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Luftwäscher für Slimaanlagen Die vorliegende Erfindung betrifft einen
Luftwäscher für Rlimaanlagen, mit einem Gehäuse, das eine erste Öffnung für die
Zufuhr zu befeuchtender Luft und eine zweite Öffnung für die Abgabe von befeuchteter
Luft aufweist einem in den Weg des Luftstroms zwischen der ersten und der zweiten
Öffnung geschalteten Befeuchtungseinsatz großer Austauschoberfläche, an der der
Luftstrom vorbeistreicht und der gleichzeitig fortlaufend Wasser zugeführt wird,
sowie einem Sammelbehälter für das Auffangen von dem Befeuchtungseinsatz abgegebenen
überschiissigen Wassers, wobei dem Befeuchtungseinsatz ggf. ein Tropfenabscheider
nachgeschaltet sein kann.
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Luftwäscher dienen allgemein dazu, die von Klimaanlagen angesaugte
Außenluft in einem bestimmten Umfang mit Wasser zu vermischen und so der Luft einen
gewünschten Feuchtigkeitsgrad zu erteilen.
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Gleichzeitig wird als Nebenwirkung ein gewisser Reinigungseffekt erzielt.
Die Vermischung von Luft und Wasser kann etwa in einer Düsenkammer erfolgen, in
der eine Vielzahl von Spritzdüsen angeordnet ist, aus denen das Wasser ausgesprüht
wird, so daß es in dieser feinverteilten Form gut von der un gesattigten Luft aufgenommen
werden kann. Um die Vermischung von Luft und Wasser zu erleichtern und insbesondere
den Austauschwirkungsgrad zu erhöhen, können die Luftwäscher mit Befeuchtungseinsätzen
versehen werden @ die etwa ähnlich
wie die bekannten Kühler in Automobilen
(Wabenkörper) eine große Oberfläche aufweisen, die einerseits fortlaufend mit wasser
berieselt wird und an der andererseits fortlaufend die zu befeuchtende Luft vorbeistreicht.
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Derartige Befeuchtungseinsatze haben sich bewährt. ri eine ausreichend
intensive Vermischung von Luft und Wasser zu gewährleisten, darf jedoch die Luft
den Pefeucl£tungseinsatz nur mit einer hestimmten Höchstgeschwindigkeit durchströmen.
Da die geförderte Luftmenge dem Produkt aus Strömungsgeschwindigkeit und für dazu
rintritt des Luftstroms in den Befeuchtungseinsatz zur Verfügung stehender Querschnittsfläche
proportional ist, besteht grundsätzlich nur die Möglichkeit, den für den Luftstrom
zur Verfügung stehenden Querschnitt des Befeuchtungseinsatzes zu vergrößern, wenn
eine größere Luftmenge gefördert werden soll. Die bekannten Befeuchtungseinsätze
haben einen ebenen Aufbau und erstrecken sich mit ihrer Hauptebene quer zur Strömungsrichtung
der Luft. Soll nun der Stromungsquerschnitt eines solchen bekannten Befeuchtungseinsatzes
vergrößert werden, so bedeutet dies, daß zwangsläufig auch der Querschnitt des diesen
Befeuchtungseinsatz aufnehmenden Luftwäschers entsprechend größere Abmessungen aufweisen
müßte, was sich preislich ungünstig auswirken würde und in der Regel auch aus Platzgründen
nicht in Kauf genommen werden kann. Auch die übrigen Komponenten der Klimaanlage
müßten insofern großer gehalten werden.
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Ferner ergeben sich bei den bekannten Befeuchtungseinsätzen insofern
Schwierigkeiten, als das zur Befeuchtung dienende Wasser Karbonate und Phosphate
sowie weitere Verunreinigungen enthält, die sich an der Oberfläche des Befeuchtungseinsatzes
und den Tropfenabscheidern ab lagern und damit die für den Durchtritt des Luftstroms
zur Verfügung stehenden freien Querschnitte abnehmen lassen und daher den Strömungswiderstand
vergrößern. Um hier Abhilfe zu schaffen, müssen entweder die Befeuchtungseinsätze
in regelmäßigen Ab ständen ausgewechselt oder aber von den Verunreinigungen befreit
werden. Bis ein solches Auswechseln bzw. eine solche Reinigung erfolgt, muß stets
ein gewisser Abfall des Druckes hingenommen werden.
