auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sein.
In 2 ist der Prozess in einem Enthalpie(H)-Entropie(S)-Diagramm dargestellt. Erkennbar sind die Isobaren P_max, P₂, P_D (Austrittsdruck), P_A (Umgebungsdruck), P₁, P_min und die Isothermen T₁, T₂, T_A (Umgebungstemperatur), T_max, T_D (Austrittstemperatur) und T_min. Die Bezugsziffern der einzelnen Prozeßschritte entsprechen der 1.
In dem Enthalpie (H)-Entropie (S)-Diagramm ist der offene Unterdruckprozess 4 im rechten Teil erkennbar, während der offene Überdruckkreis 2 im linken Teil dargestellt ist. Der Prozess des offenen Überdruckkreises 2 beginnt bei der Umgebungstemperatur T_A. Die Luft wird dem Kompressor 21 zugeführt. Dort wird ihr die mechanische Energie 27 zugeführt, wodurch sich die Temperatur von T_A auf T₂ erhöht und der Druck sich von dem Umgebungsdruck P_A auf P_max erhöht. Zwischen 3 und 5 befindet sich der Wärmetauscher 18, durch den die Wärmemenge 19 abgeführt wird (angedeutet durch das „-" in Klammern). Dadurch sinkt die Temperatur von T₂ auf T₁ und der Druck von P_max auf P₂. Zwischen 5 und 7 wird durch die Entspannungsturbine 23 die mechanische Energie 29 abgeführt, wodurch die Temperatur der Luft im offenen Überdruckkreis auf T_min abgesenkt wird und der Druck auf den Austrittsdruck P_D fällt. Zwischen 7 und 9 wird von der elektrischen Heizeinrichtung 25 elektrische Energie zugeführt, um bei gleichbleibendem Austrittsdruck P_D die Temperatur auf die Austrittstemperatur T_D zu erhöhen. Die so konditionierte Luft wird dem Verbraucher, z. B. einer Flugzeugkabine, zugeführt.
Durch die Entspannung in der Entspannungsturbine 23 ist eine effektive Entfeuchtung im darauffolgenden Wasserabscheider 45 möglich, während durch den elektrischen Heizer 25 die Temperatur wie gewünscht eingestellt werden kann. Durch die Einstellung der Leistung des Kompressors 21 und der Entspannungsturbine 23 kann die Austrittstemperatur und der Austrittsdruck weitgehend unabhängig von der Umgebung eingestellt werden.
In dem offenen Unterdruckprozess 4 wird die Wärmemenge 19 abgeführt, die im Wärmetauscher 18 anfällt. Startend bei 11 in 2 wird Umgebungsluft durch die Entspannungsturbine 33 unter Abführung der mechanischen Energie 37 (wiederum dargestellt durch das „-" in Klammern in 2) vom Umgebungsdruck P_A auf den niedrigeren Druck P₁ entspannt. Dabei sinkt die Temperatur von der Umgebungstemperatur T_A auf die Minimaltemperatur des Systems T_min. Nach der Entspannungsturbine 33 wird die Luft 13 dem Wärmetauscher 18 zugeführt, wo ihr die Wärmemenge 19 zugeführt wird, die aus dem Überdruckkreis 2 anfällt. Dabei erhöht sich die Temperatur und der Druck fällt auf den Minimaldruck des Systems P_min. Nach dem Wärmetauscher 18 wird die Luft 15 dem Kompressor 31 zugeführt. Dort wird mit Hilfe der mechanischen Energie 35 die Luft 15 auf den Umgebungsdruck P_A komprimiert, wobei sich die Temperatur auf T_max erhöht. Mit dieser Temperatur wird die Luft an die Umgebung abgegeben und auf diese Weise effektiv die Wärmemenge 19 abtransportiert.
