DE19948654C1 - Verfahren zur Klimaregelung eines Raums - Google Patents
Verfahren zur Klimaregelung eines RaumsInfo
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Abstract
Verfahren zur Einstellung und Aufrechterhaltung eines gewünschten Raumklimas hinsichtlich Temperatur, Feuchtigkeit und Kohlendioxidkonzentration bei gegebener Wärme-, Feuchtigkeits- und Kohlendioxidlast, wobei eine geeignete Menge an Außenluft auf eine Sättigungstemperatur abgekühlt und damit entfeuchtet wird, welche sich im h,x-Diagramm (Mollier-Diagramm) aus dem Schnittpunkt der Sättigungskurve der feuchten Luft mit einer Geraden, die durch den Zustandspunkt der Luft im Zustand des gewünschten Raumluftklimas und den Zustandspunkt der verfügbaren Außenluft verläuft, also eine Steigung aus dem Quotienten der Wärmelast zur Feuchtigkeitslast (sigmah/sigmax) aufweist, ergibt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klimaregelung eines Raums.
Es ist erwünscht, in Räumen ein behagliches Raumklima einzustellen, also
Umweltbedingung zu erreichen, bei denen die thermischen, physikalischen
und hygienischen Parameter innerhalb von Grenzwerten liegen, welche zu
keinen (oder statistisch nur geringen) Beanstandungen führen und sogar als
außerordentlich angenehm empfunden werden. Das gewünschte behagliche
Raumklima wird meist durch Klima- und Lüftungsanlagen hergestellt.
Bei Vorrichtungen, welche das Raumklima hinsichtlich Temperatur und
Feuchtigkeit konditionieren spricht man landläufig von Klimaanlagen. Ein wei
terer das Raumklima betreffender Faktor ist die Schadstoffverdünnung,
hauptsächlich die Abfuhr des anthropogenen CO2, aber auch anderer
Schadstoffe, wie Gerüche, luftfremde Substanzen usw. Gleichzeitig muß infol
ge Atmung, Schwitzen usw. eine Wasser(dampf)abfuhr erfolgen. Meist muß
auch durch die Transmission von Wärme durch menschliche oder maschinel
le Wärmequellen im Raum eine Abfuhr von Wärme erfolgen.
Die Abfuhr dieser Wärme-, Feuchtigkeits- und Schadstofflasten wird durch ei
ne konditionierte Zuluft in den Raum kompensiert, um einen angestrebten
Raumluftzustand aufrechtzuerhalten. Besonders die erwünschte Abfuhr von
Schadstoffen bedingt die Zufuhr von sauberer Luft, welche in der Regel als
sogenannte Außenluft in der Umgebung entnommen wird und deren Menge
von der Zunahme der Innenraumkonzentration abhängig von der Konzentrati
on in der Außenluft bestimmt wird.
Bisher wird diese Außenluftzufuhr mit Luftbehandlungsanlagen (nachfolgend
als Klimaanlagen bezeichnet), bewirkt, die durch Zufuhr von Außenluft, Abfuhr
von Raumluft sowie durch Abkühlung und Erwärmung von Außen und/oder
Raumluft einen definierten Raumluftzustand gewährleisten.
Aus der DE 36 10 069 A1 ist ein Verfahren zur Klimaregelung eines Raums
bekannt, das durch die IST-Werte Wärmelast, Feuchtigkeitslast und Kohlen
dioxidlast und die gewünschten Soll-Werte Temperatur, Feuchtigkeit und Koh
lendioxidkonzentration bestimmt ist, bei dem die Außenluft auf eine Sätti
gungstemperatur abgekühlt und damit entfeuchtet wird.
Aus Recknagel, Sprenger Schramek, Taschenbuch für Heizung und Klima
technik, Oldenbourg, 1999, S. 310-312, 326, 327 ist es weiter bekannt, das
Raumklima auf die Kohlenstoffkonzentration hin zu regeln.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Klimaregelung
eines Raums mit geringem apparativen Aufwand und geringem Energieauf
wand zu schaffen, das hinsichtlich seiner hygienischen Qualität, insbesondere
der Kohlendioxidkonzentration) gegenüber bisherigen Klimaanlagen verbes
sert ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1
gelöst, die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung
an.
