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Klimaanlage für industrielle Zwecke, insbesondere für Textilfabriken
Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für industrielle Zwecke, insbesondere für
Textilfabriken für einen wahlweise einstellbaren Betrieb, z. B. Sommer- oder Winterbetrieb,
mit einer Luftaufbereitungsanlage, in der hintereinander eine Mischkammer zum Mischen
von Umluft mit Außenluft, ein Gebläse zur Förderung der Luft, eine Vorwärmstufe
zum Vorwärmen der aus der Mischkammer austretenden Luft, eine Anfeuchtungsstufe,
eine Abscheidestufe zum Entfernen von Wassertröpfchen und Schmutzteilchen aus der
Luft und eine Nachwärmstufe angeordnet sind.
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Bei bekannten Klimaanlagen für diese Zwecke werden im allgemeinen
die Raumtemperatur und die Feuchtigkeit geregelt. Dabei wird meistens die Feuchte
über einen Feuchtemesser gemessen und der Meßwert einem Regler zugeführt, der daraufhin
den Wasserzufluß zu der Anfeuchtungsstufe verstellt. Meistens wird jedoch .die Feuchteregelung
über eine Taupunktregelung bewirkt. Dabei wird die Luft in der Anfeuchtungsstufe
der Luftaufbereitungsanlage mit Feuchtigkeit gesättigt und in der anschließenden
Nachwärmstufe auf die gewünschte relative Feuchte gebracht. Diese Regelungsstufe
hat sich jedoch insbesondere während des Sommers, wenn mit Verdunstungskühlung gearbeitet
wird, als nachteilig und unwirtschaftlich erwiesen.
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Bei einer anderen bekannten Klimaanlage arbeiten ein in dem zu klimatisierenden
Raum angeordneter Hygrostat und Thermostat mit einer komplizierten elektrischen
Schaltanlage zusammen, um verschiedene Variationen bei der Klimatisierung der Luft
zu erreichen. Allerdings wird bei dieser Anlage die Menge der zugeführten Außenluft
nicht geregelt, und nur ein veränderbarer Teil der Umluft wird zusammen mit der
zugeführten Außenluft einer Anfeuchtungsstufe, die dort insbesondere als Kühlstufe
ausgebildet ist, zugeführt, um durch Verändern der Größe dieses angefeuchteten bzw.
gekühlten Umluftteiles die gewünschten Raumzustände teilweise zu erreichen. Der
andere Teil der Umluft durchläuft nicht die Anfeuchtungsstufe und wird somit auch
keiner Reinigung unterworfen. Schon dies macht deutlich, daß eine solche Anlage
für industrielle Zwecke und insbesondere für Textilfabriken, bei denen die Reinigung
der Luft eine wesentliche Aufgabe der Klimaanlage bildet, nicht geeignet ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klimaanlage
der eingangs genannten Art - ohne Taupunktregelung - zu schaffen, bei der eine günstige
Anpassung der Luftaufbereitung an die geforderten Klimabedingungen erreicht ist,
bei der die Regelung der Luftaufbereitungsanlage einerseits elastisch und andererseits
mit sehr geringem Energieaufwand arbeitet und bei der eine befriedigende Reinigung
der dien zu . klimatisierenden Räumen zugeführten Luft erzielt wird.
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Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß für die Mischkammerstufe,
die Vorwärmstufe, die Anfeuchtungsstufe und die Nachwärmstufe Regelvorrichtungen
vorgesehen sind, die zusammen mit einem Thermostaten und einem Hygrostaten, die
sich beide in -dem zu klimatisierenden Raum befinden, eine Regelungsanlage bilden,
der ein Schalter derart zugeordnet ist, daß die Steuerverbindungen zwischen dem
Thermostaten, dem Hygrostaten und den Regelvorrichtungen für die genannten vier
Anlagestufen auf zwei Schaltungen für zweierlei Betriebsabläufe, z. B. Sommer- oder
Winterbetrieb, geschaltet werden können, und zwar derart, daß bei der ersten Schaltung
für den einen Betriebsablauf, z. B. Winterbetrieb, die Regelvorrichtung für die
Mischstufe in Steuerverbindung mit dem Thermostaten, die Regelvorrichtung für die
Vorwärmstufe in Steuerverbindung sowohl mit dem Hygrostaten als auch mit dem Thermostaten,
die Regelvorrichtungen für die Anfeuchtungsstufe in Steuerverbindung mit dem Hygrostaten
und die Regelvorrichtungen für die Nachwärmstufe in Steuerverbindung sowohl mit
dem Hygrostaten als auch mit dem Thermostaten stehen und daß bei der zweiten Schaltung
für den anderen Betriebsablauf, z. B. Sommerbetrieb, die Regelvorrichtung für die
Vorwärmstufe in Steuerverbindung sowohl mit dem Hygrostaten als auch mit dem Thermostaten,
die Regelvorrichtungen für die Anfeuchtungsstufe in Steuerverbindung sowohl mit
dem
Thermostaten als auch mit dem Hygrostaten und die Regelvorrichtungen
für die Nachwärmstufe in Steuerverbindung mit dem Thermostaten stehen. Durch diese
wahlweise Einstellung der Regelkreise, insbesondere der Anfeuchtungsstufe und der
Nachwärmstufe, in Abhängigkeit von einem oder von beiden Raumzustandsmessern, ergibt
sich eine außerordentlich zufriedenstellende und wirtschaftlich günstig arbeitende
Klimaanlage.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist ein unter dem gemeinsamen
Einfluß des Thermostaten und des Hygrostaten stehendes Mischstellen-Steuerelement
angeordnet, das in der ersten Schaltung für Winterbetrieb mit den Regelvorrichtungen
der Nachwärmstufe und in der zweiten Schaltung für Sommerbetrieb mit den Regelvorrichtungen
der Anfeuchtungsstufe verbunden ist, wobei das Steuerelement die Steuerverbindung
zu den Regelvorrichtungen in vorher festgelegter Weise je nach den ankommenden Steuergrößen
entweder von dem Thermostaten her oder von dem Hygrostaten her herstellt. Ein ähnliches
Mischstellen-Steuerelement ist ferner vorteilhafterweise den Regelvorrichtungen
der Vorwärmstufe in beiden Schaltungen vorgeschaltet.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist den Regelvorrichtungen
der Anfeuchtungsstufe ein Mindestregelgrößen-Steuerelement zugeordnet, das unabhängig
von den ankommenden Regelgrößen stets für die Weiterleitung einer Mindestregelgröße
sorgt, damit immer eine gewisse Anfeuchtung und damit Mindestreinigung der Luft
in der Luftaufbereitungsanlage gewährleistet ist. Ferner ist in vorteilhafter Weise
zwischen das Mischstellen-Steuerelement, das der Regelvorrichtung der Vorwärmstufe
vorgeschaltet ist, und den Thermostaten ein- Regelgrößen-Steuerelement geschaltet,
das eine gegebene Führungsregelgröße im Verhältnis zu einer vom Thermostaten ankommenden
Regelgröße in eine ausgehende Regelgröße umwandelt. Dadurch werden für eine übersteuerung
des Hygrostaten durch den Thermostaten günstige Verhältnisse geschaffen.
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In Weiterbildung der Erfindung ist in die Steuerverbindung zwischen
der Regelvorrichtung der Mischkammerstufe und dem Thermostaten, in die Steuerverbindung
zwischen dem Mischstellen-Steuerelement der Anfeuchtungs- bzw. Nachwärmstufe und
dem Thermostaten und in die Steuerverbindung zwischen demselben Mischstellen-Steuerelement
und dem Hygrostaten jeweils ein Regelgrößenumkehr-Steuerelement geschaltet, das
eine gegebene Führungsregelgröße im umgekehrten Verhältnis zu einer vom Thermostaten
oder Hygrostaten ankommenden Regelgröße in eine ausgehende Regelgröße umwandelt,
wodurch in günstiger Weise gewisse gegenseitige übersteuerungsmöglichkeiten für
den Thermostaten und den Hygrostaten geschaffen werden. Eine weitere Verbesserung
der Erfindung wird noch erreicht .durch ein durch den die Betriebsabläufe einstellenden
Schalter steuerbares Steuerelement und eine von diesem abzweigende Umgehungsleitung,
die das Regelgrößenumkehr-Steuerelement in der Steuerverbindung zwischen dem der
Anfeuchtungs- bzw. Nachwärmstufe zugeordneten Mischstellen-Steuerelement und dem
Thermostaten bei Winterbetrieb überbrückt, so daß in diesem Betriebszustand der
Hygrostat den Thermostaten, die beide über das Mischstellen-Steuerelement auf die
Regelvorrichtun-;en der Nachwärmstufe einwirken, übersteuern kann. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform nach der Erfindung ist die Regelungsanlage als pneumatisch arbeitende
Anlage ausgebildet, wodurch sich die einzelnen Mischstellen- und sonstigen Steuerelemente
in besonders einfacher Weise ausführen lassen. Ferner steht bei einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel nach der Erfindung die Mischkammerstufe während des Sommerbetriebes
nicht in Steuerverbindung mit dem Thermostaten oder Hygrostaten, so daß während
dieser Zeit die Mischkammerstufe unabhängig vom Thermostaten und vom Hygrostaten
mit der Zufuhr eines geringfügigen, im wesentlichen konstanten Anteils an Außenluft
arbeitet. Ein hervorragendes Merkmal der Erfindung liegt ferner darin, daß die gesamte
den zu klimatisierenden Räumen zugeführte Luft durch die Anfeuchtungsstufe geführt
ist.
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Weitere Merkmale und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit den Zeichnungen.
Es zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Klimaanlage nach der Erfindung,
in welcher die Regelanlage mit einem bekannten Luftwäscher zusammenarbeitet, F i
g. 2 eine vereinfachte schematische Darstellung der Regelanlage bei Winterbetrieb
und bei Sommerbetrieb mit einer Verdunstungskühlung, F i g. 3 eine vereinfachte
schematische Darstellung der Anlage für Sommerbetrieb bei gleichzeitiger zusätzlicher
Kühlung, F i g. 4 ein psychrometrisches Diagramm, das sich beim Winterbetrieb ergibt,
F i g. 5 ein psychrometrisches Diagramm, wie es sich beim Sommerbetrieb mit Verdunstungskühlung
ergibt, F i g. 6 ein psychrometrisches Diagramm, das sich beim Sommerbetrieb und
bei Anwendung einer zusätzlichen Kühlung ergibt, F i g. 7 eine schematische Darstellung
eines geeigneten Hygrostaten, F i g. 8 eine schematische Darstellung eines geeigneten
Thermostaten, F i g. 9 eine schematische Darstellung eines Mischstellen-Steuerelementes,
F i g. 10 eine schematische Darstellung eines Regelgrößen-Steuerelementes, F i g.
