DE1195923B - Process for air conditioning room air - Google Patents

Process for air conditioning room air

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DE1195923B DEM48605A DEM0048605A DE1195923B DE 1195923 B DE1195923 B DE 1195923B DE M48605 A DEM48605 A DE M48605A DE M0048605 A DEM0048605 A DE M0048605A DE 1195923 B DE1195923 B DE 1195923B
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Description

Verfahren zur Klimatisierung von Raumluft Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klimatisierung von Raumluft, bei welchem ein dem Raum zuzuführender Luftstrom in einem regenerativen Entfeuchter auf relativ niedrige Feuchtigkeit und höhere Temperatur und hierauf durch Kühlung auf niedrigere Temperatur bei im wesentlichen unveränderter absoluter Feuchtigkeit gebracht wird.Method for air conditioning room air The invention relates to a Method for air conditioning room air, in which a room to be supplied Airflow in a regenerative dehumidifier to relatively low humidity and higher temperature and then by cooling to a lower temperature at essentially unchanged absolute humidity is brought.

Je höher die Temperatur der Luft ist, eine um so größere Rolle spielt die Feuchtigkeitsabgabe des menschlichen Körpers für dessen Wärmeregelung und damit für das Gefühl des Wohlbefindens. Aus diesem Grunde schließt eine Klimatisierung nicht nur das Bedürfnis einer Temperatursenkung in sich, sondern ist auch die Herabsetzung des Feuchtigkeitsgehalts der Luft ein Faktor von geradezu ausschlaggebender Bedeutung.The higher the temperature of the air, the greater the role it plays the moisture release of the human body for its heat regulation and thus for the feeling of well-being. For this reason, air conditioning closes not only the need to lower the temperature in itself, but also the lowering the moisture content of the air is a crucial factor.

Die Erfindung bezweckt, ein Klimatisierungsverfahren zustande zu bringen, das hierauf Rücksicht nimmt und zugleich mit außerordentlich hoher Wirtschaftlichkeit arbeitet.The invention aims to bring about an air conditioning method, that takes this into account and at the same time with extremely high economic efficiency is working.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung einer Klimatisierungsanlage, die niedrige Anschaffungskosten mit Einfachheit der Ausführung verbindet und zugleich billig im Betrieb ist.Another purpose of the invention is to create an air conditioning system, which combines low acquisition costs with simplicity of execution and at the same time is cheap to operate.

Das Erfindungsziel wird dadurch erreicht, daß die Abkühlung des Luftstromes wenigstens zum Teil durch Wärmeübertragung in einem regenerativen Wärmetauscher mit Hilfe eines zweiten Luftstromes erfolgt, dem darauf weitere Wärme zugeführt wird und der dann zur Regenerierung des Entfeuchters benutzt wird.The aim of the invention is achieved in that the cooling of the air stream at least in part by heat transfer in a regenerative heat exchanger takes place with the help of a second air stream, which is then supplied with additional heat and which is then used to regenerate the dehumidifier.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und F i g. 2 ein Wärmediagramm für feuchte Luft, das diesem Ausführungsbeispiel entspricht.The invention is described below with reference to the drawings described in more detail. It shows F i g. 1 schematically shows an embodiment of the invention and F i g. FIG. 2 is a heat diagram for humid air that corresponds to this embodiment is equivalent to.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung oder Anlage hat zur Aufgabe, in einem feuchtwarmen Außenklima die Luft in einem Raum zu klimatisieren. Dies bedeutet, daß in dem Raum nicht nur eine gegenüber der Außenluft niedrigere Temperatur aufrechterhalten werden soll, sondern gleichzeitig auch Feuchtigkeit aus dem Raum entfernt werden muß, damit die Luft als behaglich für das Verweilen empfunden wird.The device or system shown in the drawing has to Task of conditioning the air in a room in a warm, humid outdoor climate. This means that in the room there is not only one lower air than the outside air Temperature should be maintained, but also moisture at the same time must be removed from the room in order for the air to be comfortable for lingering is felt.

