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Verfahren und Vorrichtung zum Klimatisieren eines Raumes durch befeuchtete,
gegebenenfalls erwärmte Zuluft Die Erfindung betrifft die Klimatisierung von Räumen,
die eine hohe relative Raumluftfeuchte, beispielsweise 70 °/u, verlangen.
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Die Verwendung von insbesondere für industrielle Betriebe bestimmte
Klimaanlagen, welche bis zur Sättigung vorbefeuchtete Luft dem Raurn zu-- Abführung
der von Arbeitsmaschinen an die Raumluft abgegebenen Wärme zuführen, scheitert für
die Erzielung so hoher Feuchtigkeit im allgemeinen an dem dazu erforderlichen sehr
großen Luftwechsel. Man hat daher die hohe Raumluftfeuchte erzielt, indem man dem
Raum bis zur Sättigung vorbefeuchtete Luft zugeführt und außerdem zusätzlich feinen
Wasserstaub durch Druckluftzerstäubungsdüsen oder andere Luftbefeuchtungseinrichtungen
unmittelbar in den Raum eingeblasen hat. Diese Anlagen arbeiten einwandfrei, sind
aber teuer, sowohl in der Anschaffung wie im Betrieb. Zur Erzielung des feinen Wassernebels
ist ein Druckluftkompressor mit verhältnismäßig hohem Leistungsbedarf erforderlich.
Dazu kommt die Notwendigkeit, Druckluft- und Wasserleitungen durch den ganzen Raum
zu legen und zahlreiche Zerstäubungsdüsen anzuordnen. Zur Herabsetzung der Kosten
ist man daher auch dazu übergegangen, unter Verzicht auf die den Raum unmittelbar
befeuchtenden Druckluftzerstäubungsdüsen die Zuluft selber über die Sättigung hinaus
zu befeuchten. Diese Einrichtungen, die als Übersättigungsanlagen bekannt sind,
arbeiten beispielsweise wie folgt.
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Ein je nach der Jahreszeit mehr oder weniger aus Umluft und Außenluft
bestehendes Luftgemisch wird in einem Wäscher bekannter Ausführung durch Druckwasserdüsen
ausgewaschen. Bei diesem Vorgang tritt eine Übersättigung der Luft ein, da die Luft
Wassertropfen mitreißt. Diese werden aber bewußt durch Tropfenabscheider entfernt,
weil die mit dem ausgewaschenen Staub der Luft behafteten Tropfen keinesfalls in
den Raum gelangen dürfen. Hinter dem Tropfenabscheider ist daher die Luft nahezu
gesättigt, wobei die erzielte Höhe der relativen Feuchte je nach der Ausbildung
der Einrichtung und je nach der Stärke der Wasserzerstäubung im Wäscher verschieden
sein kann. Im Anschluß an den Wäscher wird die Luft, bevor sie dem Raum zugeführt
wird, nochmals befeuchtet, so daß sie bei stärkster Beanspruchung der Anlage (im
Hochsommer) beispielsweise 1 bis 2 g Wasser je Kilogramm Luft in Form von Wasserstaub
mitnimmt.
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Man hat zum Befeuchten der Raumluft auch die gesamte erforderliche
Feuchtigkeit als Wassernebel durch Druckluftzerstäuber oder durch mechanische Zerstäubung
von Wasser mittels rotierender Scheiben derart in den Raum geführt, daß unter dem
Wassernebel ein annähernd waagerecht mit großer Geschwindigkeit ausgeblasener zusätzlicher
unbehandelterLuftstrom den Wassernebel mitnimmt und in den Raum verteilt.
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Derartige Anlagen, die im einzelnen ganz verschieden sein können,
haben als wesentliches Merkmal die Übersättigung der Zuluft vor dem Eintritt in
den Raum. Sie sind daher empfindlich, weil durch die Übersättigung der Zuluft erhöhte
Gefahr von Tropfenbildung und Wasserniederschlag im Raum entsteht.
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Zur Vermeidung des Tropfenauswurfes infolge des hohen Überdruckes
und der starken Übersättigung, insbesondere in der Nähe der Befeuchtungseinrichtung
am Anfang des Luftkanals, ist bei einer mit übersättigter Zuluft arbeitenden Klimaanlage
der Zuluftweg in zwei Luftwege unterteilt worden.
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Der eine Luftweg mit drosselbarem- Lufteintritt und mit gesonderter
Befeuchtungseinrichtung dient zum Zuführen der übersättigten Luft in den Raumteil
in der Nähe der Befeuchtungseinrichtung, der andere Luftweg, dessen Überdruck am
Anfang der Leitung durch die Strömungsverluste bis zum entfernten Raumteil erniedrigt
und dessen Übersättigung durch Absetzen der überschüssigen Tropfen auf dem Wege
dahin auf das zulässige Maß verringert wird, zur Zuführung der Luft an weiter entfernte
Stellen im Raum.
