DE19506247C2 - Vorrichtung für Wärme- und Stoffaustausch zwischen flüssigen und gasförmigen Medien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für den Wärme- und/oder Stoff­ austausch zwischen einem flüssigen und einem gasförmigen Medium und/oder zum Abscheiden von Stoffen aus dem gasförmigen Medium, mit einem für Gas und für Flüssigkeit durchlässigen Kontaktkörper in Form eines Blocks oder einer Matte aus dünnen, vornehmlich gleichmäßig gewellten Rieselplatten, die eine um die andere gegeneinander verdreht und so aneinander gelegt sind, daß die einander berührenden Wellen der jeweils benachbarten Rieselplatten gegenläufige spitze Wellenwinkel mit der Anströmfläche bilden und gegebe­ nenfalls mindestens an einem Teil der Berührungspunkte miteinander ver­ bunden sind.

Derartige Kontaktkörper, kombiniert mit Einrichtungen zu ihrer Beauf­ schlagung mit Flüssigkeit, dienen sowohl zum Befeuchten, Kühlen und Reini­ gen von Gas, d. h. auch zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen, Aerosolen, Stäuben, Gasen und Dämpfen aus einem Gas, wie auch zum Kühlen von Flüs­ sigkeit, insbesondere in Vorrichtungen der Gebäudetechnik zum Aufbereiten der Luft und in Vorrichtungen der Kraftwerkstechnik zum Rückkühlen von Wasser.

Die Rieselplatten bestehen vornehmlich aus durch Imprägnierung feuchtig­ keitsfest gemachten, saugfähigen, papier- oder pappeartigen Schichten aus organischen Fasern, wie Cellulose- oder Kunststoffasern, oder aus anorgani­ schen Fasern, wie Asbestfasern oder Glasfasern oder Gesteinsfasern.

Kontaktkörper werden in der Gebäudetechnik, wie in der angeführten Li­ teratur zum Stand der Technik, häufig "Filterschicht" oder "Rieselkörper" genannt.

Anströmfläche und Abströmfläche des Kontaktkörpers für Gas sind gemäß Stand der Technik parallel zueinander und bei ebener Form gleich groß; da­ bei stehen die Rieselplatten senkrecht zur Anströmfläche, und es wird un­ terstellt und beschrieben, daß das Gas den Kontaktkörper mit der Haupt­ strömungsrichtung senkrecht zur Anströmfläche auf dem kürzesten Weg durchströmt. Bei lotrecht angeordneter Anströmfläche strömt das Gas dem­ nach waagerecht durch den Kontaktkörper, und zwar sich quer zu den Wel­ len in schwachen Serpentinen durch die waagerecht aneinander gereihten Freiräume zwischen den Wellen benachbarter Rieselplatten windend. Die Schrägstellung der Wellen gegen die Vertikale verfolgt dabei ausschließlich den Zweck, die von oben nach unten strömende Flüssigkeit über die ganze Dicke des Kontaktkörpers möglichst gleichmäßig zu verteilen. Die Verdrehung der benachbarten Rieselplatten gegeneinander soll durch damit geschaffene Öffnungen den Durchtritt der Flüssigkeit von jeder Welle zur darunter lie­ genden ermöglichen und soll den Kontaktkörper stabiler machen. Die Verdre­ hung erfolgt dafür vornehmlich um 90°. Wärme- und Stoffaustausch gehen gemäß Stand der Technik demnach bei vertikaler Anordnung der Anströmflä­ che im Kreuzstromverfahren vor sich, bei deren horizontaler Anordnung im Gegenstrom- oder im Gleichstromverfahren.

Kontaktkörper und Vorrichtungen sind beschrieben in DT-AS 12 99 665, DE 25 37 220 C2, DE 32 46 341 C2, DE 35 22 182 C2, DE 34 23 574 C2, DE- OS 35 37 671 A1, DE 39 08 407 C1, DE 42 11 887.5, DE 43 11 439 A1, sowie DE 31 40 640 C2, DE-OS 17 67 935 und in Recknagel-Sprenger, Taschenbuch für Heizung + Klimatechnik, Verlag Oldenbourg 1983, S. 953/954, 959/960 und S. 1013, Abs. 4.