Zu diesem Zweck wird Luft aus dem Raum mit Hilfe eines Ventilators 10 dazu gebracht, eine Leitung 12 zu durchströmen, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in der freien Atmosphäre endet. In dieser Leitung sind eine Befeuchtungsvorrichtung 210, ein Wärmetauscher 214 und ein Feuchtigkeitstauscher 224 vorgesehen, durch welche die aus dem Raum kommende Luft nacheinander hindurchströmt. In dem Wärmetauscher und dem Feuchtigkeitstauscher wird Wärme bzw. Feuchtigkeit an einen Luftstrom übertragen, der mittels eines Ventilators 38 von außerhalb des Raumes über eine Leitung 234 in den Raum eingeblasen wird; wobei er die Teile 224, 214 und 246 passiert.For this purpose, air from the room is made to flow through a line 12 with the aid of a fan 10 , which in the illustrated embodiment ends in the free atmosphere. In this line, a humidifying device 210, a heat exchanger 214 and a moisture exchanger 224 are provided, through which the air coming from the room flows one after the other. In the heat exchanger and the moisture exchanger, heat or moisture is transferred to an air stream which is blown into the room by means of a fan 38 from outside the room via a line 234; passing parts 224, 214 and 246.

Der Feuchtigkeitstauscher 224 nach der Erfindung hat somit zur Aufgabe, eine Übertragung von Feuchtigkeit von dem einen Luftstrom zu dem anderen zu vermitteln. Er ist vorzugsweise- so ausgebildet, daß er gleichzeitig möglichst wenig Wärme zwischen den Feuchtigkeit austauschenden Mitteln überträgt, wie dies durch die relative Bauart ermöglicht wird. Derartige regenerative Feuchtigkeitstauscher sind mit dem Trägerkörper ausgerüstet, der sich in einer geschlossenen Bahn bewegt, wobei seine einzelnen Teile abwechselnd durch die beiden Luftströme wandern, deren Feuchtigkeit getauscht werden soll. Die feuchtigkeitsübertragende Masse des Trägerkörpers hat vorzugsweise die Form feiner Fäden oder, noch besser, dünner Folien oder Blätter. Vorteilhaft arbeiten die Tauscher stetig. Es können jedoch auch Feuchtigkeitstauscher zur Anwendung kommen, die intermittierend arbeiten und bei denen der Trägerkörper aus zwei Absorbern bestehen kann, von denen jeweils der eine zur Aufnahme von Feuchtigkeit in Betrieb ist, während der andere regeneriert wird.The moisture exchanger 224 according to the invention thus has the task of mediating a transfer of moisture from one air flow to the other. It is preferably designed in such a way that it simultaneously transfers as little heat as possible between the moisture-exchanging means, as is made possible by the relative design. Such regenerative moisture exchangers are equipped with the carrier body, which moves in a closed path, with its individual parts alternately migrating through the two air currents whose moisture is to be exchanged. The moisture-transferring mass of the carrier body is preferably in the form of fine threads or, even better, thin films or sheets. The exchangers advantageously work continuously. However, moisture exchangers can also be used which work intermittently and in which the carrier body can consist of two absorbers, one of which is in operation to absorb moisture while the other is being regenerated.

Der Wärmetauscher 214 soll vorzugsweise so gebaut sein, daß er hauptsächlich Wärme zwischen den Luftströmen in den beiden Kreisläufen überträgt, Feuchtigkeit dagegen entweder überhaupt nicht oder in nur geringem Ausmaß. Der Wärmetauscher arbeitet ebenfalls regenerativ und hat einen Trägerkörper, der sich auf einer geschlossenen Bahn durch die beiden von den Luftströmen durchstrichenen Durchgänge bewegt. Der Trägerkörper kann gleichfalls aus feinen Fäden oder dünnen Folien bzw. Blättern zusammengesetzt sein. Wenn im nachstehenden von Feuchtigkeits- bzw. Wärmetauschern die Rede ist, sollen darunter generell Tauscher der vorerwähnten Bauart verstanden werden.The heat exchanger 214 should preferably be constructed so that it mainly Warmth between the Transfers air currents in the two circuits, Moisture, on the other hand, either not at all or only to a small extent. The heat exchanger also works regeneratively and has a carrier body that is on a closed Web moved through the two passages swept by the air currents. Of the Carrier bodies can also be made of fine threads or thin foils or sheets be composed. If in the following from moisture or heat exchangers we are talking about exchangers of the aforementioned type will.

