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Die
Erfindung betrifft einen Taupunktfühler mit einem mit einem Wärmeträgermedium
wärmeleitend
in Verbindung stehenden Gehäuseteil,
das eine Kondensat bildende Oberfläche aufweist, und einem vom
Kondensat der Oberfläche
beaufschlagbaren Sensor.
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Ein
Taupunktfühler
wird beispielsweise im Zusammenhang mit Kühldecken verwendet, mit deren
Hilfe man die Temperatur in einem Raum absenken möchte. Eine
derartige Kühldecke
wird von einem Wärmeträgermedium
durchströmt,
dessen Temperatur niedriger als die Raumtemperatur ist. Das Wärmeträgermedium
nimmt Wärme
aus der Raumluft auf und transportiert sie ab.
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Wenn
nun die Temperatur des Wärmeträgermediums
zu niedrig ist, dann kann eine Situation auftreten, in der die Oberfläche der
Kühldecke
unter die Taupunkttemperatur der Umgebungsluft abfällt. In diesem
Fall würde
die in der Luft enthaltene Luftfeuchtigkeit an der Kühldecke
bzw. dem in der Kühldecke
angeordneten Wärmetauscher
kondensieren. Ein derartiges Kondensat kann nach unten abtropfen,
was als unangenehm empfunden wird oder sogar gefährlich sein kann.
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DE 296 12 293 U1 zeigt
einen Taupunktfühler
für Kühldecken
zum Schutz gegen Betauung. Der Taupunktfühler weist eine oder zwei Schutzhauben auf,
die eine Platine umgeben. Der Taupunktfühler wird so angeordnet, daß er unmittelbar
am Vorlauf, wo das Medium der Kühldecke
am kältesten
ist, den Kontakt zur Kühldecke
hat. Nach der Montage des Taupunktfühlers in einer Putzdecke oder
einer Wand werden Dome der Schutzhaube durch Abschneiden geöffnet. Diese
so entstandenen Öffnungen
stellen eine Verbindung zwischen dem Raum und der Kühldecke
her. Das Raumklima gelangt so direkt auf die Platine im Inneren
der Schutzhaube. Tritt eine Betauung auf, so ändert sich der elektrische
Widerstand auf einer aktiven Fläche
der Platine. Über
einen Kabelanschluß am
Rand der Schutzhaube wird die Widerstandsüberwachung an ein Auswertegerät weitergeleitet.
Nach der Auswertung werden geeignete Maßnahmen eingeleitet.
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Man
hat in der Firmendruckschrift "Maßgeschneiderte
Regellösungen
für Kühl- und
Heizstrahldecken",
ZENT-FRENGER Gesellschaft
für Gebäudetechnik
mbH, Heppenheim, Druckvermerk MSR 01 0397, eine passive Taupunktüberwachung
vorgeschlagen, die einen Taupunktfühler aufweist. Dieser Fühler enthält ein Sensorelement,
dessen elektrischer Widerstand von der Feuchte abhängt und
sich bei Betauung stark ändert.
Die Widerstandsänderung wird
in ein Ein/Aus-Signal gewandelt.
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DE 198 42 514 C1 zeigt
einen bimorphen Sensor zur Messung der Konzentration eines oder mehrerer
Gase oder der Luftfeuchte. Der Sensor weist einen Verformungskörper auf,
der ganzflächig mit
einer sensitiven Schicht beschichtet ist, die abhängig von
der Konzentration der zu messenden Gase ihr Volumen ändert. Die
sensitiven Eigenschaften der sensorischen Schicht sind durch Aktivierung oder
Passivierung ausgewählter
Bereiche der Schicht im Volumen oder an der Oberfläche auf
aktive Bereiche begrenzt. Die sensorische Schicht ändert hierbei
durch Sorption von Teilchen des Gases ihr Volumen. Zur Aufnahme
der Verformung sind Piezowiderstände
am Verformungskörper
befestigt.