11 eine schematische Darstellung eines Mindestregelgrößen-Steuerelementes und F
i g. 12 eine schematische Darstellung eines Regelgrößenumkehr-Steuerelementes. In
F i g. 1 ist eine Luftaufbereitungsanlage mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Regelanlage dargestellt. Die Luft strömt in eine Mischkammerstufe 1, die durch eine
Mischkammer 2 gebildet wird, welche Lüftungsklappen 3 für die Umluft und die Lüftungsklappen
4 für die Außenluft besitzt. Die Lüftungsklappen werden durch einen gemeinsamen
Motor 5 verstellt, es kann jedoch auch für beide Arten von Lüftungsklappen jeweils
ein Motor angeordnet sein. Der Motor 5 wird pneumatisch durch Regelvorrichtungen,
die nachstehend genauer beschrieben sind, gesteuert. Die Wirkungsweise der Lüftungsklappen
ist so, daß ein bestimmtes Öffnen der einen Lüftungsklappe ein dazu im Verhältnis
stehendes Schließen der anderen Lüftungsklappen hervorruft, so daß bei geöffneten
Lüftungsklappen 3 für die Umluft die Lüftungsklappen 4 für die Außenluft
im wesentlichen geschlossen sind, und umgekehrt.
Die Mischkammer
2 ist mit einem bekannten Luftwäscher 6 verbunden. Dieser Wäscher besitzt einen
zylindrischen Abschnitt 7, in dem ein von einem Motor 8 getriebenes Gebläse 9 konzentrisch
angeordnet ist.
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An diesen Gebläseabschnitt schließen sich eine Vorwärmstufe 1I und
eine Anfeuchtungsstufe III an, und zwar in baulicher Hinsicht ein Gehäuse 18, in
das zur Bildung der Vorwärmstufe 1I eine Leitung 13 mit Düsen 12 greift. Die Leitung
13 ist mit einer geeigneten, nachstehend ausführlicher beschriebenen Dampfquelle
verbunden. Die Dampfdüsen 12 sind hinter dem Gebläse 9 angeordnet. Dahinter liegt
die Anfeuchtungsstufe 11I, gebildet durch den Spritzwasserabschnitt 14 des Wäschers.
.Der Spritzwasserabschnitt umfaßt eine Leitung 19, die mit einer Spritzwasserquelle
über eine Leitung 17 verbunden ist. Mehrere Reihen von Nebenleitungen 15 gehen von
der Leitung 19 ab. Sie besitzen an ihren Enden jeweils -eine Spritzwasserdüse
16. Im unteren Abschnitt des Gehäuses 18 befindet sich ein Becken 10 mit
einem Abfluß 11, der dem Entfernen des Wassers aus dem Luftwäscher 6 dient.
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Hinter den Reihen der Spritzwasserdüsen 16, d. h. der Anfeuchtungsstufe
III, ist ein drehbar auf einer Lageranordnung 20 befestigter Abscheider 21 vorgesehen.
Die Ausbildung dieses drehbaren Abscheiders ist bekannt. Er besitzt als wesentlichen
Bestandteil eine Nabe, von der sich mehrere Flügel erstrecken; wobei jeder Flügel
mehrere Flächen besitzt, welche sich in einer für alle Flügel gemeinsamen Ebene
oder Kegelfläche schneiden. Der äußere Umfang des Abscheiders besitzt Umkleidungen
und außerdem geeignete Dichtvorrichtungen, um jegliches Vorbeiströmen von Luft um
die Abscheidevorrichtung herum zu vermeiden.
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Hinter dem Abscheider 21 befindet sich ein Führungsabschnitt 25, der
sich nach den Räumen hin erstreckt, die durch die Anlage klimatisiert werden sollen.
In diesem Abschnitt 25 befindet sich die Nachwärmstufe IV, gebildet durch eine Heizschlange
24, die mit einer Dampfquelle oder einem anderen Heizmittel verbunden ist.
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Beim Betrieb der Luftaufbereitungsanlage wird Luft in Abhängigkeit
von den Stellungen der Lüftungsklappen 3 und 4, die von nachstehend näher beschriebenen
Regelvorrichtungen gesteuert werden, vermischt. Die Luft wird dann dem Wäscher aus
der Mischkammer 2 durch das Gebläse 9 zugeführt. Die in den Wäscher einströmende
Luft durchläuft dabei die Vorwärmstufe 1I, gebildet durch die Dampfdüsen 12, deren
Aufgabe es ist, den Taupunkt sowie den Feuchtigkeitsgehalt der Luft in Abhängigkeit
von den gewünschten Verhältnissen zu erhöhen. Dies kann auch durch Erwärmen des
Spritzwassers in der Anfeuchtungsstufe III herbeigeführt werden. Hinter den Dampfdüsen
befindet sich die Anfeuchtungsstufe III, gebildet durch die verschiedenen Reihen
der Spritzwasserdüsen 16, denen Regelvorrichtungen vorgeschaltet sind. Die
dem Wäscher zugeführte Luft wird in dieser Stufe angefeuchtet und kann auf Wunsch
in einen gesättigten Zustand übergeführt werden. Bei dieser Art eines Wäschers und
des Abscheiders ist es möglich, die Wasserzufuhr bis zu einem Punkt abzudrosseln,
bei dem im wesentlichen 80 % der Luft das Spritzwasser umgeht, d. h. nicht mit ihm
in Berührung kommt. Bisher war dies auf Grund des starken Verschmutzens des Abscheiders
nicht möglich. Jedoch besitzt bei einer bekannten Ausbildung des Abscheiders der
Wäscher die Eigenschaft, sich im wesentlichen selbst zu reinigen, so daß er über
Zeiträume von länger als 1 Jahr in Betrieb bleiben kann, ohne daß' irgendeine besondere
Wartung oder Säuberung erforderlich wäre. Die angefeuchtete Luft, welche den Bereich
der Spritzwasserdüsen, d. h. die Anfeuchtungsstufe III, passiert, trifft auf den
Abscheider 21.
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Dieser Abscheider entfernt im wesentlichen alle Flüssigkeitströpfchen
und noch vorhandenen Schmutzteilchen aus der aus dem Luftwäscher ausströmenden Luft
und führt das abgeschiedene Wasser und die Schmutzteilchen in das Becken 10 ab,
von wo es in ein geeignetes Filtersystem gelangt und zu den Spritzwasserdüsen zurückgeführt
wird. Nachdem die Luft den Abscheider 21 durchströmt hat, gelangt sie in die Nachwärmstufe
IV in dem Führungsabschnitt 25. Wenn die in dem zu klimatisierenden Raum herrschende
Wärme nicht ausreicht, um die relative Feuchtigkeit auf einen gewünschten Wert zu
vermindern oder die Temperatur der gereinigten Luft auf den gewünschten Temperaturstand
zu erhöhen, so kann in dieser Stufe durch eine angemessene Zuführung von Wärme mittels
der Dampfschlange 24 in Abhängigkeit von der erfindungsgemäßen Regelanlage
diesem Zustand abgeholfen werden.
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Vorstehend wurde eine Luftaufbereitungsanläge beschrieben, die in
Verbindung mit der vorliegenden Erfindung in besonders geeigneter Weise verwendet
werden kann. Jedoch können auch andere Aufbereitungsanlagen und insbesondere andere
Luftwäscher verwendet werden, wenn sie ermöglichen, die Zufuhr von Spritzwasser
während des Betriebes bis zu dem gewünschten Grad zu drosseln; ohne daß dabei die
Gefahr bestünde, daß Ansammlungen von Schmutzteilchen den Betrieb der Anlage stören.
Bisher war dies unmöglich, weil die bekannten stationären Abscheider nur mehrere
stationäre Flügel besaßen, die in ihrer Richtung verschieden angeordnet waren, um
die Flüssigkeits- oder Schmutzteilchen der Luft durch Aufprallwirkung zu entfernen.
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Man erkennt, daß die vorliegende Luftaufbereitungsanlage geeignete
Vorrichtungen zum Einregeln des Zustandes der Luft, die in den zu klimatisierenden
Raum einströmt, besitzt. Die erste Regelung besteht in der Möglichkeit, Außenluft
und Umluft in der Mischkammerstufe I in derartigen Mengen miteinander zu vermischen,
daß eine geeignete Mischungstemperatur erzielt wird. Die zweite Regelung liegt in
der Vorwärmstufe 1I, und zwar in der Verwendung von Dampfdüsen, um den Taupunkt
geeignet zu beeinflussen. Dann schließt sich die Anfeuchtungsstufe III mit der Spritzwasservorrichtung
an, welche abgestimmt werden kann, um ein Nichtbefeuchten der Luft zwischen 0 und
80 % zu ermöglichen. Um die Vielseitigkeit der Anlage zu vergrö-Bern, ist in dem
Führungsendabschnitt schließlich die Nachwärmstufe IV mit Nachwärmschlangen 24 'angeordnet.
Durch ein richtiges Ausnutzen dieser vier verschiedenen Regelmöglichkeiten in den
vier Aufbereitungsstufen kann die erwünschte Temperatur, Feuchtigkeit und Sauberkeit
der Luft in dem zu klimatisierenden Raum erhalten werden.
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Zur Regelung dieser vier Anlagestufen I bis IV wird eine Regelanlage
mit zwei Raumzustandsmessern verwendet. Diese sind ein Thermostat 30 und
ein Hygrostat 31, die in dem zu klimatisierenden Raum
angeordnet
sind. Um besonders genaue Ergebnisse zu erzielen, können sie in einem zum Schutz
gegen eine Luftströmung geeigneten nicht dargestellten Gehäuse angeordnet sein.
Die beiden Raumzustandsmesser geben ihre Meßwerte auf pneumatischem Wege weiter.
Die dazu notwendige Führungsdruckluft wird dem Hygrostaten 31 über die Leitung
111
und dem Thermostaten 30 über die Leitung 123 zugeführt.
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Die gesamte Regelanlage wird in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel
pneumatisch betrieben und besteht aus einer Anzahl von Ventilen 42,
52, 59,
68, die ebenfalls pneumatisch durch ein Schaltelement 45 betätigt werden
können, und zwar derart, daß sie normalerweise bei sommerlichen Betriebsbedingungen
offen stehen, bei winterlichen Betriebsbedingungen jedoch geschlossen sind und dadurch
eine zweite Schaltung für einen geänderten Betriebsablauf ausbilden. Die sich ergebenden
unterschiedlichen Schaltungen sind näher in den Beschreibungen der F i g. 2 und
3 erläutert. In F i g. 2 ist dabei die zweite Schaltung für Winterbetrieb oder für
einen Sommerbetrieb mit Verdunstungskühlung gezeigt und in F i g. 3 die erste Schaltung
für einen Sommerbetrieb mit zusätzlicher Kühlung der Luft während ihrer Aufbereitung.