In DE 43 11 439 A1 ist verlangt, daß die Stromfäden eines sich erwei­ ternden Gasstrahls unmittelbar mit ihren vielen unterschiedlichen Richtungen und Geschwindigkeiten auf die Anströmfläche treffen. Stromfäden, deren Richtung einer der Wellenrichtungen des Kontaktkörpers mindestens nahe­ kommt, sollen den Kontaktkörper bevorzugt in dieser Wellenrichtung durch­ strömen. Indem man die Anströmfläche um einen der beiden Wellenwinkel ge­ gen die vertikale Gasstrahlachse neigt, soll die Wahrscheinlichkeit erhöht werden, daß Gasstromfäden den Weg durch den Kontaktkörper in Wellen der so bevorzugten Richtung nehmen. Diese Lösung hat mehrere Nachteile: sie ist nur sinnvoll bei vertikaler Führung des Gasstroms; sie ist konstruktiv auf­ wendig und teuer, insbesondere, weil nur Wellen einer der beiden Wellen­ richtungen vom Gas durchströmt als Austauscherfläche voll genutzt werden. Da der Kontaktkörper nur zwei Wellenrichtungen hat, die jede eine Hälfte des Kontaktkörpers ausmachen, wird die Austauscherkapazität etwa halbiert. Die Vorrichtung gemäß DE 31 40 640-C2 sucht ein hohes Gleichmaß des Flüssigkeitsfilms auf der Austaucherfläche zu bewirken; sie führt bei ver­ tikaler Anströmfläche eine dritte Rieselplatte ein, und zwar mit horizontaler Wellenrichtung d. h. mit Wellenwinkel 90°, und verzichtet mit dem Hinweis, daß die vorgeschlagene Lösung nur eine Aufgabenstellung betrifft, bei der die Bewegung der Gassphase untergeordnete Bedeutung hat, bewußt auf op­ timale Austauscherleistung. Die Gaströmung nimmt den Weg geringsten Wi­ derstands durch die horizontalen Wellen, so daß der überwiegende Teil des Kontaktkörpers nicht am Austausch zwischen Gasphase und flüssiger Phase beteiligt ist. Damit steht sie in Widerspruch zu der hier behandelten Aufgabe des Wärme- und Stoffübergangs zwischen einem flüssigem und einem gasför­ migen Medium und zum Oberbegriff, wonach nur zwei Wellenrichtungen vor­ gesehen sind. In der Vorrichtung gemäß DE OS 17 67 935 strömt die zu be­ handelnde Luft von den Seiten her auf den horizontal angeordneten Kontakt­ körper zu, wodurch die von links anströmende Luft bevorzugt in die nach rechts geneigten Wellen einströmt, die von rechts anströmende Luft bevor­ zugt in die nach links geneigten Wellen. Dadurch wird der Kontaktkörper nicht voll ausgenutzt. Gefordert sind ferner Wellenwinkel von 65° bis 75°.

Die Erfindung hat die Aufgabe, die Austauscherleistung der Vorrichtung, die einen Kontaktkörper aus gewellten oder gefalteten Rieselplatten enthält, zu steigern, ohne den Aufwand dafür unangemessen zu erhöhen oder andere wesentliche Qualität einzubüßen.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff von Anspruch 1, bei der innerhalb des Gehäuses vor der Anströmfläche des min­ destens einen Kontaktkörpers eine Einrichtung angeordnet ist, um den Strom des gasförmigen Mediums gleichzurichten, so daß austretende Teilströme nicht in Richtung einer der beiden gegenläufigen Wellen sondern senkrecht auf die Anströmfläche des Kontaktkörpers auftreffen.

Mit Wellenwinkeln kleiner ca. 60° und größer ca. 10° ist gesichert, daß die Richtung der anströmenden Stromfäden und die Wellenrichtung sich auch beim größten Wellenwinkel nicht so nahe kommen, und daß auch der kleinste Wellenwinkel nicht soviel an Umlenkwiderstand aufbaut, daß eine im ganzen gesehen schädliche Bevorzugung einer Wellenrichtung stattfindet. Der Strö­ mungswiderstand, den der Gleichrichter insbesondere gegenüber mit spitzem Winkel ihn anströmende Stromfäden aufbaut, bewirkt die Vergleichmäßigung deren Geschwindigkeit und deren Verteilung über die Anströmfläche. Das ist besonders effektiv bei Gasströmen mit Rotations- oder Drallanteil, die z. B. von Gebläsen in geringem Abstand vom Kontaktkörper erzeugt werden. Bei Strömungsversuchen an einem Kontaktkörper der beschriebenen Art wurde nachgewiesen, daß gleichgerichtet und senkrecht auf die Anströmfläche auf­ treffende Stromfäden nicht horizontal die Wellen kreuzend gemäß Stand der Technik, sondern weit überwiegend in den gegenläufigen Wellen in deren Längsrichtung den Kontaktkörper durchströmen, entsprechend - wie oben beschrieben - den Wegen, die auch die von oben zugeführte Flüssigkeit zwecks Verteilung über die Dicke des Kontaktkörpers nimmt. Daraus ergibt sich der überraschende Effekt, daß Gasströme und Flüssigkeit sich in der erfindungsgemäßen Vorrichtung in den von der Anströmfläche aus schräg nach oben verlaufenden Wellen im Gegenstrom zueinander bewegen. In den von der Anströmfläche aus schräg nach unten verlaufenden Wellen findet der Austausch zwischen Gas und Flüssigkeit zwar theoretisch im Gleichstrom statt, tatsächlich aber im relativen Gegenstrom; denn bei Gasgeschwindigkei­ ten zwischen 1,5 und 4,5 m/s und Flüssigkeitsgeschwindigkeiten zwischen 0,1 und 0,2 m/s sind die für den Austausch wirksamen Relativgeschwindig­ keiten für beide Wellenrichtungen fast gleich groß. Bei Versuchen mit Wel­ lenwinkeln von ca. 15° bis ca. 60° war die Strömung der Flüssigkeit inner­ halb und längs der Wellen sichtbar.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erbringt deutlich verbesserte spezifi­ sche Austauscherleistung. Die Austauscherleistung wächst mit kleiner wer­ denden Wellenwinkeln und mit steigender Anpassung des größeren an den kleineren.