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In
DE 43 12 788 C2 wird
ein weiterer Feuchtesensor zur Messung des Feuchtegehalts von Gasen
oder der Atmosphäre
beschrieben. Der Feuchtesensor weist eine eingespannte Membran mit
wenigstens einem integrierten mikroelektronischen Wandler zur Messung
von Verformungen der Membran und einer mit der Membran verbundenen
Schicht aus einem feuchtigkeitsaufnehmenden und sich dabei ausdehnenden
Materials auf. Die Schicht weist Streifen auf, wovon zumindest an
gegenüberliegenden
Rändern
der Membran jeweils ein Streifen angeordnet ist. Die eingespannte
Membran biegt sich bei Feuchtigkeitszunahme durch die Breitendehnung
der Streifen durch. An der Oberfläche im zentralen Bereich der
Membran sind vier Piezowiderstände
integriert, die an eine Signalverarbeitung angeschlossen sind. Eine
Sensorausgangsspannung ändert
sich in Abhängigkeit
der relativen Feuchte.
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In
DD 236 173 A1 wird
ein weiterer Feuchtesensor zur Messung des Feuchtegehalts von Gasen oder
der Atmosphäre
beschrieben. Der Feuchtesensor arbeitet dabei nach dem Prinzip der
geschichteten Biegeplatte und wandelt eine Feuchteänderung des
Umgebungsmediums in eine Änderung
eines mechanischen Spannungs-Dehnungszustandes eines Verformungskörpers um.
Diese Änderung
bewirkt unter Ausnutzung mechanisch-elektrischer Wandlerprinzipien
ein feuchteabhängiges
elektrisches Ausgangssignal. Der Verformungskörper weist dabei mindestens
zwei fest miteinander verbundene Schichten unterschiedlichen Materials
auf, die unterschiedliche Ausdehnungen durch das auf sie wirkende
Medium erfahren, wobei mindestens eine der Schichten aus einem halbleitenden
Material besteht.
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DE 197 27 620 A1 zeigt
einen Feuchtesensor zum Nachweis von Feuchte oder Nässe im Inneren
von Fahrzeugen. Der Feuchtesensor weist ein Sensorelement auf, das
einen Schalter und eine damit in Serie geschaltete Leiterschleife
aufweist. Weiterhin weist das Sensorelement ein Nachweiselement
mit einem selbstschwingenden elektrischen Oszillator auf. Bei Kontakt
des Schalters mit Feuchte oder Nässe
schließt
dieser selbsttätig,
so daß die
Leiterschleife kurzgeschlossen wird und sich hierdurch die Dämpfung des
Oszillators ändert.
Der Schalter ist beispielsweise aus einer Papierhülse gebildet
und somit einmalig verwendbar, da das Papier beim Kontakt mit Nässe reißt und hierdurch
eine Metallfeder die Leiterschleife kurzschließt. Anderes Material, das sich
bei Kontakt mit Feuchte oder Nässe
so stark ausdehnt, daß sich
die Leiterschleife schließt,
ist hierbei mehrfach verwendbar.
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US 5 563 341 zeigt einen
Gasdrucksensor für
einen Meßbereich
von 0 bis 100 %, der linear und ohne Hystereseeffekte arbeitet und
zur Feuchtemessung verwendet werden kann. Der Sensor weist einen
würfelförmigen Körper mit
einer zentrischen Ausnehmung auf, über der eine freitragende Oberfläche des
Körpers
angeordnet ist. Die freitragende Oberfläche ist mit einem porösen Material
beschichtet, das auf den vorhandenen Dampfdruck reagiert. Die Beschichtung
reagiert auf relative Dampfdruckänderungen
der Umgebung und ruft somit eine Deformation der freitragenden Fläche hervor.
Unterhalb der freitragenden Fläche
sind Dehnungsmeßstreifen
angeordnet, die eine Verformung der freitragenden Fläche erfassen
und als Signal zum Beispiel innerhalb einer Brückenschaltung zur Verfügung stellen.
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Die
Kombination von elektrischen Bauelementen mit Feuchtigkeit wird
nicht immer akzeptiert.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf einfache Weise das Auftreten
von Kondensat erfassen zu können.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Taupunktfühler
der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß eine Raumausdehnung des Sensors
sich bei einer Kondensat-Beaufschlagung ändert und ein einen Zufluß des Wärmeträgermediums
steuerndes Ventil vorgesehen ist, dessen Betätigungselement mit dem Sensor
gekoppelt ist.