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Das Schaltelement 45 ist über eine Leitung 45' mit einer
Luftdruckquelle verbunden. Im vorliegenden Falle wird Luft mit einem Druck von 1
kg/cm2 verwendet, jedoch ist es auch möglich, andere Drücke anzuwenden.
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Bei der Art der Anlage nach F i g. 1 sind mehrere hintereinandergeschaltete
Druckhöhenumkehr- (oder, allgemeiner gesagt, Regelgrößenumkehr-) Steuerelemente
40, 60, 76 vorhanden. Dabei ergeben zwei derartige in Reihe angeordnete Steuerelemente
eine sich gegenseitig aufhebende Wirkung. Diese Anordnung ist jedoch notwendig,
um ein Wechselsystem auszubilden, das für zwei unterschiedliche Betriebabläufe geeignet
ist. Die Wirkung dieser Steuerelemente 40,
60, 76 liegt darin, daß bei einem
dem Steuerelement zugeführten gegebenen Führungsdruck von dem Steuerelement ein
Regeldruck ausgeht, der dem höchsten Führungsdruck abzüglich des zugeführten Steuerdruckes
entspricht. Wenn z. B. der maximale Führunsgdruck bei 1 kg/em2 liegt und dem Druckhöhenumkehr-Steuerelement
ein Steuerdruck von 0,2 kg/cm2 zugeführt wird, so geht von dem Steuerelement ein
Regeldruck von 0,8 kg/cm' aus. Eine Ausführung eines Druckhöhenumkehr-Steuerelementes
ist in F i g. 12 dargestellt. Der Führungsdruck für dieses Steuerelement wird dort
durch die Öffnung 183 zugeführt.
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Gemäß F i g. 1 geht vom Thermostaten 30 eine Leitung 33 ab, von der
wiederum eine Leitung 34
abzweigt, die zu einem Regeldruck- (oder, allgemeiner
gesagt, Regelgrößen-) Steuerelement 35 führt. Aufgabe dieses Steuerelementes ist
es, den auf der einen Seite wirkenden Führungsdruck in einem vorherbestimmten Verhältnis
zu verändern. Eine genaue Beschreibung einer geeigneten Ausführungsart für dieses
Steuerelement 35 ist in Verbindung mit F i g. 10 gegeben. Mit dem Steuerelement
35 ist über eine Leitung 158 eine Quelle für unter hohem Druck stehende Führungsdruckluft
verbunden. Die Leitung 33 ist weiterhin mit Leitungen 37, 38 und 39 verbunden. Die
Leitung 37 geht zu einem Druckhöhenumkehr-Steuerelement 40. Die Arbeitsweise
dieses Steuerelementes besteht, wie vorstehend allgemein erläutert, darin, daß bei
Vorhandensein eines Steuerdruckes von 0,2 kg/cm2 in der Leitung 37 von seiten des
Thermostaten 30 ein Regeldruck von 1 kg/cm' (Führungsdruck) weniger 0,2 kg/cm2,
d. h. 0,8 kg/cm2, in der Leitung 41 herrscht. In der Leitung 41 ist
ein Ventil 42 angeordnet, das auf drei Wegen pneumatisch eingestellt werden
kann. Dieses Ventil besitzt, wie es aus der schematischen Zeichnung zu erkennen
ist, drei Kanäle, davon einen Ausgangskanal C, der immer offen steht und mit dem
Lüftungsklappenmotor 5, der die Umluft- und Außenluftklappen 3
und
4 regelt, d. h. die Mischkammerstufe 1, über die Leitung 43 verbunden
ist.
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Das Ventil 42 besitzt ferner einen normalerweise, d. h. in der ersten
Schaltung nach F i g. 3 offenen Kanal NO, der in diesem besonderen Fall die
Ausgangsleitung C zur freien Atmosphäre hin entlüftet. Ein dritter Kanal
NC, der normalerweise geschlossen ist, ist in der zweiten Schaltung nach
F i g. 2 offen. Wenn ein Stelldruck von 1 kg/cm2 von seiten des Schaltelementes
45 auf das Antriebselement des Ventils 42 einwirkt, sind bei dieser
zweiten Schaltung der normalerweise geschlossene Kanal NC und der Ausgangskanal
C des Ventils miteinander verbunden, wodurch der Regeldruck in der Leitung
41
über die Leitung 43 zum Lüftungsklappenmotor 5
übertragen
werden kann und auf diese Weise das Mischungsverhältnis der in die Luftaufbereitungsanlage
eintretenden Luft, d. h. die Mischkammerstufe I, geregelt werden kann.
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Das Schaltelement 45 ist in der ersten Schaltung (F i g. 3)
während der sommerlichen Betriebsverhältnisse geschlossen, so daß kein Stelldruck
auf die Antriebsteile des Dreiwegeventils 42 und der anderen, gleichartigen
Dreiwegeventile 52, 59, 68
ausgeübt wird, wodurch die Kanäle
NO und die Ausgangskanäle C jeweils miteinander verbunden bleiben. In der
zweiten Schaltung (F i g. 2) während der winterlichen Betriebsverhältnisse wird
jedoch durch eine Umstellung des Schaltelementes 45 ein Stelldruck von 1 kg/cm2
auf die Antriebselemente der verschiedenen Dreiwegeventile ausgeübt, wodurch sich
eine Verbindung der Kanäle NC und der Ausgangskanäle C ergibt. Die verschiedenen,
gleichartigen Ventile 42, 52, 59, 68 der Anlage sind durch Leitungen
46, 47, 48 und 49 mit dem Schaltelement 45 verbunden. Die Sommer-
und Winterschaltungen sind in F i g. 3 und 2 vereinfacht dargestellt.
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Unter der Annahme, die Schaltung sei in der dargestellten Weise für
winterliche Betriebsverhältnisse ausgebildet, ist zu erkennen, daß der Thermostat
über das Druckhöhenumkehr-Steuerelement 40 bewirkt, daß ein vorherbestimmter
Regeldruck auf den Lüftungsklappenmotor zur Einwirkung kommt. Während des Sommerbetriebes
(nach F i g. 3) steht der Motor für die Lüftungsklappen nicht in Steuerverbindung
mit einem der Raumzustandsmesser; die Lüftungsklappen der Mischkammer stehen dann
für die Umluft weit offen und sind für die Außenluft geschlossen.
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Der Thermostat 30 ist über die Leitungen 33 und 38 auch mit
dem Ventil 52 verbunden. Dieser Anschluß liegt an dem normalerweise offenen
Kanal NO dieses Dreiwegeventils. Der Ausgangskanal C dieses Ventils ist über
eine Leitung 53 mit einem Ventil 54 für den Nachdampf, d. h. für die Nachwärmstufe
IV, verbunden. Wenn ein Stelldruck auf
das Antriebselement dieses
Ventils 54 ausgeübt wird, kann Dampf durch eine Leitung 55 zur Nachwärmschlange
24 innerhalb des Führungsendabschnittes 25 des Luftwäschers strömen. Das Ventil
54 befindet sich normalerweise in einer Schließstellung und öffnet, wenn ein Mindeststelldruck
auf sein Antriebselement aufgebracht wird.
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Der normalerweise, d. h. während des Sommerbetriebes., wenn von seiten
des Schaltelementes 45 kein Stelldruck aufgebracht wird, geschlossene Kanal
NC des Ventils 52 ist durch eine Leitung 57 an ein Mischstellen-Steuerelement
58 in einer nachstehend genauer beschriebenen Weise angeschlossen.
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Der Thermostat 30 ist mit dem weiteren Dreiwegeventil 59 über die
Leitungen 33 und 39 verbunden. Der Anschluß erfolgt am Ausgangskanal C dieses Ventils.
Der normalerweise offene Kanal NO des Ventils ist mit einem Druckhöhenumkehr-Steuerelement
60, das dem Steuerelement 40 ähnlich ist, verbunden. Das Ventil 59 überbrückt
mit einer an seinem normalerweise geschlossenen Kanal NC angeschlossenen
Umgehungsleitung 61 dieses Druckhöhenumkehr-Steuerelement 60 und schließt an eine
Leitung 62 an, die zwischen diesem Steuerelement 60 und dem Mischstellen-Steuerelement
58 verläuft.
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Das Mischstellen-Steuerelement ist hier eine pneumatisch betätigte
Vorrichtung, die auf Wunsch derart eingestellt werden kann, daß entweder der niedrige
oder der hohe von zwei aufgegebenen Steuerdrücken als Hauptregelgröße weitergeleitet
wird. Beim Betrieb werden zwei Steuerdrücke auf die Vorrichtung übertragen. Wenn
die Vorrichtung auf eine Hochdrucksteuerung eingestellt ist, kann nur der höhere
Druck über die Vorrichtung hinaus weitergeleitet werden. In bestimmten Fällen ist
es wünschenswert, daß der niedrigere Druck durch die Vorrichtung weitergeleitet
wird. Die Vorrichtung kann dann entsprechend eingestellt werden. Das Mischstellen-Steuerelement
58 ist in der vorliegenden Erfindung für eine Hochdrucksteuerung eingestellt, d.
h., nur der höhere Druck, der dem Steuerelement 58 zugeführt wird, wird durch dieses
weitergeleitet, und zwar über eine Leitung 63, und kann in Abhängigkeit von durch
das Schaltelement 45 gegebenen Schaltungsverhältnissen durch die von dort
abzweigende Leitung 57, das Ventil 52 und die Leitung 53 dem Ventil 54 zur Regelung
der Nachwärmstufe IV zugeleitet werden.
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Die Leitung 63 schließt an den normalerweise offenen Kanal
NO des Dreiwegeventils 68 an. Die Ausgangsleitung C dieses Ventils ist durch
eine Leitung 69 mit einem Mindestdruck-Steuerelement 70 verbunden. Dieses Steuerelement
wirkt dahingehend, daß es stets mindestens einen bestimmten minimalen Druck weiterleitet.
Das Steuerelement 70 ist mit einem Ventil 72 über eine Leitung 71 verbunden.
Führungsluft wird dem Steuerelement durch eine Leitung 162 zugeführt. Das
Ventil 72 drosselt die Wasserzufuhr zu den Spritzwasserdüsen 16 in dem Luftwäscher
6, d. h. steuert die Anfeuchtungsstufe III.