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Es sind weiterhinLuftbefeuchtungsanlagenbekannt, bei denen eine gesonderte
Befeuchtungseinrichtung oberhalb des Luftein- und -austritts einer mit nicht vorbehandelter
Luft arbeitenden Lüftungsanlage angeordnet ist. Die Befeuchtungs- bzw. Übersättigungseinrichtung,
welche die gesamte Feuchtigkeit aufbringt, besteht dabei aus einer die Raumluft
umwälzenden Anlage im oberen wärmeren Teil des Raumes mit eingebautem Wasserzerstäuber.
Anlagen dieser Art können die Luft aus dem Zuluftkanal der
Lüftungsanlage
nicht nach -unten ausblasen, da diese Zone sonst unbehandelte Luft erhält.
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Alle Anlagen, welche für die Befeuchtung Wassertröpfchen direkt in
den Raum zuführen, können die Zuluft nur waagerecht oder schwach geneigt nach oben
in den Raum einführen; damit die die Wassertropfen mitführende trockene oder fast
gesättigte Zufuft genügend Zeit hat, sich mit so viel Raumluft zu mischen, daß die
Wassertropfen restlos verdunsten können und anschließend die relative Feuchtigkeit
der Zuluft auf den gewünschten Wert sinkt, bevor die Luft zu den Arbeitsmaschinen
gelangt. Bei dieser Art der Einführung der Zuluft bildet sich unter dem Kanal ein
toter Raum, so. slaß -dort ganz andere klimatische Verhältnisse herrschen können
als in den übrigen Raumteilen. Die Unterschiede sind um so größer, je größer die
@rurfweite des aus dem Kanal austretenden Luftstrahls -= entsprechend der Breite
des Arbeitsraumes - ist.
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Bei bekannten Anlagen für die Entnebelung von Räumen, in welche aus
Behältern Nebel in die Raumluft aufsteigen, ist schon eine--Gabelung des von einem
Ventilator geförderten Luftstromes in zwei Ströme vorgesehen worden, welche in verschiedener
Höhe in den Raum eingeführt werden- Der über den Maschinen und über der Aufenthaltszone
liegende Teil des Raumes, in welchem sich vorzugsweise die Nebel sammeln, erhält
dabei hocherwärmte Luft, während der darunterliegendenAufenthultszone niedriger
erwärmte Luft zugeführt wird. Die verschieden hohe Erwärmung der Luft wird in zwei
getrennten Heizkörpern vorgenommen.
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Die bei den bekannten Übersättigungsanlagen entstehende nachteilige
tote Zone unter den Apparaten -wird durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Klimatisieren
eines Raumes mittels Zuführung übersättigter Luft vermieden. Danach wird zum Klimatisieren
eines Raumes durch befeuchtete, gegebenenfalls erwärmte Zuluft mittels zwei in Kanälen
übereinander geführten, verschieden behandelten Luftströmen so verfahren, daß dem
Raum in einem Luftwäscher vorbehandelte Zuluft in zwei getrennten Strömen in verschiedener
Höhe zugeführt wird. Die aus dem oberen Kanal austretende mit Wassertröpfchen beladene
Luft sinkt in geringer Entfernung vom Kanal in die durch seitliche Öffnungen mit
großer Geschwindigkeit annähernd waagerecht aus dem Barunterliegenden Kanal austretenden
Strahlen gesättigter Luft. Die aus dem unteren Kanal waagerecht austretende Luft
mischt sich auf ihrem Weg mit der trokkeneren wärmeren Raumluft, so daß der Luftstrahl
in der Lage ist, den Wassernebel aus dem Barüberliegenden Kanal aufzunehmen und
so weit im Raum zu verteilen, daß sich die mit Feuchtigkeit gesättigten und mit
Wassertropfen beladenen Luftstrahlen dabei ausreichend mit der warmen Raumluft vermischen
und die Wassertropfen verdunsten. Die aus dem unteren Kanal nach unten austretende
gesättigte Luft nimmt die von den Barunterliegenden Maschinen entwickelte Wärme
auf und dient zur Klimatisierung dieses Raumteiles.
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Eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens verwendet an sich bekannte
Einrichtungen zum Befeuchten der Zuluft. Die gesamte Zuluft -wird in einem Wäscher
behandelt. Der Luftweg hinter der Vorbefeuchtungseinrichtung (Wäscher) ist in zwei
Teile gegabelt, deren einer Luftaustrittsöffnungen über denen des anderen und eine
Einrichtung zur Übersättigung aufweist. Die durch die Gabelung gebildeten zwei Luftwege
können als zwei übereinanderliegende Luftverteilleitungen ausgebildet sein, deren
obere mit seitlichen Austrittsstutzen die übersättigte Luft und deren untere mit
nach unten und gegebenenfalls noch mit seitlich gerichteten Austrittsstutzen die
höchstens bis zur Sättigung befeuchtete Luft dem Raum zuführt.
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Die beiden übereinander angeordneten Kanäle können zu einem einzigen
vereinigt werden, der durch eine etwa waagerechte Ouerwand, die zweckmäßig vom Kanalende
zum Wäscher hin mit Gefälle verläuft, in zwei Teile aufgeteilt ist, deren oberer
die übersättigte und deren unterer die bis zur Sättigung befeuchtete Luft führt.
