DE112016006379T5

DE112016006379T5 - Befeuchter und Klimaanlage

Info

Publication number: DE112016006379T5
Application number: DE112016006379.2T
Authority: DE
Inventors: Takahiro Sakai; Yasutaka Inanaga
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-02-09
Filing date: 2016-02-09
Publication date: 2018-10-25
Anticipated expiration: 2036-02-10
Also published as: DE112016006379B4; JPWO2017138095A1; JP6076553B1; CN108603675A; US20190032934A1; US10746419B2; WO2017138095A1

Abstract

Wenn mineralische Bestandteile, wie beispielsweise Kalziumcarbonat und Magnesium im Befeuchtungswasser enthalten sind und eine Befeuchtungsplatte Löcher aufweist und eine hohe Befeuchtungsleistung aufweist, besteht ein Problem dahingehend, dass Kesselsteine lokal an einem Ende oder in der Nähe der Löcher der Befeuchtungsplatte auf einer Luv-Seite entstehen können. Wenn winzige Leerstellen in der Befeuchtungsplatte aufgrund der Kesselsteine verstopft sind, wird das Wasseraufnahmevermögen in einem Kesselsteine-Erzeugungsbereich deutlich reduziert. Es besteht ein Problem dahingehend, dass die Befeuchtungsplatte selbst dann ausgetauscht werden muss, wenn ein anderer Bereich als das Ende und die Umgebung der Löcher in Ordnung ist, so dass die Austauschzyklen verkürzt werden. Um das Problem zu lösen, wird eine Vielzahl von Öffnungen, die in Plattendickenrichtung geöffnet sind, auf einer flachen Plattenoberfläche eines wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 verteilt. Somit werden in einer Luftströmungsrichtung, in die Luft von der einen Endseite zu der anderen Endseite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 gesendet wird, die Öffnungsflächen der Öffnungen der Vielzahl von Öffnungen 5 auf der anderen Endseite erhöht.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Befeuchter und eine Klimaanlage.
Stand der Technik
Das Bereitstellen einer angemessenen Luftfeuchtigkeit ist ein wichtiger Faktor für ein angenehmes Raumklima. Bei ungenügender Luftfeuchtigkeit kann es zu schädlichen Einflüssen wie Gesundheitsgefährdung, Verschlechterung von Gegenständen und Erzeugung statischer Elektrizität kommen. Um eine angemessene Luftfeuchtigkeit zu gewährleisten, wird beispielsweise im Gebäudesanitäts-Steuerungsgesetz (Building Sanitation Control Act) festgelegt, dass in bestimmten Gebäuden, wie beispielsweise Gewerbe- und Bürogebäuden mit einer Bodenfläche von 3000 m² oder mehr, die Temperatur bei 17°C bis 28°C gehalten werden muss und die relative Feuchte gegenüber der Temperatur bei 40 % bis 70 % als Steuerstandardwert für die Luftumgebung gehalten werden muss. Weiterhin wird bei der American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) klar festgelegt, dass die relative Feuchte zwischen 30 % und 60 % als Feuchtekriterium liegt.
Als Innenraum-Befeuchtungsverfahren zum Befeuchten eines Innenraums ist das Verdunstungsverfahren bekannt. Das Verdunstungsverfahren ist ein Verfahren zur Befeuchtung, bei dem ein wasserabsorbierendes Befeuchtungsmaterial, das ein Wasseraufnahmevermögen aufweist, vorbereitet wird, dem wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterial Wasser zugeführt wird und Luft durch das wasserabsorbierende Befeuchtungsmaterial geleitet wird. Wenn die Luft durch das wasserabsorbierende Befeuchtungsmaterial geleitet wird, wird das im wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterial enthaltene Wasser einem Wärmeaustausch mit einem Luftstrom ausgesetzt, so dass Verdampfung und Verdunstung bewirkt wird. Auf diese Weise wird der Innenraum befeuchtet (siehe beispielsweise Patentliteratur 1 und Patentliteratur 2).
Liste Stand der Technik
Patentliteratur

Patentliteratur 1: ungeprüfte japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2003-230 037 A
Patentliteratur 2: ungeprüfte japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2012-93059

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Wenn mineralische Bestandteile in dem Wasser enthalten sind, das dem wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterial mit Wasseraufnahmevermögen zugeführt werden soll, reagieren diese mineralischen Bestandteile mit Kohlendioxid, so dass eine schwerlösliche Substanz entstehen kann, die im Wasser kaum löslich ist. Die schwerlösliche Substanz erzeugt somit Ablagerungen und verwandelt sich mit der Verdampfung und Verdunstung, und schlägt sich als Kesselstein nieder.
Grundsätzlich wird Leitungswasser als das dem wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterial zuzuführende Wasser verwendet. Allerdings sind mineralische Bestandteile wie Kalziumkarbonat, Magnesium und Kieselsäure in Leitungswasser enthalten, so dass ein hohes Risiko von Kesselsteinablagerung bzw. -niederschlag entsteht. Wenn sich die Kesselsteine auf dem Filter niederschlagen, wird das Wasseraufnahmevermögen des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials verschlechtert und somit muss das wasserabsorbierende Befeuchtungsmaterial ersetzt werden.
Bei einem Verdunstungs-Befeuchtungsverfahren für einen Innenraum wird grundsätzlich Luft durch das wasserabsorbierende Befeuchtungsmaterial geleitet, und zwar von der einen Endseite zu der anderen Endseite. Auf diese Weise werden Verdampfung und Verdunstung gefördert. Wird die Luft wie oben beschrieben durch das wasserabsorbierende Befeuchtungsmaterial geleitet, ist eine Verdampfungs- und Verdunstungsrate an einem Bereich auf der einen Endseite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials, auf den die Luft direkt bläst, deutlich größer als eine Verdampfungs- und Verdunstungsrate an einem Bereich auf der anderen Endseite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials.
Wenn die Verdampfungs- und Verdunstungsrate an dem Bereich auf der einen Endseite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials deutlich größer ist als die Verdampfungs- und Verdunstungsrate an dem Bereich auf der anderen Endseite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials, können sich die Kesselsteine an dem Bereich auf der einen Endseite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials früher niederschlagen als an dem Bereich auf der anderen Endseite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials. Wenn die Kesselsteine sich an dem Bereich an der einen Endseite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials niederschlagen, wird das Wasseraufnahmevermögen an dem Bereich der einen Endseite verschlechtert, und die Verdampfungs- und Verdunstungsrate an dem Bereich der einen Endseite verschlechtert sich. Als Resultat wird die Verdampfungs- und Verdunstungsrate in dem gesamten wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterial deutlich vermindert und somit das Befeuchtungsvermögen abgebaut. Wenn sich die Kesselsteine an dem Bereich auf der einen Endseite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials niederschlagen, ist es daher erforderlich, das wasserabsorbierende Befeuchtungsmaterial selbst dann zu ersetzen, obwohl sich die Kesselsteine an dem Bereich auf der anderen Endseite wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials nicht niedergeschlagen haben. Das heißt, ein Austauschzyklus des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials wird verkürzt.
Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Befeuchter bereitzustellen, der einen so weit wie möglich verlängerten Austauschzyklus eines wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials hat. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Klimaanlage bereitzustellen, die den Befeuchter aufweist.
