-
Die Erfindung betrifft einen Luftkanalbefeuchter zur Befeuchtung eines in einem Luftkanal geführten Luftstroms, wobei der Luftkanalbefeuchter ein oder mehrere Düsenregister mit Düsen, ein Leitungssystem, eine Hochdruckförderpumpe, eine Befeuchtungsfluidaustragsleitung sowie eine Entleerungspumpe umfasst, sowie ein Verfahren zur Überführung eines Luftkanalbefeuchters in einen Ruhebetrieb.
-
Luftkanalbefeuchter werden seit vielen Jahren in vielfältigen Anwendungsgebieten, insbesondere auch im industriellen Umfeld eingesetzt, um größere Räumlichkeiten hinsichtlich des Feuchtegehalts auf eine Ziel-Luftfeuchtigkeit zu konditionieren. Gerade in den Wintermonaten herrscht oftmals in geheizten Räumen eine nur geringe relative Luftfeuchtigkeit vor, so dass ein Bedarf entsteht, die Zuluft zu befeuchten.
-
Auf der anderen Seite herrschen aber auch selbst in den Wintermonaten, vor allem auch in den übrigen Jahreszeiten Perioden vor, in denen eine Zuluftbefeuchtung aufgrund der Gegebenheiten nicht notwendig ist. In diesen Situationen befinden sich die Luftbefeuchter über längere Perioden im Ruhezustand mit der Folge, dass darin enthaltenes Befeuchtungsfluid, in der Regel Wasser, über längere Zeiträume feststeht. Hierdurch können hygienische Probleme entstehen.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt demgemäß darin, einen Luftkanalbefeuchter bzw. entsprechende Verfahren zum Betreiben eines Luftkanalbfeuchters vorzuschlagen, die derartige hygienische Probleme beseitigen oder zumindest erheblich reduzieren.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird mit einem Luftkanalbefeuchter nach den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Vorrichtungstechnisch wird zunächst das Vorsehen einer an das Leitungssystem angeschlossenen Befeuchtungsfluidaustragsleitung vorgeschlagen, an die auch eine Entleerungspumpe angeschlossen ist, um im Bedarfsfall das mindestens eine Düsenregister entleeren zu können.
-
In verfahrenstechnischer Hinsicht wird vorgeschlagen, im Bedarfsfall eine Entleerung mindestens eines Düsenregisters durch Abführung darin noch vorhandenen Befeuchtungsfluids über eine Befeuchtungsfluidaustragsleitung in eine Fluidabfuhr vorzunehmen bzw. beim Überführen des Luftkanalbefeuchters in den Ruhebetrieb ein Ruhebetrieb-Hygieneprogramm zu aktivieren, wobei das Ruhebetrieb-Hygieneprogramm ein zumindest zeitweises Spülen der Wasseraufbereitungseinrichtung umfasst.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
In einer konkret bevorzugten Ausgestaltung des Luftkanalbefeuchters ist die Befeuchtungsfluidaustragsleitung mit der Entleerungspumpe an einem stromabwärts der Hochdruckförderpumpe vorgesehenen Verzweigungspunkt am Leitungssystem angeschlossen. Beim Überführen des Luftkanalbefeuchters in einen Ruhebetrieb muss insofern das Befeuchtungsfluid nicht durch die Hochdruckförderpumpe rücktransportiert werden, sondern kann am zwischen Düsenregister und Hochdruckförderpumpe gelegenen Verzweigungspunkt aus dem Leitungssystem über die Befeuchtungsfluidaustragsleitung abgeführt werden.
-
In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung ist zwischen dem Verzweigungspunkt und der Entleerungspumpe ein umschaltbares Ventil, vorzugsweise ein Magnetventil vorgesehen, um die Entleerungspumpe und damit die Befeuchtungsfluidaustragsleitung bedarfsweise zu verschließen. Im „Normalbetrieb“, in dem Befeuchtungsfluid über das mindestens eine Düsenregister in den Luftkanal in Form eines Aerosolnebels ausgetragen wird, sind im Normalfall hohe Drucke im Leitungssystem gegeben. Typische Drucke liegen im Bereich zwischen 10 bar und 100 bar, meist im Bereich zwischen 50 bar und 90 bar. Durch das vorgeschlagene umschaltbare Ventil wird insofern der komplette Leitungsstrang der Befeuchtungsfluidaustragsleitung einschließlich der Entleerungspumpe im „Normalbetrieb“ nicht mit diesen Drucken beaufschlagt und es kann auch kein Befeuchtungsfluid über die Befeuchtungsfluidaustragsleitung im Normalbetrieb austreten.