Die Regelung des Luftdurchsatzes und des Luftzustandes in den Luftverteilleitungen
kann 'durch vom- Raumluftzustand beeinflußte Feuchteregler erfolgen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Klimaanlage für
die erfindungsgemäße Luftführung schematisch dargestellt.
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Fig. 1 zeigt die Gesamtanordnung der Anlage, Fig. 2 in größerem Maßstab
einen Querschnitt durch die Doppelleitung im klimatisierten Raum.
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Durch die Klappe 1 wird die Umluft und durch die Klappe 2 die Außenluft
angesaugt. Das Luftgemisch durchströmt den Gleichrichter 3, den von den Düsen 4
erzeugten Wassernebel und den Tropfenabscheider 5 und tritt in gesättigtem Zustand
in die Kammer 6, in welcher der Kühlgrenzregler 7 angeordnet ist, der die Außen-
und Umluftklappen 1, 2 und gegebenenfalls ein im Wasserkreislauf der Pumpe 8 angeordnetes
Ventil eines Wasservorwärmers betätigt. An die Kammer 6 schließt sich eine Luftverteilleitung
9 an, welche durch eine Trennwand 10 in eine obere und untere Luftleitung 9 a und
9 b unterteilt ist.
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Am Beginn jeder Teilleitung 9 a, 9 b ist je ein Lüfter 11 bzw. 12
angeordnet. Der Lüfter 11 fördert die Luft über die obere Teilleitung durch die
offene Klappe 13 oder bei geschlossener Klappe 13 durch das Heizregister 14 und
über eine Nachbefeuchtungseinrichtung 15 beliebiger Art, die die durchströmende
Luft übersättigt, in den Raum.
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Der Lüfter 12 fördert die Luft über die untere Teilleitung 9 b entweder
durch die offene Klappe 16 oder bei geschlossener Klappe über das Heizregister 17
in den Raum.
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Die in der oberen Teilleitung 9 a übersättigte und mit Wasserstaub
beladene Luft tritt durch seitliche Austrittsstutzen 18 annähernd waagerecht in
den Raum aus. Die durch die untere Teilleitung 9 b strömende Luft tritt entweder
durch untere oder seitliche oder sowohl durch untere als auch seitliche Stutzen
19, 20 nach unten oder seitlich gerichtet in den Raum.
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Im Raum sind zwei Feuchteregler vorgesehen, von denen der Feuchteregler
21 in größerem Abstand von der Luftverteilleitung angeordnet ist und die Zuluftklappe
13, das Heizregisterventil 22 und die Nachbefeuchtungseinrichtung 15 steuert, sowie
gegebenenfalls die Drehzahl des Motors für den Lüfter 11.
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Der Feuchteregler 23 ist in der Nähe der Luftverteilleitung angeordnet
und steuert die Zuluftklappe 16 und das Heizregisterventi124 am Beginn der untenliegenden
Teilleitung, sowie gegebenenfalls die Drehzahl des Motors für den Lüfter 12.
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In Fig. 2 ist ein Schnitt durch die Zuluftleitung 9 dargestellt. Die
obere Teilleitung 9a führt außer gesättigter Luft feinen Wasserstaub, die durch
seitliche Luftaustrittsstutzen 18 annähernd waagerecht in den Raum austreten. Die
untere Teilleitung 9 b führt nur gesättigte Luft, welche durch untere Austrittsstutzen
19 oder/und durch seitliche Luftaustrittsstützen 20 fächerförmig in den Raum austritt.
Die Trennwand
10 dient als Rücklauf für das sich im Innern des Teilkanals
9 a niederschlagende Wasser und ist mit Gefälle zum Vorbefeuchtungswäscher ausgeführt.
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Der Feuchteregler 21, welcher die Steuerung für die obenliegende Teilleitung
9 a vornimmt, ist in größerem Abstand von der Zuluftleitung angeordnet, während
der Feuchteregler 23 in der Nähe der Zuluftleitung vorgesehen ist. Durch die Zuführung
von gesättigter Luft in den von der übersättigten Luft nicht bestrichenen Raumteil
wird auch dieser klimatisiert. Durch eine entsprechende Bemessung der unterhalb
des Kanals zugeführten gesättigten Luftmenge kann über die Breite des ganzen Raumes
eine gleichmäßige Feuchtigkeit eingehalten werden.
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An Stelle von je einem Lüfter für jede Teilleitung kann ein für beide
Teilleitungen gemeinsamer Lüfter verwendet werden, welcher entweder hinter oder
vor dem Vorbefeuchtungswäscher angeordnet sein kann. Ebenso kann für beide Teilleitungen
die Drosselklappe 13 bzw. 16 fortfallen und das Heizregister 14 bzw. 17 den ganzen
Querschnitt der zugehörigen Teilleitung einnehmen, so daß die Register dauernd vom
Luftstrom durchflossen werden. Ebenso können die beiden Teilleitungen statt übereinander
auch auf andere Weise zueinander angeordnet werden.