Lösung des Problems
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Befeuchter bereitgestellt, der Folgendes aufweist: Ein wasserabsorbierendes Befeuchtungsmaterial, das eine Plattenform aufweist und aus einem wasserabsorbierenden Material hergestellt ist, eine Zuführeinheit, die dazu ausgebildet ist, dem wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterial Wasser zuzuführen, und eine Luft-Aussendeeinrichtung, die dazu ausgebildet ist, Luft von der einen Endseite zu der anderen Endseite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials in einer Luftströmungsrichtung auszusenden, die senkrecht zu einer Plattendickenrichtung des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials ist. Das wasserabsorbierende Befeuchtungsmaterial weist eine Vielzahl von Öffnungen auf, die durch das wasserabsorbierende Befeuchtungsmaterial hindurchgehen bzw. dieses penetrieren, und der Befeuchter ist so ausgebildet, dass er eine Befeuchtung durchführt, und zwar durch Verdampfung und Verdunstung des dem wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterial zugeführten Wassers mittels der von der Luft-Aussendeeinrichtung gesendeten Luft.
Die Klimaanlage gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist einen Wärmetauscher, der dazu ausgebildet ist, zugeführte Luft einem Wärmeaustausch auszusetzen, und den oben genannten Befeuchter auf. Der Befeuchter befeuchtet die durch den Wärmeaustauscher dem Wärmeaustausch unterworfene Luft. Auf diese Weise führt die Klimaanlage eine Klimatisierung durch.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Bei dem Befeuchter und der Klimaanlage gemäß der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist die Vielzahl von Öffnungen auf einer flachen Plattenoberfläche des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials verteilt, das eine Plattenform aufweist. Die Kontaktfläche mit der Luft ist bei den Öffnungen erhöht, die in Plattenrichtung des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials geöffnet sind. Folglich wird die Verdampfungs- und Verdunstungsrate erhöht. Die Vielzahl von Öffnungen sind derart ausgeschnitten bzw. ausgebildet, dass die Verteilungsdichte in Luftströmungsrichtung nicht gleichmäßig ist, in die die Luft zu dem wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterial gesendet wird. Folglich kann die Verdampfungs- und Verdunstungsrate auf der anderen Endseite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials gegenüberliegend zu der einen Endseite, auf die die Luft direkt geblasen wird, erhöht werden, und folglich kann die relative Verdampfungs- und Verdunstungsrate auf der einen Endseite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials reduziert werden, auf die die Luft direkt geblasen wird. Als Resultat hiervon kann eine Situation so weit wie möglich verhindert werden, bei der der Kesselsteinniederschlag lokal bei einem Bereich auf der einen Endseite verursacht wird, so dass eine Oberflächenlast des Kesselsteineniederschlags auf der einen Oberfläche des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials geglättet werden kann, so dass ein Austauschzyklus des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials so weit wie möglich ausgedehnt bzw. verlängert werden kann.
Figurenliste
In den Zeichnungen zeigt:

1 eine Konfigurationsansicht eines Befeuchters gemäß Ausführungsform 1;
2 eine Konfigurationsansicht zum Darstellen eines teilweisen vergrößerten Bereichs eines wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials;
3 eine schematische Darstellung zum Veranschaulichen der Formen von Befeuchtungsmaterialien;
4 eine Konfigurationsansicht zum Veranschaulichen eines Beispiels einer Klimaanlage, die den Befeuchter aufweist;
5 eine schematische Darstellung eines Befeuchtungsmechanismus;
6 ein Diagramm zum Darstellen eines Befeuchtungseffektes mittels der Öffnungen;
7 eine Konfigurationsansicht eines Befeuchters gemäß Ausführungsform 2;
8 eine Konfigurationsansicht eines Befeuchters gemäß Ausführungsform 3;
9 eine Konfigurationsansicht eines Befeuchters gemäß Ausführungsform 4.

Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden Details eines Befeuchters und einer Klimaanlage gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der zugehörigen Zeichnungen beschrieben. Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich Beispiele, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Außerdem weicht bei den folgenden Zeichnungen das Größenverhältnis zwischen den Komponenten manchmal noch von dem tatsächlichen Verhältnis ab.
Ausführungsform 1
(Konfiguration eines Befeuchters)
1 ist eine Darstellung eines Befeuchters 9 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. Wie in 1 dargestellt, weist der Befeuchter 9 gemäß Ausführungsform 1 Folgendes auf: einen Zuführbereich 2, Düsen 3, wasserabsorbierende Befeuchtungsmaterialien 4, eine Ablaufwanne 6 und eine Luft-Aussendeeinrichtung 8.
Der Zuführbereich 2 ist dazu ausgebildet, Befeuchtungswasser 1 zu speichern, das für die Befeuchtung eines zu befeuchtenden Befeuchtungsraumes verwendet wird, und dient als Zuführeinheit, die dazu ausgebildet ist, den wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 Befeuchtungswasser 1 zuzuführen. Die Düsen 3 sind jeweils Beispiele einer Wasser-Zuführeinheit, die dazu ausgebildet ist, den wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 das Befeuchtungswasser von dem Zuführbereich 2 aus zuzuführen. Die wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 sind so ausgebildet, dass sie das von dem Zuführbereich 2 zugeführte Befeuchtungswasser 1 absorbieren. Wird Luft durch die wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 geleitet, wird das absorbierte Befeuchtungswasser 1 durch Verdampfung verdampft. Auf diese Weise wird der Befeuchtungsraum befeuchtet. Die Ablaufwanne 6 ist in vertikaler Richtung unterhalb der wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 angeordnet und ist dazu ausgebildet, überschüssiges Wasser von den wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 aufzunehmen.
Die wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 sind jeweils aus einem wasserabsorbierenden Material hergestellt, das eine Plattenform aufweist, und eine Vielzahl von wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 sind in einer Kurzachsenrichtung mit Freiräumen angeordnet bzw. aufgereiht. In 1 ist ein Beispiel beschrieben, bei dem drei wasserabsorbierende Befeuchtungsmaterialien 4 in horizontaler Richtung angeordnet bzw. aufgereiht sind und jedes der wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 in vertikaler Richtung aufrecht angeordnet ist. Es ist allerdings nur erforderlich, dass mindestens ein wasserabsorbierendes Befeuchtungsmaterial 4 aufrecht angeordnet ist.
Die Luft-Aussendeeinrichtung 8 ist dazu ausgebildet, Luft 7 dazu zu veranlassen, von einer Endseite zu der anderen Endseite der wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 in Strömungsrichtung senkrecht zu einer Plattendickenrichtung und einer Anordnungsrichtung der wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 zu strömen. Die Strömungsrichtung unterscheidet sich von der Vertikalenrichtung. Die Luft 7 strömt durch die Freiräume zwischen den wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4, die nebeneinander liegen, und somit werden Verdampfung und Verdunstung des von dem wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 absorbierten Befeuchtungswasser 1 gefördert.
Es ist lediglich nötig, dass der Zuführbereich, die Düsen 3, die wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4, die Luft-Aussendeeinrichtung 8 und die Ablaufwanne 6 jeweils beispielsweise mittels eines vorbestimmten Trägers befestigt sind. Eine Konfiguration des Trägers ist nicht besonders eingeschränkt und muss nur entsprechend der Verwendung des Befeuchters 9 ausgewählt werden.
2 ist eine teilweise vergrößerte Schnittansicht des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4. Das wasserabsorbierende Befeuchtungsmaterial 4 weist eine dreidimensionale Maschenstruktur mit einem Körperbereich 11 und Leerstellen 10 auf, die in dem Körperbereich 11 geöffnet sind, und ist derart ausgebildet, dass die Wasseraufnahmefähigkeit verbessert ist. Die dreidimensionale Maschenstruktur bezieht sich auf eine Struktur ähnlich zu einem Harzschaum, der eine hohe Wasseraufnahmefähigkeit aufweist, wie beispielsweise ein Schwamm. Es ist denkbar, dass das wasserabsorbierende Befeuchtungsmaterial 4 von Ausführungsform 1 aus einem porösen Material, wie beispielsweise Metall, Keramik, Harz, Vliesstoff und Fasern hergestellt ist und jedes von diesen Materialien zu einem Schaum oder einer Netz- bzw. Maschenstruktur ausgebildet ist. Das Material des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 ist jedoch nicht auf diese Materialien beschränkt.