-
In einer möglichen Ausgestaltung werden zwei (oder mehr) Düsenregister mit der in einer gemeinsamen Zuleitung in Verbindung stehenden Hochdruckförderpumpe mit Befeuchtungsfluid beaufschlagt, wobei eine Aufteilung des Befeuchtungsfluids zwischen den zwei oder mehr Düsenregistern in einem Verzweigungspunkt vorgenommen wird.
-
In einer möglichen Ausgestaltung ist jedem Düsenregister ein Absperrventil zugeordnet, über das sich die Zufuhr von Befeuchtungsfluid an das Düsenregister absperren (oder auch kontinuierlich einstellen) lässt.
-
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist stromaufwärts der Hochdruckförderpumpe eine Wasseraufbereitungseinrichtung angeordnet. Zwar verwenden Luftkanalbefeuchter heute im Regelfall unmittelbar aus dem Leitungsnetz eines Wasserversorgers entnommenes Frischwasser; dennoch bedarf dieses Frischwasser der Aufbereitung, um es einerseits für die Aerosolversprühung im Luftkanalbefeuchter zu konditionieren und andererseits die Wasserqualität hinsichtlich des Eintrags in einen zu befeuchtenden Raum noch weiter zu verbessern.
-
In einer konkret möglichen Ausgestaltung ist die Wasseraufbereitungseinrichtung als Umkehrosmoseeinrichtung ausgebildet.
-
In einer ganz konkret bevorzugten Ausgestaltung ist weiter stromabwärts der Hochdruckförderpumpe eine Rückführleitung angeschlossen, um Befeuchtungsfluid an einen Eingang der Wasseraufbereitungseinrichtung, insbesondere der Umkehrosmoseeinrichtung rückführen zu können. Die Rückführung von Befeuchtungsfluid an die Umkehrosmoseinrichtung ermöglicht einen Spülbetrieb der Umkehrosmoseeinrichtung. Hierdurch kann vor allem im Ruhebetrieb des Luftkanalbefeuchters sichergestellt werden, dass „stehendes Wasser“ für nicht länger als eine vorgegebene Zeitspanne innerhalb der Wasseraufbereitungseinrichtung toleriert wird. Darüber hinaus sind auch Funktionsstellungen denkbar, die im „Normalbetrieb“ eine noch effizientere Wasseraufbereitung ermöglichen.
-
In einer fakultativ möglichen Ausgestaltung können im Falle mehrerer Düsenregister jedem Düsenregister eine Entleerungspumpe zugeordnet sein, um so eine Entleerung eines einzelnen Düsenregisters auch dann vornehmen zu können, wenn ein anderes Düsenregister weiterhin mit Druckfluid beschickt wird.
-
In einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung umfasst der Luftkanalbefeuchter auch eine Steuereinrichtung, die mit der Hochdruckförderpumpe, dem umschaltbaren Ventil und der Entleerungspumpe zusammenwirkt, um das umschaltbare Ventil in Abhängigkeit der Steuereinrichtung zu öffnen und die Entleerungspumpe in Betrieb zu setzen.
-
In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung wirkt die Steuereinrichtung mit einem Außentemperatursensor zusammen oder erfasst auf andere Weise eine gemessene bzw. eine geschätzte Außentemperatur, um in Abhängigkeit der Außentemperatur eine Entleerung des Düsenregisters vorzunehmen. Bevorzugtermaßen dient insofern die vorgeschlagene Anordnung auch als Frostschutzeinrichtung dergestalt, dass bei Temperaturen unter einer Grenztemperatur tg von z.B. 5 °C das Wasser aus dem oder den Düsenregistern abgesaugt wird.
-
Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Abführen von Befeuchtungsfluid aus dem Düsenregister kann in einer bevorzugten Weiterbildung auch das zumindest teilweise Entleeren des einem Düsenregister vorgelagerten Leitungssystems mit umfassen.
-
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird die Entleerung derart durchgeführt, dass das Befeuchtungsfluid aus allen Düsenregistern, zumindest im Wesentlichen gleichzeitig abgeführt wird.
-
In einer alternativen Ausgestaltung wird ein Verfahren zum Überführen eines eine Wasseraufbereitungseinrichtung aufweisenden Luftkanalbefeuchters in den Ruhebetrieb vorgeschlagen, wobei ein Ruhebetrieb-Hygieneprogramm aktiviert wird und das Ruhebetrieb-Hygieneprogramm ein zumindest teilweises Spülen der Wasseraufbereitungseinrichtung umfasst. In einer bevorzugten Weiterbildung erfolgt das Spülen durch eine Umwälzung des noch in der Wasseraufbereitungseinrichtung verbleibenden Befeuchtungsfluids.