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Der Raumhygrostat 31 besitzt ein Druckhöhenumkehr-Steuerelement 76,
das über eine Leitung 73 mit dem normalerweise geschlossenen Kanal NC des
Dreiwegeventils 68 verbunden ist. In Abhängigkeit von jahreszeitlich bedingten Schaltverhältnissen
und dem Vorliegen eines Stelldruckes in der Leitung 49 (von seiten des Schaltelementes
45) ist der Ausgangskanal C dieses Ventils 68 entweder mit dessen normalerweise
geschlossenen Kanal NC oder normalerweise offenen Kanal NO verbunden.
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Das Mischstellen-Steuerelement 58 ist mit dem Raumhygrostaten 31 über
dieses Druckhöhenumkehr-Steuerelement 76 verbunden, und zwar über Leitungen 77,
75 und die Leitung 73. Hieraus wird deutlich, daß die Spritzwasserdüsen, d. h. die
Anfeuchtungsstufe III, die unmittelbar durch das Ventil 72 gesteuert werden, infolge
des Dreiwegeventils 68 in Abhängigkeit von jahreszeitlich bedingten Schaltverhältnissen
entweder durch den Raumthermostaten 30 oder den Raumhygrostaten 31 gesteuert werden
können.
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Ein zweites Mischstellen-Steuerelement 80 steht mit dem Raumhygrostaten
31 über eine Leitung 81 und die Leitung 73 in Steuerverbindung. Dieses Steuerelement
80 ist auf eine Niederdrucksteuerung eingestellt, so daß der niedrigere Druck von
zwei dem Gerät zugeführten Steuerdrücken weitergeleitet wird und dann ein Ventil
83 steuern kann. Das Ventil 83 regelt die Vorwärmstufe II, d. h. die Zuführung von
Dampf, über eine Leitung 85, welche am Ende mit den Dampfdüsen 12 verbunden ist.
Das Mischstellen-Steuerelement 80 ist ferner über eine Leitung 86 und das Regeldruck-Steuerelement
35 mit dem Thermostaten 30 verbunden. Durch diese Anordnung steht das Dampfdüsenventil
83 bzw. die Vorwärmstufe 1I hauptsächlich unter der Kontrolle des Raumhygrostaten
31. Jedoch wird bei gewissen Verhältnissen, nämlich wenn die thermostatischen
Beanspruchungen außerordentlich hoch sind, der niedrigere Steuerdruck infolge der
eigenen Druckhöhenumkehrwirkung des Thermostaten 30 von diesem auf das Mischstellen-Steuerelement
80 übertragen. Eine solche Übertragung geht über das Steuerelement 35, das
einen Druck von der doppelten Größe des ihm von seiten des Thermostaten aufgegebenen
Druckes weiterleitet. Auch nach der Zunahme des Druckes im Steuerelement 35 wird
dieser Druck der niedrigere Druck sein, der dem Mischstellen-Steuerelement 80 zugeführt
wird. Es steuert dann der Raumthermostat 30 den Dampfaustritt aus den Düsen 12 durch
das Ventil 83, d. h. die Vorwärmstufe. Diese Regelung zeigt sich normalerweise durch
ein Nichtöffnen des Ventils 83, da ein Druck von vorherbestimmter Größe erforderlich
ist, um dieses zu öffnen. Da der niedrigere Druck der an dem Mischstellen-Steuerelement
ankommenden Drücke dem Ventil 83 zugeführt wird, steht dieses selten offen.
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In F i g. 2 ist eine vereinfachte Darstellung der gesamten in der
F i g. 1 gezeigten Regelanlage gegeben. F i g. 2 bezieht sich dabei auf eine Anlage,
die bei winterlichen Betriebsverhältnissen betrieben wird oder bei sommerlichen
Verhältnissen, wenn eine Kühlung durch Verdunstung erfolgt. Um die in der F i g.
2 gezeigte Anlage in Betrieb zu setzen, wird durch das in der F i g. 1 dargestellte
Schaltelement 45 unter Druck stehende Luft den Dreiwegeventilen 42, 52, 59
und 68 zugeführt. Durch das Einwirken dieses Stelldruckes werden die normalerweise
geschlossenen Kanäle NC und die Ausgangskanäle C dieser Ventile miteinander
verbunden und die normalerweise offenen Kanäle NO außer Betrieb gesetzt.
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Es ist aus F i g. 2 erkennbar, daß der Raumthermostat 30 über die
Leitungen 33 und 37, das
Druckhöhenumkehr-Steuerelement
40, die Leitung 41, das Ventil 42 und die Leitung 43 mit dem Motor 5 für
die Lüftungsklappen verbunden ist. Während des Winterbetriebes regelt der Thermostat
d* j @vIi. @ohkummerstufe I und beeinflußt dic Bc-:__e:.s@@ _g icr Anteile von Außenluft
und Urr_lu@t, Q-zz dem in der F i g. 1 dargestellten Luftwäscher zugeführt werden.
Während des Winterbetriebes und während des Sommerbetriebes bei Vorhandensein einer
Verdunstungskühlung sind die Lüftungsklappen für die Außenluft weit geöffnet, und
nur ein kleiner Anteil Umluft gelangt zum Luftwäscher. Dies ist nachstehend an Hand
der Beschreibung der psychometrischen Verhältnisse der vorliegenden Erfindung näher
erläutert.
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Der Raumthermostat ist außerdem über die Leitungen 33 und 34, das
Regeldruck-Steuerelement 35 und die Leitung 86 mit dem Mischstellen-Steuerelement
80 verbunden, das mit dem Dampfdüsenventil 83 in der oben beschriebenen Weise in
Wirkverbindung steht. Der Raumthermostat ist weiterhin über die Leitungen 36 und
39, das Dreiwegeventil 59
und die Umgehungsleitung 61 mit dem Mischstellen-Steuerelement
58 verbunden, das während dieses Winterbetriebes mit der Nachwärmstufe IV, d. h.
mit dem Nachwärmdampfventil 54, über die Leitungen 63 und 57, das Ventil 52 und
die Leitung 53 in Steuerverbindung steht. Gleichzeitig ist der Raumhygrostat 31
über die Leitungen 73 und 75, das Druckhöhenumkehr-Steuerelement 76 und die Leitung
77 mit dem Mischstellen-Steuerelement 58 verbunden und regelt somit ebenfalls in
Verbindung mit dem Raumthermostaten das Nachwärmdampfventil 54.
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Der Raumhygrostat ist weiterhin mit dem Mischstellen-Steuerelement
80 über die Leitungen 73 und 81 verbunden sowie mit dem Drosselventil
72 für das Spritzwasser, d. h. mit der Anfeuchtungsstufe III, über die Leitung
73, das Dreiwegeventil 68, die Leitung 69, das Mindestdruck-Steuerelement
70 und die Leitung 71.
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Aus F i g. 2 wird deutlich, daß der Raumthermostat die Lüftungsklappen
für die Außenluft und die Umluft, d. h. die Mischkammerstufe I, steuert sowie über
das Mischstellen-Steuerelement 58 das Nachwärmdampfventil 54, d. h. die Nachwärmstufe
IV. Außerdem geht deutlich hervor, daß auch der Raumhygrostat über das Druckhöhenumkehr-Steuerelement
76 dieses Nachwärmdampfventil 54, d. h. die Nachwärmstufe IV, steuert, da beim Ansteigen
der Feuchtigkeit die Druckhöhenumkehrwirkung des Hygrostaten sowie die dahintergeschaltete
Umkehrwirkung des Druckumkehr-Steuerelementes 76 einen hohen Druck hervorrufen,
der auf das Mischstellen-Steuerelement 58 übertragen wird und der höher sein kann
als der Druck durch die Einwirkung des Thermostaten 30, der bei einem Ansteigen
der Temperatur infolge seiner eigenen Druckumkehrwirkung nur einen immer niedriger
werdenden Druck überträgt und somit dem Mischstellen-Steuerelement 58 nur einen
untergeordneten Druck zuleitet.
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Der Raumhygrostat 31 regelt nicht nur die Nachwärmstufe IV über das
Mischstellen-Steuerelement 58, sondern spielt auch eine wichtige Rolle für die Regelung
des Mischstellen-Steuerelementes 80, welckes das Dampfdüsenventil 83, d. h. die
Vorwärmstufe 11, steuert. Jedoch ist die wichtigste Funktion des Hygrostaten, das
Drosselventil 72 für die Spritzwasserdüsen 16, d. h. die Anfeuchtungsstufe III,
zu steuern.
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F i g. 3 ist eine vereinfachte schematische Darstellung der schon
in F i g. 1 gezeigten Regelanlage für sommerliche Betriebsverhältnisse bei durch
die Spritzwasserdüsen versprühtem, zusätzlich gekühltem Wasser. Während eines solchen
Sommerbetriebes sind die Lüftungsklappen zum Mischen der Außen-und Umluft so ausgerichtet,
daß die Außenluftklappen im wesentlichen geschlossen sind und nur ein kleiner Anteil
von Außenluft durch die Lüftungsklappen und in den Luftwäscher einströmt. Die in
F i g. 3 dargestellte Schaltung entsteht durch die Betätigung des in F i g. 1 eingezeichneten
Schaltelementes 45. Bei derartigen sommerlichen Betriebsverhältnissen sperrt
das Schaltelement 45 jegliche Luftzuführung zu den Dreiwegeventilen
42, 52, 59
und 68 ab. Deshalb befinden sich diese Ventile in einer Stellung,
in der die Ausgangskanäle C und die Kanäle NO miteinander verbunden sind
und die Kanäle NC nicht in Betrieb sind. Diese Stellung der Ventile ergibt
betriebsmäßig die Schaltungnach F i g. 3.
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Der Raumthermostat 30 ist über die Leitungen 33
und 38,
das Dreiwegeventil 52 und die Leitung 53 mit dem Nachwärmdampfventil 54 verbunden.
Gleichzeitig ist der Thermostat 30 über die Leitungen 33, 38 und 39, das Dreiwegeventil
59, das Druckhöhenumkehr-Steuerelement 60 und die Leitung 62 mit dem Mischstellen-Steuerelement
58 verbunden, das wiederum über die Leitung 63, das Ventil
68,
die Leitung 69, das Mindestdruck-Steuerelement 70
und die
Leitung 71 mit dem Ventil 72 verbunden ist, das die Spritzwasserzufuhr zum Luftwäscher
drosselt. Außerdem steht der Thermostat 30 mit dem Mischstellen-Steuerelement 80
über die Leitungen 33 und 34, das Steuerelement 35 und die Leitung
86 in Steuerverbindung. Wie oben bereits angedeutet, spricht das Mischstellen-Steuerelement
auf den niedrigeren von zwei dem Gerät zugeführten Drükken an, um die Vorwärmstufe
1I über die Leitung 84 und das Dampfdüsenventil 83 zu steuern. Der
Raumhygrostat 31 ist mit dem Mischstellen-Steuerelement 58 über die Leitungen 73
und 75, das Druckhöhenumkehr-Steuerelement 76 und die Leitung 77 verbunden. Der
Hygrostat ist außerdem mit dem Mischstellen-Steuerelement 80 über die Leitungen
73 und 81 verbunden.