Der Erfindung folgende Überlegung zugrunde: Indem man ausschließlich die
zugeführte Außenluft abkühlt, läßt sich ein hinsichtlich der Temperatur- und
Luftfeuchtigkeit gewünschter (behaglicher) Wert erhalten, dem in ihrem Zu
stand genau definierte Zuluft zugeführt wird. Die Wärmelast kann als Δh in kJ
pro kg und die Feuchtigkeitslast als Δx in Gramm Wasser pro Kilogramm
trockene Luft im h,x-Diagramm angegeben werden, wobei diese Werte als
Strecken im h,x-Diagramm darstellbar sind. Der Zuluftzustand muß hinsicht
lich Temperatur und Luftfeuchtigkeit so gewählt werden, daß er die Wärmelast
Δh und die Feuchtigkeitslast Δx aufnehmen kann. Der Mischpunkt aus Zuluft
und Raumluft (Mischluft) muß daher - ausgehend von der Raumluft - um Δh
und Δx geringer sein.
Dabei wird der Zuluftzustand hinsichtlich der Luftfeuchtigkeit so festgelegt,
daß dieser mit Wasserdampf gesättigt ist. Verbindet man im Diagramm, also
den Zustandspunkt der Raumluft und der Mischluft miteinander, so erhält
man eine Mischungsgerade, deren Schnittpunkt mit der Sättigungslinie dem
Zustand der feuchten Luft (Zuluftzustand) entspricht. Da im h,x-Diagramm nur
intensive Größen angegeben sind, muß die Zuluftmenge (als Massen- oder
Volumenstrom in kg oder m3 pro Zeiteinheit separat errechnet werden. Dabei
zeigt sich, daß die Zuluftmenge größer ist als diese den gängigen hygieni
schen Regeln hinsichtlich des Kohlendioxidgehaltes entspricht. Die Raumluft
ist somit nicht nur auf dem gewünschten Temperatur- und Luftfeuchtigkeits
wert, sondern auch ärmer an Kohlendioxid und somit hygienischer.
Ein derartiges Verfahren wird im Stand der Technik bisher nicht angewandt,
vielmehr wird in herkömmlichen Klimaanlagen Umluft oder Mischluft (d. h.
Umluft und die erforderliche Außenluft) durch Abkühlung so weit entfeuchtet,
daß sie als Zuluft die Feuchtigkeitslast aufnehmen kann. Dabei wird jedoch
eine so tiefe Lufttemperatur erreicht, daß die Luft nachgewärmt werden muß.
Diese Nachwärmung bedeutet zusätzlichen apparativen Aufwand, der zudem
unnötigen Energieaufwand mit sich bringt.
Einer Abkühlung von ausschließlich Außenluft auf eine erfindungsgemäß tiefe
Temperatur stand bisher das Vorurteil entgegen, daß es hierzu besonders
teurer und spezieller Kühlverfahren bedürfe, die den apparativen und energe
tischen Aufwand so steigern, daß der zusätzliche apparative und energeti
sche Aufwand durch die Nachwärmung sich als günstiger erweise.
Erfindungsgemäß wird jedoch durch die Anwendung eines pumpbaren Flüs
sigkeits/Eisgemisches die Möglichkeit geschaffen, einen beliebigen Zu
standspunkt der Luft im h,x-Diagramm zu erreichen, wobei sich als zusätli
cher Vorteil eine geringe Wärmeaustauscherfläche ergibt.
Weiter ist vorteilhaft, daß ein Außenluftstrom nach Passieren eines Ventils in
zwei Luftströme aufgeteilt wird. Ggf. können Ventilatoren zur Förderung die
ser Luftströme eingesetzt werden. Lediglich ein Teilstrom wird dabei in einem
Wärmetauscher soweit abgekühlt, daß dieser in einer Mischkammer mit dem
ersten Teilstrom vermischt werden kann, wobei die Temperatur nach Passie
ren des Wärmetauschers und das Teilstromverhältnis zwischen den Teilströ
men so zu wählen ist, daß in der Mischkammer das sogenannte Nebelgebiet
erreicht wird.
