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Regelung von Klimaanlagen Prüf- und Lagerräume für empfindliche hygroskopische
Stoffe werden auf einer gleichmäßigen, meistens niedrigen Temperatur und gleichbleibenden
relativen Feuchtigkeit der Raumluft gehalten, damit die Materialien stets dieselbe
Temperatur und gleichbleibenden Wassergehalt besitzen. Klimaanlagen für solche Räume
werden automatisch geregelt und sind ausgestattet mit Kühleinrichtungen zur Kühlung
und Entfeuchtung der Luft, mit Heizregistern, um die Temperatur, und mit Luftwäschern
oder Verdampferschalen, um die relative Feuchtigkeit der Luft zu beeinflussen. Die
Klimaanlagen führen aus hygienischen Gründen dauernd eine bestimmte begrenzte Menge
Außenluft in den Raum.
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Für die Behandlung der Raumluft in Aufenthaltsräumen ist es bekannt,
den Zustand der Raumluft mittels eines normalen Temperatur- und eines Kühlgrenztemperaturreglers
im Raum auf konstante Werte zu regeln. Diese Anlagen arbeiten mit einem Kühlwäscher,
in welchem die Luft mit umgewälztem und nach Bedarf gekühltem Wasser behandelt wird.
Dem Wäscher wird ein Gemisch von Außen- und Raumluft zugeführt. Die Stellung der
Außen- und Umluftklappen und die Kühlleistung des Wäschers regelt der Kühlgrenztemperaturregler,
der bei steigender Kühlgrenztemperatur die Außenluftklappe öffnet, die Umluftklappe
schließt und anschließend das Kühlwasserventil zum Wäscher öffnet und bei sinkender
Kühlgrenztemperatur den umgekehrten Regelvorgang auslöst. Im Nebenschluß zum Kühlwäscher
ist ein Umluftkanal mit hintereinanderliegendem Heizregister und Drosselklappe angeordnet,
die von einem Temperaturregler im Raum auf Wärmeabgabe und Luftdurchsatz geregelt
werden. Bei sinkender Raumtemperatur wird die Klappe und anschließend das Heizmittelventil
geöffnet.
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Diese Arbeitsweise und Regelung der Anlage hat den Nachteil, daß auch
noch bei auftretendem Kühlbedarf des Raumes die Zuluft erwärmt werden muß, um die
im Luftwäscher fast bis zur Sättigung befeuchtete Zuluft von annähernd Kühlgrenztemperatur,
die gleichzeitig die Taupunkttemperatur der Raumluft ist, auf Raumtemperatur zu
erwärmen.
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Dieser zusätzliche Wärmebedarf wird bei Klimaanlagen und insbesondere
übersättigungsanlagen vermieden, die von im Raum aufgestellten Temperatur-und auf
die relative Feuchtigkeit ansprechenden Reglern geregelt werden, bei welchen der
Temperaturregler die Stellung der Außen- und Umluftklappen sowie das Ventil eines
Heizregisters und der Feuchteregler die verspritzte Wassermenge regeln.
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Bei dieser Regelung wird durch eine Verstellung der dem Temperaturregler
unterstellten Stellglieder gleichzeitig auch die relative Feuchtigkeit im Raum verändert,
so daß der Feuchteregler anspricht und die Regelung nie zur Ruhe kommt und so keine
gleichbleiben&n Luftverhältnisse eingehalten werden. Um die gegenseitige Beeinflussung
der von dem Temperatur- und dem Feuchteregler ausgelösten Regelvorgänge zu vermeiden,
ist für die Regelung von Klimaanlagen schon vorgeschlagen worden, durch den Feuchteregler
direkt nur die Stellung des Ventils in der Wasserleitung zu den Spritzdüsen des
Wäschers zu regeln und wechselweise sowohl vom Feuchte- als auch vom Temperaturregler
über einen Schalter durch den jeweils höheren oder vorzugsweise den niedrigeren
Regeldruck eines der beiden Regler die Stellung der Außen- und Umluftklappen und
die Wärmeabgabe eines Heizregisters zu regeln. Diese Regelung wird nur für Klimaanlagen
mit Luftwäschern verwendet, die eine Kühlung der Luft durch Verdunstung von Wasser
vornehmen.
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Die Regelung nach der Erfindung soll die unwirtschaftliche Erwärmung
der auf ihre Kühlgrenztemperatur abgekühlten Zuluft sowie die gegenseitige Beeinflussung
des Temperatur- und Feuchtereglers vermeiden. Nach der Erfindung wird für die Regelung
von Klimaanlagen mit Kühl- und Heizregistern sowie Befeuchtungseinrichtung mittels
eines Feuchtereglers und eines Temperaturreglers im Raum die Regelung derart vorgenommen,
daß der Temperaturregler die Stellung von miteinander gekuppelten gegenläufigen
Klappen vor dem Heiz- und vor dem Kühlregister sowie die Wärmeabgabe des Heizregisters
regelt, der Feuchteregler die Feuchtigkeitsabgabe der Befeuchtungseinrichtung
verstellt
und der Temperaturregler sowie der Feuchteregler gemeinsam über einen an sich bekannten
Schalter wechselweise in Abhängigkeit vom jeweiligen höheren oder vorzugsweise niedrigeren
Regeldruck des einen oder anderen Reglers das Ventil des Kühlregisters steuern.
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Bei der Regelung von Klimaanlagen für Prüf- und Lagerräume, die auf
einer gleichmäßigen meistens niedrigen Temperatur- gehalten werden, kann das Konstanthalten
der relativen Feuchtigkeit der Raumluft im Sinn der Erfindung statt durch einen
auf die relative Feuchtigkeit ansprechenden Regler, z. B. Hygrometer oder Psychrometer,
auch durch einen Regler vorgenommen werden, der auf den absoluten Wassergehalt der
Raumluft anspricht, z. B. einen Lithiumchloridregler oder einen Regler, der den
Wärmeinhalt der Raumluft überwacht, z. B. einen feucht gehaltenen Temperaturregler,
da bei konstantem Wassergehalt oder gleichbleibender Kühlgrenztemperatur der Raumluft
aus physikalischen Gründen auch die relative Feuchtigkeit der Luft konstant bleibt,
solange die Raumtemperatur unverändert gehalten wird.
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Die Regelung kann pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch arbeiten.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Klimaanlage mit
einer pneumatischen Regelvorrichtung nach der Erfindung dargestellt.
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Die für die Regelung erforderliche Druckluft von annähernd 1,2 atü
wird durch die. Leitung l über eine Drossel 2 einem Temperaturregler 3 zugeführt.
Dieser öffnet bei steigendem Regeldruck direkt das Ventil 4 des Heizregisters
5 und schließt es bei sinkendem Druck. Diese Regelleitung führt außerdem
zu einer Stelimembran 6, welche die durch ein Gestänge 7 miteinander gekuppelten
Umluftklappen 8, 9 gegenläufig verstellt, von denen die eine 8 vor dem Heizregister
5 und die andere 9 in der Wand einer Mischkammer vor einem Kühlregister
10 angeordnet ist. Weiterhin ist der Temperaturregler 3 an einen Schalter
11 angeschlossen.
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Durch die Leitung 1 wird Druckluft. über die Drossel 12 dem Feuchteregler
13 zugeführt, der das Ventil 14 einer Heizvorrichtung 15 in der Verdampfereinrichtung
16 direkt verstellt und ebenfalls an den Schalter 11 angeschlossen ist. Der Schalter
11 ist in bekannter Weise ausgebildet und derart an die Regelleitungen des Temperaturreglers
3 und des Feuchtereglers 13 angeschlossen, daß er die Regelleitung mit dem jeweils
niedrigeren Regeldruck an das Ventil 17 des Kühlregisters 10 anschließt.
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Die Mischkammer vor dem Kühlregister 10 ist mit einer Außenluftklappe
18 ausgestattet, die bei Inbetriebsetzung der Klimaanlage mittels Druckluft
aus der Leitung 1 durch die Stehmembran 19 geöffnet wird.
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Die Regelung arbeitet wie folgt; Steigt die Raumtemperatur über ihren
Sollwert, so schließt der Temperaturregler 3 zuerst das Ventil 4 des Heizregisters
5 und anschließend durch die Stellmembran 6 die Klappe 8 vor dem Heizregister 5,
gleichzeitig öffnet er die Klappe 9 vor dem Kühlregister 10.
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Sinkt dabei die relative Feuchtigkeit unter ihren Sollwert, so steigt
der Luftdruck in der Regelleitung des Feuchtereglers 13, wodurch das Ventil 14 zur
Heizvorrichtung 15 in der Verdampfereinrichtung 16 geöffnet und Feuchtigkeit an
die Zuluft bei annähernd gleichbleibender Temperatur abgegeben wird. Der höhere
Druck in der Regelleitung des Feuchtereglers 13 gegenüber dem im Regelnetz des Temperaturreglers-3
öffnet im Schalter 11 den Austritt der Druckluft aus der Regelleitung des
Temperaturreglers 3, wodurch das Ventil 17 des Kühlregisters 10 geöffnet
wird und das Gemisch der über die offene Klappe 18 einströmenden Außenluft und über
die Klappe 19 einströmenden Umluft gekühlt wird.
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Steigt die relative Feuchtigkeit über ihren Sollwert. so schließt
der Feuchteregler 13 das Ventil 14 der Befeuchtungsvorrichtung 15, 16. Der Schalter
11 entlüftet durch den jeweils niedrigeren Regeldruck in den Leitungen zum Feuchteregler
13 oder zum Temperaturregler 3 die Leitung vom Schalter 11 zum Kühlregisterventi117,
so daß die durchströmende Raum- und Außenluft gekühlt und durch Kondensieren der
Luftfeuchtigkeit getrocknet wird.
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Sinkt die Raumtemperatur unter ihren Sollwert, so öffnet der Temperaturregler
3 zuerst durch die Stellmembran 6 die Klappe 8 vor dem Heizregister 5, schließt
dabei gleichzeitig durch das Gestänge 7 die Klappe 9 vor dem Kühlregister 10 und
öffnet anschließend das Ventil 4 des Heizregisters 5. Ist dabei die relative Feuchtigkeit
zu hoch, so schließt der Feuchteregler 13 das Ventil 14 der Befeuchtungsvorrichtung
15, 16. Der höhere Druck in der Regelleitung des Temperaturreglers 3 gegenüber dem
in der Regelleitung des Feuchtereglem 13 verstellt den Schalter 11 derart, daß die
Druckluft aus der Leitung vom Schalter 11 zum Ventil 17 des Kühlregisters 10 durch
den Feuchteregler 13 entweicht, wodurch das Ventil 17 geöffnet und die über
die Klappe 18 eintretende Außenluft gekühlt und dadurch getrocknet wird. Ist hingegen
die relative Feuchtigkeit zu niedrig, so öffnet der Feuchteregler 13 das Ventil
14 der Verdampfereinrichtung 15, 16, so, daß die Zuluft befeuchtet wird. Der jeweils
höhere Luftdruck in den Regelleitungen vom Schalter 11 zum Feuchteregler
13 oder zum Temperaturregler 3 schließt das Ventil 17 an die Regelleitung
mit dem niedrigeren Druck an, der aber bei zu niedriger Temperatur stets noch so
hoch ist, daß das Ventil 17 gedrosselt bleibt.
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Im Sinn der Erfindung können für Anlagen, die die Raumluft auf eine
niedrige Temperatur von z. B. -f-10° C regeln, so daß das Kondensat aus der Luft
am Kühlregister gefriert, zwei Kühlregister vorgesehen werden, von denen wechselweise
eines von der zu kühlenden Luft durchströmt wird, während das andere, z. B. durch
Klappen vom Luftstrom abgeschaltet, zum Auftauen des gefrorenen Kondensates von
einem erwärmten Luftstrom durchströmt oder auf andere Weise enteist wird.