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In dieser Schaltung wird bei sommerlichen Betriebsverhältnissen und
der Verwendung gekühlten Wassers der Raumthermostat bei niedrigeren Temperaturen
durch das Öffnen des Nachwärmdampfventils 54 Wärme zuführen. Auch wenn die
Temperatur in dem zu klimatisierenden Raum ansteigt, ergibt sich eine Regelung des
Mischstellen-Steuerelementes 58, die zu einer Vergrößerung der Spritzwassermengen
durch ein weiteres Öffnen des Ventils 72 führt. Der Raumhygrostat
31 kann bei einer Zunahme der Feuchtigkeit das Spritzwasserdrosselventil
72 über das Mischstellen-Steuerelement 58 betätigen, wobei die Einwirkung
des Thermostaten 30
auf das Mischstellen-Steuerelement 58 übersteuert
wird. Gleichzeitig wird dieser Raumhygrostat auch das Mischstellen-Steuerelement
80 steuern, wobei der Raumthermostat 30 eine untergeordnete Rolle
spielt, jedoch in der Lage ist, die Einwirkung des Raumhygrostaten zu übersteuern,
was von den Temperaturbelastungen und der Wirkung des Regeldruck-Steuerelementes
35 abhängt.
Zum Erkennen des Betriebsablaufes nach F i g. 1 mögen
die F i g. 7 bis 12 einen Hinweis geben auf die Art der Steuerelemente, die in der
Regelungsanlage verwendet sind. F i g. 7 ist eine schematische Darstellung eines
Hygrostaten, der in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Diese besondere
Art eines Hygrostaten erfordert die Versorgung mit einem Führungsdruck (1 kg/cm2
bei Verwendung als Regelvorrichtung nach der F i g. 1). Der Hygrostat besitzt an
einer eingeschnürten Öffnung 111 einen Anschluß an eine Luftdruckquelle sowie ein
Nadelventil 107,108 und an einer Öffnung 112 einen Anschluß an die
Regelanlage. Für die Steuerung des Ventilteiles 107 dient ein Hebelarm 105, der
drehbar im Punkt 106 gelagert ist. Das Ventilteil 107 wird durch eine Zugfeder 104
in einer geöffneten Stellung gehalten. Das gegenüberliegende Ende des Hebelarmes
105 wird durch die Verbindungsglieder 101 und 102 gehalten, die mit einem Feuchtigkeit
messenden Element 103 des Hygrostaten verbunden sind. Normalerweise besteht dieses
Meßelement aus zwei Teilen, die durch einen hygroskopischen Stoff, wie z. B. Menschenhaar
oder Holzstückchen, miteinander verbunden sind. Bei einer Zunahme der Feuchtigkeit
dehnt sich das Haar aus, und die Feder 104 kann das Nadelventil in eine geöffnete
Stellung ziehen, wodurch die Führungsluft unter einem geringeren Druck weiterströmt.
Natürlich können Hygrostate anderer Ausführung verwendet werden, jedoch ist es wichtig,
daß die Stärke des Druckes der Luft, die durch die Öffnung 112 in die Regelungsanlage
strömt, kleiner wird, wenn die Feuchtigkeit in der Werkhalle zunimmt, daß also eine
Druckhöhenumkehrwirkung vorhanden ist.
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Die F i g. 8 zeigt schematisch einen Thermostaten, der in der vorliegenden
Erfindung verwendet werden kann. Dieser Thermostat besitzt ein temperaturempfindliches
Gefäßelement 115 mit einem sich in der Wärme ausdehnendem flüssigen oder gasförmigen
Strömungsmittel, das sich bei einem Anwachsen der Temperatur in einer Leitung
116 ausdehnt, um einen Druck in einer Druckdose 117 zu erzeugen. Diese Druckdose
dreht einen Hebelarm 118 um ein Lager 119. Am anderen Ende des Hebelarmes ist ein
Nadelventil 120 angeordnet, das normalerweise durch eine Druckfeder 121 in Schließstellung
gehalten wird. Während des Betriebes wird durch eine eingeschnürte Öffnung
123 eines Ventilteiles 122
Führungsluft zugeführt. Bei einem Ansteigen
der Temperatur öffnet das Nadelventil 120, läßt weitere Luft hindurchtreten und
leitet einen wesentlich verminderten Luftdruck über die Öffnung 124 zur übrigen
Regelanlage weiter. Auch hier besitzt also bereits der Raumzustandsmesser eine Druckhöhenumkehrwirkung,
da, allgemein gesagt, bei steigender Temperatur die abgegebene Regelgröße kleiner
wird.
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F i g. 9 ist eine schematische Darstellung eines Mischstellen-Steuerelementes,
das in der F i g. 1 mit 58 bezeichnet ist. Diese Vorrichtung besitzt ein mit einem
vorstehenden Rand versehenes Ventilgehäuse 130, das zwei voneinander durch eine
biegsame Membran 133 getrennte Kammern 131 und 132 umfaßt, die Lufteinlässe 135
und 136 besitzen. Ein Ventilkörper 134, der sich in einem am Ventilgehäuse 130 sitzenden
Ventilteil 137 hin- und herbewegt, steht mit der Membran 133 in Wirkverbindung.
Das Ventilteil 137 besitzt einen ringförmigen Kanal 138, der mit dem Steuerelernentauslaß
139 in Verbindung steht. Der Ventilkörper 134 besitzt zwei Durchlässe 140
und 141, die derart angeordnet sind, daß bei einer ersten Stellung, wie sie in der
F i g. 9 dargestellt ist, die Kammer 132 mit dem Auslaß 139
in Verbindung
steht. Diese erste Stellung ergibt sich, wenn der durch die Öffnung 136 der Kammer
132 zugeführte Druck größer ist als der in der Kammer 131 herrschende Druck. Wenn
die Luft in die Kammer 132 einströmt, kann der höhere Druck auf die übrige Regelanlage
übertragen werden. Um die erste Stellung des Ventilkörpers 134 zu begrenzen,
ist noch ein Anschlag 142 am oberen Teil des Ventilgehäuses 130 vorgesehen.
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Wenn der durch die Öffnung 135 der Kammer 131 zugeführte Druck auf
einen Wert ansteigt, der größer ist als der Luftdruck in der Kammer 132, wird die
Membran 133 nach unten durchgebogen und verschiebt den Ventilkörper 134 in
seine zweite Stellung, in welcher der Ausfluß 139 mit der Kammer 131 durch
den Durchlaß 140 verbunden ist. Bei Eintreten dieses Zustandes strömt keine Luft
aus der Kammer 132, da der Ausgang des Durchlasses 141 versperrt ist. Aus der obenstehenden
Beschreibung geht hervor, daß der in einer der Kammern 131
oder 132 vorliegende
größere Druck die Stellung des Ventilkörpers 134 bestimmt und somit letzten Endes
die Quelle, aus welcher Luft in den Auslaß 139 strömt.
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Es ist leicht zu erkennen, daß ein Mischstellen-Steuerelement, das
auf den niedrigeren von zwei auf es zur Einwirkung gebrachten Drücken anspricht,
wie es bei dem Mischstellen-Steuerelement 80 nach F i g. 1 der Fall ist, in einer
der F i g. 9 ähnlichen Ausführung ausgebildet werden kann, und zwar indem die Durchlässe
140 und 141 derart angeordnet sind, daß eine Kammer niedrigeren Druckes
mit dem Auslaß 139 verbunden wird.
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Zur Darlegung einer möglichen Ausführungsart des in der F i g. 1 gezeigten
Regeldruck-Steuerelementes 35 gibt F i g. 10 die schematische Darstellung einer
Ausführung, in der ein Ventil 150 unter dem Einfluß einer Dämpfungsvorrichtung
151
steht. Ein Steuerdruck wird der Vorrichtung über die Leitung 153 zugeführt.
Dieser Druck wird der Kammer 155 zugeleitet, in der sich eine Membran 152 befindet.
Die unter Druck stehende Luft drückt die Membran, die einen Ventilstößel 154 trägt,
nach oben. Durch die geeignete Auswahl einer sich widersetzenden Druckfeder 156
und eines Nadelventils 157 kann sich ein dazu in einem Verhältnis stehender Druck
durch das Ventil fortpflanzen. Da der durch die Leitung 153 ankommende Steuerdruck
1 kg/cm2 groß werden kann, sollte - im Falle, daß ein Anwachsen im Verhältnis von
2: 1 gewünscht wird - ein Führungsdruck von 2 kg/cm2 der öffnung 158 zugeleitet
werden. Auf Grund der Art der Feder 156 und der Art des Nadelventils 157 wird ein
doppelt so starker Regeldruck wie der durch die Öffnung 153 zugeleitete Steuerdruck
sich durch die Ventilöffnung 159 zur übrigen Regelanlage fortpflanzen.
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In F i g. 11 ist eine Ausführungsart eines Mindestdruck-Steuerelementes,
wie es z. B. nach F i g. 1 mit 70 bezeichnet ist, dargestellt. Dieses Steuerelement
gestattet das Übertragen eines Mindestdruckes, der unabhängig vom zugeführten Regeldruck
ist. Ein Führungsdruck wird durch die eingeschnürte Öffnung
162
zugeführt. Ein Teil dieser Luft strömt durch eine Leitung 163 in eine von einem
Gehäuse 160 umschlossene Kammer 164, die von einer Membran 165 begrenzt
wird. An der Membran ist ein Ventilstößel 166 befestigt, der mit einem in
einem Ventilgehäuse 161 angeordneten Nadelventil 168 in Wirkverbindung steht. Auf
der anderen Seite der unter dem Druck der in der Kammer 164 befindlichen Luft stehenden
Membran 165 ist eine Feder 167 angeordnet, welche das Nadelventil 168 in
eine geöffnete Stellung drückt. Durch diese Ausführung wird einem Absperrventil
170 ständig ein Regelluftdruck zugeführt.
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Durch die üffnung 162 wird unter Druck stehende Führungsluft zugeführt.