Dabei wird in der Mischung ein Nebel entstehen, der mit einer Einrichtung das
Wasser in eine Abfuhrleitung abgeschieden wird. Eine weitere Abfuhrleitung
ist bereits in der Kühleinrichtung vorgesehen.
Die den Nebel entfeuchtende Einrichtung kann z. B. über Kapillarkräfte arbei
ten, als Docht- oder als Fasermatte oder über sogenannte Demister (regelmä
ßig oder unregelmäßig) aus Metall-, Kunststoff oder Fasergewirke hergestellte
Einrichtungen, die auch als "sogenannte Demisterkerzen" bekannt sind. Auf
diese Weise kann erreicht werden, daß nur ein kleiner Volumenstrom über ei
nen Wärmetauscher zu leiten ist und dieser daher mit einer kleineren Wärme
austauscherfläche hergestellt werden kann, als dies der Fall wäre, wenn der
gesamte Luftstrom hindurchgeleitet würde.
Eine Aufheizung eines der Teilströme nach dem Abscheiden von Wasser -
wie bisher üblich - ist nicht mehr nötig.
Die weiter erwünschte Kühlung wird energetisch günstig erreicht werden,
wenn als Kälteversorgung des Luftkühlers ein Kälteträger aus pumpfähigem,
flüssigen Eisbrei Verwendung findet, der ohnehin bei Temperaturen unterhalb
des Gefrierpunktes von Wasser erzeugt wird und hier eine starke Abkühlung
der Luft leistet, so daß ein größerer Luftstrom ungekühlt direkt der Entfeuch
tung zugeführt werden kann. Ein derartiger Eisbrei kann gespeichert werden
und benötigt daher eine geringe installierte Leistung.
Die Einbringung der Zuluft in den Raum sollte nicht in in ungemischter Form
erfolgen, da die kalttrockene Luft eine unangenehme Befindlichkeit einer sich
im Raum aufhaltenden Person verursacht. Vorgeschlagen wird insbesondere
die aufbereitete Luft durch ein Regelventil in eine Düse eintreten zu lassen
und als Mischluft in den Raum einzubringen.
Eine konische Hülse, die gegenüber der Düse entlang deren Erstreckung ver
schieblich ist, ermöglicht die sogenannte Induktion von Raumluft. Ein weiterer
Luftstrahl außen entlang der Hülse wird sich mit der induzierten Luft alsbald
vermischen und einem im Volumen und Temperatur beeinflußten, jedoch im
wesentlichen schon der Raumtemperatur entsprechende Luftstrahl bilden.
Der Düse vorgeschaltet ist ein Ventil, durch dessen Verstellen und durch die
Festlegung der Verschiebung der Hülse das eingebrachte Volumen sowie die
Art und Menge der induzierten Raumluft bestimmt werden kann, wodurch
sich in einer Aufenthaltszone eine gewünschte Raumluftkondition einstellt.
Bevorzugt können die Einbringdüsen an der Raumdecke angebracht werden,
wobei auch im Raum der Eingangstüren eine sogenannte Luftdusche vorge
sehen werden kann, wodurch Personen, die in den Raum stark erhitzt eintre
ten, rasch an ein kühleres Raumklima gewöhnt werden, da in einiger Entfer
nung von der Tür bereits mehr mit der Raumluft vermischt ist. Gleichzeitig
können die bekannten Türeffekte, nämlich das Eindringen von warmer Luft
eine solche Luftdusche vermieden werden. Gegebenenfalls können sowohl
das die Zufuhr regulierende Ventil wie die einstellbare Verschiebung des Ko
nus mittels einer Fernbedienung beeinflußt werden.
Zur Aufrechterhaltung der notwendigen Entfeuchtung ist es bisher notwendig
gewesen, die gesamte zugeführte Luft unter den Taupunkt zu kühlen, Was
serdampf kondensieren zu lassen und anschließend wieder die Luft anzuwär
men. Dies jedoch erfordert bedeutend mehr Energie.
In einem h,x Diagramm (Mollier-Diagramm) sollte die Mischgerade zwischen
dem Punkt des erwünschten Raumluftzustands (gekennzeichnet durch Luft
druck, Raumlufttemeratur und Feuchtigkeit) und dem Punkt des Luftzustand
der auf Feuchtigkeitssättigung abgekühlten Außenluft verlaufen. Dabei wird
eine Steigung realisert, die durch q/Δ x beschrieben werden kann, wobei q die
Wärmelast in kJ/kg und Δx die Feuchtigkeitslast in Gramm H2O pro Kilo
gramm trockene Luft bedeutet.