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Mit
dieser Ausgestaltung benötigt
man keine elektrischen Bauelemente mehr, um bei Auftreten von Kondensat
eine Signalisierung oder sogar eine Möglichkeit der direkten Steuerung
der Kühldecke
zu erhalten. Wenn Feuchtigkeit auf das Sensorelement trifft, dann ändert sich
dessen Raumausdehnung. Eine Raumausdehnung kann man sichtbar machen oder
auf andere Weise erfassen. Eine Raumausdehnung kann auch direkt
in ein Stellsignal umgesetzt werden, um ein Ventil zu steuern. Wenn
sich die Raumausdehnung des Sensors bei Beaufschlagung mit Kondensat ändert, dann
kann man diese Raumausdehnung direkt auf das Betätigungselement übertragen
und das Ventil ansteuern. Selbstverständlich sind Übertragungsglieder
zwischen dem Sensorelement und dem Ventil möglich. Eine Umsetzung der Raumausdehnung
in andere, beispielsweise elektrische Signale ist aber nicht erforderlich.
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Hierbei
ist von Vorteil, wenn der Sensor das Ventil bei Beaufschlagung mit
Kondensat schließt. Hierbei
sind mehrere Möglichkeiten
denkbar. Das Ventil kann beispielsweise ein in Öffnungsrichtung durch eine
Feder oder eine andere Vorspanneinrichtung vorgespanntes Ventil
sein. Wenn sich der Raumbedarf des Sensors bei Kondensat-Beaufschlagung
vergrößert, dann
kann man diese Vergrößerung des
Sensors direkt in eine Schließbewegung des
Ventils umsetzen. Wenn sich hingegen der Raumbedarf des Sensors
bei Hinzufügen
von Feuchtigkeit vermindert, dann verwendet man zweckmäßigerweise
ein in Schließrichtung
vorgespanntes Ventil, das vom trockenen Sensor offengehalten wird.
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Hierbei
ist von Vorteil, wenn der Sensor ein Hohlraumgehäuse aufweist, das mit einem
Fluid gefüllt
ist, dessen Volumen sich mit der Temperatur ändert. Dies ist eine relativ
einfache Ausgestaltung, um den Raumbedarf des Sensors bei Auftreten
von Feuchtigkeit zu vermindern. Wenn Feuchtigkeit auf die Außenseite
des Hohlraumgehäuses
gelangt, dann wird sie dort bei der Taupunkttemperatur verdunsten.
Die Verdunstung führt
zu einem Wärmeentzug
aus dem Fluid im Hohlraumgehäuse,
der mit einer Temperaturabsenkung des Fluids verbunden ist, so daß sich das
Volumen dieses Fluids vermindert. Das Hohlraumgehäuse weist
einen nach außen
geführten
Anschluß auf, über den
man die Volumenänderung
des Fluids nach außen
führen
kann.
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Hierbei
ist bevorzugt, daß das
Hohlraumgehäuse
zumindest teilweise mit einer Flüssigkeitsspeicherschicht
belegt ist. Eine derartige Flüssigkeitsspeicherschicht
kann beispielsweise durch eine dünne
textile Schicht gebildet sein. Sie verhindert, daß Kondensat,
das auf das Hohlraumgehäuse
gelangt, abfließen
kann, ohne daß die
gewünschte
Temperaturbeeinflussung im Innern des Hohlraumgehäuses stattgefunden
hat.
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Vorzugsweise
ist das Fluid als Gas ausgebildet. Ein Gas ändert sein Volumen bei geringen
Temperaturänderungen über ein
relativ großes
Maß. Dementsprechend
benötigt
man nur sehr wenig Kondensat, um eine merkliche Volumenänderung
des Gases herbeizuführen.
Beispielsweise reicht es aus, wenn ein Tropfen Kondensat außen auf
das Hohlraumgehäuse
gelangt. Die mit der Verdunstung dieses Tropfens verbundene Temperaturabsenkung
des Gases reicht aus, um das Volumen des Gases beispielsweise so
weit zu vermindern, daß ein
Ventil geschlossen wird.