In F i g. 2 stellt die Ordinate den absoluten Feuchtigkeitsgehalt der Luft in einem geeigneten Maßstab dar, und zwar als Gramm H20 je Kilogramm Trokkenluft. Die Abszisse gibt die Temperatur in Grad Celsius an. Ferner sind in die Diagramme Kurven für verschiedene Prozentzahlen relativen Feuchtigkeitsgehalts der Luft eingezeichnet.In Fig. 2, the ordinate represents the absolute moisture content of the air on a suitable scale, namely as grams of H2O per kilogram of dry air. The abscissa indicates the temperature in degrees Celsius. Also in the diagrams Plotted curves for various percentages of relative humidity in the air.

Es sei nun angenommen, daß Raum- oder Innenluft, die von dem Ventilator 10 der F i g. 1 durch die Leitung 12 umgewälzt wird, einen Ausgangszustand beim Verlassen des Raumes hat, der dem Punkt 46 in F i g. 2 entspricht und den eine Temperatur von 27° C und eine relative Feuchtigkeit von 50 % kennzeichnet- Es sei ferner angenommen, daß die atmosphärische Außenluft den Zustand 44 in dem Diagramm hat, was einer Temperatur von 35'C und einer relativen Feuchtigkeit von 40 %, entspricht. In einem solchen Zustand tritt also Luft aus der freien Atmosphäre in den Ventilator 38 ein. Angestrebt wird ein Endzustand der durch die Leitung 234 strömenden Außenluft, wie er durch den Punkt 48 entsprechend einer Temperatur von 18° C und einer Feuchtigkeit von 70 % dargestellt wird. Diese Werte sind bei dem angenommenen Außenluftzustand repräsentativ für Wohn- und Aufenthaltsräume, Säle und ähnliche Räumlichkeiten, auch wenn sie selbstverständlich keineswegs für die Verwirklichung des Erfindungsgedankens bindend sind, sondern beliebig abwandelbar sind. Andere Werte gelten z. B., wenn im Inneren von Maschinen Feuchtigkeit entwickelt wird.It is now assumed that the room or indoor air produced by the fan 10 of FIG. 1 is circulated through the line 12 , has an initial state when leaving the room, which corresponds to the point 46 in FIG. 2 and which characterizes a temperature of 27 ° C and a relative humidity of 50% - It is also assumed that the atmospheric outside air has the state 44 in the diagram, which means a temperature of 35'C and a relative humidity of 40% , is equivalent to. In such a state, air enters the fan 38 from the free atmosphere. A final state of the outside air flowing through the line 234 is aimed for, as is represented by the point 48 corresponding to a temperature of 18 ° C. and a humidity of 70%. With the assumed outside air condition, these values are representative for living rooms and lounges, halls and similar rooms, even if they are of course by no means binding for the realization of the inventive concept, but can be modified as required. Other values apply e.g. B. when moisture is developed inside machines.

Nachstehend ist bei Hinweis auf die einzelnen Punkte des Diagramms hinter ihrer ziüermäßigen Bezeichnung der an diesen herrschende Zustand in Klammern, und zwar in bezug auf die Temperatur in Grad Celsius und in bezug auf den relativen Feuchtigkeitsgehalt in Prozent angegeben. Die Temperaturwerte wurden aus Diagrammen mit Temperaturangaben in Grad Fahrenheit entnommen und in den meisten Fällen bei der Umrechnung in Grad-Celsius-Werte auf den nächsten halben Grad abgerundet.The following is a reference to the individual points in the diagram behind their decent designation, the prevailing condition in brackets, in relation to the temperature in degrees Celsius and in relation to the relative Moisture content given in percent. The temperature values were taken from graphs with temperatures taken in degrees Fahrenheit and in most cases at the conversion into degrees Celsius values rounded down to the nearest half degree.