Vorzugsweise sind die Rieselplatten im Kontaktkörper so angeordnet, daß bei unterschiedlich großen gegenläufigen Wellenwinkeln jeweils der kleinere Wellenwinkel von der vertikalen Anströmfläche des Kontaktkörpers aus schräg nach oben führt.

Das bewirkt längsten Weg für den Austausch im Gegenstrom. Optimal ist der kleinere Wellenwinkel kleiner ca. 45°.

Bevorzugt ist es, die den Strom des gasförmigen Mediums gleichrichtende Einrichtung als eine Packung aus Fasern, vornehmlich als ein Wirrfaservlies auszubilden.

Wirrfaservlies verbindet in sich die Wirkung von Gleichrichtung und von Vergleichmäßigung der Geschwindigkeit der Stromfäden aller Richtungen; weiterhin wirkt es als Filter und, beaufschlagt mit Wasser, als Befeuchter mit gleichzeitig erhöhter Filter- und Gleichrichterwirkung.

Vorzugsweise sind die Rieselplatten so angeordnet, daß die beiden gegen­ läufigen Wellenwinkel gleich groß sind.

Das führt zu gleich langen Durchströmungsstrecken der Teilströme und vereinfacht das Herstellen der Rieselplatten und Kontaktkörper: alle Riesel­ platten werden einheitlich gefertigt und werden nur eine um die andere ge­ wendet zum Kontaktkörper aneinandergelegt, so daß die Wellenwinkel der einander berührenden Rieselplatten zwar gleich groß aber gegenläufig sind. Unterschiede der Wellenwinkel und damit der Länge der Wellentäler können aus Ungenauigkeiten der Fertigung dabei entstehen und sind unerheblich.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist zwischen Kontaktkörper und Gleichrichter ein Wärmetauscher angeordnet.

Wärmetauscher können auch selbst als Gleichrichter wirken; gleichzeitig erhöhen sie den Leistungsumfang der Luftaufbereitung.

Der Gasstrom teilt sich beim Auftreffen auf die Anströmfläche mindestens hauptsächlich in solche Teilströme auf, die die Wellentäler entgegengesetzter Richtungskomponenten wie offene Rinnen ausfüllen und diese in Längsrich­ tung durchströmen. Besagte Teilströme treten schließlich an der Abströmflä­ che aus den Wellentälern in deren Längsrichtung aus und behalten danach ihre Richtung noch für eine Strecke bei; die Wellentäler benachbarter Rie­ selplatten berühren sich an den einander zugewandten offenen Oberflächen, wodurch eine oberflächliche Vermischung der sich berührenden Grenzschich­ ten der Teilströme erfolgt, wovon der Hauptteil der Teilströme in den Wel­ lentälern jedoch nur wenig betroffen ist. Das vorbeschriebene Strömungs­ verhalten wurde nachgewiesen z. B. an einem Kontaktkörper von 100 mm Dic­ ke, aus Rieselplatten von ca. 0,25 mm dickem, saugfähigem aber feuchtig­ keitsfestem gewelltem Papier mit abwechselnd ca. 30° und ca. 60° Wellenwin­ keln gegen die Anströmfläche, die demnach einen Winkel von ca. 90° mitein­ ander bildeten, bei ca. 6 mm Wellentiefe und ca. 16 mm Wellenbreite der Wellentäler. Der Kontaktkörper wurde von einem mittels Axialgebläse erzeug­ ten rotierenden Luftstrom mit Achse senkrecht zur Anströmfläche aus kurzer Entfernung angeströmt, d. h. gleichzeitig mit Gasteilströmen vieler ver­ schiedener Anströmwinkel und Geschwindigkeiten. Vor der Anströmfläche mit Rauch markierte Stromfäden traten an der Abströmfläche aus den Wellentä­ lern aus, in die sie an der Anströmfläche eingeströmt waren, und in deren Richtung. Bei unmittelbar benachbarten Einströmöffnungen einer Welle von ca. 30° und einer von ca. 60° Wellenwinkel lagen die Ausströmöffnungen ca. 25 cm auseinander; entlang deren Verbindungslinie trat Rauch geringerer Dichte aus den dort endenden Wellentälern in deren Richtung aus, als Folge der oben beschriebenen oberflächlichen Mischung der markierten Teilströme mit den nicht markierten Teilströmen, die durch die benachbarten Wellentäler strömten. Teilströme mit der Ausströmrichtung senkrecht oder annähernd senkrecht zur Abströmfläche zeigten sich nicht. Auffallend war dabei, daß aufgrund der Form des vom Gebläse erzeugten Gasstrahls eine kreisringför­ mige Partie der Anströmfläche mit Gasteilströmen hoher Geschwindigkeit an­ geströmt wurde, andere Partien mit solchen niedriger Geschwindigkeit und wieder andere Partien garnicht. Die Austauscherfläche des Kontaktkörpers wurde dadurch partieweise überlastet, partieweise garnicht genutzt. Ein Versuch mit dem gleichen, aber saugseitig zum Gebläse angeordneten Kon­ taktkörper, wobei alle Stromfäden eindeutig senkrecht auf die Anströmfläche trafen, also optimale Voraussetzungen zum Durchströmen des Kontaktkörpers mit der Hauptströmungsrichtung gemäß Stand der Technik senkrecht zur An­ strömfläche gegeben waren, zeigte, daß auch hierbei die Strömung in den Wellentälern und in der gleichen Verteilung verlief wie beim Versuch mit druckseitiger Anströmung des Kontaktkörpers. Selbst bei Reduzierung der Anströmgeschwindigeit auf 20% der betriebsüblichen, wodurch die Differen­ zen zwischen den Strömungswiderständen der verschiedenen Wege minimiert wurden, zeigte sich kein Gasaustritt auch nur annähernd senkrecht zur Ab­ strömfläche oder abweichend von der Wellenrichtung. Bei Berieselung des Kontaktkörpers mit Wasser blieb das beschriebene Strömungsverhalten be­ stehen. Bemerkenswert ist auch, daß die Aufteilung des anströmenden Gases in die verschiedenen Wellenrichtungen selbst für zwei so unterschiedlich große und gegenläufige Wellenwinkel wie 30° und 60° bei allen erzeugten Anströmwinkeln gelang.