Das führt zu einem Schließen des Nadelventils 168, wodurch der dem Absperrventil
170 zugeführte Luftstrom beschränkt wird. Wenn der Druck nachläßt, bewirkt die Feder
167 ein (Offnen des Nadelventils 168 und eine Abnahme der Drosselung der Luftzufuhr
zum Ventil 170. Durch diese Anordnung wird der dem Absperrventil 170 zugeführte
Druck geregelt. Dieser geregelte Luftdruck kann sich über eine Leitung 169, die
mit der Regelanlage verbunden ist, fortpflanzen. Auch eine Leitung 172, die mit
dem verbleibenden Teil der Regelanlage verbunden ist, steht mit der Leitung 169
in Verbindung, wobei in dieser Leitung 172 ein Absperrventil 171 angeordnet ist.
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Während des normalen Betriebes strömt Regelluft durch die Leitung
172, das Absperrventil 171 und die Leitung 169 in den verbleibenden
Teil der Regelanlage. Wenn der Regeldruck in der Leitung 172 auf einen Wert abfällt,
der niedriger ist als der Wert der geregelten, unter Führungsdruck stehenden Luft,
öffnet diese geregelte, unter Führungsdruck stehende Luft das Absperrventil 170
und schließt das Ventil 171, wodurch ein Zustand aufrechterhalten wird, bei
dem ein niedrigerer Luftdruck als der geregelte Führungsdruck in der Leitung 169
niemals herrscht. Wie aus der Betriebsweise des Steuerelementes, das in F i g. 1
mit 70 bezeichnet ist, hervorgeht, wird dann das Drosselventil 72 für das
Spritzwasser ständig bis zu einem Ausmaß geöffnet sein, das von dem niedrigsten,
geregelten Führungsdruck abhängig ist.
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F i g. 12 zeigt die schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsart
für ein Druckhöhenumkehr-Steuerelement, das in der F i g. 1 mit 40, 60 oder 76 bezeichnet
ist. Es wird im Prinzip die Ventilausführung nach F i g. 10 wieder angewendet. Die
Vorrichtung erfordert, wie auch der Hygrostat, der Thermostat und das Regeldruck-Steuerelement
35 einen Führungsdruck. Dieser Führungsluftdruck wird durch eine eingeschnürte Öffnung
183 zugeführt und geeignet in dem Ventilabschnitt 177 mittels eines Nadelventils
182 geregelt. Bei dieser Vorrichtung wird der Regelluftdruck durch eine Leitung
178 in eine Kammer 179, deren eine Wand eine Membran 175 bildet, übertragen. Der
Luftdruck neigt dazu, die Membran nach unten durchzubiegen. Diesem Vorgang wirkt
eine Feder 180 entgegen, die unterhalb der Membran 176 angeordnet ist. Wie man erkennen
kann, vermag der in der Kammer 179 eingeführte Regelluftdruck einen an der Membran
176 befestigten Stößel 181 nach unten zu drücken und das Nadelventil 182
abzuschließen. Wenn kein Regelluftdruck zugeführt wird, drückt die Feder
180
das Ventil in eine geöffnete Stellung. Wie man sieht, läßt diese Ausführungsart
einen höheren Regelluftdruck durch die Öffnung 184 in den verbleibenden Teil
der Regelanlage gelangen, wenn ein geringerer Regelluftdruck durch die Leitung 178
der Membrankammer 179 zugeführt wird, worin sich die Umkehrwirkung dieses Luftdruck-Steuerelementes
zeigt.
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Natürlich können auch andere Ausführungsarten von Steuerelementen
verwendet werden, ohne sich aus dem Bereich der vorliegenden Erfindung zu entfernen.
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In F i g. 4 ist zur Darstellung der Arbeitsweise der vorliegenden
Erfindung ein psychrometrisches Diagramm dargestellt, das die Arbeitsweise der vorliegenden
Regelungsanlage unter Berücksichtigung winterlicher Verhältnisse (Schaltung nach
F i g. 2) wiedergibt. Als Ordinate ist in diesem Diagramm ein Temperaturmaßstab
und als Abszisse ein Maßstab der absoluten Feuchtigkeit eingetragen und als weitere
Begrenzung die Sättigungslinie. Ein gewünschter Zustand im Raum ist als Punkt A
angegeben. Er bezieht sich auf den Zustand eines Raumes mit einer spezifischen relativen
Luftfeuchtigkeit (Linie R-H) und einer spezifischen Trockentemperatur (Linie D-B).
Als Ausgangspunkt sei angenommen, der Zustand des Raumes erfordere eine starke Kühlung.
In diesem Falle stellt der Raumthermostat die Lüftungsklappen 3 und
4 der Außenluft und Umluft derart ein, daß sich eine Mischung ergibt, die
auf das Gebläse mit dem Zustand C trifft, d. h. Umluft mit der Temperatur A und
Außenluft mit der Temperatur B vereinigen sich in der Mischkammerstufe I zu einer
Luftmischung, die den Zustand C besitzt. Diese Einstellung ist notwendig, um eine
Feuchttemperatur zu erhalten, die für einen größtmöglichen Wärmeaustausch erforderlich
ist. Wenn die Luft über das zuführende Gebläse 9 strömt, wird sie fühlbar erwärmt
und geht von dem Zustand C in den Zustand D über. Dieser Prozeß verläuft auf einer
Linie konstanter Feuchtigkeit. Mit dem Zustand D gelangt die Luft in den Spritzwasserabschnitt
des Luftwäschers, d. h. die Anfeuchtungsstufe III, und wird im wesentlichen adiabatisch
gesättigt, so daß sie den Wäscher mit dem Zustand E verläßt. Dieser Zustand E liegt
fast beim Taupunkt der Luft. Jedoch liegt er nicht ganz an der Sättigungslinie,
da die meisten Wäscher nur einen Wirkungsgrad von 95 % besitzen und immer einen
kleinen Umgehungsanteil, d. h. einen Anteil nicht beaufschlagter Luft, haben. Die
Luft strömt dann in den Raum, wechselt vom Zustand E in den Zustand A auf einer
Linie konstanter Feuchtigkeit. Das Diagramm zeigt dabei deutlich den Leistungsgrad,
welchen die Klimaanlage beim Klimatisieren hergibt.
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Wenn die Raumkühlbedürfnisse geringer werden, wie es normalerweise
während des Winterbetriebes der Fall ist, da die Belastung der Klimaanlage im Winter
geringer ist und das volle Leistungsvermögen, das durch die Linie E-A ausgedrückt
wird, zur Verfügung steht, wird der Raum sich abkühlen. Wenn die Temperatur fällt,
registriert dies der Raumthermostat und verstellt wieder die Lüftungsklappen für
die Außenluft und Umluft, um weniger Außenluft hereinzulassen. Der Zustand der Mischung
an Umluft mit dem Zustand A und Außenluft mit dem Zustand B wird dann verlagert
in den Punkt C'. Die Zuführung der Gebläsewärme führt zu dem Zustand D'. Die Luft
wird darauf adiabatisch gesättigt und geht in den Zustand E' über, mit dem sie dann
in
den Raum einströmen kann. Das Wärmeaufnahmevermögen wird in diesem Fall durch die
Gerade E'-A ausgedrückt.
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Um dies auf natürlichem Wege herbeizuführen, muß die Wirkungsweise
des Wäschers verändert werden, denn offensichtlich würde der Zustand der Luft nach
dem Durchströmen des Wäschers normalerweise in der Nähe des Taupunktes auf der individuellen
adiabatischen Sättigungslinie liegen, nämlich beim Punkt F. Jedoch erzeugt der Raumhygrostat
31 entsprechend der F i g. 2 eine gewisse Drosselung durch das Ventil 72, um einen
größeren Umgehungsanteil, d. h. nicht beaufschlagter Luft, in dem Wäscher zu erreichen,
wodurch er dazu beiträgt, daü die Luft den Wäscher in dem Zustand E' verläßt.
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Selbstverständlich kann bei einer erneuten Abnahme der Belastung der
Raumthermostat 30 fortfahren, die Mischung an Außenluft und Umluft zu verändern,
bis nur noch 5 % Außenluft eintreten, und gleichzeitig kann auch der Raumhygrostat
fortfahren, die Düsen 16 zu drosseln, bis ein 80% großer Umgehungsanteil erreicht
wäre, d. h. 80% der Luft mit Spritzwasser nicht in Berührung kämen, bei welchem
Wert keine weitere Drosselung eintreten dürfte, da dann die erfolgende Wäsche unzulänglich
wäre und es in der Vorrichtung auf Grund der zu geringen Anfeuchtung der in der
durchströmenden Luft befindlichen Staubteilchen zu Ansammlungen von Schmutz kommen
würde.
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Unter gewissen Umständen sollte die Drosselung der Spritzwasserdüsen
nicht so weit gehen, daß ein Umgehungsanteil von 80% daraus entsteht. Auch ist es
in vielen Fällen wünschenswert, lieber einen wesentlichen Anteil von Außenluft aufzunehmen,
als die Umluft wieder in den Kreislauf zu bringen. Unter solchen Umständen verläuft
der Zustandswechsel der Luft auf einem Weg von C über D' nach E'. Jedoch
liegt der Betrag der Kühlleistung nur zwischen den Punkten E' und G. Selbstverständlich
drückt dann der Punkt G eine zu hohe relative Luftfeuchtigkeit bzw. eine zu geringe
Trockentemperatur aus, wodurch sich der Raumthermostat 30 in F i g. 2 selbst einschaltet,
um über das Mischstellensteuerelement 58 das Ventil 54 zu betätigen und einen
Dampfdurchfluß in den Schlangen 54 hervorzurufen. Dieser Vorgang verursacht die
Zuführung von Wärme zur Luft, bevor die Luft in den zu klimatisierenden Raum strömt.
Der Zustand der Luft wechselt dabei vom Zustand E' auf den Zustand G in F i g. 4.
Der Wärmeanfall in der Werkhalle überführt die Luft vom Zustand G in den Zustand
A.
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Weiterhin ist die Möglichkeit gegeben, daß unter gewissen Umständen
die Mischung von Zuluft und Umluft nur für den Zustand C" bereitet werden kann.
Bei der Zuführung von Gebläsewärme geht die Luft in den Zustand D" über. Eine adiabatische
Sättigung an diesem Punkt würde die Überführung in den Zustand E" ergeben. Natürlich
wird dann ein sehr niedriger Taupunkt erreicht, der es niemals zuläßt, daß die Luft
bei einer fühlbaren Erwärmung in den Zustand A übergeht. Um diesen Umstand auszugleichen,
öffnet der Raumhygrostat 31 über das Mischstellensteuerelement 80 das Ventil 83,
so daß Dampf durch die in der F i g. 1 gezeigten Dampfdüsen 12 strömen kann, die
Luft vom adiabatischen Sättigungsprozeß abweicht, vom Zustand D" in den Zustand
E überwechselt und darauf vom Zustand E in den Zustand A übergeht, welches der gewünschte
Raumzustand ist. Wenn der Wärmeanfall im Raum nicht genügt, um diese Kühlmenge aufzunehmen,
kann das Nachwärmungsventil 54 sich unter dem Einfiuß des Thermostaten 30
öffnen, der über das Mischstellensteuerelement 80 wirkt und ein Abfallen der Raumtemperatur
verhindert.