Das Befeuchtungswasser 1 der Ausführungsform 1 dient zur Befeuchtung des zu befeuchtenden Raums. Als Befeuchtungswasser wird beispielsweise Leitungswasser verwendet. Wenn mineralische Bestandteile, wie beispielsweise Kalziumcarbonat, Magnesium und Kieselsäure, die in dem Wasser, wie beispielsweise Leitungswasser, enthalten sind, mit Kohlendioxid reagieren, wird eine schwerlösliche Substanz erzeugt, die kaum wasserlöslich ist. Die so erzeugte schwerlösliche Substanz wird bei der Verdampfung und Verdunstung abgelagert und wird zu Schuppen bzw. Kesselsteinen umgewandelt. Wenn derartige Kesselsteine in dem wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterial 4 erzeugt werden, besteht die Befürchtung dahingehend, dass die Leerstellen 10 sich verstopfen können, so dass die Wasseraufnahmefähigkeit verschlechtert wird. Wenn die Wasseraufnahmefähigkeit verschlechtert wird, wird die Verdampfungs- und Verdunstungsrate verschlechtert, mit der Folge, dass das Befeuchtungsvermögen verschlechtert wird. Als Befeuchtungswasser 1 wird daher Wasser bevorzugt, das eine geringe Menge an mineralischen Bestandteilen aufweist, jedoch kann weiches Wasser, hartes Wasser oder anderes Wasser verwendet werden.
Der Zuführbereich 2 ist dazu ausgebildet, das Befeuchtungswasser 1 zu speichern und den wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 das Befeuchtungswasser 1 zuzuführen. Der Zuführbereich ist dazu ausgebildet, das Befeuchtungswasser 1 mittels Tropfens des Befeuchtungswassers 1 von den Düsen 3 auf einen Bereich über den wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 zuzuführen, und zwar unter Verwendung einer Antriebseinheit, wie beispielsweise einer Pumpe. Ferner ist nur erforderlich, dass die Antriebseinheit in der Lage ist, das Befeuchtungswasser 1 zu transportieren. Die Antriebseinheit ist beispielsweise eine (nicht-positive) kraftschlüssige Verdrängerpumpe oder eine (positive) Verdrängerpumpe, ist jedoch nicht besonders beschränkt. Ferner kann die Ablaufwanne 6, der das Befeuchtungswasser 1 von den Düsen 3 zugeführt wird, als Zuführbereich 2 dienen. Es kann eine Konfiguration eingesetzt werden, bei der beispielsweise jeweils ein Ende der wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 in der Ablaufwanne 6 angeordnet ist, so dass das Befeuchtungswasser 1 mittels Kapillarkräfte der zu versorgenden wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 angesaugt wird.
Die Düsen 3 werden auf den Bereichen oberhalb der wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 installiert, die sich in Bereichen befinden, in denen das Befeuchtungsvermögen am höchsten ist, und sind dazu ausgebildet, das aus dem Zuführbereich 2 transportierte Befeuchtungswasser 1 mittels Tropfens des Befeuchtungswassers 1 aus den Bereichen oberhalb der wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 zuzuführen. Ferner kann das Befeuchtungswasser 1 von den Düsen 3 zu dem Zuführbereich 2 zugeführt werden.
Die Düsen 3 weisen jeweils eine Hohlform auf, wobei lediglich der Außendurchmesser und der Innendurchmesser der Düse 3 in Abhängigkeit von der Größe und Dicke der wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 ausgewählt werden muss. Ferner kann das distale Ende der Düse 3 eine beliebige Form aufweisen, wie beispielsweise eine Dreieckspyramidenform, eine viereckige Pyramidenform, eine Kreisrohrform und eine Vierkantrohrform. In diesem Fall wird eine Form bevorzugt, bei der das distale Ende eine Dreieckspyramidenform und ein Ausgang der Düse 3 einen Lochdurchmesser von 0,5 mm aufweist. Das liegt daran, dass Wassertropfen gut von der Düse 3 abtropfen, wenn die Düse 3 ein spitzes distales Ende aufweist. Es wird zwar bevorzugt, dass die Düse 3 ein spitzes distales Ende aufweist, wenn allerdings das distale Ende zu spitz ist, ist es schwierig, die Düse 3 handzuhaben und diese ist weniger stabil. Aus diesem Grund wird bevorzugt, dass der Winkel des distalen Endes in einem Bereich von 10° bis 45° liegt.
Wenn der Lochdurchmesser des Ausgangs bzw. Auslasses der Düse 3 zu groß ist, besteht eine Befürchtung dahingehend, dass das Befeuchtungswasser 1 übermäßig zugeführt wird, so dass die Menge des nicht benötigten Wassers erhöht wird. Wenn allerdings der Lochdurchmesser des Auslasses der Düse 3 zu klein ist, kann der Auslass der Düse 3 durch in das Befeuchtungswasser 1 eingemischte Partikel oder Kesselsteine verstopft werden. Aus diesem Grund wird bevorzugt, dass der Lochdurchmesser der Düse 3 innerhalb eines Bereichs von 0,1 mm bis 0,6 mm liegt. Ferner kann ein Material der Düse 3 Folgendes sein: Metall, wie beispielsweise Edelstahl, Wolfram, Titan, Silber und Kupfer; Harz, wie beispielsweise PTFE, Polyethylen, Polypropylen oder anderes geeignetes Material. In einem Fall, bei dem ein kostengünstiges Kupferrohr als Wasserabflussrohr verwendet wird, an das die Düse 3 angeschlossen ist, wird bei der Verwendung von Polypropylen als Material der Düse 3 das Polypropylen aufgrund einer Katalysatorwirkung des Kupfers abgebaut. Daher wird bei der Auswahl eines Harzes in einem solchen Fall bevorzugt PTFE oder Polyethylen ausgewählt.
Wenn die Länge des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 in Luftströmungsrichtung (Länge von der einen Endseite zu der anderen Endseite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 in Luftströmungsrichtung) groß ist, kann für ein wasserabsorbierendes Befeuchtungsmaterial 4 eine Vielzahl von Düsen 3 angeordnet sein. Wenn beispielsweise die Länge in Luftströmungsrichtung 60 mm oder weniger beträgt, kann eine Düse 3 genug für ein wasserabsorbierendes Befeuchtungsmaterial 4 sein. Beträgt allerdings die Länge in Luftströmungsrichtung mehr als 60 mm, kann eine Vielzahl von Düsen 3 für ein wasserabsorbierendes Befeuchtungsmaterial 4 angeordnet werden.
Es ist erforderlich, dass eine Wasserzufuhrmenge des Befeuchtungswassers 1 größer ist als eine für die eigentliche Befeuchtung zu verwendende Wassermenge. Die Zufuhr einer Überschussmenge des Befeuchtungswassers 1 führt jedoch zu einer Erhöhung des Überschusswassers. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, dass die Wasserzufuhrmenge des Befeuchtungswassers 1 auf eine angemessene Menge gesteuert wird. Im Folgenden wird beispielsweise ein Fall angenommen, bei dem das wasserabsorbierende Befeuchtungsmaterial 4 ein Befeuchtungsvermögen pro Flächeneinheit von 2.000 mL/h/m² und eine Größe von 200 mm x 50 mm aufweist und sowohl Vorder- als auch Rückseite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 befeuchtet werden können. In diesem Fall hat die Befeuchtungsmenge des einen wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 einen Wert von 40 mL/h. Daher ist es wünschenswert, dass das Befeuchtungswasser 1 in einer Menge zugeführt wird, die innerhalb eines Bereichs von 60 mL/h bis 200 mL/h liegt. Das ist 1,5 Mal bis 5 Mal so hoch wie die Befeuchtungsmenge.