Während man gemäß Stand der Technik die Leistungsfähigkeit üblicher Kontaktkörper vor allem durch Vergrößern ihrer Anströmfläche mittels deren Neigung zur Achse des anströmenden Gases hin erhöht, wird bei der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung das anströmende Gas innerhalb des Kontaktkör­ pers selbst geneigt gegen die Anströmfläche geführt, damit sein Weg im Kontaktkörper verlängert und dessen Wirkung erhöht; hierbei sieht die An­ strömfläche senkrecht zur Achse des anströmenden Gasstroms.

Günstig ist, wenn die Wellenwinkel im Bereich von ca. 45° bis ca. 10° lie­ gen.

Daraus ergeben sich große Durchströmungslängen bei genügender Form­ stabilität der Kontaktkörper. Optimal sind Wellenwinkel im Bereich von 30° bis 15°. Bei 30° ist die Länge der Wellentäler, d. h. auch der Weg der Teil­ ströme, doppelt so lang, bei 20° ca. dreimal so lang, bei 15° ca. viermal so lang wie die Dicke des Kontaktkörpers.

Die Wellenbreite kann das ca. 0,5-fache bis ca. 8-fache der Wellentiefe betragen und die Dicke des Kontaktkörpers kann mindestens das 1,5-fache der Wellenbreite betragen.

Damit und mit vorzugsweise etwa 0,15 mm bis etwa 1,0 mm Dicke der pap­ peartigen Schicht, aus der die Rieselplatten vornehmlich bestehen, erreicht man optimale Bedingungen für die Leistung des Kontaktkörpers im Verhältnis zum Aufwand sowie für seine Formbeständigkeit.

Die Wellen haben vorzugsweise mindestens 3 mm Wellentiefe und minde­ stens 6 mm Wellenbreite.

Das sichert die völlige Beaufschlagung des Kontaktkörpers mit Flüssigkeit ohne Gefahr seiner Verstopfung gegenüber der Gasströmung.

Das Gehäuse der Vorrichtung weist einen Luftkanal oder ein Luftkanalsy­ stem auf oder ist Luftkanal, oder Teil eines Luftkanals oder eines Luftka­ nalsystems. Es ist versehen mit mindestens einer Öffnung zum Ansaugen und mindestens einer Öffnung zum Ausblasen von Luft, sowie mit Einrichtungen zum Fördern von Luft und gegebenenfalls zum Aufbereiten von Luft, wie Filter und Wärmetauscher Es sind Einrichtungen vorhanden, um den Kon­ taktkörper mit Flüssigkeit, vornehmlich Wasser, zu beaufschlagen.