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Als weiteres Beispiel sei angenommen, es läge ein Wochenende vor,
die Zufuhr an Außenluft und Umluft sei beschränkt worden, ihre Mischung besäße den
Zustand C"'. Bei der Zuführung von Gebläsewärme wechselt der Zustand der Luft dann
in den Zustand D"' über. Eine adiabatische Sättigung überführt die Luft in den Zustand
E', der sich aus der grüütntöglichen Drosselung ergibt, welche unter den
vorliegenden Belastungsverhältnissen für eine minimale Betriebsreinheit des Wäschers
aufrechterhalten werden kann. Der Wärmeanfall im Raum bringt einen Wechsel zum'-
Punkt A' mit sich, der zwar die richtige Trockentemperatur auf der Linie D-B, jedoch
eine zu große Feuchtigkeit ausdrückt. Unter diesen Umständen ermöglicht der Raumhygrostat,
der nach F i g. 2 über. das Mischstellen-Steuerelement 58 wirkt, eine Zuführung
von Dampf in die Nachwärmschlange 24 durch das Öffnen des Ventils
54.
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Dadurch werden die Temperatur- und Feuchtigkeitsverhältnisse der Luft
in den Zustand A" übergeführt, der, wie man erkennen kann, zwar die richtige relative
Luftfeuchtigkeit auf der Linie R-H ausdrückt, jedoch andererseits eine zu hohe Trockentemperatur.
An dieser Stelle registriert der Raumthermostat diesen Zustand und regelt die Mischung
der Außenluft und Umluft derart nach, daß der Zustand C"' näher an den Zustand
C herangerückt wird und die Linie E"'-A" sich mit der Linie E-A überdeckt.
Der Hygrostat und der Thermostat fahren in ihrem Zusammenwirken dann derart fort,
daß der gewünschte Zustand des Punktes A aufrechterhalten wird.
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Unter Bezugnahme auf den oben beschriebenen Ablauf erkennt man, daß
sich die Stellung der Umluft- und Außenluftklappen 3 und 4 (Mischkammerstufe
I) aus der Wirkungsweise des Thermostaten 30
ergibt, der, wie man aus dem
Schaltplan erkennt, auch über das Mischstellen-Steuerelement 58 auf die Nachwärmstufe
IV wirken kann. Jedoch wurde bei den obenerwähnten Verhältnissen der Thermostat
30
über das Mischstellen-Steuerelement 58 durch den Hygrostaten 31
übersteuert, und auch die Steuerung der Anfeuchtungsstufe III wurde vom Hygrostaten
31
übernommen. Offensichtlich findet der dargestellte Ablauf nicht in einzelnen
Sprüngen statt. Die beiden Zustandsmeßgeräte arbeiten ständig zusammen, d. h., der
Raumhygrostat und der Thermostat sind fortlaufend darauf ausgerichtet, die gewünschten
Raumverhältnisse zu erhalten.
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Der Nutzen des Zusammenschlusses der Spritzwassererwärmung (Vorwärmstufe
II) mit dem Mischstellen-Steuerelement 80 spielt bei ungewöhnlichen Betriebsverhältnissen
eine Rolle und bewahrt die Anlage davor, unerwünschte Verhältnisse hervorzurufen,
wie z. B. während des Anfahrens, wenn dem System zunächst nicht genügend solcher
Luft zur Verfügung steht, mit der sie den Bedürfnissen des zu klimatisierenden Raumes
gewachsen wäre. Unter diesen Umständen wird sich die Regelanlage darauf einstellen,
den größtmöglichen Temperaturanstieg der Luft hervorzurufen, d h. in dem psychometrischen
Diagramm nach F i g. 4 einen Temperaturanstieg von E nach A zu erwirken. Demgemäß
werden sich die
Luftklappen für die Außenluft und Umluft auf eine
Einführung des Zustandes, der im Diagramm als C bezeichnet ist, einstellen. Unter
diesen Umständen wird die Regelanlage eine relative Luftfeuchtigkeit erzeugen, die
unter dem gewünschten Maß liegt, obwohl die Spritzwasserdüsen 16 mit voller Leistung
arbeiten. Die natürliche Abhilfe würde für die Regelanlage darin liegen, die Feuchtigkeit
dadurch zu vergrößern, indem die Dampfdüsen 12 auf Spitzenbelastung eingestellt
würden. Da jedoch die Regelanlage ein begrenztes Leistungsvermögen besitzt, ist
dieses Vorgehen wenig wünschenswert, weil der Dampf der Anlage eine unnötige Wärme
übertragen würde. Bei diesem Zustand gerät das Mischstellen-Steuerelement
80 unter den Einfluß des Raumthermostaten 30, indem er den Hygrostaten 31
übersteuert und verhindert, daß die Dampfdüsen (Vorwärmstufe II) in Betrieb gesetzt
werden, wenn die Trockentemperatur im Raum oberhalb des gesetzten Wertes liegt.
Die Regelanlage wird deshalb erst eine gewünschte Trockentemperatur herbeiführen,
bevor Dampf zur Vergrößerung des Feuchtigkeitsgehaltes auf einen gewünschten Wert
zugeführt wird.
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In F i g. 5 sind die psychrometrischen Verhältnisse eines Umlaufes
beim Sommerbetrieb, bei dem die gesamte Luft durch eine Flüssigkeitsverdunstung
gekühlt wird, dargestellt. Bei dieser Betriebsart wird das in der F i g. 2 gezeigte
Schema der Regelanlage eingehalten. Bei voller Belastung im Sommerbetrieb liegt
die Trockentemperatur des Raumes bei einer Verdunstungskühlung offensichtlich oberhalb
der gewünschten Temperatur im Winter. Da die Trockentemperatur hoch ist, wird der
Raumthermostat die größte Außenluftmenge herbeiführen, die bei Durchfluß von 5 %
Umluft einen Anteil von 95 % in der Mischung ausmacht.
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Der kleine Anteil der Urnluftmenge mit dem Zustand H vermischt sich
mit dem großen Anteil der Außenluft mit dem Zustand K höherer Temperatur und ergibt
eine Mischung mit dem Zustand L, die durch die Zuführung der Gebläsewärme in den
Zustand M übergeführt wird. Beim Zustand M wird die Luft adiabatisch
bis zum Taupunkt gesättigt und verläßt die Aufbereitungsanlage mit dem Zustand N.
Wiederum kann man erkennen, daß das Sättigungsvermögen der Anlage niemals bei 100%
liegt, sondern normalerweise in der Nähe von 95%, und daß der Punkt N somit nicht
auf der Linie absoluter Sättigung liegt, sondern nur ziemlich nahe daran. Die Luft
verläßt die Anlage mit dem Zustand N und geht in den Zustand FT über, wobei
sie beträchtliche Wärme aufnimmt. Bei diesem Verhältnis steht die ganze Regelung
des Raumes unter dem Einfluß des Raumhygrostaten, da der Thermostat seine Aufgabe
erfüllt hat, nachdem er die Nachwärmung auf volle Leistung gestellt hat und die
Lüftungsklappen für die Außenluft soweit wie möglich geöffnet hat.
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Um den Regelvorgang ausführlicher darzustellen, sei angenommen, daß
die Feuchttemperatur der Zuluft die gleiche geblieben ist, jedoch der beträchtliche
Wärmeanfall im Raum aus irgendeinem Grunde geringer geworden ist. Bei Vorliegen
eines solchen Zustandes würde die Raumtrockentemperatur zu fallen beginnen und die
relative Luftfeuchtigkeit ansteigen, da Wärme durch Konvektion abgeht, die Feuchtigkeit
jedoch nicht. Der Hygrostat würde beim Registrieren eines Anwachsens der relativen
Luftfeuchtigkeit das Spritzwasserventil 72 drosseln, um einen größeren Umgehungsanteil,
d. h. Anteil der nicht vom Spritzwasser beaufschlagten Luft, hervorzurufen. Die
Luft würde die Anlage im Zustand N' verlassen. Sie würde dann in den Zustand H'
übergehen, wobei sie die Luftfeuchtigkeit im Raum bei einer niedrigeren und bequemeren
Trockentemperatur hält. Der Thermostat würde die Lüftungsklappen nicht zurückdrehen,
denn obgleich die Trockentemperatur niedriger ist, liegt sie jedoch noch weit oberhalb
der gewünschten minimalen Temperatur.
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Obwohl bei diesen psychrometrischen Verhältnissen im Umlauf kein Spritzwassernachwärmer
zur Anwendung gelangt, können Verhältnisse auftreten, wo dieses Schwierigkeiten
hervorrufen könnte. Jedoch würden wiederum das Mischstellensteuerelement und das
Regeldruck-Steuerelement 35 irgendwelche falschen Arbeitsgänge verhindern. Wenn
z. B. die Anlage nicht genügend Luft zur Verfügung hat, um die Raumfeuchtigkeit
zu halten, würde der Hyorostat nach einer größtmöglichen Einstellung der Spritzwasserdüsen
den Dampfdüsenwärmer (Vorwärmstufe 1I) einschalten. Offensichtlich wäre dies nicht
wünschenswert, da die Temperatur dann zu hoch wird. Unter solchen Umständen würde
das Zusammenspiel der Regelvorrichtungen, vornehmlich des Steuerelementes 35 und
des Mischstellen-Steuerelementes 80, es unterbinden, daß die Dampfdüsen (Vorwärmstufe
1I) in Tätigkeit treten, wenn die Trockentemperatur des Raumes oberhalb von 27°
C oder irgendeiner anderen gesetzten Temperatur liegt. Dieser Zustand könnte auch
auftreten, wenn die Anlage eingeschaltet wird, nachdem sie stillgelegt war und wenn
es dabei heiß und trocken ist. Auch dann würde wiederum der Raumthermostat die Regelung
des Hygrostaten in Folge der großen Verschiedenheit der Temperaturverhältnisse im
Vergleich zu den Feuchtigkeitsverhältnissen in der Anlage übersteuern.