Die Befeuchtungsvorrichtung 210 besitzt einen bekannten Aufbau, bei dem Fremdwasser in die den Raum verlassende Luft verdampft. Diese Luft, die den Ausgangszustand gemäß Punkt 46 in F i g. 2 hat, wird in der Vorrichtung 210 in ihrer Temperatur erniedrigt und in ihrem Feuchtigkeitsgehalt erhöht. Die Zustandsänderung folgt einer Enthalpielinie, d. h. einer Linie, längs derer der Wärmeinhalt konstant bleibt, bis zum Punkt 212 (20° C, 95 0/0). In dem Wärmetauscher 214 wird der Raumluft Wärme von der Außenluft entzogen, so daß erstere den Zustand gemäß Punkt 216 (39°C, 32%,) annimmt. Unter der Annahme, daß der absolute Feuchtigkeitsgehalt der Raumluft unverändert bleibt, läuft die Linie zwischen den Punkten 212 und 216 parallel zur Abszisse. Hinter demWärmetauscher214 entweicht ein Teil der Raumluft, und zwar beispielsweise 20 %, durch eine Leitung 218 unmittelbar in die freie Atmosphäre. Der Rest durchstreicht einen Heizkörper 220, der die Luft in den Zustand 222 (55°-C, 14%) bringt. Hinter dem Heizkörper 220 geht der Raumluftrest durch den Feuchtigkeitstauscher 224 hindurch und entweicht ebenfalls ins Freie.The humidifying device 210 has a known structure in which extraneous water evaporates into the air leaving the room. This air, which the initial state according to point 46 in F i g. 2 is lowered in temperature and increased in moisture content in device 210. The change of state follows an enthalpy line, ie a line along which the heat content remains constant, up to point 212 (20 ° C, 95 0/0). In the heat exchanger 214 , heat is extracted from the room air from the outside air, so that the former assumes the state according to point 216 (39 ° C., 32%,). Assuming that the absolute humidity of the room air remains unchanged, the line between points 212 and 216 runs parallel to the abscissa. After the heat exchanger 214 some of the room air, for example 20%, escapes through a line 218 directly into the open atmosphere. The remainder passes through a heating element 220, which brings the air to the state 222 (55 ° C., 14%). Behind the radiator 220, the remaining room air passes through the moisture exchanger 224 and also escapes into the open.

Die durch den Ventilator 38 eingeblasene Außenluft wird in dem Ventil 92 in zwei Zweige geteilt, von denen der eine durch eine Leitung 226 hindurchstreicht. In dieser Leitung sind hintereinander eine Befeuchtungsvorrichtung 228 und ein Wärmetauscher 230 vorgesehen. Dieser Außenluftzweig wird von dem Ausgangszustand 44 durch die Befeuchtungsvorrichtung 228 entlang einer Enthalpielinie auf den Zustand des Punktes 232 (24,5° C, 95 0/0) angefeuchtet. Wenn der Außenluftstrom in dem Wärmetauscher 230 dem zweiten Zweig des Außenluftstroms begegnet, der eine Leitung 234 durchstreicht, wird letzterer von dem Zustand 44 auf den Zustand 236 (25,5° C, 69 %) gekühlt, während die die Leitung 226 durchströmende Luft in dem Zustand 238 (34° C, 56 %) in die freie Atmosphäre zurückgeleitet wird.The outside air blown in by the fan 38 is divided in the valve 92 into two branches, one of which passes through a line 226. A humidifying device 228 and a heat exchanger 230 are provided one behind the other in this line. This outside air branch is humidified from the initial state 44 by the humidifying device 228 along an enthalpy line to the state of point 232 (24.5 ° C., 95 0/0). When the outside air flow in the heat exchanger 230 meets the second branch of the outside air flow, which passes through a line 234, the latter is cooled from the state 44 to the state 236 (25.5 ° C, 69%), while the air flowing through the line 226 in the condition 238 (34 ° C, 56%) is returned to the free atmosphere.

Wenn die beiden Luftströme in dem Feuchtigkeitstauschen 224 Feuchtigkeit austauschen, wird der Außenluftstrom in der Leitung 234 von dem Zustand 236 auf den Zustand 240 (41° C, 16%) getrocknet, während die im Zustand 222 (55° C, 14 0/0) in den Feuchtigkeitstauschen 224 eintretende Raumluft im Zustand 242 (35,5° C, 60'%) in die freie Atmosphäre entweicht. Der Wärmetauscher 214 senkt dann die Temperatur der Außenluft auf den Zustand 244 (22° C, 45 a/o), und danach findet eine weitere Temperatursenkung in der Befeuchtungsvorrichtung 246 auf den Endzustand 48 statt.When the two air streams exchange moisture in the moisture exchange 224, the outside air stream in the line 234 is dried from the state 236 to the state 240 (41 ° C, 16%), while that in the state 222 (55 ° C, 14 0/0 ) Room air entering the moisture exchangers 224 in the state 242 (35.5 ° C, 60%) escapes into the free atmosphere. The heat exchanger 214 then lowers the temperature of the outside air to the state 244 (22 ° C., 45 a / o), and then a further temperature decrease in the humidifying device 246 to the final state 48 takes place.