Wenn eine Vielzahl von wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 angeordnet ist, erhöht sich die Anzahl der Düsen 3, und es besteht eine Befürchtung dahingehend, dass die Wasserzufuhrmengen aus den jeweiligen Düsen 3 ungleichmäßig werden. Daher kann zwischen der Düse 3 und dem wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterial 4 ein wasserabsorbierendes Material angeordnet werden, das aus Fasern, Harz oder einem Metall hergestellt ist, das mit dem wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterial 4 in Kontakt gebracht wird. Selbst wenn die Vielzahl von wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 angeordnet ist, sind die wasserabsorbierenden Materialien so angeordnet, dass sie mit den wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 in Kontakt gebracht werden, so dass das Befeuchtungswasser 1 zuverlässig zugeführt werden kann.
Das wasserabsorbierende Befeuchtungsmaterial 4 weist beispielsweise eine Form auf, die eine dreidimensionale Maschenstruktur aufweist. In diesem Fall bezieht sich die dreidimensionale Maschenstruktur auf eine Struktur ähnlich der eines Harzschaumes, der eine hohe Wasseraufnahmefähigkeit aufweist, wie beispielsweise ein Schwamm. Wie in 2 dargestellt, weist das wasserabsorbierende Befeuchtungsmaterial 4 den Körperbereich 11 und die Leerstellen 10 auf, die in dem Körperbereich 11 geöffnet sind. Es ist denkbar, dass das wasserabsorbierende Befeuchtungsmaterial 4 der Ausführungsform 1 aus einem porösen Material hergestellt ist, wie beispielsweise einem Metall, Keramik, Harz, Vliesstoff und Fasern, wobei jedes dieser Materialien zu einem Schaum oder einer Gitter- bzw. Maschenstruktur ausgebildet ist. Allerdings ist das Material des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 der Ausführungsform 1 nicht auf diese Materialien beschränkt.
Wenn das wasserabsorbierende Befeuchtungsmaterial 4 aus Metall hergestellt ist, kann beispielsweise ein Metall wie Titan, Kupfer und Nickel; ein Edelmetall, wie beispielsweise Gold, Silber und Platin; und eine Legierung, wie eine Nickellegierung und eine Kobaltlegierung verwendet werden. Diese Arten von Metall können alleine verwendet werden oder in einer Kombination von zwei oder mehr Arten. Unter diesen Metallen werden Zink, Nickel, Zinn, Chrom, Kupfer, Silber und Gold bevorzugt, da Zink, Nickel, Zinn, Chrom, Kupfer, Silber und Gold, die die Erzeugung einer schwer löslichen Substanz reduzieren, eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen elektrische Korrosion und elektrischen Abrieb aufweisen und die Form des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 über einen langen Zeitraum beibehalten, um eine stabile Befeuchtung zu ermöglichen.
Wenn das wasserabsorbierende Befeuchtungsmaterial 4 aus Keramik hergestellt ist, kann beispielsweise Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Mollit, Cordieret, Siliziumcarbid oder andere Materialien verwendet werden. Die Arten von Keramik sind jedoch nicht auf diese Arten beschränkt, solange ein wasserabsorbierendes Material verwendet wird, das eine Kapillarstruktur aufweist.
Wenn das wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterial 4 aus einem Harz hergestellt wird, können beispielsweise Polyethylen, Polypropylen, ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer oder andere Materialien verwendet werden. Die Harzsarten sind jedoch nicht auf diese Arten beschränkt, solange ein wasserabsorbierendes Material verwendet wird, das eine Kapillarstruktur aufweist.
Wenn das wasserabsorbierende Befeuchtungsmaterial 4 aus Fasern hergestellt ist, können als Material des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 Acetat, Polyester, Nylon oder andere Materialien verwendet werden. Die Faserarten sind jedoch nicht auf diese Arten beschränkt, solange ein Material und eine Struktur verwendet wird, die Wasser absorbiert. Ferner können auch Fasern verwendet werden, die mittels Beschichtens einer porösen Substanz erhalten werden, die aus einem Harz mit Metallpulver hergestellt ist.
Die Oberflächenschicht des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 kann einer hydrophilen Behandlung unterzogen werden, um die Menge des zurückzuhaltenden Befeuchtungswassers 1 zu erhöhen und die Verschlechterung des Wasseraufnahmevermögens zu verhindern. Auch die Arten der hydrophilen Behandlung sind hierbei nicht beschränkt. Die hydrophile Behandlung kann beispielsweise mittels Beschichtens mit einem hydrophilen Harz oder mittels Korona-Entladung erfolgen.
3 ist eine schematische Darstellung zum Veranschaulichen von Beispielen der Form des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4. Auch die Form des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 ist nicht besonders beschränkt und kann beispielsweise, wie in 3 dargestellt, eine flache Plattenform (A), eine viereckige Prismenform (B) oder eine Säulenform (C) sein.
Ferner kann die Form des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 eine kreisförmige Rohrform (D), eine viereckige Rohrform (E) oder eine dreieckige Rohrform (F) sein, die ein hohles Inneres aufweist und lediglich nach Größe des herzustellenden Befeuchters 9 entsprechend angepasst werden muss.
Die Dicke des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 kann je nach Größe des herzustellenden Befeuchters 9 angepasst werden. Beispielsweise kann ein flächenelementförmiges wasserabsorbierendes Befeuchtungsmaterial 4 mit einer Dicke von 0,5 mm oder mehr und 2 mm oder weniger hergestellt werden und anschließend durch Schneiden in die gewünschte Form gebracht werden. Das Bearbeitungsverfahren ist nicht besonders beschränkt und es können beispielsweise verschiedene Verfahren wie Drahtschneiden, Laserschneiden, Stanzen, Schaben, manuelles Schneiden und Biegen eingesetzt werden.
Das wasserabsorbierende Befeuchtungsmaterial 4 weist eine Vielzahl von Öffnungen 5 auf, die so geöffnet sind, dass sie durch das wasserabsorbierende Befeuchtungsmaterial 4 in einer Plattendickenrichtung des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 penetrieren bzw. hindurchdringen, das eine Plattenform aufweist (Kurzachsenrichtung). Die Vielzahl von Öffnungen 5 sind in Strömungsrichtung senkrecht zu der Anordnungsrichtung angeordnet bzw. aufgereiht, in der die Vielzahl von wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 angeordnet bzw. aufgereiht sind (Kurzachsenrichtung). Das heißt, dass die Vielzahl von Öffnungen 5 auf einem flachen Oberflächenbereich des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 verteilt sind.