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In
einer Alternative ist vorgesehen, daß das Fluid als Flüssigkeit
ausgebildet ist. Eine Flüssigkeit benötigt zwar
etwas mehr Temperaturunterschied, um eine entsprechende Volumenänderung
zu bewirken. Eine Flüssigkeit
reagiert aufgrund der größeren Dichte
etwas träger,
so daß hier
die Gefahr von Schwingungen geringer ist.
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In
einer weiteren Alternative ist vorgesehen, daß der Sensor einen Körper aufweist,
der aus einem Material gebildet ist, dessen Volumen sich mit der Feuchtigkeit ändert. Ein
Beispiel für
ein derartiges Material ist Holz, das sich bei Auftreten von Feuchtigkeit
ausdehnt. Dies gilt auch für
manche Kunststoffe, die bei Auftreten von Feuchtigkeit relativ schnell
quellen und damit ihr Volumen vergrößern.
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Vorzugsweise
weist die Kondensat bildende Oberfläche eine Kondensation beschleunigende Struktur
auf und/oder ist aus einem Kondensation beschleunigenden Material
gebildet. In beiden Fällen erreicht
man mit einer derartigen Oberfläche,
daß sich
an der Oberfläche
Kondensat früher
bildet, d.h. vor dem Auftreten von Kondensat an anderen Bereichen
eines Wärmetauschers.
Die Kondensation kann man durch Bereitstellen von Keimen beschleunigen, also
beispielsweise durch eine Oberfläche,
die viele kleine Spitzen aufweist. Auch eine Oberfläche, die
ionisierend wirkt, kann unter Umständen die Kondensation beschleunigen.
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Bevorzugterweise
ist der Sensor in Schwerkraftrichtung unterhalb der Kondensat bildenden Oberfläche angeordnet.
In diesem Fall kann das Kondensat, wenn es sich an der Oberfläche gebildet hast,
einfach auf den Sensor herabtropfen und die gewünschten Wirkungen auslösen.
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Hierbei
ist bevorzugt, daß die
Kondensat bildende Oberfläche
in Schwerkraftrichtung unten am Gehäuse angeordnet ist. Das Kondensat
kann dann unmittelbar auf den Sensor abtropfen, ohne an weiteren
Gehäuseteilen
entlangfließen
zu müssen.
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Hierbei
ist bevorzugt, daß das
Gehäuse
als U-förmiges
Rohr ausgebildet ist, das einen Strömungspfad für das Wärmeträgermedium bildet. An der tiefsten
Stelle des Rohres wird sich das Kondensat bevorzugt bilden, so daß es von
dort auf die Oberfläche
des Sensors tropfen kann.
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Auch
ist von Vorteil, wenn die Kondensat bildende Oberfläche eine
Abtropfhilfe aufweist. Diese Abtropfhilfe kann zunächst darin
bestehen, daß die Oberfläche wasserabstoßend ausgebildet
ist. Sie kann aber auch in einer bestimmten Ausformung bestehen,
die ein Lösen
eines Tropfens von der Oberfläche
erleichtert. Beispielsweise kann es sich um eine relativ spitz zulaufende
Abtropfkante handeln.
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In
einer alternativen oder zusätzlichen
Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß zwischen der Kondensat bildenden
Oberfläche
und dem Sensor eine selbstwirkende Flüssigkeits-Transporteinrichtung
angeordnet ist. Eine derartige Flüssigkeits-Transporteinrichtung
kann durch Kapillare gebildet sein. Wenn man also ein Netz von Röhrchen oder
dünnen
Leitungen zwischen der Kondensat bildenden Oberfläche und
dem Sensor vorsieht, dann kann Kondensat, das sich an der Oberfläche bildet, durch
die Kapillarwirkung zum Sensor gelangen. In diesem Fall kann der
Sensor auch an einer anderen Position als in Schwerkraftrichtung
unterhalb des Gehäuses
angeordnet sein.
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Bevorzugterweise
weist der Sensor einen Abstand von mindestens 1 cm vom Gehäuse auf.
Um sicherzustellen, daß der
Sensor die Taupunkttemperatur erfaßt, darf er nicht mit dem Gehäuse in Kontakt stehen.