Das Diagramm nach der F i g. 2 bezieht einen bestimmten Wirkungsgrad der einzelnen Zustandstauschen mit in die Berechnung ein. Dieser Wirkungsgrad kann sehr hoch sein und sich z. B. auf 90 % und mehr belaufen. Dagegen setzt das Diagramm voraus, daß ein Austausch von entweder nur Feuchtigkeit oder nur Wärme stattfindet. Wenn gleichzeitig mit der Zustandsänderung der vorgesehenen Art eine Zustandsänderung der anderen Art eintritt, werden die Punkte in dem Diagramm in entsprechendem Grad verschoben, so daß z. B. bei einer Kombination der Feuchtigkeitsabgabe gemäß der Linie zwischen den Punkten 236 und 240 mit einer Wärmeübertragung zwischen den Luftströmen der Punkt 249 nach rechts in gerader Verlängerung der die Punkte 244 und 240 verbindenden Linie verschoben wird. In Wirklichkeit kann eine Zustandsänderung der vorbeschriebenen Art genau entlang einer Enthalpielinie niemals zustandekommen, und zwar einmal deswegen nicht, weil sich die Absorptionswärme von der Größe der Kondensationswärme des Dampfes unterscheiden kann, und ferner nicht wegen der unvermeidbaren Wärmekapazität des Trägerkörpers.The diagram according to FIG. 2 includes a certain efficiency of the individual status swaps in the calculation. This efficiency can be very high and z. B. amount to 90% and more. In contrast, the diagram assumes that an exchange of either only moisture or only heat takes place. If, at the same time as the change of state of the intended type, a change of state of the other type occurs, the points in the diagram are shifted by a corresponding degree, so that, for. B. in a combination of the moisture release according to the line between the points 236 and 240 with a heat transfer between the air streams, the point 249 is shifted to the right in a straight extension of the line connecting the points 244 and 240. In reality, a change of state of the type described above can never come about precisely along an enthalpy line, for once not because the heat of absorption can differ from the size of the heat of condensation of the steam, and also not because of the inevitable heat capacity of the carrier body.

Claims (3)

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Klimatisierung von Raumluft, bei welchem ein dem Raum zuzuführender Luftstrom in einem regenerativen Entfeuchten auf relativ niedrige Feuchtigkeit und höhere Temperatur und hierauf durch Kühlung auf niedrigere Temperatur bei im wesentlichen unveränderter absoluter Feuchtigkeit gebracht wird, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Abkühlung des Luftstromes wenigstens zum Teil durch Wärmeübertragung in einem regenerativen Wärmetauscher (214) mit Hilfe eines zweiten Luftstromes erfolgt, dem darauf weitere Wärme zugeführt wird und der dann zur Regenerierung des Entfeuchters benutzt wird. Claims: 1. Method for air conditioning room air, at which is an air flow to be supplied to the room in regenerative dehumidification on relatively low humidity and higher temperature and on top of that by cooling to a lower temperature with essentially unchanged absolute Moisture is brought, d u r c h marked that the cooling of the Air flow at least in part by heat transfer in a regenerative heat exchanger (214) takes place with the aid of a second air stream, which is then supplied with further heat and which is then used to regenerate the dehumidifier. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur einem Teil des zweiten Luftstromes weitere Wärme zugeführt wird. 2. Procedure according to claim 1, characterized in that only part of the second air flow further heat is supplied. 3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Luftstrom aus Raumluft besteht, die aus dem Raum abgeführt wird.3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that that the second air stream consists of room air that is discharged from the room.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2441132A1 (en) * 1978-11-07 1980-06-06 Mitsubishi Electric Corp SIMPLIFIED AIR CONDITIONER
AT378847B (en) * 1974-12-19 1985-10-10 Epitestudomanyi Intezet DEVICE FOR EXCHANGING THE MOISTURE AND THE HEAT CONTENT OF THE AIR IN VENTILATION SYSTEMS

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