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus nachfolgender Beschrei
bung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeich
nung. Dabei zeigt:
Fig. 1 den schematischen Aufbau einer Klimaanlage
nach der Erfindung,
Fig. 2 ein h,x-Diagramm für die Klimaanlage nach Fig.
1,
Fig. 3 eine herkömmliche Klimaanlage,
Fig. 4 ein h,x-Diagramm für herkömmliche Klimaanla
gen nach Fig. 3,
Fig. 5 eine zweite Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 6 ein h,x-Diagramm für das Kühlen mit einer Kli
maanlage des Aufbaus nach Fig. 5,
Fig. 7 eine schematische Darstellung des Kühlverfah
rens für die Luft, und
Fig. 8 eine schematische Darstellung der Ausbringdüse
für die derart konditionierte Luft.
Ein mit 7 bezeichneter Luftstrom der Außenluft (Umgebungsluft) beispielswei
se einer Temperatur von 27°C und 73% relativer Feuchte wird für einen Raum
angesaugt. Der Volumenstrom wird sich am Ende der Berechnung ergeben.
Diese Luft wird erfindungsgemäß über einen Luftkühler, der mit Flüssigeis
gemisch betrieben wird, unter den Taupunkt abgekühlt, wobei sich Konden
sat bildet, welches abgeführt wird (Fig. 1).
Der Außenluftstrom und die abgeführte Kondensatmenge werden dabei so
gewählt, daß im Raum eine gewünschte behagliche Lufttemperatur und Luft
feuchtigkeit von beispielsweise 23°C und 40% relativer Feuchte aufrechterhal
ten wird, indem die abgekühlte und entfeuchtete Luft die Wärmelast Δh und
die Feuchtigkeitslast Δx genau aufnehmen kann. Ein Teil der Raumluft wird
als Fortluft abgeführt in dem Maße, wie Außenluft dem Raum zugeführt wird.
Die zugeführte Außenluft wird in einem Wärmeaustauscher, also auf eine Sät
tigungstemperatur abgekühlt und damit entfeuchtet, die sich im h,x-
Diagramm (zum Schnittpunkt der Sättigungskurve der feuchten Luft und der
Verlängerung einer Geraden durch den Zustandspunkt der gewünschten
Raumluft ergibt, wobei diese Gerade durch einen Punkt verlaufen muß, der
sich ergibt indem der Raumluft-Zustandspunkt in Δh (Wärmelast) verringert
wird und dieser sich daraus ergebender Zustandspunkt um Δx (Feuchtigkeits
last) verringert wird.
Abgekühlte und entfeuchtete Außenluft kann dem Raum entweder direkt oder
durch Beimischen von Umluft (Luftstrom 4) indirekt als Zuluft zugeführt wer
den, wobei die Zufuhr in den Raum so bewerkstelligt werden muß, daß keine
ungewollten Zugerscheinungen durch zu hohe Luftgeschwindigkeit und/oder
zu tiefe Lufttemperatur auftreten.
Bei der direkten Zufuhr der gekühlten und entfeuchteten Luft in den Raum als
Zuluft wird die gekühlte und entfeuchtete Luft 5 vorteilhafterweise mit einem
rezirkulierten Raumluft-Teilstrom vermischt, wobei diese Mischluft als Zuluft in
den Raum eintritt. Der Umluftvolumenstrom ist dabei beliebig.
Bei der direkten Zufuhr der gekühlten und entfeuchteten Luft muß sich diese
als Zuluft im Raum mit der Raumluft vermischen, bei der indirekten Zufuhr der
gekühlten und entfeuchteten Luft geschieht die Vermischung außerhalb des
Raumes in einer Mischkammer, bei der die Teilströme 4 und 5 zu aufbereite
ter Zuluft vermischt werden. In beiden Fällen ist die Ermittlung des Zuluftzu
standes im h,x-Diagramm dieselbe (Fig. 2). Die Steigung und Lage der Mi
schungsgerade wird aus einem Dreieck 10, 12 und 14 bestimmt. Ausgehend
von einem Punkt 12, welcher den aufrechtzuerhaltenden Raumluftzustand
darstellt, wird der Punkt 10 aus der Wärmelast h bestimmt, indem 12 um den
Betrag Δh verringert wird.