In freier Luft muß er
daher einen gewissen Abstand vom Gehäuse haben, Dieser hängt auch
davon ab, ob sich der Sensor über,
neben oder unter dem Gehäuse
befindet. Dies läßt sich
aber durch einfache Versuche herausfinden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß der Sensor
bei Beaufschlagung mit Kondensat ein Mischventil öffnet, das
einen Rücklauf mit
dem Wärmeträgerfluid
mischt.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer ersten Ausgestaltung einer Kühldeckenanordnung,
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2 eine
zweite Ausgestaltung einer Kühldeckenanordnung,
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3 eine
erste Ausgestaltung einer Ventilanordnung mit Kondensatfühler,
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4 eine
zweite Ausgestaltung einer Ventilanordnung mit Kondensat-/Taupunktfühler,
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5 eine
schematische Darstellung eines Gehäuses mit einer Kondensat bildenden
Oberfläche,
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6 eine
schematische Darstellung eines Gehäuses mit Sensor und
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7 eine
abgewandelte Ausführungsform eines
Gehäuses
mit Sensor.
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1 zeigt
schematisch eine Kühldeckenanordnung 1 mit
einem Wärmetauscher 2,
der schlangenförmig
in eine nicht näher
dargestellte Raumdecke verlegt ist. Ein Wärmeträgermedium fließt durch einen
Vorlaufanschluß 3 zu
und durch einen Rücklaufanschluß 4 ab.
Die Temperatur des Wärmeträgermediums,
beispielsweise kaltes Wasser, wird von einer zentralen Stelle aus
gesteuert.
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Unter
ungünstigen
Bedingungen kann es nun vorkommen, daß die Temperatur des Wärmeträgermediums
so niedrig ist, daß Feuchtigkeit
aus der Raumluft am Wärmetauscher 2 kondensiert
und dann von der Decke aus nach unten abtropft. Diese Kondensat-Bildung
ist unerwünscht.
Um sie zu verhindern, ist eine Ventilanordnung 5 mit einem
Ventil 6 und einem Taupunktfühler 7 vorgesehen.
Wenn der Taupunktfühler 7 feststellt,
daß sich
ein Kondensat bildet, dann wird das Ventil 6 geschlossen.
Die Raumluft erwärmt
den Wärmetauscher 2 so
weit, daß das
dort niedergeschlagene Kondensat verdunstet, so daß ein Abtropfen
verhindert wird.
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2 zeigt
eine abgewandelte Ausgestaltung, bei der das Ventil 6 in
einer Verbindung zwischen dem Vorlaufanschluß 3 und dem Rücklaufanschluß 4 angeordnet ist.
Wenn der Taupunktfühler 7 feststellt,
daß sich
Kondensat bildet, dann wird das Ventil 6 geöffnet, so
daß erwärmtes Kühlwasser
vom Rücklauf
zum Vorlauf gelangt und den Wärmetauscher 2 durchströmt. Auch
auf diese Weise kann man dafür
sorgen, daß die
Temperatur im Wärmetauscher 2 so
weit ansteigt, daß das
Kondensat verdunsten kann, das sich auf der Oberfläche des
Wärmetauschers 2 niedergeschlagen
hat.
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3 zeigt
nun schematisch eine Ventilanordnung 5 mit einem Taupunktfühler 7,
wie sie in der Ausgestaltung nach 1 verwendet
wird, d.h. die Ventilanordnung 5 vermindert den Durchfluß durch den
Wärmetauscher 2,
wenn sich Kondensat bildet.
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Die
Ventilanordnung 5 weist ein Gehäuse 8 mit einer Kondensat
bildenden Oberfläche 9 auf.
In der Regel wird sich Kondensat an allen Oberflächenbereichen des Gehäuses bilden.
Als Kondensat bildende Fläche
wird diejenige Fläche
angesehen, von der Kondensat als erstes abfließt oder abtropft. Die Kondensat-Bildung
ist durch Tropfen 10 dargestellt. Im Gehäuse 8 ist
das Ventil 6 angeordnet, das einen Ventilsitz 11,
ein Ventilelement 12 und einen Stößel 13 aufweist, der
das Ventilelement 12 betätigt. Eine Feder 14 ist
vorgesehen, die das Ventilelement 12 vom Ventilsitz 11 wegdrückt, so
daß das
Ventil 6 normalerweise geöffnet ist und den Durchfluß eines Wärmeträgermediums
erlaubt, wie dies durch Pfeile 15 dargestellt ist.