Die Vorrichtung kann in allen gebäudetechnischen, kraftwerkstechnischen und apparatetechnischen Anlagen, wie Lüftungs- und Klimaanlagen für Ge­ bäude, Räume und Schränke, sowie Rückkühlanlagen für Kraftwerke und kleine Energiewandler, und in Anlagen zur Gaswäsche mit Vorteil eingesetzt werden, mit allen üblichen Gebläsearten zum Fördern von Gasen, von Außen­ luft und/oder Umluft und/oder Fortluft, und gegebenenfalls ausgerüstet sein mit Einrichtungen zum Aufbereiten von Gas, Luft oder Wasser in Form von Wärmetauschern zum Erwärmen und/oder Kühlen und/oder Entfeuchten der Luft, mit Einrichtungen zum Einbringen von Flüssigkeit, vornehmlich Wasser, in den Gas- oder Luftstrom zwecks Befeuchten und/oder Kühlen von Luft oder Gas, und/oder zum Kühlen von Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, und/oder zwecks Reinigen von Luft oder von Gas, und mit Filter zum Reini­ gen der Luft oder des Gases. Behandelt wird gegebenenfalls Außenluft und/oder Umluft und/oder Fortluft, und die Anlagen können entweder orts­ fest oder frei beweglich sein. Zum Befeuchten und zum Verdunstungskühlen von Luft und/oder von Wasser wird mindestens ein Kontaktkörper in der Vorrichtung angeordnet und mit Flüssigkeit, vornehmlich mit Wasser beaufschlagt. Wasser dient auch zum Reinigen der Luft oder anderer Gase von Ammoniak; im übrigen verwendet man die Flüssigkeit, die sich zum Auf­ nehmen des jeweiligen Schadgases eignet. Als Gebläse kann auch ein Flüs­ sigkeits-Strahlantrieb dienen, z. B. in Form eines Wasser-Sprühstrahls, der auf die Anströmfläche des Kontaktkörpers gerichtet ist und diesen gleichzei­ tig für seine Funktion "Verdunstungskühlung" von Luft und/oder Wasser be­ netzt. Es können auch mehrere Kontaktkörper mit unterschiedlichen Funktio­ nen eingesetzt sein. Der Kontaktkörper kann Teil sein einer aus mehreren Kontaktkörpern unterschiedlicher Art oder Funktion bestehenden Gruppe oder Gesamtschicht.

Damit der Kontaktkörper nicht unmittelbar mit der vom Gebläse erzeugten Gas-/Luftströmung angeströmt wird, die vor allem bei in geringem Abstand angeordnetem Gebläse aus Teilströmen verschiedener Richtungen und Ge­ schwindigkeiten besteht, ist druckseitig zwischen Kontaktkörper und Gebläse ein Gleichrichter angeordnet, der die Effizienz des Kontaktkörpers erhöht. Vorteilhaft ist ein Wirrfaservlies, das gleichzeitig als Filter oder als Be­ feuchter dient.

Die Vorrichtung kann eine Einrichtung zum Ändern der Förderrichtung in mindestens einem ihrer Abschnitte enthalten.

Ändern der Förderrichtung erfolgt durch Ablenken, Umlenken oder Um­ kehren. Dazu dienen: Umschalter für den Drehsinn des Axialgebläsemotors, Einrichtung zum Verstellen der Schaufelstellung, Einrichtung zum Umsteuern der Luftführung am Gebläse oder im Luftkanal oder Gehäuse, zusätzliches Gebläse mit entgegengesetzter Förderrichtung und andere, vom Fachmann leicht zu entwickelnde Lösungen. Es können Gebläse aller bekannten Arten verwendet werden. Damit läßt sich die Strömungsrichtung der geförderten Luft im Nutzbereich des versorgten Raums beim Wechsel zwischen Heizbe­ trieb und Kühlbetrieb jeweils umkehren; das dient dazu, im Nutzbereich Fel­ der der Lufttemperatur, Luftfeuchte und Luftgeschwindigkeit von hoher Gleichmäßigkeit zu erhalten. Das gelingt, indem die vom Gebläse bewirkte Luftbewegung im Nutzraum gleichgerichtet wird der bei der jeweiligen Be­ triebsart durch natürliche Thermik erzeugten Luftbewegung: von unten nach oben bei Kühlbetrieb, von oben nach unten bei Heizbetrieb.

Es kann mindestens nahe einer der Öffnungen für Zuluft ein für Luft teil­ durchlässiges Konstruktionselement angeordnet sein.

Damit kann der aus der Vorrichtung ausströmende Zuluftstrahl im Quer­ schnitt vergrößert und in der Geschwindigkeit verkleinert werden, so daß die Nutzung des beaufschlagten Raumes selbst für empfindliches Gut schon in geringem Abstand von der Ausblasöffnung möglich ist. Als teildurchlässi­ ges Material bietet sich vornehmlich feines Gitterwerk oder grobes Gewebe an.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden zeichnerisch darge­ stellt und beschrieben.