Der Punkt 14 wird aus der Feuchtigkeitslast Δx bestimmt, indem 10 um den
Betrag Δx verringert wird. Dadurch ergibt sich der Punkt 14.
Aus den nunmehr bekannten Punkten 12 und 14 läßt sich die Mischungsgera
de zeichnen, welche die Sättigungslinie der feuchten Luft in Punkt 16 schnei
det. Dieser Punkt 16 ist der erforderliche Zustandspunkt für die abgekühlte
und entfeuchtete Luft, welche sich bei der direkten Zufuhr als Zuluft 3 bzw. 6
in den Raum eintritt bzw. bei der indirekten Zufuhr als 5 in die Mischkammer
eintritt und anschließend als Zuluft dem Raum zugeführt wird. Punkt 16 gibt
somit an, auf welche (tiefe) Sättigungstemperatur die Außenluft abgekühlt
werden muß, um die geforderten Raumluftbedingungen aufrechtzuerhalten.
In der Fig. 3 dagegen ist das übliche Verfahren beschrieben. Der mit 7 be
zeichnete Außenluftstrom, welcher aus hygienischen Gründen festgelegt ist
(beispielsweise 300 m3/h für 10 Personen) wird als 5 mit Umluft 4 gemischt
und anschließend durch Abkühlung entfeuchtet. Die im Wasserdampfgehalt
ärmere Luft ist für die Aufrechterhaltung der Luftfeuchtigkeit im Raum zwar
geeignet, durch die notwendige Abkühlung jedoch zu kalt und muß daher
nachgewärmt werden, sonst könnte eine gewünschte Raumtemperatur nicht
aufrechterhalten werden, d. h. der Raum würde zunehmend kälter werden.
Fig. 4 zeigt den Verlauf der Zustandsänderungen der Luftströme im h,x-
Diagramm, Außenluft vom Zustand 20 und Umluft vom Zustand 30 (hinsicht
lich Temperatur und Luftfeuchtigkeit identisch mit der Raumluft) werden ge
mischt und erreichen den Mischpunkt 32. Diese Mischluft muß auf einen Wasserdampfgehalt
gebracht werden, welcher dem der Punkte 24 bzw. 26 ent
spricht. Wie bei der erfindungsgemäßen Ausführung wird der benötigte Zu
stand des Zuluftstromes - ausgehend von Raumluft 30 - durch Korrektur um
Δh (Punkt 28) und Δx (Punkt 26) ermittelt. Dieser Punkt 26 wird demnach da
durch erreicht, daß Luft vom Zustand 32 auf den Zustand 24 durch Kühlung
(→ 22) und Wasserdampfkondensation (→ 24) gebracht wird. Die nunmehr
zu kalte Luft vom Zustand 24 muß durch Nachwärmung auf den Zustand ge
mäß 26 gebracht werden.
Eine Variante der Erfindung ist in der Fig. 5 dargestellt. Der Unterschied liegt
darin, daß der Außenluftstrom in zwei Teilströme aufgeteilt wird, wobei ein Teil
(7) unbehandelt bleibt, ein Teil (8) so weit abgekühlt wird, daß bei Vermi
schung dieser Teilströme in einer Mischkammer 9 das Nebelgebiet erreicht
wird.
In Fig. 6 ist dargestellt, wie bei Mischung zweier Luftströme der Zustände 34
(Teilstrom 7 der Außenluft in Fig. 5) und 36 (Teilstrom 8 der abgekühlten Au
ßenluft in Fig. 5) ein Mischpunkt auf der Mischungsgerade erreicht wird, wel
cher - geometrisch gesehen - unterhalb der Sättigungslinie liegt. Bei der Mi
schung fällt zusätzlich Wasserdampf in flüssiger Form (nämlich als "Nebel")
aus, welcher aus 5 entfernt werden kann, wodurch sich ein Endpunkt 38 er
gibt, der aus dem Mischungspunkt hervorgeht. Dieser Punkt 38 ist hinsicht
lich Temperatur und Luftfeuchtigkeit (gesättigt) identisch mit dem Luftzustand
16 der Fig. 2. Vorteil dieser Ausführung ist, daß ein noch kleinerer Luftvolu
menstrom abgekühlt werden muß.