Bei einem wie in 1 dargestellten Beispiel befinden sich die Öffnungen 5 nicht in einem Bereich an der einen Endseite, die in der Nähe der Luft-Aussendeeinrichtung 8 angeordnet ist, und zwar bei jedem der wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4. Vielmehr ist die Vielzahl der Öffnungen 5, die in zwei Reihen in vertikaler Richtung angeordnet bzw. aufgereiht sind, an einem Bereich an der anderen Endseite bei jedem von den wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 angeordnet. Das heißt, dass die Verteilungsdichte der Vielzahl von Öffnungen 5 in dem Bereich auf der einen Endseite kleiner ist als in dem Bereich der anderen Endseite von jedem von den wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4. Mit anderen Worten ist eine durch die Vielzahl von Öffnungen 5 in jedem von den wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 erhaltene Öffnungsfläche auf der anderen Endseite größer als auf der einen Endseite. In diesem Fall beziehen sich die Öffnungen 5 jeweils auf einen Bereich des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4, der durch das wasserabsorbierende Befeuchtungsmaterial 4 in Plattendickenrichtung hindurchgeht bzw. penetriert. Die Form der Öffnungen 5 kann eine unregelmäßige Form sein, wie beispielsweise eine Kreisform, eine Halbkreisform, eine Dreiecksform, eine Vierecksform, eine Rautenform, eine elliptische Form, eine Sternform und eine Sichelform. Wenn ferner die Plattendicke des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 einen Wert von 0,5 mm oder mehr und 2 mm oder weniger aufweist, hat die Fläche von jeder von den Öffnungen 5 eine Größe von 0,2 mm² oder mehr und 200 mm² oder weniger und vorzugsweise eine Größe von 0,8 mm² oder mehr und 13 mm² oder weniger. Wenn die Öffnungen 5 in den oben beschriebenen Bereich geschnitten werden, ist der Oberflächenbereich des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4, in den die Öffnungen 5 geschnitten werden, größer als der Oberflächenbereich des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4, in den die Öffnungen 5 nicht geschnitten werden, so dass die Verdampfungs- und Verdunstungsrate und das Befeuchtungsvermögen verbessert werden. Wenn ferner die Öffnungen 5 aus den oben beschriebenen Bereich geschnitten werden, ist der Oberflächenbereich des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4, in den die Öffnungen 5 geschnitten werden, kleiner als der Oberflächenbereich des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 5, in den die Öffnungen 5 nicht geschnitten werden. Folglich wird die Kontaktfläche mit der Luft 7 reduziert, so dass die Verdampfungs- und Verdunstungsrate und das Befeuchtungsvermögen verringert wird.
Die Ablaufwanne 6 ist dazu ausgebildet, das nicht verdunstete Befeuchtungswasser 1 aus dem wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterial 4 aufzunehmen und das Befeuchtungswasser 1 über einen Abfluss abzuführen, wenn eine bestimmte Menge oder mehr des Befeuchtungswassers 1 gesammelt ist.
Die Luft-Aussendeeinrichtung 8 ist so ausgebildet, dass sie veranlasst, dass die Luft 7 durch den Raum strömt, in dem die wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 5 angeordnet sind, und zwar von der einen Endseite zu der anderen Endseite von jedem von den wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4. Hierbei kann eine angemessene Auswahl aus einem Sirocco-Ventilator, einem Propeller-Ventilator, einem Leitungsventilator oder einem anderen Ventilator getroffen werden. Die von der Luft-Aussendeeinrichtung 8 ausgesendete Luft strömt von der einen Endseite zu der anderen Endseite von jedem von den wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4, die im Wesentlichen parallel sein sollen.
4 ist eine Konfigurationsansicht zum Veranschaulichen eines Beispiels einer Klimaanlage 14, bei der der Befeuchter 9 gemäß Ausführungsform 1 installiert ist. Wie in 4 dargestellt, weist die Klimaanlage 14, die den Befeuchter 9 gemäß Ausführungsform 1 aufweist, Folgendes auf: Den Befeuchter 9, der die Luft-Aussendeeinrichtung 8, einen Filter 12 und einen Wärmetauscher 13 aufweist. Der Befeuchter 9 ist auf einer Lee-Seite des Wärmetauschers 13 angeordnet und dazu ausgebildet, einen Raum zu befeuchten, indem die im Wärmetauscher 13 dem Wärmeaustausch unterworfene Luft durch den Befeuchter 9 strömt.
(Betrieb des Befeuchters)
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 1, 2, 3 und 4 der Betrieb des Befeuchters 9 und der Klimaanlage 14 beschrieben, die den Befeuchter gemäß Ausführungsform 1 aufweist.
Das in dem Zuführbereich 2 gespeicherte Befeuchtungswasser 1 wird zu den Düsen 3 transportiert. Die Düsen 3, die jeweils zu der Düse 3 transportiertes Befeuchtungswasser 1 aufweisen, werden dazu veranlasst, das Befeuchtungswasser 1 von oben jeweils auf die eine Endseite der wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 trpfen zu lassen, und zwar auf eine Luv-Seite der wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4. Auf diese Weise wird den wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 das Befeuchtungswasser 1 zugeführt. Die wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 haben jeweils eine Kapillarwirkung, außerdem kann die Schwerkraft des Befeuchtungswassers 1 verwendet werden. Folglich wird das Befeuchtungswasser 1 in dem wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterial 4 durch die Leerstellen 10 des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 dispergiert bzw. verteilt.
Wie in 1 dargestellt, wird die Luft 7 dazu veranlasst, von der Luft-Aussendeeinrichtung 8 jeweils von der einen Endseite auf der Luv-Seite zu der anderen Endseite auf der Lee-Seite von den wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 zu strömen, und zwar so dass sie parallel zu den Oberflächen der wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 verläuft. Auf diese Weise wird die Luft dazu veranlasst, durch den Raum zu strömen, in dem die wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 angeordnet sind. Bei dieser Konfiguration wird die Luft 7 in Gas-Flüssigkeitskontakt mit den Oberflächen der wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 gehalten. Auf diese Weise verdampft das Befeuchtungswasser 1, um den Raum zu befeuchten.
5 ist eine schematische Ansicht zum Darstellen eines Befeuchtungsmechanismus. Ein Befeuchtungsmechanismus mittels der wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 wird unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
Ein Dispergier-Phänomen von Wasserdampf in die Luft von dem das Befeuchtungswasser aufweisende wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterial 4 aus wird von der Dispersionsgeschwindigkeit nA dominiert. Wenn ein Dispersionskoeffizient durch De dargestellt wird, eine Wasserkonzentration (enthaltene Wassermenge) in der Luft 7 durch Ca dargestellt wird, eine Wasserkonzentration (enthaltene Wassermenge) in dem wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterial 4 durch Co dargestellt wird und eine Sättigungsgrenzfilmdicke des Wasserdampfes durch δ dargestellt wird, dann wird die Dispersionsgeschwindigkeit Na durch Ausdruck (1) bestimmt. $Na = De \times (Co - Ca) / δ$
Wenn eine Tiefenlänge 16 des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 durch L dargestellt wird, die Prandtl-Zahl durch Pr dargestellt wird, eine Luftdichte durch ρ dargestellt wird und die kinetische Viskosität durch V dargestellt wird, wird die Sättigungsgrenzfilmdicke durch Ausdruck (2) bestimmt. $δ = L / (0,644 \times {Pr}^{1 / 3} \times {(ρ \times U \times L / V)}^{\frac{1}{2}})$
Bezogen auf die Sättigungsgrenzfilm-Gleichung von Ausdruck (2) wird mit zunehmender Luftgeschwindigkeit U der Luft 7 die Sättigungsgrenzfilmdicke 8 des Wasserdampfes reduziert. Somit wird bei Erhöhung der Luftgeschwindigkeit U der Luft 7 die Dispersionsgeschwindigkeit Na, wie in Ausdruck (1) angezeigt, erhöht und somit das Befeuchtungsvermögen verbessert.