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In
Schwerkraftrichtung unterhalb des Gehäuses 8 ist ein Sensor 16 des
Taupunktfühlers 7 angeordnet,
der aus einem Material gebildet ist, dessen Längenausdehnung sich bei Auftreten
von Feuchtigkeit ändert.
Der Sensor 16 ist eingespannt zwischen einem Vorsprung 17 am
Gehäuse
und dem kürzeren Arm 18 eines
zweiarmigen Hebels 19, der um eine Schwenkachse 20 verschwenkbar
ist. Der Hebel 19 weist einen längeren Arm 21 auf,
der auf den Stößel 13 wirkt.
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Wenn
sich nun der Raumbedarf des Sensors 16 ändert, weil Feuchtigkeit von
der Kondensat bildenden Oberfläche 9 auf
ihn herabtropft, dann wird der Hebel 19 entgegen dem Uhrzeigersinn
um die Schwenkachse 20 verschwenkt, so daß der Stößel 13 eingedrückt wird
und das Ventilelement 12 in Richtung auf den Ventilsitz 11 bewegt.
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Als
Material für
den Sensor 16 läßt sich
beispielsweise Holz verwenden, das sich bei Beaufschlagung mit Feuchtigkeit
bis zu 15 % dehnt und zwar quer zu den Fasern und parallel zu den
Jahresringen. Eine alternative Ausgestaltung besteht darin, als
Material für
den Sensor 16 einen Kunststoff zu verwenden, der bei Beaufschlagung
mit Feuchtigkeit quillt.
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4 zeigt
eine zweite Ausführungsform. Gleiche
Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in 3 versehen.
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Der
Sensor 16 ist als Hohlraumgehäuse 22 ausgebildet,
wobei das Hohlraumgehäuse 22 mit
einem Fluid 23 gefüllt
ist. In Abhängigkeit
von der Temperatur ändert
sich das Volumen des Fluids 23. Diese Volumenänderung
wird durch ein Kapillarrohr 24 zu einem herkömmlichen
Thermostatventilaufsatz 25 übertragen, der seinerseits
wieder über
den Stößel 13 das
Ventilelement 12 auf den Ventilsitz 11 zu bewegt.
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Wenn
nun Tropfen 10 auf das Hohlraumgehäuse 22 gelangen, dann
verdunstet dieser Tropfen. Die hierzu benötigte Wärme wird dem Fluid 23 entzogen.
Das Volumen des Fluids 23 verändert sich und zwar in negativer
Richtung, d.h. der Raumbedarf des Fluids 23 des Sensors 16 sinkt.
Diese Änderung
wird über
das Kapillarrohr 24 an den Thermostatventilaufsatz 25 übertragen,
der dementsprechend das Ventilelement 12 vom Ventilsitz 11 abhebt.
Ein derartiges Ventil läßt sich
dann beispielsweise in einer Ausgestaltung nach 2 einsetzen.
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Es
liegt aber auf der Hand, daß man
mit wenigen Modifikationen auch ein Ventil nach 3 in
einer Anordnung nach 2 und ein Ventil nach 4 in
einer Anordnung nach 1 einsetzen kann. Die Wirkrichtung
muß jeweils
umgedreht werden.
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Bei
dem Fluid 23 kann es sich sowohl um eine Flüssigkeit
als auch um ein Gas handeln. Bei einem Gas wird bereits ein Tropfen 10 Wasser
ausreichen, der bei Raumtemperatur auf der Oberfläche des
Hohlraumgehäuses 22 verteilt
wird, um ein völlig geöffnetes
Ventil innerhalb von 20 Sekunden vollständig zu schließen (bei
der Ausgestaltung nach 1) bzw. zu öffnen (bei der Ausgestaltung
nach 2). Wenn man eine Flüssigkeit als Fluid 23 verwendet,
wird man zwei bis drei Tropfen 10 benötigen.
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In
vielen Fällen
wird es ausreichen, das Gehäuse 8 selbst,
das in der Regel aus einem Metall gebildet ist, als Kondensat bildende
Oberfläche 9 zu verwenden.