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Aufaabe der Erfindung ist es, einen Luftwäscher der eingangs genannten
Art so auszubilden, daß für eine bestimmte Querschnittsflache des Luftwaschers eine
höhere Befeuchtungsleistung als hisher und somit für eine bestimmte Befeuchtungsleitung
eine wesentliche Verringerung der Querschnittsabmessungen der gesamten Klimaanlage
erzielt werden kann. Außerdem soll es möglich sein, zur Aufrechterhaltung eines
niedrigen Strömungswiderstandes und einer guten Befeuchtungewirkung den Befeuchtungseinsatz
mit geringem Aufwand und vorzugsweise im wesentlichen sogar stetig reinigen zu können.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemaß dadurch, daß der
Befeuchtungseinsatz nach Art eines Hohlzylinderkörpers ausgebildet ist unct der
Luftstrom die Wand des Hohlzylinderkörpers auf seinem Weg von der ersten zu der
zweiten Öffnung quer zur Längsachse des Hohlzylinderkörpers durchsetzt.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Befeuchtungseinsatzes
als Hohlzylinderkörper steht in der angestrebten Weise bei yleichen für den Luftwäscher
erforderlichem Querschnitt am Umfang des Hohlzylinders eine wesentlich größere Anstromfläche
als bei den bekannten ebenen Befeuchtungseinsätzen zur Verfügung, über die der Luftstrom
den Befeuchtungseinsatz durchsetzen kann Somit kann bei gleichbleibendem Luftdurchsatz
der Querschnitt des Luftwäschers, c'er bei mit einem Luftwäscher ausgestatteten
Anlagen bisher die kritische Größe für die Hauptabmessungen des Klimagerätes (Strömungsquerschnitt)
darstellte, nennenswert kleiner gehalten werden.
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überdies macht die zylindrische Form des Befeuchtungseinsatzes nach
der Frfindung es möglich, den Befeuchtungseinsatz fortlaufend oder intermittierend.
um eine Mittelachse zu verdrehen und so für eine Reinigung durch entsprechende Bearbeitung
der Oberflächen des 3efeuchtuncjseinsatzes durch einfaches Vorkeidrehen an einem
geeigneten Kamm oder einer geeigneten Bürste o. dgl. zu sorgen, ohne daß der Getrieb
der Klimaanlage deswegen unterbrochen werden müßte Insbesondere läßt die hohlzylindrische
Form des Befeuchtungseinsatzes es zu, die zylindrische Außenseite mit einem als
@efeucht@ngs@atte wirksamen Band zu umgeken, das von einer auf der Außenseite
des
Gehäuses befindlichen Vorratsrolle abgezogen bzw. auf eine ebenfalls auf der Außenseite
des Gehäuses befindliche Aufnahmerolle aufgewickelt werden'kann.
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Ähnlich Verhältnisse wie oben für den Befeuchtungseinsatz geschildert
gelten auch für Tropfenabscheider, mit denen die Luftwäscher in der Regel -ausgestattet
sind. Abgabe vorliegender Erfindung ist es daher weiterhin, einen Luftwäscher der
eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem in ähnlicher Weise wie für den Befeuchtungseinsatz
dargelegt der Tropfenabscheider bei gleichbleibender Querschnittsfläche des Luftwäschers
einen erheblich niedrigeren Strömungswiderstand als bisher aufweist, ferner eine
einfache Reinigungsmöglichkeit gestattet.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß der
Tropfenabscheider nach Art eines Hohlzylinderkörpers ausgebildet ist und der Luftstrom
die Wand des Hohlzylinderkörpers auf seinem Weg von der ersten zu der zweiten Öffnung
quer zur Längsachse des Hohlzylinderkörpers durchsetzt und dann vorzugsweise in
diesem in Richtung der Drehachse weitergeführt wird. Dadurch steht in analoger Weise
wie vorstehend hinsichtlich des Befeuchtungseinsatzes ausgeführt bei gleichem Querschnitt
des Luftwäschers eine erheblich größere Fläche tür'die Tropfenabscheidung zur Verfügung,
und auch in diesem Fall ermöglicht die zylindrische Form wie für die hohlzylinderartig
ausgebildeten Befeuchtungseinsätze eine leichte Reinigung.
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Die Erfindung wird nachstehend zusammen mit weiteren Merkmalen anhand
von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert.
In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch einen Luftwäscher
nach der Erfindung; Fig. 2 einen Querschnitt durch Fig. 1 längs der Linie 11-11;
Fig. 3 schematisch eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform
eines
Luftwäschers nach der Erfindung; Fig. 4 einen Querschnitt ähnlich Fig. 2 durch eine
etwas abgewandelte Ausführungsform eines Luftwäschers nach der Erfindung; und Fig.
5 schematisch einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Luftwäschers
nach der Erfindung.