Ein an den Überdruckkreis 2 angeschlossenes System kann auf diese Weise effektiv auf die Temperatur T_D temperiert werden, wobei T_D mit Hilfe des elektrischen Heizers 25 zwischen T_min und T_max eingestellt werden kann (entlang der Isobaren P_D). Durch die Entkopplung der zwei Kreise ist gewährleistet, dass diese Werte im wesentlichen unabhängig von der Umgebungstemperatur und dem Umgebungsdruck sind.
3 zeigt eine besondere Ausführungsform am Beispiel der Bodenkühlung eines Flugzeuges 65. Erkennbar ist in schematischer Darstellung zunächst der offene Überdruckkreislauf 2. Die Luft 1 wird durch einen Filter 41 zugeführt. Kompressor 21 und Turbine 23 sind auf einer gemeinsamen Welle gelagert, die mit einem elektrischen Antrieb 47 verbunden ist. Die Kombination des Kompressors 21, des elektrischen Antriebes 47 und der Turbine 23 auf einer gemeinsamen Welle wird als motorisierte Aircyclemachine 49 bezeichnet.
Die aus der Turbine austretende Luft 7 gelangt in einen Wasserabscheider 45 zur Drainage der kondensierten Wassermenge, die durch die Luftkühlung in der Entspannungsturbine 23 entstanden ist. Die ggf. mit Hilfe der Heizeinrichtung 25 auf die Austrittstemperatur T_D temperierte Luft 9 wird dem Flugzeug 65 zugeführt. Bei dem gezeigten System ist zur zusätzlichen Regelung des Druckes ein Durchflußventil 43 vorgesehen, das den Ausgang der Entspannungsturbine 23 mit dem Eingang des Kompressors 21 verbindet. Diese zusätzliche Ausgestaltung dient der weiter verbesserten Druckregelung, die ansonsten von der motorisierten Aircyclemaschine 49 bewerkstelligt wird.
Das in 3 gezeigte System weist zwei offene Überdruckkreise 61 und 63 auf. Die von dem Kompressor abgegebene verdichtete Luft 3 wird an Punkt 8 aufgespalten und den beiden Wärmetauschern 18 zugeführt, die insofern parallel geschaltet sind. Von dort gelangen sie über den eingezeichneten schematischen Weg 5 zur Turbine 23 des offenen Überdruckkreises 2, nachdem sie beim Punkt 6 wieder zusammengeführt worden sind. Beide Wärmetauscher 18 führen ihre Wärme an einen separaten offenen Unterdruckkreis 61, 63 ab, der jeweils dem offenen Unterdruckkreis 4 der 1 und 2 entspricht, so dass auf eine separate Erläuterung verzichtet werden kann. In 3 erkennbar ist, dass bei dieser Ausführungsform jeder der offenen Unterdruckkreise 61, 63 eine separate motorisierte Aircyclemaschine 57 umfasst, die jeweils den Kompressor 31, die Entspannungsturbine 33 und einen elektrischen Antrieb 53 auf einer Welle umfaßt. Die den offenen Unterdruckkreisen 61, 63 zugeführte Luft 11 wird bei der gezeigten Ausführungsform mit Hilfe eines Filters 55 vorgefiltert.
Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform ist zusätzlich vorgesehen, dass das dem Wasserabscheider 45 entnommene Wasser zur zusätzlichen Kühlung der Wärmetauscher 18 eingesetzt wird, wozu die Verbindungen 51 vorgesehen sind. Die gesamte Anlage kann durch an entsprechenden Stellen in den Kreisläufen vorgesehene Temperatur- und Drucksensoren überwacht werden, die hier nicht gesondert beschrieben werden.
Ein solches System kann z. B. wie dargestellt für die Bodenkühlung eines Flugzeuges eingesetzt werden und ist z. B. auf einem Wagen transportabel gelagert.