Die Sättigungsgrenzfilmdicke δ des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 ist an der einen Endseite auf der Luv-Seite in Luftströmungsrichtung der Luft 7 die dünnste. Somit wird ein hohes Befeuchtungsvermögen auf der einen Endseite ausgeübt, die den flachen Oberflächenbereich auf der Luv-Seite und die eine Endseite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 aufweist. Allerdings ist das Befeuchtungsvermögen auf der einen Endseite höher als auf der anderen Endseite, so dass dort auch die Verdampfungs- und Verdunstungsrate hoch ist. Somit ist die eine Endseite ein Bereich, bei dem der Niederschlag der Kesselsteine am stärksten gefördert wird. Ferner ist die Sättigungsgrenzfilmdicke δ auf der Lee-Seite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 groß. Somit wird ein niedriges Befeuchtungsvermögen auf der anderen Endseite ausgeübt, die den flachen Oberflächenbereich auf der Lee-Seite und die andere Endseite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 aufweist. Auf der anderen Endseite ist das Befeuchtungsvermögen niedriger als auf der einen Endseite, so dass die Verdampfungs- und Verdunstungsrate auch niedrig ist. Somit ist die andere Endseite ein Bereich, bei dem der Niederschlag der Kesselsteine relativ unwahrscheinlich ist. Das heißt, dass die Niederschlagsmenge der Kesselsteine auf der einen Seite groß ist, wohingegen die Niederschlagsmenge der Kesselsteine auf der anderen Seite klein ist. Folglich ist die Niederschlagsmenge der Kesselsteine in dem gesamten wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterial 4 ungleichmäßig. Folglich ist selbst bei einem Fall, bei dem die Kesselsteine an einem Bereich auf der anderen Endseite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 nicht anfallen, wenn die Kesselsteine an einem Bereich auf der einen Endseite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 anfallen, ein Austausch des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 erforderlich, und zwar mit der negativen Folge, dass sich ein Austauschzyklus des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 verkürzen kann.
Im Folgenden wird das Befeuchtungsvermögen beschrieben, wenn die Öffnungen 5 jeweils in die wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 geschnitten sind. In 6 sind die Ergebnisse des Befeuchtungsvermögens gezeigt, wenn die Öffnungen 5, die jeweils eine Kreisform aufweisen, jeweils in die Befeuchtungsmaterialien 100 aus Harz geschnitten werden, die eine flache Plattenform aufweisen. Die Befeuchtungsmaterialien aus Harz sind jeweils aus Polypropylen hergestellt. Das Befeuchtungsvermögen von dem Befeuchtungsmaterial 100 aus Harz, dem Befeuchtungsmaterial 101 aus Harz und dem Befeuchtungsmaterial 102 aus Harz ist unter einer nachfolgend beschriebenen Auswertebedingung gemessen worden, und fünfzehn Befeuchtungsmaterialien sind im Abstand von 6 mm angeordnet worden. Konkreter hatte das Befeuchtungsmaterial 100 aus Harz eine flache Plattenform, eine Höhe von 170 mm, eine Tiefenlänge von 30 mm und eine Dicke von 1 mm. Das Befeuchtungsmaterial 101 aus Harz mit Öffnungen A ist folgendermaßen erhalten worden: Mittels Öffnens von kreisförmigen Löchern mit jeweils einem Durchmesser von 0,95 mm im Abstand von 3 mm in dem Befeuchtungsmaterial 100 aus Harz, das wie in 1 dargestellt eine flache Plattenform aufweist. Das Befeuchtungsmaterial 102 aus Harz mit Öffnungen B ist folgendermaßen erhalten worden: Mittels Öffnens von kreisförmigen Löchern mit einem Durchmesser von jeweils 1,2 mm im Abstand von 3 mm in dem Befeuchtungsmaterial 100 aus Harz, das wie in 1 dargestellt eine flache Plattenform aufweist.
In 6 ist ein Ergebnis für einen Fall dargestellt, bei dem das Befeuchtungsvermögen der Befeuchtungsmaterialien 100 aus Harz standardisiert ist, die jeweils eine flache Plattenform aufweisen. Wenn die Befeuchtungsmaterialien 101 aus Harz mit den Öffnungen A verwendet werden, erhöht sich das Befeuchtungsvermögen um 10 % verglichen mit einem Befeuchtungsvermögen von 100 %, wenn die Befeuchtungsmaterialien 100 aus Harz ohne Öffnungen verwendet werden. Andererseits erhöht sich das Befeuchtungsvermögen um 26 %, wenn die Befeuchtungsmaterialien 102 aus Harz mit den Öffnungen B verwendet werden, und zwar im Vergleich zu einem Befeuchtungsvermögen von 100 %, wenn die Befeuchtungsmaterialien 100 aus Harz ohne den Öffnungen verwendet werden. In diesem Fall stellt sich als Beobachtungsresultat der Öffnungen A der Befeuchtungsmaterialien 101 aus Harz und der Öffnungen B der Befeuchtungsmaterialien 102 aus Harz durch ein Mikroskop heraus, dass Wasserfilme auf den Öffnungen A der Befeuchtungsmaterialien 101 aus Harz ausgebildet worden sind, jedoch keine Wasserfilme auf den Öffnungen B der Befeuchtungsmaterialien 102 aus Harz ausgebildet worden sind, und zwar aufgrund des Einflusses der Oberflächenspannung des Wassers, und die Öffnungen B der Befeuchtungsmaterialien 102 aus Harz sind durchdrungen bzw. penetriert worden. Der Oberflächenbereich der Befeuchtungsmaterialien 102 aus Harz mit den Öffnungen B, die durchdrungen worden sind, ist verglichen zu dem Oberflächenbereich der Befeuchtungsmaterialien 10 aus Harz, die jeweils eine flache Plattenform ohne Öffnungen aufweisen, um 10 % vergrößert, und das Befeuchtungsvermögen ist um 26 % vergrößert. Als ein Ergebnis einer detaillierten Analyse ist festgestellt worden, dass, wenn die Öffnungen 5 der wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4, die das Befeuchtungswasser 1 aufweisen, penetriert worden sind, aufgrund des Ein- und Ausströmens an den Öffnungen 5 Turbulenzen der Luft 7 verursacht werden, die durch die Umgebung des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 strömt, und zwar mit einem Ergebnis dahingehend, dass die Verdampfungs- und Verdunstungsrate (Stoffbewegung) erhöht wird.
Die Öffnungen werden in die flache Plattenoberfläche des in der Plattendickenrichtung des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 zu öffnenden wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 geschnitten. Somit kann das Befeuchtungsvermögen an dem Bereich verbessert werden, bei dem das Befeuchtungsvermögen niedrig ist. Folglich werden die Öffnungen 5 so in das wasserabsorbierende Befeuchtungsmaterial 4 geschnitten, dass diese eine Verteilung aufweisen. Somit kann der Bereich gesteuert werden, in dem die Kesselsteine sich niedersetzen, so dass die Befeuchtungseffizienz des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 vereinheitlicht werden kann.
Wie in 4 dargestellt, saugt die Klimaanlage 14, die den Befeuchter 9 aufweist, die Luft 7 unter Verwendung der Luft-Aussendeeinrichtung 8 in die Klimaanlage 14. In der Luft 7 sind feine Partikel enthalten. Somit werden die feinen Partikel an dem Filter 12 gesammelt, und die Luft 7 wird am Wärmetauscher 13 erhitzt oder gekühlt. Dann wird die Luft 7 dazu veranlasst, durch den Befeuchter 9 zu strömen, um befeuchtet zu werden.
Wie oben beschrieben, werden bei dem Befeuchter 9 und der Klimaanlage 14, die den Befeuchter 9 gemäß Ausführungsform 1 aufweist, die ungleichmäßig verteilten Öffnungen 5 in den flachen Oberflächenbereich auf der Lee-Seite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 geschnitten, an dem die Befeuchtungseffizienz niedrig ist, so dass die Befeuchtungseffizienz auf dem wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterial 4 vereinheitlicht werden kann. Weiterhin können mit der oben beschriebenen Konfiguration die Kesselsteine dazu veranlasst werden, sich nicht nur auf der einen Endseite abzusetzen bzw. niederzuschlagen, die den flachen Oberflächenbereich auf der Luv-Seite und die eine Endseite aufweist, sondern sich auch auf der anderen Endseite abzusetzen, die den flachen Oberflächenbereich auf der Lee-Seite und die andere Endseite aufweist, so dass auch auf der anderen Endseite eine Last appliziert wird. Folglich ist es möglich, einen Befeuchter 9 bereitzustellen, bei dem die Häufigkeit des Austausches des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 reduziert werden kann, und zwar während dessen Befeuchtungsvermögen erhöht wird. Ferner ist es möglich, die Klimaanlage 14 bereitzustellen, die den Befeuchter 9 aufweist.