Fig. 1 zeigt beispielhaft einen Längsschnitt parallel zur Gaskanalachse durch den Kontaktkörper 21 der Dicke 112, aufgebaut aus lotrecht angeord­ neten, senkrecht zu Anströmfläche 84 und Abströmfläche 96 stehenden Rie­ selplatten 24, 26; im unteren Teil bis zur Abrißlinie 97 sichtbar die Riesel­ platte 24 mit den Wellen 42 und Wellentälern 81 parallel zu den Wellengren­ zen 82, der Wellenbreite 113 und dem Wellenwinkel 83 als spitzem Winkel zur Anströmfläche 84; oberhalb der Abrißlinie 97 ist die Rieselplatte 26 sichtbar mit den Wellen 46 und Wellentälern 85, den Wellengrenzen 86, dem Wellen­ winkel 87 und der Wellenbreite 114. Die Rieselplatten 24, 26 sind abwechselnd aufeinandergelegt, so daß die Wellenwinkel 83, 87 der einander berührenden Rieselplatten spitz und gegenläufig zueinander sind. Die Wellengrenzen 82, 86 der jeweils verdeckten unmittelbar benachbarten Rieselplatten 24, 26 sind ge­ strichelt dargestellt. Die Rieselplatten 24, 26 sind an den Berührungspunkten 116 miteinander verklebt und haben einander zugewandte Wellentäler 81, 85. Gasströme 18, 88, 89, 90, die als Ganzes oder als Gasteilströme unter beliebigem Anströmwinkel 91, 92, 93 auf die Anströmfläche 84 auftreffen, werden als Teil­ ströme 94, 95 hauptsächlich durch die wie Rinnen wirkenden Wellentäler 81, 85 in deren Längsrichtung geleitet und behalten diese Richtung beim Austreten aus der Abströmfläche 96 bei. An der Unterseite 98 und der Oberseite 99 des Kontaktkörpers 21 nehmen die dort austretenden Teilströme 94, 95, da sie dort in die abgeschlossenen Lufträume 119, 120 der Wanne 13 und der Haube 19 geraten, dann den Weg durch das Wellental der jeweils anderen Wellen­ richtung, nämlich die der Teilströme 95, 94 zur Abströmfläche 96 hin. Ka­ sten 19 deckt die Oberseite 99 und das Verteilrohr 31 für die Zufuhr von Flüssigkeit 121 gegen die Umgebung ab, Wanne 13 sammelt überschüssige Flüssigkeit 122, die durch Abflußrohr 17 abgeleitet wird. Zur gleichmäßigen Verteilung der aus dem Verteilrohr 31 austretenden Flüssigkeit 121 auf die Oberseite 99 kann in der Haube 19 ein - hier nicht dargestelltes - Kontakt­ körperstück gleichen Aufbaus wie Kontaktkörper 21, aber um 90° gedreht, und mit gleicher Dicke 112 wie der Kontaktkörper 21 auf die Oberseite 99 aufgesetzt werden, oder man läßt einen vergrößerten Kontaktkörper 21 ein Stück in die Haube 19 hineinragen. Die oberflächliche Mischung der Teilströ­ me 94, 95 an ihren Berührungsflächen 115 ist unbedeutend und darum nicht dargestellt; die davon betroffenen Teile der Teilströme 94, 95 durchlaufen den Kontaktkörper 24 auf einem Weg, der sich aus Teilstücken der beiden Wel­ lenrichtungen zusammensetzt, deren Summe zwischen den Wegen beider Rich­ tungen liegt. Wählt man beide Wellenwinkel 83, 87 gleich groß, sind alle Wege der Teilströme 94, 95 und auch die Wege von Mischungen der Teilströme 94, 95 gleich lang. Das gilt für beliebige Wellenwinkel 83, 87.

In Fig. 1 sind daneben noch beispielhaft einige mögliche Formen der Wel­ len 42, 46 im Querschnitt dargestellt: Wellenform 123 mit Wellenquerschnitt 100 etwa in Form einer Sinusfunktion, mit der Wellenbreite 101, gemessen als Abstand zwischen den Wellengrenzen 82, 86, mit der Wellentiefe 102 der Wellentäler 103, von denen die Hälfte zur benachbarten Rieselplatte auf der einen Seite, zur anderen Hälfte zu der auf der anderen Seite offen ist; Wel­ lenform 124 mit durch Faltung gebildetem Wellenquerschnitt 104, mit der Wellenbreite 105 und Wellentiefe 106 der Wellentäler 107; Wellenform 125, mit ebenfalls durch Faltung gebildetem Wellenquerschnitt 108, mit Wellenbreite 109 und Wellentiefe 110 der Wellentäler 111. Weil die Wellen 42, 46 jeweils von jeder Seite der Rieselplatten 24, 26 her gesehen die gleiche Wellenform 123, 124, 125 haben und beiderseits die gleichen Bedingungen für das durch­ strömende Gas bieten, ist die durchschnittliche Breite der Wellentäler 103, 107, 111, die maßgeblich für den Querschnitt der wie Rinnen wirkenden Wellentäler 103, 107, 111 ist, immer gleich der Hälfte der jeweiligen Wellen­ breite 101, 105, 109.