4 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform. Hier wird der offene Unterdruckprozess 125 zur Abfuhr der Wärme eines Kaltdampfkreislaufes 123 verwendet. Der offene Unterdruckprozess 125, der zur Abfuhr der Wärmemenge 117 aus einem Kaltdampfkreislauf 123 dient, wie er mit Bezug zur 4 geschildert wird, entspricht dem offenen Unterdruckprozess 4, wie er mit Bezug zur Ausführungsform der 1 beschrieben worden ist. Teilweise werden daher für Komponenten gleicher Funktion dieselben Bezugsziffern verwendet, die nicht noch einmal erläutert werden.
Luft 101 wird mit Hilfe eines Zuführungsverdichters, z. B. eines Zuführungsventilators 103, in einem offenen Zuführungskreis 121 verdichtet und einem Wärmetauscher 105 zugeführt. In dem Wärmetauscher 105 wird die Wärmemenge 111 abgeführt, wodurch sich die Luft abkühlt. Unter dem Wärmetauscher 105 befindet sich ggf. eine Ablaufwanne 110. Gegebenenfalls kann die Luft im Anschluß mit Hilfe eines elektrischen Heizers 107 aufgewärmt und dann entsprechend dem Pfeil 109 wieder abgeführt werden. Die Wärmemenge 111 wird in einem Kältemittelkreis bzw. Kaltdampfkreislauf 123 einem Kältemittel zugeführt, das mit Hilfe eines Verdichters 113 komprimiert wird und einem Kondensor 115 zugeführt wird. Die dort freigesetzte Kondensierungsenergie 117 wird an den offenen Unterdruckprozess 125 abgegeben. Von dem Kondensor 115 wird das jetzt flüssige Kältemittel wieder dem Wärmetauscher 105 zugeführt, wobei es mit Hilfe des Drosselventils 119 entspannt wird, um wieder die Wärmemenge 111 aus dem Kreislauf 121 der zugeführten Luft aufnehmen zu können. Der Wärmetauscher 105 wirkt im Kältemittelkreislauf 123 wie ein Verdampfer, wobei das Kältemittel die Wärmemenge 111 als Verdampfungswärme aufnimmt.
Der offene Unterdruckkreislauf 125 umfasst eine Entspannungsturbine 133, die dem Wärmetauscher 115 vorgeschaltet ist und einen Verdichter 131, der dem Wärmetauscher 115 nachgeschaltet ist. Der offene Unterdruckprozess 125 führt die Wärmemenge 117 ab, die im Wärmetauscher 115 anfällt. Umgebungsluft 11 wird dazu einer Entspannungsturbine 133 zugeführt und dort auf einen niedrigeren Druck entspannt. Die so entspannte Luft nimmt im Wärmetauscher 115 die Wärmemenge 117 auf. Die so erwärmte Luft wird dem Kompressor 131 zugeführt. Dort wird die Luft auf den Umgebungsdruck verdichtet und erwärmt sich. Die so verdichtete Luft wird mit der durch den Kompressor 131 erhöhten Temperatur an die Umgebung abgegeben. Die in der Entspannungsturbine 133 frei werdende Energie kann zum Antrieb des Kompressors 131 mit benutzt werden, z. B. indem die Entspannungsturbine 133 und der Kompressor 131 zusammen mit den Antriebssystem, z. B. einem Elektromotor, auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind.