In manchen Situationen kann es jedoch günstig sein, wenn man die Kondensat
bildende Oberfläche
des Gehäuses 8 mit
einer Struktur 26 versieht, die die Kondensat-Bildung fördert. In
diesem Fall wird bei ansonsten gleichen Verhältnissen eine Kondensat-Bildung
zunächst
an der Kondensat bildenden Oberfläche 9 stattfinden,
d.h. bevor sich ein Kondensat auch am Wärmetauscher 2 bildet.
Eine derartige Struktur kann beispielsweise aus einer Reihe von
Spitzen bestehen, die als Kristallisationskeime wirken. Auch ist
es möglich,
die Kondensat bildende Oberfläche
mit einem Material zu versehen, das die Kondensat-Bildung fördert. Ein
derartiges Material kann beispielsweise ionisierend ausgebildet sein.
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6 zeigt
eine Ausgestaltung, bei der zwischen dem Sensor 16 und
dem Gehäuse 8 eine
Kapillaranordnung 27 vorgesehen ist. Im einfachsten Fall
handelt es sich hierbei um eine Anordnung von Fasern, die Flüssigkeit
von der Oberfläche 9 des
Gehäuses 8 zum
Sensor 16 transportieren. Wenn man eine derartige Kapillaranordnung 27 vorsieht,
dann ist es nicht unbedingt erforderlich, daß der Sensor 16 in
Schwerkraftrichtung unterhalb des Gehäuses 8 angeordnet
ist. Er kann in diesem Fall auch oberhalb oder seitlich zum Gehäuse 8 angeordnet
sein.
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7 zeigt
eine Ausgestaltung, bei der das Gehäuse 8 U-förmig ausgebildet
ist, bei dem die Kondensat bildende Oberfläche 9 in Schwerkraftrichtung unten
angeordnet ist. Zusätzlich
ist eine Abtropfhilfe 28 vorgesehen, beispielsweise in
Form einer Abtropfkante oder Abtropfspitze. Das Kondensat sammelt sich
zuerst am Boden des U-förmigen
Gehäuses,
so daß von
dort Kondensat auf den darunterliegenden Sensor 16 fallen
kann.
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Der
Sensor 16 ist bei der Ausgestaltung nach 7 mit
einer Flüssigkeitsspeicherschicht 29 beschichtet.
Bei der Flüssigkeitsspeicherschicht
kann es sich beispielsweise um ein Stück Stoff handeln. Wenn ein
Tropfen vom Gehäuse 8 auf
den Sensor 16 abtropft, dann kann er nicht einfach weiter
ablaufen, sondern verbleibt an der Oberfläche 16, so daß man die
Verdunstungswärme
dieses Tropfens vollständig ausnutzen
kann, um das Ventil 6 zu schließen bzw. zu öffnen, je
nach Verwendung.
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Man
kann nun, wie in 1 dargestellt, den Taupunktfühler 7 mit
dem Sensor 16 für
eine einfache Ein/Aus-Regelung
des Wärmetauschers 2 verwenden.
Kondensat, das zum Taupunktfühler 7 gelangt, führt dort
zu einer Volumenänderung,
die wiederum unmittelbar ausgenutzt wird, um das Ventil 6 zu schließen. Der
Wärmetauscher 2 wird
dann von der Umgebung aufgewärmt.
Gleichzeitig verdampft das Kondensat vom Taupunktfühler 7.
Wenn das Kondensat voll verdampft ist, wird der Kühlkreislauf
durch den Wärmetauscher 2 wieder
geöffnet.
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Um
sicherzustellen, daß diese
Regelung funktioniert, darf der Taupunktfühler 7 die Temperatur am
Vorlauf 3 nicht unmittelbar fühlen. Dementsprechend muß der Sensor 16 einen
gewissen Abstand zum Gehäuse 8 haben,
d.h. er darf keinen direkten Kontakt mit dem Gehäuse 8 haben. In freier
Luft sollte er einen Abstand von 1 bis 2 cm zum Gehäuse 8 haben.
Der genaue Abstand hängt
davon ab, ob sich der Sensor 16 über, neben oder unter dem Rohr
befindet.