Fig. 2 zeigt beispielhaft eine Vorrichtung im Längsschnitt durch Gehäuse 25 mit Füßen 37 auf dem Fußboden 12 des Raumes 10. Gebläse 2, hier als Radialgebläse, erzeugt die Förderrichtung 14, saugt Außenluft 6 und/oder Umluft 7, im Verhältnis wie durch Mischluftklappe 5 eingestellt, in den Luft­ kanal 1 des Gehäuses 25 an und bläst sie in dessen Luftkonditionierungsbe­ reich 48 als Luftstrom 18 durch Einrichtung 33 zum Gleichrichten, durch Kontaktkörper 21 und durch Wärmetauscher 30 zum Temperieren, und als Zuluft 15 in den Raum 10, diesen erwärmend, kühlend und/oder befeuch­ tend; Berieselungswasser 121 wird mit Verteilrohr 31 im Kasten 19 dem Kontaktkörper 21 zugeführt und in Wanne 13 mit Abflußrohr 17 gesammelt und abgeleitet. Außenluft 6 und Verdunstungskühlung mittels Kontaktkörper 21 dienen zur Kühlung; Wärmetauscher 30 dient primär zur Heizung, kann aber auch als Kühler dienen, wenn Kühlung unabhängig von Außenluft erforderlich ist. Die druckseitig vor dem Kontaktkörper 21 angeordnete Ein­ richtung 33, vornehmlich wenn aus Wirrfaservlies, wirkt als Filter und als Gleichrichter, der die aus ihm austretenden Teilströme senkrecht auf die Anströmfläche 9 des Kontaktkörpers 21 richtet. Die Ausnutzung des Kontakt­ körpers 21 für den Austausch wird dadurch erhöht. Diese Förderrichtung 14 ist optimal für Kühlbetrieb. Umkehrung in die Förderrichtung 22 für Heizbe­ trieb erreicht man mit Hilfe eines zweiten Gebläses 38, das an der Trenn­ wand 45 so angeordnet ist, daß seine Gebläseachse 41 mit der des Gebläses 2 fluchtet. Bei Heizbetrieb saugt jetzt das Gebläse 38 Umluft 20 aus dem Raum 10 durch die Öffnung 8, Wärmetauscher 30, Kontaktkörper 21, Einrich­ tung 33, und schließlich durch das hierbei antriebslose Gebläse 2 hindurch und erzeugt im Luftkanal 1 den Luftstrom 47 mit der Förderrichtung 22, der als Zuluft 23 durch die Lüftungsöffnung 4 in den Raum 10 ausgeblasen wird. Den Nachteil erhöhten Strömungswiderstands, weil die Gebläse 2, 38 den Luft­ strom durch das jeweils antriebslose Gebläse 38, 2 hindurchsaugen müssen, kann man mit bekanntem technischen Aufwand z. B. durch Klappen in der Trennwand 45 und Plazierung des Gebläses 38 in einem Umgehungskanalstück zwischen Mischluftklappe 5 und Lüftungsöffnung 4 umgehen und dabei auch Ansaugung von Außenluft 6 bei Förderrichtung 22 ermöglichen. Die Anzahl der Wärmetauscher 30, z. B. jeweils eigene für Heizen und für Kühlen, und der Kontaktkörper 21, sowie deren Reihenfolge richten sich einzig nach dem Aufbereitungszweck. Einrichtung 33 kann unmittelbar am Kontaktkörper 21 anliegen. Das Konstruktionselement 57 formt die Zuluft 15 zum Luftstrom 58 von größerem Querschnitt und geringerer Geschwindigkeit um.