5 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform, bei der der offene Unterdruckprozess 225 zur Abfuhr der Wärmemenge 217 aus einem geschlossenen Luft-Überdruckkreislaufsystem 223 dient. Hier wird die zu konditionierende Luft 201 einem Verdichter 203, z. B. einem Ventilator zugeführt. Nach der Verdichtung wird die Luft einem Wärmetauscher 205 zugeleitet, wo ihr die Wärme 211 entzogen wird, bevor sie mit Hilfe eines elektrischen Heizers 207 auf eine gewünschte Temperatur erwärmt wird und über 209 wieder abgegeben wird. Unter dem Wärmetauscher 205 befindet sich ggf. eine Ablaufwanne 210. Die Wärmemenge 211 wird im Wärmetauscher 205 einem geschlossenen Luft-Überdruckkreislauf 223 zugeführt. In einem Kompressor 213 wird die in dem Luft-Überdruckkreislauf 223 zirkulierende Luft komprimiert und einem zweiten Wärmetauscher 215 zugeleitet. Dort wird der komprimierten Luft die Wärmemenge 217 entzogen, bevor die Luft in dem geschlossenen Überdruckkreislauf der Entspannungsturbine 219 zugeführt wird. Hier wird die Luft entspannt und dem Wärmetauscher 205 zugeführt, um dort wiederum die Wärmemenge 211 aufzunehmen, die von dem Zuführungskreislauf 221 abgegeben wird. Optional kann ein sogenannter Make-up-Prozessor 216 vorgesehen sein, der den Luft-Überdruckkreislauf 223 zusätzlich bedruckt und Leckagen kompensiert, wodurch höhere Temperaturdifferenzen an den Wärmetauschern erzeugt werden können. Der Wärmetauscher 215 ist Teil eines Umgebungsluftkreislaufes 225, der als offener Unterdruckprozess ausgestaltet ist.
Der offene Unterdruckprozess 225 entspricht wiederum dem offenen Unterdruckprozess 4, der mit Bezug zur 1 erläutert worden ist, so dass auch in 5 teilweise dieselben Bezugsziffern wie bei 1 zum Einsatz kommen, wenn dieselbe Funktion vorliegt. Der offene Unterdruckprozess 225 dient bei der gezeigten Ausführungsform der Abfuhr der Wärmemenge 217 aus dem geschlossenen Luft-Überdruckkreislauf 223 im Wärmetauscher 215. Umgebungsluft 11 wird einer Entspannungsturbine 233 zugeführt und dort auf einen niedrigeren Luft entspannt. Die so entspannte Luft nimmt im Wärmetauscher 215 die Wärmemenge 217 auf. Die so erwärmte Luft wird dem Kompressor 231 zugeführt. Dort wird die Luft auf den Umgebungsdruck verdichtet und erwärmt sich, bevor die verdichtete Luft mit der durch den Kompressor 231 erhöhten Temperatur an die Umgebung abgegeben wird. Auch bei dem offenen Unterdruckprozess 225 der 5 kann die in der Entspannungsturbine 233 frei werdende Energie zum Antrieb des Kompressors 231 in beschriebener Weise mit benutzt werden.
Allen oben beschriebenen Ausführungsformen ist die Unempfindlichkeit gegenüber den Umgebungstemperaturen und Feuchte und die Reduzierung der Fördermenge der Umgebungskühlluft gemeinsam. Der offene Unterdruckkreislauf dient dazu, das Einsatzspektrum der Klimaanlagenkomponenten, bei den beschriebenen Beispielen eines offenen Überdruckprozesses (1 bis 3), eines Kaltdampfanlagenkreises (4) oder eines geschlossenen Überdruckkreislaufes (5), bei hohen Außentemperaturen maßgeblich zu verbessern. Durch den zusätzlichen Einsatz des offenen Unterdruckkreises am Umgebungswärmetauscher eines weiteren Klimatisierungskonzeptes kann man deren Einsatzgebiet also deutlich erweitern.
Das beschriebene erfindungsgemäße Luftkonditionierungssystem und das beschriebene erfindungsgemäße Verfahren zur Luftkonditionierung eignen sich z. B. für die Bodenkühlung von Flugzeugen, aber auch für andere Anwendungen, bei denen konditionierte Luft eingesetzt wird, z. B. Kühlhäuser oder Avionik-Kühlung.
In 6 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der die von einem offenen Überdruckkreis 122 abgegebene Wärme 111 von einem Kaltdampfkreislauf bzw. Kältemittelkreis 123 aufgenommen wird. Die Komponenten des Kältemittelkreises 123 der Ausführungsform der 6 entsprechen den bereits mit Bezug zur 4 beschriebenen Komponenten des Kältemittelkreislaufes 123 und sind daher mit den gleichen Bezugsziffern benannt.