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Im einzelnen zeigt Fig. 1 einen allgemein mit 10 bezeichneten Luftwäscher
nach der Erfindung mit einem kastenartigen Gehäuse 12, an dessen in der Zeichnung
rechter Seite sich eine erste Öffnung 14 für den Eintritt der zu befeuchtenden Luft
18a und an dessen in der Zeichnung linker Seite sich eine zweite Öffnung 16 für
den Austritt der befeuchteten Luft 18b befindet.
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Im Innern des Gehäuses 12 befindet sich ein Befeuchtungseinsatz 20,
der - wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich - erfindungsgemäß als Hohlzylinderkörper
ausgebildet ist und somit einen trommelartigen Aufbau hat. Vorzugsweise kann der
Hohlzylinderkörper als Einschubeinheit für ein Klimagerät ausgestaltet sein. Uber
eine Frischwasserleitung 22 wird dem Befeuchtungseinsatz 20 fortlaufend Wasser in
feinverteilter Form zugeführt, das mit dem Luft strom 18a vermischt wird.
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An der Unterseite des Gehäuses 12 ist unterhalb des Befeuchtungseinsatzes
20 ein Sammelbehälter 24 vorgesehen, der von dem Befeuchtungseinsatz abgegebenes,
überschüssiges Wasser auffängt. Über einen Ablauf 26 bzw. einen Uberlauf 28 kann
das aufgefangene Wasser den Sammelbehälter 24 verlassen.
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Zwischen der in der Zeichnung linken Stirnkante des Befeuchtungseinsatzes
20 und der Innenseite des Gehäuses 12 bzw. dem Boden des Sammelbehälters 24 erstreckt
sich eine mindestens im wesentlichen luftdurchlässige Trennwand 30, die den Befeuchtungseinsatz
20 in seiner gewünschten Lage relativ zu dem Gehäuse 12 hält. usätzlich zu der Trennwand
30 können weitere Stützelemente etc. au mechanischen
Fixierung
des Befeuchtungseinsatzes vorgesehen sein. Die in der Zeichnung am rechten Ende
des Befeuchtungseinsatzes 20 liegende Stirnfläche des Befeuchtungseinsatzes ist
durch eine ebenfalls mindestens im wesentlichen luftdurchlässige Vorderwand 32 abgeschlossen.
Der durch die erste Öffnung 14 eintretende Luftstrom 18a gelangt daher zwangsläufig
zu der zylindrischen Außenfläche des Befeuchtungseinsatzes 20, von wo aus er die
Wand des Hohlzylinderkörpers etwa radial durchsetzt, um den Hohlzylinderkörper in
axialer Richtung zu verlassen und sich zu der zweiten Öffnung 16 weiterzubewegen.
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Die Frischwasserleitung 22 kann in eine Mehrzahl von Sprühhalbringen
34 münden, die in axialer Richtung des Befeuchtungseinsatzes 20 äquidistant angeordnet
sind und in der mit Fig. 2 veranschaulichten Weise konzentrisch zu der oberen Umfangshälfte
des Refeuchtungseinsatzes 20 verlaufen. Die-Sprühhalbringe 34 können in bekannter
Weise mit zu dem Befeuchtungseinsatz 20 hin gerichteten düsenartigen Öffnungen versehen
sein, aus denen das Wasser in Form von Sprühstrahlen feinverteilt austritt und dann
auf die Oberfläche des Befeuchtungseinsatzes trifft, so daß es zu der gewünschten
Vermischung von Luft und Wasser (Befeuchtung) kommt.
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Statt in die Sprühhalbringe 34 oder auch zusätzlich dazu kann die
Frischwasserleitung 22 in Düsenstöcke 38 münden, die in der mit Fig. 2 gezeigten
Weise in axialer Richtung des Befeuchtungseinsatzes äquidistant über die obere Umfangshälfte
des Befeuchtungseinsatz es verteilt neben der zylindrischen Innenfläche des Befeuchtungseinsatzes
20 angeordnet sind und in ähnlicher Weise wie die Sprühhalbringe 34 Wasser in feinverteilter
Form auf die Innenfläche des Befeuchtungseinsatzes 20 sprühen.