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Beim Arbeiten der Anlage mit zusätzlicher Kühlung während des Sommers
wird das in F i g. 1 dargestellte Schaltelement 45 auf Sommerbetrieb umgestellt,
wobei keine unter Druck stehende Luft den Antriebselementen der Ventile
42, 52, 59 und 68 zugeführt wird und alle Kanäle NC der Ventile
geschlossen werden. Bei diesem Betrieb verändert sich die Schaltung von der in der
F i g. 2 gezeigten in jene in der F i g. 3 dargestellten. Man kann aus F i g. 3
erkennen, daß das Mischstellensteuerelement 58 nunmehr die Spritzwassermenge
(Anfeuchtungsstufe 111)
regelt an Stelle der vorherigen Regelung des Nachwärmdampfes
(Nachwärmstufe IV) und daß der Thermostat das Nachwärmdampfventil allein regelt.
Man kann ferner erkennen, daß während dieses Sommerbetriebes ein minimaler Anteil
von Außenluft aufgenommen wird und daß die Lüftungsklappen so gestellt sind, daß
sich die Klappen für die Außenluft in einer geschlossenen Stellung und die Klappen
für die Umluft in einer weit geöffneten Stellung befinden. Dadurch gelangen von
der Außenluft nur kleine Mengen in den Wäscher, die in den meisten Fällen bis zu
51/o des Anteiles der Luft ausmachen, der durch den Wäscher strömt.
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Während dieses Sommerbetriebes mit einer zusätzlichen Kühlung wird
gekühltes Wasser dem Wäscher mit einer konstanten Temperatur, die sich durch die
Regelvorrichtung der zugeordneten Kühlanlage ergibt, zugeführt. Um Veränderungen
bei der Verminderung des Wärmeanfalles treffen zu können,
werden
die Spritzwasserdüsen (Anfeuchtungsstufe 11I) durch das Mischstellen-Steuerelement
58 über das von diesem gesteuerte Spritzwasserdrosselventi172 geregelt. Da in den
bekannten Anlagen keine Drosselung des gesamten Wassers erfolgen kann, wird kaltes
Wasser mit wärmerem Wasser in einem geregelten Verhältnis gemischt, um eine gewünschte
Mischtemperatur zu erhalten. Wenn der normale Kreislauf stattfindet, ist die Luft
im wesentlichen gesättigt, bevor sie in den zu klimatisierenden Raum einströmt.
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Gemäß F i g. 6 (Schaltung nach F i g. 3) wird der Anlage gekühltes
Wasser mit der Temperatur T zugegeben. Sein Zustand T liegt auf der Taupunktlinie
des psychrometrischen Diagramms. Der Zustand des Wassers steigt auf der Taupunktlinie,
bis das Wasser eine Temperatur T' erreicht, bei der es die Anlage verläßt. Parallel
zu diesem Temperaturanstieg findet eine Erniedrigung der Temperatur und des Feuchtigkeitsgehaltes
der Luft statt, die durch den Wäscher strömt. Bei einer hochsommerlichen Belastung
gelangt ein kleiner Anteil von Außenluft mit der Temperatur U in die Einheit und
vermischt sich mit einem wesentlich größeren Anteil von Umluft von der Raumtemperatur
S, wobei sich eine Mischung ergibt, die in dem Diagramm mit dem Zustand P dargestellt
ist. Diese Mischung strömt über den Gebläsemotor, erwärmt sich dabei und nimmt den
Zustand Q an. Wenn die Luft durch den Wäscher strömt, wird ihre Temperatur herabgesetzt
und nimmt den Zustand R an, der nahe an der Sättigungskurve liegt. Die Luft mit
der Temperatur R wird dann dem Raum zugeführt und nimmt die darin befindliche Wärme
auf, wobei sie die Temperatur und die Feuchtigkeit der Luft in dem Zustand S hält.
Der Raumhygrostat drosselt die Kühlwassermenge, um einen niedrigeren Taupunkt zu
erhalten, welcher der Raumfeuchtigkeit bei der gewünschten Temperatur genügt. Bei
diesem Zustand wird keine Nachwärmung erforderlich, da der Anstieg von R nach S
die notwendige Aufnahmefähigkeit besitzt, um die gewünschten Raumverhältnisse unter
den hochsommerlichen Belastungen zu erhalten.
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Es sei noch ein anderer Betriebszustand dargestellt, bei dem eine
Teilbelastung vorliegt und bei dem die Außenluft eine veränderte feuchte Temperatur
mit dem Zustand U' besitzt. Die Mischung aus Umluft mit dem Zustand S und Außenluft
mit dem Zustand U' besitzt den Zustand P'. Wenn die Luft über den Gebläsemotor streicht,
steigt die Temperatur auf Q'. Die Luft strömt dann durch den Luftwäscher und wird
infolge des Spritzwassers, dessen Menge durch das Zusammenspiel des Thermostaten
30 und des in F i g. 3 gezeigten Raumhygrostaten 31
geregelt wird,
gekühlt und so angefeuchtet, daß sie den Zustand R' annimmt. Um jedoch diesen Punkt
zu erreichen, wurden die Spritzwasserdüsen gedrosselt, wodurch sich ein größerer
Umgehungsanteil, d. h. Anteil an nicht befeuchteter Luft, ergibt. Durch ihn kommt
der Zustand R' zustande, der nicht .dem Zustand für gesättigte Luft entspricht.
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Zur Darstellung der Unterschiede in den Belastungen ist der bei der
Spitzenbelastung erforderliche Wärmedurchgang als h dargestellt. Er entspricht dem
Wechsel des Wärmeinhaltes der Luft, wenn diese durch die Anlage strömt. Für Teilbelastungsverhältnisse
zeigt die Größe h' den neuen gesamten Wärmedurchgang, welcher eine wesentlich kleinere
Belastung ausdrückt. Wenn sich die Belastung weiterhin verringert, wird der Raumhygrostat
eine Verminderung der Feuchtigkeit registrieren und eine kleinere Spritzwassermenge
auslösen, wodurch eine Anpassung der Gesamtwärmeentziehung des Wassers zu jener
von der Luft geforderten erfolgt. Natürlich können bei bestimmten Betriebszuständen
-die Kühlerfordernisse sehr gering werden. Es sei noch einmal darauf verwiesen,
daß der Umgehungsanteil normalerweise nicht 8011/o bei einer solchen Art eines Wäschers
überschreiten soll, damit ein gründliches Waschen nicht in Frage gestellt ist. Bei
einer Beschränkung durch diese Verhältnisse oder bei einer winterlichen Kühlungsbelastung
wird der Raumthermostat die Regelung in einem solchen Falle übernehmen, indem er
das Nachwärmventil54 einschaltet und dadurch der Dampfschlange 24 in der Leitung
25 Wärme zuführt, wodurch der Belastung in der Fabrikhalle nachgekommen wird. Bei
anderen Verhältnissen Wird der Raumhygrostat die Dampfdüsen (Vorwärmstufe 1I) einschalten,
um der Lage zu genügen.
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Bei Berücksichtigung der Arbeitsweise der obenerwähnten Steuerelemente,
die in F i g. 3 für sommerliche Betriebsbedingungen mit einer zusätzlichen Kühlung
dargestellt sind, sei daran erinnert, daß zur Aufrechterhaltung günstiger Verhältnisse
im Raum hauptsächlich der Raumhygrostat in Betracht gezogen wurde, jedoch ist es
möglich, wie man aus dem Plan nach F i g. 3 erkennen 'kann, daß eine gemeinsame
Regelung der Spritzwasserdüse (Anfeuchtungsstufe 11I) über das Mischstellen-Steuerelement
58 eintreten kann, indem der Hygi'ostat- gemeinsam mit dem Raumthermostaten zusammenwirkt,
um den Betrieb dieses besonderen Teiles der Anlage zu steuern.
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Während des Sommerbetriebes steuern der Raumthermostat und der Raumhygrostat
die Spritzwasserdüsen im wesentlichen gemeinsam. Wenn. der Thermostat, nachdem er
von dem Raumhygrostaten übersteuert wurde, keinen befriedigenden Zustand herbeiführen
kann, öffnet er das Nachwärmventil, um den geforderten Verhältnissen zu genügen.
Wenn der Raumhygrostat von dem Raumthermostaten übersteuert wird und nicht verhindern
kann, daß der Taupunkt und die relative Feuchtigkeit im Raum durch das Drosseln.
der Düsen fällt, :öffnet er die Dampfdüsen (Vorwärmstufe II) im notwendigen Ausmaß,
um den Verhältnissen genüge zu tragen, indem der durch die Anlage strömenden Luft
Dampf zugeführt wird.
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Wenn die thermbstatischen Verhältnisse sehr verschieden sind, kann
hierbei wiederum der Thermostat 30 die Regelung des Hygrostaten mit Hilfe
des Mischstellen-Steuerelementes 80 und des Regeldrucksteuerlementes 35 in einer
Weise übersteuern, wie sie oben beschrieben ist.
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Die erfindungsgemäße Anlage ist nicht,von einer Taupunktregelung abhängig
und arbeitet weitgehend befriedigender als Anlagen mit Taüpunktregelung,, da sie
eine wesentlich genauere Regelung der Raumverhältnisse mit- sich bringt; leistungsfähiger:
ist und keine übermäßige Nachwärmung der= aufbereiteten Luft erfordert. Weitere
Anpassungsmöglichkeiten der vorliegenden Anlage sind offensichtlich, wie z. B. in
gewissen Betriebslagen, in denen die Verhältnisse im Raum eine große Feuchtigkeit
erfordern. Eher als eine wesentliche Vergrößerung der Durchströmmenge Anlage ist
die Verwendung von zusätzlichen
Wasserzerstäubern mit konstanter
Ausflußmenge in den Raum zu empfehlen, wobei die Zerstäuber nicht abgeschaltet und
eingeschaltet werden wie bei bekannten Anlagen, so daß Veränderungen in der relativen
Luftfeuchtigkeit verhindert werden. Bei einer solchen Anwendung würde sich die Regelanlage
nicht von der in den F i g. 1, 2 und 3 dargestellten Anlage unterscheiden. Die psychrometrischen
Diagramme würden sich geringfügig verändern, da an Stelle eines Temperaturanstiegs
der dem Raum zugeführten Luft bei einem im wesentlichen konstanten Feuchtigkeitsgehalt
die Luft auf Grund der Zerstäubung eine Wassermenge besitzen würde, die gleichmäßig
bei einem stärker fühlbaren Wärmeanteil anwachsen würde. Dieses kann in F i g. 5
erkannt werden. Die Luft wird nach einer fast vollständigen Sättigung durch den
Übergang auf einer adiabatischen Linie von dem Zustand Min den Zustand N anstatt
eines überwechselns von dem Zustand N auf den Zustand H eher in den
Zustand H"
überwechseln, der dieselbe Trockentemperatur, jedoch eine größere
relative Luftfeuchtigkeit aufweist.