Fig. 3 zeigt beispielhaft die Vorrichtung im Längsschnitt durch Gehäuse 25 innerhalb des zu beaufschlagenden Raumes 10. Gehäuse 25 steht mit Fü­ ßen 37 auf dem Fußboden 12 nahe der Wand 11, hier als Glaswand eines Ge­ wächshauses mit dem Sockel 36 dargestellt. Gebläse 2 saugt Außenluft 6 durch die Öffnung 3 des Kanalstücks 6 und/oder Umluft 7 durch die Öffnung 4 mit der Förderrichtung 14 in den Luftkanal 1, bläst sie als Luftstrom 18 in den Luftkonditionierungsbereich 48, dort durch Einrichtung 33 zum Gleichrichten und gegebenenfalls zum Filtern, durch Wärmetauscher 16 und 30, die als Vor- und Nachheizer oder als Vor- und Nachkühler dienen kön­ nen, und durch die mit Wasser aus den Verteilrohren 31, 32 und den Sprüh­ düsen 39 beaufschlagbaren Kontaktkörper 28 und 29, wo sie gegebenenfalls befeuchtet und gekühlt und gereinigt wird, und schließlich durch die Öff­ nung 8 als Zuluft 15 in den Raum 10. Mittels Mischluftklappe 5 wird das Mi­ schungsverhältnis zwischen der Außenluft 6 und Umluft 7 eingestellt. Als Gebläse 2 werden je nach Leistungsbedarf Axial-, Radial- oder Diagonalge­ bläse bevorzugt eingesetzt. Die Vorrichtung kann nach diesem Prinzip für Kühl- und für Heizbetrieb dienen. Der zur Erzielung höhererer Gleichmäßig­ keit der Felder der Klimafaktoren im Nutzbereich des Raumes 10 dienende Wechsel zwischen der Förderrichtung 14 bei Betriebsart Kühlen und Förder­ richtung 22 bei Betriebsart Heizen gelingt beim hier dargestellten Axialge­ bläse 2 leicht durch Umkehren seines Drehsinns oder durch Verstellen der Gebläseflügel. Der Wärmetauscher 30 kann dann bei Heizbetrieb mit der För­ derrichtung 22 die Umluft 20, die vom Gebläse 2 durch die Öffnung 8 aus dem Raum 10 angesaugt wird, aufheizen, bevor sie durch die Kontaktkörper 28 und 29 strömt. Da sich Befeuchtungsleistung und Kühlleistung von berie­ selten Kontaktkörpern wegen deren Trägheit nur schwer regeln lassen, ist hier die insgesamt erforderliche Leistung aufgeteilt auf die Kontaktkörper 28 mit z. B. ca. 1/3 und 29 mit ca. 2/3 Befeuchtungsleistung; damit sind die Lei­ stungsstufen 1/3, 2/3 und 3/3 schaltbar, so daß die Leistung dem Bedarf grob angepaßt werden kann. Feinanpassung der Befeuchtungsleistung und Kühlleistung ist möglich durch Anpassung der zugeführten Wassermenge, was bei Berieselung durch Besprühen mindestens eines Kontaktkörpers 28, 29 mit­ tels Sprühdüsen 39 besonders leicht möglich ist; dabei befeuchten die Sprühstrahlen auch direkt die den Konditionierungsbereich 48 durchströmen­ de Umluft 20 oder Luftstrom 18. Optimale Anzahl der Kontaktkörper 28, 29 und Abstufung der Leistungsstufen sind für jeden Bedarfsfall leicht zu er­ rechnen. Die Anströmflächen 73, 75 und Abströmflächen 74, 76 wechseln ihre Funktion beim Wechsel der Förderrichtungen 14, 22. Be- und Entfeuchtungs­ leistung lassen sich, wie bekannt, auch regeln durch Vorheizen bzw. Vor­ kühlen sowie Nachheizen der geförderten Luft vor und nach den Kontaktkör­ pern 28 und 29 mittels der Wärmetauscher 16 und 30; dabei auftretendes Kühlkondenswasser kann leicht in die Wanne 13 geleitet werden. Anstelle der Öffnung 4 kann mit einem Luftkanalstück 34 die höherliegende Öffnung 4a für Umluft 7 geschaffen werden, wodurch der kühlbare Nutzbereich des Raums 10 erhöht wird. Für Gewächshäuser wird das Luftkanalstück 34 vor­ teilhaft aus lichtdurchlässigem Material gefertigt. Fortluft 117 wird mittels Überdruck vom Gebläse 2 durch die im Dach 35 von der Klappe 40 einge­ stellte Öffnung 118 entsprechend der Menge der angesaugten Außenluft 6 ausgeblasen; Öffnung 118 kann auch in Wand 11 oberhalb Öffnung 4a liegen.

Claims (5)

1. Vorrichtung für Wärme- und/oder Stoffaustausch zwischen einem flüssigen und einem gasförmigen Medium und/oder Abschei­ den von Stoffen aus dem gasförmigen Medium mit einem Gehäuse (25), das Einrichtungen (1, 19, 17, 8) zum Zuführen und Abfüh­ ren der flüssigen und gasförmigen Medien aufweist, in dem min­ destens ein für gasförmiges Medium und Flüssigkeit durchläs­ siger Kontaktkörper (21, 28, 29) in Form eines Blockes oder einer Matte aus dünnen mit einer Vielzahl von Wellen (81, 85) vornehmlich gleicher Wellenform (123, 124, 125) versehenen Rieselplatten (24, 26), die eine um die andere gegeneinander verdreht und so aneinander gelegt sind, daß die einander berührenden Wellen (81, 85) von jeweils benachbarten Rieselplatten (24, 26) gegenläufige spitze Wellenwinkel (83, 87) im Bereich von ca. 10° bis ca. 60° mit der Anströmfläche (9, 73, 75, 84) des oder der Kontaktkörper(s) (21, 28, 29) bilden und ggf. mindestens an einem Teil der Berührungspunkte (116) miteinander verbunden sind, und Einrichtungen (31, 32, 39, 13, 17) zum Beaufschlagen des oder der Kontaktkörper (21, 28, 29) mit flüssigem Medium und zum Abführen des flüssigen Mediums vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Gehäuses (25) vor der Anströmfläche (9, 73, 75, 84) des mindestens einen Kontaktkörpers (21, 29) eine Einrichtung (33) angeordnet ist, um den Strom des gasför­ migen Mediums gleichzurichten, so daß austretende Teilströme nicht in Richtung einer der beiden gegenläufigen Wellen son­ dern senkrecht auf die Anströmfläche (9, 75, 84) des Kontakt­ körpers (21, 29) auftreffen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (33) eine Packung aus Fasern, vorzugsweise ein Wirrfaservlies enthält.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rieselplatten (24, 26) im Kontaktkörper (21, 28, 29) so angeordnet sind, daß bei unterschiedlich großen gegenläu­ figen Wellenwinkeln (83, 87) jeweils der kleinere Wellenwinkel (87) von der Anströmfläche (9, 73, 75, 84) des Kontaktkörpers (21, 28, 29) aus schräg nach oben führt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rieselplatten (24, 26) im Kontaktkörper (21, 28, 29) so angeordnet sind, daß die gegenläufigen Wellenwinkel (83, 87) gleich groß sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (25) noch mindestens ein Wärmetauscher (16, 30) für das gasförmige Medium vorhanden ist.