Die Erfindung gemäß der Fig. 1 und 2 bzw. der Fig. 5 und 6 hat den Vorteil,
daß bei Zugrundelegen der beispielhaften Zahlen und im Vergleich mit dem
üblichen Verfahren nur ca. ein Drittel des Luftvolumens abgekühlt werden
muß, eine etwa 2,5-fache höhere Außenluftrate zugeführt wird, was die hy
gienischen Bedingungen erheblich verbessert, wobei gleichzeitig 20% weni
ger Kälteleistung und keine Heizleistung benötigt werden und ca. 20% weni
ger elektrischer Strom benötigt wird.
In der Fig. 7 ist mit Bezugszeichen 110 der zu kühlende Raum angedeutet. In
diesen Raum wird über eine Einrichtung 140 Luft abgesaugt. Zugeführte Luft
kann mit Hilfe einer Einrichtung 114 aus der Umgebung 112 erhalten werden,
wobei nur ein kleiner Teilstrom 118, der bei unwesentlicher Kühlung lediglich
derart bemessen sein sollte, daß es zu einer Nebelbildung in der Einrichtung
124 kommt, über einen Wärmetauscher 122 geleitet wird, der vorteilhafter mit
Eisbrei gekühlt wird. Dieser Eisbrei wird durch Leitungen 142 zu- und abge
führt.
Dabei werden statt beispielsweise 14,9 kW Leistung zur Kühlung bis zum Tau
punkt und weiteren 7,1 kW Aufwärmleistung insgesamt bei einer gegenüber
einer Außentemperatur von z. B. 27°C und einer Außenfeuchtigkeit von 73%
relativer Feuchte (phi AL) zu haltenden Innenraumtemperatur von 23°C und
40% r. F. (und weiterer im Innenraum befindlicher Wärmequelle von 5 kW und
einer Feuchtigkeitsquelle von 1 kg/h) nur 12,2 kW Leistung ohne Aufwärmlei
stung benötigt.
Zur Unterstützung der Luftströmung in den einzelnen Teilleitungen für die
Luftströme 116 und 118 können bevorzugt jeweils Ventilatoren 120 vorgese
hen werden. Durch Nebelbildung in der Einrichtung 124 wird die Feuchtig
keitsabfuhr über einen Demister 126 bewirkt, der mit Abführleitungen 128 das
Wasser direkt aus dem Prozeß ausleitet.
Zwischen der Entfeuchtungseinrichtung 124 und dem gekühlten Raum 110 ist
schließlich noch die in der Fig. 8 dargestellte Mischeinrichtung mit der Raum
luft vorzusehen, in der über eine Düse 130, die wie in der Fig. 8 dargestellt, an
ihrem Ende konisch zuläuft, wobei über dieses Ende eine parallel dazu verlau
fende Innenwand 144 einer Hülle 134 aufgesetzt ist, die ihrerseits wieder um
eine Distanz A entlang der Düse verschieblich für unterschiedliche Beimen
gungen eines Raumluftstromes 134, 136 sorgt. Vor der Düse ist ein Betäti
gungsventil 138 zur Regulierung der Menge der zugeführten Luft vorgesehen.
Daraufhin wird der Teilstrom 118 in einem Wärmetauscher 122 soweit abge
kühlt, daß dieser in einem Nebelerzeuger 124 mit dem ersten Teilstrom 116
vermischt werden kann, wobei die Temperatur nach Passieren des Wärme
tauschers 122 und das Teilstromverhältnis zwischen den Teilströmen, die mit
Bezugszeichen 116 und Bezugszeichen 118 bezeichnet sind, so zu wählen
ist, daß in dem Nebelerzeuger 124 das sogenannte Nebelgebiet erreicht wird.