-
In einer weiterhin möglichen Ausgestaltung erfolgt die Umwälzung durch die im normalen Befeuchtungsbetrieb eingesetzte Hochdruckförderpumpe, so dass keine weitere Pumpeinrichtung für die Umwälzung des Befeuchtungsfluids im Ruhebetrieb notwendig ist.
-
In einer möglichen Ausgestaltung kann der Spülvorgang intermittierend, insbesondere in festen Zeitabständen Δti, für eine vorbestimmte Zeitdauer Δtd vorgenommen werden, beispielsweise alle 4 h für 1 min.
-
Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren zur Überführung des Luftkanalbfeuchters in einen Ruhebetrieb wird bevorzugterweise auch in Abhängigkeit einer gemessenen, geschätzten oder übermittelten Außentemperatur vorgenommen, etwa dann, wenn die ermittelte, geschätzte oder übermittelte Außentemperatur unter einem vorgegebenen Grenzwert tg fällt, etwa unter 5 °C fällt. In dieser Ausgestaltung wirkt das vorgeschlagene Verfahren der zur Überführung des Luftkanalbefeuchters in einen Ruhebetrieb auch als Frostschutzmaßnahme, da die Düsenregister bei tieferen Temperaturen gezielt entleert werden und so Frostschäden vermieden werden.
-
Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
-
Hierbei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Luftkanalbefeuchters nach der vorliegenden Erfindung;
- 2 eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform eines Luftkanalbefeuchters nach der vorliegenden Erfindung;
- 3 eine schematische Darstellung einer nochmals abgewandelten Ausführungsform eines Luftkanalbefeuchters nach der vorliegenden Erfindung;
- 4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Luftkanalbefeuchters nach der vorliegenden Erfindung mit einer vorgeschalteten Wasseraufbereitungseinrichtung.
-
In 1 ist in schematischer Darstellung eine Ausführungsform eines Luftkanalbefeuchters nach der vorliegenden Erfindung gezeigt. Ein Düsenregister 13 ist in einem Luftkanal 11 positioniert, in dem ein Luftstrom 12 von einer Lufteintrittsseite 29 an eine Luftaustrittsseite 30 geführt wird. Die Luftaustrittsseite 30 kann durch die Einmündung in einen zu befeuchtenden Raum eines Gebäudes gegeben sein.
-
Das mit einer Vielzahl von Düsen 17 bestückte Düsenregister 13 wird über ein Leitungssystem 15 mit Befeuchtungsfluid aus einer Befeuchtungsfluidquelle 31 versorgt. Eine solche Befeuchtungsfluidquelle 31 kann ein öffentliches Wasserversorgungsnetz darstellen, so dass der Luftkanalbefeuchter mit Frischwasser betrieben werden kann. Die Düsen 17 weisen Kleinstquerschnitte auf, so dass bei entsprechendem Druck des Befeuchtungsfluids ein Aerosolnebel erzeugbar ist. Zur Bereitstellung eines entsprechend hohen Drucks ist im Leitungssystem 15 eine Hochdruckförderpumpe 16 angeschlossen, die vorzugsweise mit einstellbarer Drehzahl betrieben werden kann, so dass der von der Hochdruckförderpumpe 16 erzeugte Druck einstellbar und damit auch die Fördermenge des über die Düsen 17 ausgetragenen Befeuchtungsfluids eingestellt werden kann. Ein Austrag des über das Leitungssystem 15 geförderten Befeuchtungsfluids durch die Düsen 17 in Form eines Aeorosolnebels stellt insoweit den „Normalbetrieb“ dar.
-
Allerdings gibt es im Normalfall längere Perioden, in denen eine Befeuchtung nicht notwendig bzw. nicht gewünscht ist. Um das Befeuchtungsfluid in diesen Perioden aus dem oder den Düsenregistern 13, 14 abführen zu können, ist erfindungsgemäß eine Befeuchtungsaustragsleitung 21 vorgesehen, über die sich das Befeuchtungsfluid aus den Düsenregistern 13, 14 absaugen lässt. In der hier dargestellten Ausführungsform ist die zu diesem Zweck vorgesehene Befeuchtungs- und Austragsleitung an einem Verzweigungspunkt 19 an das Leitungssystem 15 angeschlossen. Innerhalb der Befeuchtungsfluidaustragsleitung 21 ist eine Entleerungspumpe 18 angeschlossen, so dass im Bedarfsfall, insbesondere wenn der Luftkanalbefeuchter in einen Ruhebetrieb überführt werden soll, Befeuchtungsfluid über die Befeuchtungsfluidaustragsleitung 21 in eine Fluidabfuhr ausgetragen werden kann. Die Fluidabfuhr kann beispielsweise durch einen Anschluss in ein Abwassersystem gegeben sein. Eine Fluidabfuhr kann aber auch eine anderweitige Abfuhr, beispielsweise ins Freie, etwa in ein Gartenbewässerungssystem, oder jede andere denkbare Fluidabfuhr umfassen.
-
In der hier dargestellten Ausführungsform ist zwischen Verzweigungspunkt 19 und Entleerungspumpe 18 noch ein umschaltbares Ventil 20, insbesondere ein Magnetventil, vorgesehen, das im „Normalbetrieb“ des Luftkanalbefeuchters in einer Schließstellung gehalten wird und zu Zwecken der Entleerung, etwa bei Überführung des Luftkanalbefeuchters in den Ruhebetrieb geöffnet wird. Nach Öffnen des umschaltbaren Ventils 20 wird die Entleerungspumpe 18 in Betrieb gesetzt, so dass noch im Düsenregister 13, 14 vorhandenes Befeuchtungsfluid über die Befeuchtungsfluidauftragsleitung abgeführt wird. In bevorzugter Ausgestaltung wird hierdurch auch Befeuchtungsfluid, das noch im Leitungssystem 15 vorhanden ist, zumindest im Wesentlichen vollständig abgeführt.
-
In 2 ist eine alternative Ausführungsform eines Luftkanalbefeuchters in schematischer Ansicht dargestellt. Abweichend von der Ausführungsform nach 1 sind nun zwei Düsenregister 13, 14 im Luftkanal 11 vorgesehen, die jeweils einen Teil seines Querschnitts und gemeinsam den Querschnitt im Wesentlichen gesamt abdecken. Auch hier werden die Düsenregister 13, 14 über ein Leitungssystem 15 durch eine Hochdruckförderpumpe 16 mit Befeuchtungsfluid beaufschlagt. An einem Verzweigungspunkt 23 teilt sich das Leitungssystem in eine erste Zuführung 32 und eine zweite Zuführung 33 für die zugeordneten Düsenregister 13, 14 auf.
-
Erste und zweite Zuführung 32, 33 können bedarfsweise über jeweils vorgesehene Absperrventile 24, 25 verschlossen werden, so dass wahlweise nur eines der Düsenregister 13, 14 (oder auch keines der Düsenregister) mit Befeuchtungsfluid beaufschlagt werden kann.
-
Zwischen Hochdruckförderpumpe 16 und Verzweigungspunkt 23 ist der bereits anhand der Ausführungsform nach 1 beschriebene Verzweigungspunkt 19 vorgesehen, an dem sich die ebenfalls bereits beschriebene Befeuchtungsfluidaustragsleitung 21 mit der dort angeschlossenen Entleerungspumpe 18 anschließt.
-
Bedarfsweise, insbesondere wenn der Luftkanalbefeuchter in einen Ruhebetrieb überführt werden soll, kann das noch in den Düsenregisters 13, 14 bzw. im Leitungssystem 15 vorhandene Befeuchtungsfluid über die Befeuchtungsfluidaustragsleitung 21 in eine Fluidabfuhr abgeführt werden. Um eine möglichst restlose Abführung zu gewährleisten, ist die Entleerungspumpe 18 vorgesehen, die über einen entsprechenden Zeitraum in Betrieb gesetzt wird, um ein möglichst vollständiges Entleeren zu gewährleisten.
-
In 3 ist eine nochmals abgewandelte Ausführungsform des Luftkanalbefeuchters dargestellt. Auch hier sind zwei Düsenregister 13, 14 im Luftkanal 11 vorgesehen, die sich gemeinsam zumindest im Wesentlichen über den gesamten Querschnitt des Luftkanals 11 erstrecken. Auch hier ist analog zur Ausführungsform nach 2 im Leitungssystem 15 ein Verzweigungspunkt 23 gegeben, in dem sich die Befeuchtungsfluidzuführung in eine erste Zuführung 32 für das erste Düsenregister 13 sowie eine zweite Zuführung 33 für das zweite Düsenregister 14 aufteilt. Auch hier sind Absperrventile 24, 25 in erster Zuführung 32 bzw. zweiter Zuführung 33 vorgesehen, um bedarfsweise erste Zuführung 32 und/oder zweite Zuführung 33 abzusperren.
-
Abweichend zur Ausführungsform nach 2 sind bei der in 3 dargestellten Ausführungsform stromabwärts der Absperrventile 24, 25 jeweils Befeuchtungsfluidaustragsleitungen 21, 21' vorgesehen, die insofern jeweils einem der beiden Düsenregister 13, 14 zugeordnet sind.
-
Insofern ist es bei dieser Ausführungsform möglich, eines der Düsenregister 13, 14 außer Betrieb zu setzen und dabei gleichzeitig auch eine Entleerung des außer Betrieb gesetzten Düsenregisters 13, 14 vorzunehmen. Hierzu weist jede der Befeuchtungsfluidaustragsleitungen 21, 21' eine zugeordnete Entleerungspumpe 18, 18' auf, die jeweils abzuführendes Befeuchtungsfluid an einen Fluidauslass fördern.
-
In 4 ist eine nochmals abgewandelte Ausführungsform eines Luftkanalbefeuchters in schematischer Ansicht veranschaulicht. Der Grundaufbau entspricht dabei im Wesentlichen dem bereits anhand von 1 erläuterten Aufbau. Allerdings ist der Hochdruckförderpumpe 16 nun noch eine Wasseraufbereitungseinrichtung 26 in Gestalt einer Umkehrosmoseeinrichtung vorgeschaltet. Mittels der Umkehrosmoseeinrichtung 26 wird dem oder den Düsenregisters 13, 14 stets aufbereitetes, insbesondere entsalztes Wasser zugeführt. Die Leitfähigkeit des aufbereiteten Wassers kann dabei in einem vordefinierten Bereich gehalten werden.
-
Wird nun der Luftkanalbefeuchter in einen Ruhezustand überführt, bleibt im Stand der Technik das Befeuchtungsfluid in der Umkehrosmoseeinrichtung stehen, da kein Befeuchtungsfluid mehr abgenommen wird.
-
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine einfache Lösung vorgeschlagen, bei der auch im Ruhebetrieb dennoch eine gewisse Umwälzung des Befeuchtungsfluids in der Umkehrosmoseeinrichtung geleistet werden kann. Hierzu wird in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung stromabwärts der Hochdruckförderpumpe 16 eine Rückführleitung 27 vorgesehen, die an einen Eingang der Umkehrosmoseeinrichtung rückgeführt ist. Insofern ist es in einem Ruhebetrieb des Luftkanalbefeuchters möglich, dauerhaft, vorzugsweise aber auch intermittierend, einen Umlauf zu erzeugen, um Wasser im Umlauf durch die Umkehrosmoseeinrichtung zu fördern.
-
Hierzu kann in der konkret vorgeschlagenen Lösung auch die ohnehin verfügbare Hochdruckförderpumpe in Betrieb gesetzt werden. Die Hochdruckförderpumpe 16 fördert dementsprechend, nachdem über ein Magnetventil eine Zuführung an das oder die Düsenregister 13, 14 versperrt ist, Befeuchtungsfluid über die Rückführleitung 27 an den Eingang der Umkehrosmoseeinrichtung zurück.
-
Ein derartiger „Spülbetrieb“ kann beispielsweise alle 48 h für eine vorbestimmte Zeitdauer, beispielsweise für 1 min vorgenommen werden, um so zu verhindern, dass Befeuchtungsfluid länger in der Umkehrosmoseeinrichtung stehend verbleibt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 11
- Luftkanal
- 12
- Luftstrom
- 13, 14
- Düsenregister
- 15
- Leitungssystem
- 16
- Hochdruckförderpumpe
- 17
- Düsen
- 18, 18'
- Entleerungspumpe
- 19
- Verzweigungspunkt
- 20
- Umschaltbares Ventil, Magnetventil
- 21
- Befeuchtungsfluidaustragsleitung
- 22
- Gemeinsame Zuleitung
- 23
- Verzweigungspunkt
- 24, 25
- Absperrventil
- 26
- Wasseraufbereitungseinrichtung, Umkehrosmoseeinrichtung
- 27
- Rückführleitung
- 28
- Eingang (Hochdruckförderpumpe)
- 29
- Lufteintrittsseite
- 30
- Luftaustrittsseite
- 31
- Befeuchtungsfluidquelle
- 32
- erste Zuführung
- 33
- zweite Zuführung
- 34
- Steuereinrichtung
- 35
- Außentemperatursensor
- Δti
- feste Zeitabstände
- Δtd
- vorbestimmte Zeitdauer