Die aufgenommene Wärmemenge 111 stammt bei der Ausführungsform der 6 von einem offenen Überdruckkreis 122 mit einem Verdichter 321 und einer Entspannungsturbine 323 vor einer Heizeinrichtung 325. Die Funktionsweise des offenen Überdruckkreises 122 entspricht der Funktionsweise des offenen Über druckkreises 2 der Ausführungsform der 1, so dass teilweise ebenfalls gleiche Bezugsziffern weiterverwendet werden. In 6 wurde der Übersichtlichkeit halber auf die Darstellung der Wasserabscheider 45, 46 verzichtet, die jedoch ebenfalls vorgesehen sein können. Der Kältemittelkreislauf 123 gibt Wärme 117 in den Wärmetauscher 115 an die mit Hilfe eines Ventilators 118 zugeführte Umgebungsluft ab.
7 zeigt eine Ausführungsform, bei der die von einem offenen Überdruckkreis 222 abgegebene Wärme 211 von einem geschlossenen Überdruckkreis 223 aufgenommen wird. Die Funktionsweise und die Komponenten des geschlossenen Überdruckkreises 223 entsprechen denjenigen des geschlossenen Überdruckkreises 223 der 5, so dass dieselben Bezugsziffern verwendet wurden. Die Wärmemenge 211 stammt aus einem offenen Überdruckkreis 222 mit einem Verdichter 421, einer Entspannungsturbine 423 und einer Heizeinrichtung 425. Wiederum entspricht der offene Überdruckkreis 222 in seiner Funktion dem offenen Überdruckkreis 2 der Ausführungsform der 1, so dass teilweise dieselben Bezugsziffern verwendet werden.
Der geschlossene Überdruckkreis 223 gibt seine Wärme über den Wärmetauscher 215 an vom Ventilator 218 zugeführte Umgebungsluft ab.
Im speziellen erfindungsgemäße Systeme, die einen offenen Überdruckkreis 2, 122, 222 mit einer weiteren Klimaanlagenkomponente 4, 123, 223 verbinden, sind in ihrer Zuluftmengenförderung gegenüber Außendruckschwankungen unempfindlich und vorteilhaft als Druckschutz oder zur Bedruckung eines Verbrauchers einsetzbar.
Auch mehr als zwei Klimakreisläufe können kombiniert werden. Die Erfindung umfasst also z. B. auch eine Kombination von mit einem Verbraucher verbundenen offenen Überdruckkreis, der Wärme an einen Kaltdampfkreislauf oder einen geschlossenen Überdruckkreislauf abgibt, der wiederum Wärme an einen offenen Unterdruckkreislauf weitergibt.
Im vorliegenden Text werden Bezugsziffern wie folgt für die einzelnen Elemente verwendet:

1, 101, 201: zugeführte Luft
2, 121, 122, 212, 222: offener Überdruckprozess
3, 17: verdichtete Luft
4, 61, 63, 125, 225: offener Unterdruckprozess
5: abgekühlte Luft
6, 8: Luftwegverzweigung
7, 13: entspannte Luft
9, 109, 209: abgegebene Luft
11: Umgebungsluft
15: im Wärmetauscher erwärmte Luft
18, 105, 115, 205, 215: Wärmetauscher
19, 111, 117, 211, 217: im Wärmetauscher umgesetzte Wärmemenge
21, 31, 113, 131, 213, 231, 321, 421: Verdichter
23, 33, 133, 219, 233, 323, 423: Entspannungsturbine
25, 107, 207, 325, 425: Heizeinrichtung
27, 35: von einem Kompressor aufgenommene mechanische Energie
29, 37: von einer Entspannungsturbine abgegebene mechanische Energie
41, 55: Filter
43: Durchflussventil
45: Wasserabscheider
46, 110, 210: Ablaufwanne
47, 53: Wellenantrieb
49, 57: Aircyclemaschine
51: Wasserverbindung
65: Flugzeug
103, 118, 203, 218: Ventilator
119: Drosselventil
123: Kaltdampfkreislauf
216: Make-up-Prozessor (Verdichter)
223: geschlossener Überdruckkreislauf
P_D: Austrittsdruck
P_A: Umgebungsdruck
T_D: Austrittstemperatur
T_A: Umgebungstemperatur

Claims

Luftkonditionierungssystem mit einem ersten Kreislauf, der mindestens einen Wärmetauscher zur Abfuhr von Wärme aus dem ersten Klimakreislauf umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Wärmetauscher (18, 115, 215) zum Wärmeaustausch mit zumindest einem zweiten Klimakreislauf dient, der als offener Unterdruckprozeß (4, 61, 63, 125, 225) ausgestaltet ist, der – eine erste Entspannungsturbine (33, 133, 233), die dem Wärmetauscher (18, 115, 215) vorgeschaltet ist, und – einen ersten Verdichter (31, 131, 231), der dem Wärmetauscher (18, 115, 215) nachgeschaltet ist, umfaßt.
Luftkonditionierungssystem nach Anspruch 1, bei dem der erste Klimakreislauf einen offenen Überdruckkreis (2) umfaßt, der folgendes aufweist: – einen zweiten Verdichter (21) zur Verdichtung zugeführter Luft (1 ), – einen diesem nachgeschalteten Wärmetauscher (18) zur Wärmeabgabe, und – eine zweite Entspannungsturbine (23) zur Entspannung der Luft auf einen niedrigeren Druck (P_D).
Luftkonditionierungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der offene Überdruckkreis (2) eine der zweiten Entspannungsturbine (23) nachgeschaltete Heizeinrichtung (25) umfaßt, um die Luft auf eine gewünschte Temperatur (T_D) zu erhitzen.
Luftkonditionierungssystem nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im offenen Überdruckkreis (2) der zweite Verdichter (21) und die zweite Entspannungsturbine (23) auf einer Welle angeordnet sind.
Luftkonditionierungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Entspannungsturbine (23) in dem offenen Überdruckkreis (2) eine Wasserabscheidevorrichtung (45) nachgeschaltet ist.
Luftkonditionierungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Klimakreislauf einen Kaltdampfkreislauf (123) umfaßt.
Luftkonditionierungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Klimakreislauf einen geschlossenen Überdruckkreislauf (223) umfaßt.
Luftkonditionierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im offenen Unterdruckprozeß (4, 61, 63, 125, 225) der erste Verdichter (31, 131, 231) und die erste Entspannungsturbine (33, 133, 233) auf einer Welle angeordnet sind.
Luftkonditionierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch zumindest zwei parallel geschaltete offene Unterdruckkreise (61, 63), die über jeweils einen Wärmetauscher (18) mit dem ersten Klimakreislauf (2) in wärmeaustauschender Weise verbunden sind, wobei die Wärmetauscher (18) in dem ersten Kreislauf (2) parallel geschaltet sind.
Verfahren zur Luftkonditionierung, bei dem die von einem Wärmetauscher (18, 115, 215) in einem ersten Klimakreislauf erzeugte Wärme (19, 117, 217) über einen Wärmetauscher (18, 115, 225) von zumindest einem offenen Unterdruckprozeß (4, 61, 63, 125, 225), der einen dem Wärmetauscher (18, 115, 215) nachgeschalteten ersten Verdichter (31, 131, 231) und eine dem Wärmetauscher vorgeschaltete erste Entspannungsturbine (33, 133, 233) umfaßt, abgeführt wird.
Verfahren zur Luftkonditionierung nach Anspruch 10, bei dem die über den Wärmetauscher (18) von dem offenen Unterdruckprozeß (4,61, 63) aufgenommene Wärme (19) von einem offenen Überdruckkreis (2), der einen zweiten Verdichter (21), den Wärmetauscher (18) und eine zweite Entspannungsturbine (23) in dieser Reihenfolge umfaßt, stammt.
Verfahren zur Luftkonditionierung nach Anspruch 10, bei dem die über den Wärmetauscher (115) von dem offenen Unterdruckprozeß (125) aufgenommene Wärme (117) von einem Kaltdampfkreislauf (123) stammt.
Verfahren zur Luftkonditionierung nach Anspruch 10, bei dem die über den Wärmetauscher (215) von dem offenen Unterdruckprozeß (225) aufgenommene Wärme (217) von einem geschlossenen Überdruckkreislauf (223) stammt.
Luftkonditionierungssystem mit einem Klimakreislauf, der mindestens einen Wärmetauscher zur Aufnahme von Wärme durch den Klimakreislauf umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Wärmetauscher (18, 105, 205) zum Wärmeaustausch von Wärme (19, 111, 211) aus einem offenen Überdruckkreislauf (2, 122, 222) an den Klimakreislauf (4, 61, 63, 123, 223) dient, wobei der offene Überdruckkreislauf folgendes umfaßt – einen Verdichter (21, 321, 421) zur Verdichtung zugeführter Luft (1), der dem Wärmetauscher (18, 105, 205) vorgeschaltet ist, und – eine Entspannungsturbine (23, 323, 423), die dem Wärmetauscher (18, 105, 205) nachgeschaltet ist.
Luftkonditionierungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der offene Überdruckkreislauf (2, 122, 222) eine der Entspannungsturbine (23, 323, 423) nachgeschaltete Heizeinrichtung (25, 325, 425) umfaßt, um die Luft auf eine gewünschte Temperatur zu erhitzen.
Luftkonditionierungssystem nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß in dem offenen Überdruckkreis (2, 122, 222) der Verdichter (21, 321, 421) und die Entspannungsturbine (23, 323, 423) auf einer Welle angeordnet sind.
Luftkonditionierungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Entspannungsturbine (23, 323, 423) in dem offenen Überdruckkreis (2, 122, 222) eine Wasserabscheidevorrichtung (45) nachgeschaltet ist.
Luftkonditionierungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Klimakreislauf, der über den Wärmetauscher (105) zur Aufnahme von Wärme (111) mit dem offenen Überdruckkreis (122) verbunden ist, einen Kaltdampfkreislauf (123) umfaßt.
Luftkonditionierungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Klimakreislauf, der über den Wärmetauscher (205) mit dem offenen Überdruckkreislauf (222) zur Aufnahme von Wärme (211) verbunden ist, einen geschlossenen Überdruckkreislauf (223) umfaßt.
Verfahren zur Luftkonditionierung, bei dem die von einem Klimakreislauf (4, 123, 223) über einen Wärmetauscher (18, 105, 205) aufgenommene Wärme (19, 111, 211) aus zumindest einem offenen Überdruckkreislauf (2, 122, 222) stammt, der einen dem Wärmetauscher (18, 105, 205) vorgeschalteten Verdichter (21, 321, 421) und eine dem Wärmetauscher (18, 105, 205) nachgeschaltete Entspannungsturbine (23, 323, 423) umfaßt.
Verfahren zur Luftkonditionierung nach Anspruch 20, bei dem die von dem offenen Überdruckkreislauf (122) über den Wärmetauscher (105) abgegebene Wärme (111) von einem Kaltdampfkreislauf (123) aufgenommen wird.
Verfahren zur Luftkonditionierung nach Anspruch 20, bei dem die von dem offenen Überdruckkreislauf (222) über den Wärmetauscher (205) abgegebene Wärme (211) von einem geschlossenen Überdruckkreislauf (223) aufgenommen wird.
Verwendung eines Luftkonditionierungssystems nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder einem der Ansprüche 14 bis 19 oder eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 10 bis 13 oder einem der Ansprüche 20 bis 22 zur Konditionierung von Luft für die Bodenkühlung von Flugzeugen.
Verwendung eines Luftkonditionierungssystems nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder 14 bis 19 oder eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 10 bis 13 oder 20 bis 22 zur Bedruckung eines Verbrauchers.