Dabei wird der Nebel entstehen, der mit der den Nebel adiabatisch entfeuch
tenden Einrichtung z. B. über Kapillarkräfte in Form einer Docht- oder als Fa
sermatte oder über sogenannte Demister entfeuchtet wird. Auf diese Weise
kann erreicht werden, daß nur ein kleiner Volumenstrom (nämlich 118) über
den Wärmetauscher 122 zu leiten ist und dieser daher mit einer kleineren
Wärmeaustauscherfläche hergestellt werden kann, als dies der Fall wäre,
wenn der gesamte Luftstrom hindurchgeleitet würde.
Dennoch findet eine Entwässerung des gesamten Luftstromes in mehr als
ausreichender Menge statt. Die gleichzeitige Kühlung kann durch eine Kälte
versorgung des Luftkühlers mit pumpfähigem, flüssigen Eisbrei erfolgen, der
ohnehin bei Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes von Wasser erzeugt
wird und hier eine starke Abkühlung der Luft leistet, so daß ein größerer Luft
strom ungekühlt direkt der Entfeuchtung zugeführt werden kann.
tungswege mit 116 und 118 bezeichnet sind, aufgeteilt wird. Ggf. können
Ventilatoren 120 zur Förderung dieser Luftströme eingesetzt werden.
Für die Einbringung der Zuluft in den Raum wird insbesondere vorgeschla
gen, die aufbereitete Luft durch ein Regelventil in eine Düse 130 eintreten zu
lassen und als Zuluftstrahl 132 in den Raum einzubringen.
Eine konische Hülse 146a, 146b, die gegenüber der Düse 130 entlang deren
Erstreckung verschieblich um A ist, ermöglicht die sogenannte Induktion von
Raumluft, die an der durch Bezugszeichen 134 bezeichneten Stelle außen
angesaugt wird. Ein weiterer Luftstrahl 136 außen entlang der Hülse 134 wird
sich, wie der Luftstrahl 134, mit der induzierten Luft alsbald vermischen und
ein Volumen und ein Volumen und Temperatur beeinflußten, jedoch im we
sentlichen schon der Raumtemperatur entsprechende Luftstrahl bilden.
Der Düse vorgeschaltet ist ein Ventil 138, durch dessen Verstellen und durch
die Festlegung der Verschiebung der Hülse 134 das eingebrachte Volumen
sowie die Art und Menge der induzierten Raumluft bestimmt werden kann,
wodurch sich in einer Aufenthaltszone 110 (siehe Fig. 7) eine gewünschte
Raumluftkondition einstellt.
Bevorzugt können die Einbringdüsen an der Raumdecke angebracht werden,
wobei auch im Raum der Eingangstüren eine sogenannte Luftdusche vorge
sehen werden kann, wodurch Personen, die in den Raum 110 stark erhitzt
eintreten, rasch an ein kühleres Raumklima gewöhnt werden, da in einiger
Entfernung von der Tür bereits mehr mit der Raumluft vermischt ist. Gleichzei
tig können die bekannten Türeffekte, nämlich das Eindringen von warmer Luft
eine solche Luftdusche vermieden werden. Gegebenenfalls können sowohl
das Ventil 138 in Verschiebung des Konus 119 mittels einer Fernbedienung
beeinflußt werden.
Claims (4)
1. Verfahren zur Klimaregelung eines Raums, wobei die
IST-Werte Wärmelast, Feuchtigkeitslast und Kohlendio
xidlast bestimmt und auf die Soll-Werte Temperatur,
Feuchtigkeit und Kohlendioxidkonzentration geregelt
werden und Außenluft über eine in zwei getrennten
Teilströmen erfolgende Luftzuführung dem zu klimatisie
renden Raum zugeführt wird, wobei einer der Teilströme
zuerst auf eine Sättigungstemperatur nur abgekühlt wird
und anschließend mit dem anderen Teilstrom unter Aus
bildung eines Nebels bei adiabatischer Abfuhr der kon
densierten Wassertröpfchen des Nebels vermischt und an
schließend dem zu klimatisierenden Raum zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abfuhr des kondensierten Wassers durch eine auf
Kapillarwirkung beruhende Demistereinrichtung erfolgt.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlen des Teilstromes
(18) durch einen mit Eisbrei gekühlten Wärmetauscher
(22) erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einbringung der Außen
luft gemischt mit Raumluft erfolgt.
Priority Applications (10)
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---|---|---|---|
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