Ausführungsform 2
Im Folgenden wird ein Befeuchter 9 und eine Klimaanlage 14, die den Befeuchter 9 aufweist, gemäß Ausführungsform 2 beschrieben. Dabei liegt der Schwerpunkt auf den Unterschieden zu der Ausführungsform 1.
7 ist eine Konfigurationsansicht der wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 des Befeuchters 9 gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung. In 7 ist die Vielzahl der Öffnungen 5, die in Dickenrichtung des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 geöffnet sind (Kurzachsenrichtung) anstatt in zwei Reihen in drei Reihen auf der anderen Endseite angeordnet bzw. aufgereiht, die den flachen Oberflächenbereich und die andere Endseite auf der Lee-Seite in Stromrichtung der Luft 7 aufweist. Andere Konfigurationen sind die gleichen wie in 1.
Wie auch in Ausführungsform 1 beschrieben, und zwar wenn die Luft 7 durch die wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 strömen soll, ist die Luft 7, die durch die wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 strömen soll, auf der einen Endseite der wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 auf der Luv-Seite am trockensten. Folglich ist das Befeuchtungsvermögen pro Flächeneinheit an dem flachen Oberflächenbereich an der Luv-Seite erhöht. Allerdings wird die Konzentration des Wassers (enthaltene Menge des Wassers), das in der Luft 7 enthalten ist, in der Nähe der Grenzfläche des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 zusammen mit dem Befeuchtungseffekt zur Lee-Seite hin erhöht, so dass das Befeuchtungsvermögen pro Flächeneinheit an dem flachen Oberflächenbereich auf der Lee-Seite verschlechtert wird. Folglich ist es wahrscheinlicher, dass sich Kesselsteinkomponenten auf der Luv-Seite absetzen, und die Niederschlags- bzw. Absetzmenge reduziert sich in Richtung der Lee-Seite. Um folglich das Befeuchtungsvermögen pro Flächeneinheit auf der anderen Endseite zu erhöhen, die den flachen Oberflächenbereich auf der Lee-Seite und die andere Endseite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 aufweist, und das Befeuchtungsvermögen und die Verdampfungs- und Verdunstungsrate in dem gesamten wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterial 4 zu vereinheitlichen, wird die Vielzahl von Öffnungen 5 derart geschnitten bzw. ausgebildet, dass die Verteilungsdichte der Öffnungen 5 auf der Lee-Seite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 hoch ist.
Wie in 7 dargestellt, können die Öffnungen 5 in einem Matrixmuster oder ferner in einem gestaffelten Muster geschnitten werden. Ferner können die Öffnungen 5 derart geschnitten werden, dass die Öffnungen 5 der angrenzenden wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 sich nicht miteinander überlappen.
Im praktischen Einsatz ist nur erforderlich, dass der Zuführbereich 2, die Düsen 3, die wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4, die Luft-Aussendeeinrichtung 8 und die Ablaufwanne 6 befestigt werden, beispielsweise mittels des vorbestimmten Trägers. Die Konfiguration des Trägers ist hierbei nicht besonders eingeschränkt und muss lediglich abhängig von der Verwendung des Befeuchters 9 angemessen ausgewählt werden.
Der Betrieb des Befeuchters 9 und der Klimaanlage 14, die den Befeuchter 9 gemäß Ausführungsform 2 aufweist, sind die gleichen wie in Ausführungsform 1. Daher entfällt die Beschreibung des gleichen Betriebs.
Wie oben beschrieben ist die Verteilungsdichte der Öffnungen 5 auf der Luv-Seite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 reduziert und ist auf der Lee-Seite erhöht. Somit können das Befeuchtungsvermögen und die Verdampfungs- und Verdunstungsrate in dem Bereich an der Lee-Seite verbessert werden, bei dem das Befeuchtungsvermögen pro Flächeneinheit und die Verdampfungs- und Verdunstungsrate im Stand der Technik niedrig sind. Folglich können die Kesselsteine, die sich lokal an dem flachen Oberflächenbereich oder der einen Endseite auf der Luv-Seite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 niederschlagen bzw. absetzen, auch dazu veranlasst werden, sich auf der Lee-Seite abzusetzen. Somit kann die Oberflächenlast des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4, die durch die sich niederschlagenden Kesselsteine verursacht wird, so weit wie möglich vereinheitlicht werden, so dass ein Austauschzyklus des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 ausgedehnt bzw. verlängert werden kann.
Ausführungsform 3
Im Folgenden wird ein Befeuchter 9 und eine Klimaanlage 14, die den Befeuchter 9 aufweist, gemäß Ausführungsform 3 beschrieben. Dabei liegt der Schwerpunkt auf den Unterschieden zu der Ausführungsform 3.
8 ist eine Konfigurationsansicht der wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 des Befeuchters 9 gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 8 gezeigt, ist die Vielzahl der Öffnungen 5 derart geschnitten, dass ein Abstand der Öffnungen 5, die in Luftströmungsrichtung benachbart sind, auf der einen Endseite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 groß ist und auf der anderen Endseite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 klein ist. Das heißt, bei der Vielzahl der Öffnungen 5, dass ein Abstand der aneinander angrenzenden Öffnungen 5 auf der anderen Endseite kleiner ist als der Abstand der aneinander angrenzenden Öffnungen 5 auf der anderen Endseite.
Die Luft 7 strömt in und aus den Öffnungen 5 des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4, so dass die Verdampfungs- und Verdunstungsrate erhöht wird. Um die Verdampfungs- und Verdunstungsrate auf der Lee-Seite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 zu erhöhen und den Kesselsteinniederschlag in dem gesamten wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterial 4 zu vereinheitlichen, ist der Abstand der aneinander angrenzenden Öffnungen 5 auf der Lee-Seite kleiner als der Abstand der aneinander angrenzenden Öffnungen 5 auf der Luv-Seite.
Die Öffnungen 5 können in einem Matrixmuster oder ferner in einem gestaffelten Muster geschnitten werden. Ferner können die Öffnungen 5 eines wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterial 4 und die Öffnungen 5 eines angrenzenden wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 so geschnitten sein, dass sie sich nicht miteinander überlappen.
In Ausführungsform 3 müssen der Zuführbereich 2, die Düsen 3, die wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4, die Luft-Aussendeeinrichtung 8 und die Ablaufwanne 6 lediglich befestigt werden, beispielsweise mittels des vorbestimmten Trägers. Die Konfiguration des Trägers ist hierbei nicht besonders eingeschränkt und muss lediglich abhängig von der Benutzung des Befeuchters 9 angemessen ausgewählt werden.
Der Betrieb des Befeuchters 9 und der Klimaanlage 14, die den Befeuchter gemäß Ausführungsform 3 aufweist, sind die gleichen wie bei der Ausführungsform 1. Daher entfällt die Beschreibung des gleichen Betriebs. Wie oben beschrieben, wird der Abstand der angrenzenden Öffnungen 5 auf der Luv-Seite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 erhöht und auf der Lee-Seite reduziert. Somit können das Befeuchtungsvermögen und die Verdampfungs- und Verdunstungsrate an dem Bereich auf der Lee-Seite erhöht werden, an dem das Befeuchtungsvermögen pro Flächeneinheit und die Verdampfungs- und Verdunstungsrate im Stand der Technik niedrig ist. Folglich können die Kesselsteine, die sich lokal an dem flachen Oberflächenbereich oder der einen Endseite auf der Luv-Seite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 niederschlagen, dazu veranlasst werden, sich auch auf der Lee-Seite niederzuschlagen. Somit kann die Oberflächenlast des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4, die durch die niedergeschlagenen Kesselsteine entsteht, so weit wie möglich vereinheitlicht werden, so dass ein Austauschzyklus des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 ausgedehnt werden kann.
Ausführungsform 4
Im Folgenden wird ein Befeuchter 9 und eine Klimaanlage 14, die den Befeuchter 9 gemäß Ausführungsform 4 aufweist, beschrieben. Dabei liegt der Fokus auf den Unterschieden zur Ausführungsform 1.
9 ist eine Konfigurationsansicht der wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 des Befeuchters 9 gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung. Wie in 9 gezeigt, werden die Öffnungsflächen der Vielzahl von Öffnungen 5, die in Luftströmungsrichtung angeordnet sind, von der einen Endseite zu der anderen Endseite von jedem von den wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4 erhöht, das heißt von der Luv-Seite zu der Lee-Seite in Luftströmungsrichtung der Luft 7. Mit anderen Worten ist bei der Vielzahl von Öffnungen 5 die Öffnungsfläche einer Öffnung 5 von den Öffnungen 5, die an der anderen Endseite angeordnet sind, größer als die Öffnungsfläche von einer Öffnung 5 von den Öffnungen 5, die an der einen Endseite angeordnet sind.
Die Luft 7 strömt in und aus den Öffnungen 5 des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4, so dass die Verdampfungs- und Verdunstungsrate erhöht wird. Da die Öffnungsfläche von einer Öffnung 5 von den Öffnungen 5 vergrößert ist, kommt es zu Turbulenzen der in die Öffnung 5 strömenden Luft 7 und somit zu einer Erhöhung der Verdampfungs- und Verdunstungsrate. Um folglich das Befeuchtungsvermögen und die Verdampfungs- und Verdunstungsrate auf der Lee-Seite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 zu verbessern, auf der das Befeuchtungsvermögen pro Flächeneinheit und die Verdampfungs- und Verdunstungsrate niedrig ist, wird die Öffnungsfläche von einer Öffnung 5 von den Öffnungen 5, die in Plattendickenrichtung des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 geöffnet sind, von der Luv-Seite zu der Lee-Seite entlang der Luftströmungsrichtung der Luft 7 erhöht. Dabei ist die Luftströmungsrichtung von der einen Endseite zu der anderen Endseite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 gerichtet.
Die Öffnungen 5 können in einem Matrizenmuster oder ferner in einem gestaffelten Muster geschnitten werden. Ferner können die Öffnungen 5 von einem wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterial 4 und die Öffnungen 5 eines angrenzenden wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 so geschnitten werden, dass sie nicht miteinander überlappen.
In Ausführungsform 4 müssen der Zuführbereich 2, die Düsen 3, die wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterialien 4, die Luft-Aussendeeinrichtung 8 und die Ablaufwanne 6 lediglich befestigt werden, beispielsweise mittels des vorbestimmten Trägers. Die Konfiguration des Trägers ist hierbei nicht besonders beschränkt und muss lediglich abhängig von der Verwendung des Befeuchters 9 angemessen ausgewählt werden.
Der Betrieb des Befeuchters 9 und der Klimaanlage 14, die den Befeuchter 9 aufweist, gemäß Ausführungsform 4 ist die gleiche wie bei Ausführungsform 1. Daher entfällt die Beschreibung des Betriebs.
Wie oben beschrieben, werden die Öffnungsflächen der angeordneten Öffnungen 5 von der Luv-Seite zu der Lee-Seite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 erhöht. Folglich ist es möglich, das Befeuchtungsvermögen und die Verdampfungs- und Verdunstungsrate in dem Bereich auf der Lee-Seite zu erhöhen, bei dem das Befeuchtungsvermögen pro Flächeneinheit und die Verdampfungs- und Verdunstungsrate im Stand der Technik niedrig ist. Folglich können die Kesselsteine, die sich lokal an dem flachen Oberflächenbereich oder der einen Endseite auf der Luv-Seite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 niederschlagen, dazu veranlasst werden, dass sie sich auch auf der Lee-Seite niederschlagen. Folglich kann die Oberflächenlast des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4, die durch die abgesetzten Kesselsteine verursacht wird, so weit wie möglich vereinheitlicht werden, so dass die Austauschzyklen des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials 4 ausgedehnt werden können.
Die vorliegende Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben genannten und beschriebenen spezifischen Details und die dargestellten Ausführungsformen. Modifizierte Beispiele und Wirkungen, die leicht von einem Fachmann abgeleitet werden können, sind ebenfalls in der vorliegenden Erfindung enthalten. So können verschiedene Änderungen vorgenommen werden, ohne vom Geist oder Umfang des allgemeinen Konzepts der vorliegenden Erfindung abzuweichen, das durch den Umfang der Ansprüche und Äquivalente der Ansprüche definiert ist.
Bezugszeichenliste

1: Befeuchtungswasser
2: Zuführbereich
3: Düse
4: absorbierendes Befeuchtungsmaterial
5: Öffnung
6: Ablaufwanne
7: Luft
8: Luft-Aussendeeinrichtung
9: Befeuchter
10: Leerstelle
11: Körperteil
12: Filter
13: Wärmetauscher
14: Klimaanlage

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2003230037 A [0003]
JP 2012093059 [0003]

Claims

Befeuchter, der Folgendes aufweist: - ein wasserabsorbierendes Befeuchtungsmaterial, das eine Plattenform aufweist und aus einem wasserabsorbierenden Material hergestellt ist; - eine Zuführeinheit, die dazu ausgebildet ist, dem wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterial Wasser zuzuführen; und - eine Luft-Aussendeeinrichtung, die dazu ausgebildet ist, Luft von der einen Endseite zu der anderen Endseite des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials in einer Luftströmungsrichtung auszusenden, die senkrecht zu einer Plattendickenrichtung des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials verläuft, wobei das wasserabsorbierende Befeuchtungsmaterial eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, die durch das wasserabsorbierende Befeuchtungsmaterial hindurchgeht, wobei der Befeuchter so ausgebildet ist, dass er eine Befeuchtung durchführt, und zwar durch Verdampfung und Verdunstung des dem wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterial zugeführten Wasser mittels der durch die Luft-Aussendeeinrichtung ausgesendeten Luft.
Befeuchter gemäß Anspruch 1, wobei die Öffnungsflächen der Vielzahl von Öffnungen des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials auf der anderen Endseite größer sind als auf der einen Endseite.
Befeuchter gemäß Anspruch 2, wobei bei der Vielzahl von Öffnungen ein Abstand von aneinander angrenzenden Öffnungen an der anderen Endseite kleiner ist als ein Abstand von aneinander angrenzenden Öffnungen an der einen Endseite.
Befeuchter gemäß Anspruch 2, wobei bei der Vielzahl von Öffnungen eine Öffnungsfläche von einer Öffnung, die an der anderen Endseite angeordnet ist, größer ist als eine Öffnungsfläche von einer Öffnung, die an der einen Endseite angeordnet ist.
Befeuchter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Öffnungsfläche von jeder Öffnung von der Vielzahl von Öffnungen 0,8 mm² oder größer und 13 mm² oder kleiner ist.
Befeuchter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das wasserabsorbierende Befeuchtungsmaterial einen hydrophilen Beschichtungsbereich aufweist, der einer hydrophilen Behandlung unterzogen wird, und zwar auf einer Oberfläche des wasserabsorbierenden Befeuchtungsmaterials.
Klimaanlage, die Folgendes aufweist: - einen Wärmetauscher, der dazu ausgebildet ist, eingebrachte Luft einem Wärmeaustausch auszusetzen; und - den Befeuchter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Klimaanlage dazu ausgebildet ist, derartig eine Klimatisierung durchzuführen, dass der Befeuchter die durch den Wärmetauscher dem Wärmeaustausch unterworfene Luft befeuchtet.