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Die zylindrische Außenfläche des Befeuchtungseinsatzes 23 kann mit
einer Befeuchtungsmatte umgeben sein, die Bestandteil eines fortlaufenden Bandes
ist, das von einer Vorratsrolle 42 ausgeht und in eine Aufnahmerolle 44 ausläuft.
nie Vorratsrolle 42 und die Aufnahmerolle 44 können dabei in einem an der Außenseite
des Gehäuses 12 befestigten Kasten 40 untergebracht sein. nie Führung des Bandes
von
der Vorratsrolle 42 durch das Gehäuse 12 hindurch zu dem Befeuchtungseinsatz 20
und zurück zu der Aufnahmerolle 44 erfolgt über eine in Fig. 3 angedeutete Abdichtvorrichtung,
die sowohl für einen dichten Durchlauf des Bandes durch die Gehäusewand als auch
für eine im wesentlichen vollständige Umspannung der Außenfläche des Befeuchtungseinsatzes
20 sorgt. Bei Verwendung einer solchen einen Bestandteil eines fortlaufenden Bandes
bildenden Befeuchtungsmatte kann der zylindrische Befeuchtungseinsatz 20 entweder
langsam kontinuierlich oder aber in bestimmten zeitlichen Ahständen um seine Mittelachse
gedreht werden, so daß jeweils ein Teil der Befeuchtungsmatte von der Aufnahmerolle
44 aufgewickelt und ein entsprechendes Stück neu von der Vorratsrolle 42 abgezogen
wird. In dem Frischwasser enthaltene Verunreinigungen, wie insbesondere Kalk, können
somit ständig abgeführt werden, ohne daß der Betrieb des Luftwäschers unterbrochen
werden müßte, abgesehen von den kurzen Pausen, die nach dem völligen Verbrauch einer
Vorratsrolle 42 erforderlich sind, um ein neues als Befeuchtungsmatte dienendes
Band einzulegen. Erfolgt die Verschiebung der BefeuchtungsIiiatte wie erwähnt intermittierend,
so kann mit Hilfe einer geeigneten Meßeinrichtung (Pressostat> der beim Durchlauf
des Luftstroms durch die Wand der Befeuchtungseinheit auftretende Druckabfall ermittelt
und bei Uberschreitung eines als Sollwert vorgegebenen maximalen Druckabfallwertes
über die genannte Druckmeßeinrichtung ein Signal zur Weiterdrehung des Befeuchtungseinsatzes
ausgelöst werden. Zur Weiterdrehung kann ein Antrieb 48 dienen, wie er in Fig. 4
gezeigt ist, der wider eine Kette oder dgl. eine Drehbewegung auf den Befeuchtungseinsatz
ausübt.
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Sirährena bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 der den Befeuchtungseinsatz
bildende Hohlzylinderkörper mit seiner Achse parallel zur Längsrichtung des Gehäuses
12 verläuft, ist mit Fig.
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3 eine abgewandelte Ausführungsform eines Luftwäschers nach der Erfindung
wiedergegeben, bei dem die Längsachse des trommelförmigen Befeuchtungseinsatzes
20 sich senkrecht zur Längsrichtung des Gehäuses 12 erstreckt. In diesem Fall trifft
dann der zu befeuchtende Luftstrom a auf die eine Umfangshälfte der zylindrischen
Außenfltiche auf, um anschließend in diesem Halhhereich die Wand
des
Befeuchtungseinsatzes zu durchsetzen und den anschließenden Hohlraum des Befeuchtungseinsatzes
zu passieren. Hierauf trifft der Luftstrom auf die gegenüberliegende Umfangshälfte
des Befeuchtungseinsatzes, die er weiter durchsetzt und durch die Außenfläche dieser
zweiten Umfangshälfte als'Luftstrom 18h'verläßt. In ähnlicher Weise wie in Fig.
2 die Sprühhalbringe 34 können bei der Ausführungsform der Fig. 3 Sprühhalbringe
34a vor der dem Luftstrom 18a zugewandten Teilaußenfläche, ggf. auch die strichpunktiert
angedeuteten Sprühhalbringe 34b vor der der zweiten Öffnung 16 zugewandten Teilaußenfläche
angeordnet sein, Durch diese Anordnung des Befeuchtungseinsatzes in dem Gehäuse
12 ist es auch möglich, die in der Zeichnung rechte Umfangshälfte zur Befeuchtung
einzusetzen, die in der Zeichnung linke Umfangshälfte dagegen als Stauhabscheidevorrichtung
zu verwenden, wobei die Sprühhalbringe 34b dann fehlen oder zumindest außer Betrieb
hleiben.
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Eei einem weiteren mit Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung
taucht der Befeuchtungseinsatz 20 in einem unteren Bereich in das von dem Sammelbehälter
24 aufgefangene Wasser ein.
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Durch den Antrieb 48 wird für einen kontinuierlichen Umlauf cles Befeuchtungseinsatzes
20 gesorgt, so daß in diese Fall die Versorgung der Oberfläche des Befeuchtungseinsatzes
mit wasser ohne die Zuhilfenahme besonderer Sprühhalbringe oder Düsenstöcke wie
bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 bzw. 3 stattfinden kann.
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An der Außenseite des Befeuchtungseinsatzes kann ein kammartiges Organ
52 angreifen und so den Befeuchtungseinsatz fortlaufend von Rückständen befreien.
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Fig. 5 zeigt einen Luftwäscher nach der Erfindung, bei dem ein Tropfenabscheider
46', wie er in Fig. 1 mit 46 bezeichnet und dem Befeuchtungseinsatz 20 nachgeschaltet
ist, in ähnlicher Weise wie der Befeuchtungseinsatz 20 der Fig. 1-4 ebenfalls in
vorteilhafter Weise als Hohlzylinderkörper ausgebildet sein kann. Dadurch wird wiederum
der erfindungsgemäße Vorteil erreicht, daß fiir einen bestimmten Querschnitt des
Luftwäschers 10 eine erheblich verarößerte Fläche für den Durchgang des Luftstromes
zur Verfügung steht. Der trommelförmige Tropfenabscheider 46' ist an seiner in
der
Zeichnung linken Seite an eine Zwischenwand 54 angesetzt, die ihn mit dem Gehäuse
12 verbindet und dabei für einen luftdichten Ahschluß der zylindrischen Außenfläche
des Tropfenabscheiders 46' gegenüber der zweiten Öffnung 16 sorgt. Die in der Zeichnung
rechte Seite des Tropfenabscheiders 46' ist durch eine Wand 55 durchgehend abgeschlossen,
so daß hier keine Luft eintreten kann Der hier mit 20' bezeichnete Befeuchtungseinsatz
ist in herkömmlicher Weise quaderförmig, d.h. eben ausgebildet und mit Raschigmaterial
oder einer Kunststoffrieselschicht (Wabenkörper o. dgl.) ausgefüllt. Eine Frischwasserleitung
22 berieselt die Befeuchtungseinrichtung 20' ständig mit Wasser, wobei überschüssige
Wassermengen wieder von dem Sammelbehälter 24 aufgefangen werden. Bin dem Befeuchtungseinsatz
20' vorgeschaltetes Leithlech 56 sorgt für die gewünschte Führung des durch die
erste Öffnung 14 eintretenden Luftstromes 18a, der an der vergrößerten Oberfläche
des Befeuchtungseinsatzes 20' vorbeistreicht und dabei in der vorstehend geschilderten
Weise mit dem über die Frischwasserleitung 22 eingespeisten Wasser vermischt wird.
An der Austrittseite des Befeuchtungseinsatzes 20 erscheint der befeuchtete Luftstrom
18c, der über die zylindrische Außenfläche des Tropfenabscheiders 46' in den Tropfenabscheider
eindringt, dessen Wand durchsetzt und über den Hohlraum des TropEnabscheiders als
Luftstrom 18b zu der zweiten Öffnung 16 des Luftwäschers 10 gelangt.
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nie Innenfläche des Hohlzylinderkörpers der Fig. 1-5 kann vorzugsweise
durchgehend durch Wahen oder sonstige die Austausch- oder Befeuchtungs-Oberfläche
vergrößernde perforierte Kunststoff- oder tiachspapierkörper abgekleidet sein, um
die Befeuchtungswirkung zu erhöhen bzw. die Tropfenabscheidung zu verbessern. In
ähnlicher Weise kann eine solche zusätzliche Abkleidung auch auf der Außenfläche
des fIohlzylinderkörpers vorgesehen sein. Ferner besteht die P40glichkeit, das zur
Vergroßerung der Oberfläche dienende Material anstelle der weiter oben erwähnten
Befeuchtungsmatte anzuordnen und insbesondere dann, ähnlich wie fiir die Befeuchtungsmatte
erwohnt, kontinuierlich zuzuführen bzw, abzuziehen.
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Ferner besteht die Möglichkeit, das den Befeuchtungseinsatz 20
ahkleidende
Austauschmaterial durch entsprechende Steuer-ng des Befeuchtungseinsatzes 20 nur
teilweise zu benetzen, so da nur eine geringere Befeuchtung der Luft eintritt und
somit die Befeuchtungsleistung nach Wunsch zwischen einem Minimal- und einem Maximalwert
variiert werden kann. Das gleiche ist durch nur teilweise Berieselung des Befeuchtungseinsatzes
über die Sprühhalhringe 34 bzw. die Diisenstöcke 38 möglich. Auch durch Höhenverstellung
des Befeuchtungseinsatzes 20 der Fig. 4, so daß der f3efeuchtungseinsatz 20 mehr
oder weniger in den Sammelbehälter 24 eintaucht, ist analog eine Beeinflussung der
Befeuchtungsleistung möglich.
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Patentansprüche: