DE2224672A1

DE2224672A1 - Verfahren und vorrichtung zur entnebelung von luft

Info

Publication number: DE2224672A1
Application number: DE19722224672
Authority: DE
Inventors: Anton Dipl Ing Pocrnja; Heribert Dipl Ing Dr Wenzel
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1972-05-19
Filing date: 1972-05-19
Publication date: 1974-01-10

Description

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

(H 6₇β) 790/C79 &

lllk^ll _{18# 5>
1972}

Sm/kr

Verfahren und Vorrichtung zur Entnebelung von Luft

I Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur

;: Entnebelung von Luft durch Abkühlen und anschließendes Erwärmen, Si bei dem die Luft mit Hilfe eines Gebläses zuerst durch einen Ver-

' dämpfer und hierauf durch einen Verflüssiger, die beide Bestand-

¹ teil eines geschlossenen Kältemittelkreislaufes sind, hindurchgeleitet wird, wobei das Gebläse in Strömungsrichtung der Luft gesehen hinter dem Verflüssiger angeordnet ist.

Es sind bereits derartige Entnebelungsverfahren bekannt und auch

Ij mit Erfolg angewandt worden. Bei den Geräten, die hierbei verweni det werden, wird der Nebel in Form von Wasser aus dem durch die

;' 309882/0021

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

Geräte geführten Luftstrom auskondensiert, wobei der dae Gerät verlassende Luftstrom wärmer ist als der nebelhaltige Luftstrom, der in das Gerät eintritt. Dieser Wärmegewinn, der bei den bekann ten, nach dem gleiohen Prinzip arbeitenden Luftentfeuohtern für geschlossene Räume stört und demzufolge nach außen abgeführt werden muß, ist bei diesem in einem offenen System arbeitenden Geräten gerade von besonderem Vorteil, da er zusammen mit dem unter sättigten Zustand des austretenden Luftstroms eine Entnebelung weiterer ümgebungsluft, die nicht durch die Geräte strömt, ermöglicht. Die Einstellung der Temperaturen am Ein- und Ausgang der Geräte erfolgt in Abhängigkeit von der Zustandsänderung der Luft in den Geräten von selbst (DT-OS 2 0l8 585).

Obwohl diese Entnebelungsgeräte einen im Vergleich zu anderen Entnebelungsverfahren sehr geringen Energiebedarf haben, hat es sich gezeigt, daß vor allem bei kleinerer Nebeldichte und stärkerem Wind mehr Energie aufgewendet werden muß als eigentlich erforderlich ist. Die Ursache hierfür ist die geforderte Blasstärke der Geräte, die von den Windverhältnissen abhängig ist und eine Mindestgröße nicht unterschreiten darf, wenn ein vom Gerät aus genügend weitrechender Entnebelungseffekt erzielt werden soll. Da jedoch die gesamte Luftmenge pro Zeiteinheit, |! die zu der geforderten Blasstärke jeweils gehört, Verdampfer und ij Verflüssiger des Kältemittelkreislaufes passieren muß, ist der

309882/0021

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

Energieaufwand für das Betreiben des Kreislaufes proportional dieser Luftmenge. Hinzu kommt, daß der Verdampfer dee Oerätes bei tiefen Temperaturen vereist und sich hierdurch ein größerer Energieaufwand ergibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren zur Entnebelung von Luft bezüglich des Energieaufwands zu verbessern und den Energieaufwand optimal an die klimatischen Verhältnisse, insbesondere an die Nebeldichte, anzupassen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwischen Verflüssiger und j Gebläse nebelhaltige Zusatzluft bezüglich ihrer Menge einstellbar eingeleitet wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es möglich, die Luftj menge pro Zeiteinheit, die durch Verflüssiger und Verdampfer strömt, den jeweils vorliegenden klimatischen Bedingungen anzupassen und damit den Energieaufwand auf das gerade noch Erforderliche zu begrenzen. Diese Maßnahme ist vor allem dann von Vorteil, wenn einerseits wegen geringerer Nebeldichte nicht der Einsatz der vollen Leistung des Gerätes notwendig ist und andererseits wegen den Windverhältnissen die Blasstärke einen Mindestwert nicht unterschreiten soll.

309882/0071

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

^H -Jr-

Es ist hierbei besonders günstig, wenn die Menge der zwlsohen Verflüssiger und Gebläse eingeleiteten Zusatzluft steuerbar ist, wobei eine automatische Steuerung das Verfahren besonders einfach macht.

Ein weiterer Vorteil bezüglich der angestrebten optimalen Energieausnutzung kann erreicht werden, wenn jede Eisbildung an der Oberfläche des Verdampfers mit Hilfe eines Gefrierschutzmittels, das auf die Oberfläche gesprüht wird, verhindert wird. Auch dieses Zusätzverfahren kann in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur am Verdampfer automatisch arbeiten.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit Vorteil mit Geräten durchgeführt, bei denen der Verdampfer, der Verflüssiger und das Gebläse hintereinander in einem gemeinsamen zweiseitig offenen Gehäuse angeordnet sind. Das Gehäuse weist hierbei erfindungsgemäß zwischen Verflüssiger und Gebläse einen verschließbaren Einlaß für die Zusatzluft auf, dessen Verschluß steuerbar ist. Diese Steuerung kann automatisch erfolgen. Eine selbsttätig arbeitende automatische Steuerung dieser Art besteht mit Vorteil aus einem Nebeldichtemesser, einem Signalumformer mit Rechenwerk und einem Stellantrieb, der auf den Verschluß der Zusatzluftöffnung wirkt.

Entsprechend der weiteren Ausgestaltung des Verfahrens besitzt ein solches Entnebelungsgerät mit Vorteil einen Flussigkeitsver-

309837/0021 ./·

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

teiler, mit dessen Hilfe die Oberfläche des Verdampfers mit einem Gefrierschutzmittel besprüht werden kann. Die Sprühdüsen des FlUssigkeitsverteilers sind hierbei über einen Absperrhahn mit einem Vorratsbehälter für Gefrierschutzmittel

! verbunden. Es ist zweckmäßig, den Absperrhahn automatisch be-

, tätigbar zu gestalten, so daß der Flüssigkeitsverteiler bei Un-, terschreiten einer Oberflächentemperatur von 0 ⁰C am Verdampfer von selbst in Tätigkeit tritt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines in der

! Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben.

Ij In der Figur sind in einem Gehäuse 1 ein Verdampfer 2, ein Ver-

i: flüssiger 3 und ein Gebläse 4 hintereinander angeordnet. Das Ge-

!' häuse 1 ist beidseitig offen. Bei 5 tritt nebelhalt ige. Luft in

^i; das Gehäuse 1 ein, durchströmt den Verdampfer 2 unter Abkühlung

i^: und Wasserkondensation, den Verflüssiger j5 unter Erwärmung und

\ tritt bei 6 trocken und warm aus dem Gehäuse 1 aus. Die bei β aus·

j tretende Luft ist wärmer als die bei 5 eintretende und befindet

sich in einem untersättigten Zustand. Sie vermag deshalb noch

i; weitere, nicht durch das Gerät strömende Umgebungsluft zu ent-

μ nebeln. Der Verdampfer 2 und der Verflüssiger 3 sind Teile eines .[ geschlossenen Kältemittelkreislaufes 7» der außerdem einen Käl-, temittelverdichter 8 und ein Ventil 9 enthält.,

309882/0021

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

Das Gehäuse 1 besitzt zwischen Verflüssiger 3 und Gebläse 4 erfindungsgemäß ein Einlaßrohr 10 für Zusatzluft. Im Einlaßrohr 10 ist ein bezüglich der Zusatzluftmenge einstellbarer Verschluß 11, beispielsweise eine den offenen Querschnitt des Einlaßrohres 10 verändernde drehbare Klappe angeordnet. Mit besonderem Vorteil wird der Verschluß 11 von einem Stellantrieb 12 aus betätigt, welcher von einem Rechenwerk 13 gesteuert wird. Das Rechenwerk 13 wird aufgrund von Eichversuchen auf optimale Einstellungen programmiert. Dem Rechenwerk 13 ist ein Signalumformer 14 vorgeschaltet, der Primärsignale von einem Nebeldichtemesser 15» beispielsweise einem optisch arbeitenden Gerät, erhält.

Die erfindungsgemäße Einrichtung, die aus den Bauteilen 10 bis 15 besteht, ermöglicht das Aufrechterhalten einer konstanten Blasstärke des Gebläses 4, bei einem veriablen, optimal auf die Nebeldichte bezogenen Energieaufwand für den Kältemittelkreislauf 7·

Eine weitere Verbesserung hinsichtlich der Optimierung des Energieaufwandes kann durch eine weitere Zusatzeinrichtung erreicht werden, die einen Flüssigkeitsverteiler 1β mit SprUhdüsen 17 und

! einen Vorratsbehälter 18 für Gefrierschutzmittel besitzt. Die

; Sprühdüsen 17 sprühen das Gefrierschutzmittel bei Temperaturen

unter 0 ⁰C am Verdampfer 2 auf die Oberfläche des Verdampfers 2,

309882/0021 ^m/'

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

j wodurch eine Eisbildung und damit eine Leistungsverminderung, die durch erhöhte Energiezufuhr ausgeglichen werden m üßte, des Kältemittelkreislaufes 7 verhindert wird. Es ist zweckmäßig, wie in der Figur sohematisoh angedeutet, den Absperrhahn 19 automa-

, tisoh in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur des Verdichters 2 zu betätigen. Hierzu ist ein Thermoelement 20 am Verdampfer 2 vorgesehen, welches bei Unterschreiten einer Oberflächentemperatur von 0 ⁰C am Verdichter 2 über ein Schaltwerk 21 und einen Stellantrieb 22 den Absperrhahn 19 öffnet.

Ij Unterhalb des Verdampfers 2 befindet sich ein Sammelbehälter für Kondenswasser mit einem Ablaß 24.

Bei einem Entnebelungsgerät der beschriebenen Art betrug der Luftdurchsatz 200 kg/seo bei einer Lufttemperatur von 2 ⁰C. Die Nebeldichte betrug 0,2 g Wasser pro vor Luft, was einer Sichtweite von etwa 60 Meter entspricht. Zusätzlich wurden mit dem Gerät bei diesem Versuch etwa 1 500 kg/sec nebelhaltige Luft entnebelt, welche nicht duroh das Gerät strömte. Die Oberflächentemperatur des Verdampfers war -2 ⁰C, die Temperatur am Verflüssiger 8 ⁰C und die Temperatur der das Gerät verlassenden Luft 5 ⁰C.

Bei geschlossenem Einlaßrohr 10 und ohne Benutzung von Gefrierschutzmittel betrug der gesamte Energieaufwand einschließlich der Antriebsenergie für das Gebläse 360 kW. Dieser Energieauf-

309882/0G21 ./.

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

wand konnte ohne daß sich die Gesamtmenge entnebelter Luft änderte, auf 290 kW, d.h. um etwa 20 % dadurch gesenkt werden, daß durch öffnen des Einlaßrohres für Zusatzluft nicht mehr der Gesamtluftdurchsatz duroh den Verdampfer strömte und durch Aufsprühen von Gefrierschutzmittel eine Vereisung des Verdampfers verhindert wurde. Hierbei wurde das Einlaßrohr so weit geöffnet, daß 60 kg/sec Zusatzluft durch das Einlaßrohr und I4o kg/sec durch den Verdampfer strömten. Diese Senkung des Energieaufwands kann bei noch geringerer Nebeldichte weiter verbessert werden.

!' 7 Patentansprüche
j; 1 Blatt Zeichnungen

3 0 9 8 8 ? / 0 0 ? 1

Claims

MNDE AKTIENGESELLSCHAFT

18. 5. 1972 Sm/kr

Patentansprüche

l.j Verfahren zur Entnebelung von Luft durch Abkühlen und anschließendes Erwärmen, bei dem die Luft rait Hilfe eines Gebläses zuerst durch einen Verdampfer und hierauf durch einen Verflüssiger, die beide Bestandteile eines geschlossenen Kältemittelkreislaufes sind, hindurchgeleitet wird, wobei das Gebläse in Strömungsrichtung der Luft gesehen hinter dem Verflüssiger angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Verflüssiger (j5) und Gebläse (¹O Zusatzluft bezüglich ihrer Menge einstellbar eingeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der Zusatzluft in Abhängigkeit von der Nebeldichte, vorzugsweise automatisch, gesteuert wird.

!^•Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Il

die Oberfläche des Verdampfers (2) bei Unterschreiten einer Oberflächentemperatur von 0 °C, vorzugsweise automatisch, mit einem Gefrierschutzmittel besprüht wird.

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei der der Verdampfer, der Verflüssiger und das Gebläse hintereinander in einem gemeinsamen, zweiseitig offenen Gehäuse angeordnet sind, daduroh gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) zwischen Verflüssiger (j5) und Gebläse (4) ein verschließbares Einlaßrohr (10) für Zusatzluft aufweist, dessen Verschluß (11), vorzugsweise automatisch, steuerbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß (11) einen Stellantrieb (12) aufweist, welcher über ein Rechenwerk (13) und einem Signalumformer (14) mit einem Nebeldichtemesser (15) in Verbindung steht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5» zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen auf die äußere Oberfläche des Verdampfers (2) gerichteten Flüssigkeitsverteiler (16), vorzugsweise mit einer oder mehreren Sprühdüsen (17), welcher mit einem Vorratsbehälter (18) für ein Gefrierschutzmittel in Verbindung steht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Flüssigkeitsverteiler (16) ein Absperrhahn (19) vorgeschaltet ist, der in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur des Verdampfers (2), vorzugsweise automatisch betätigbar, ist.

309882/00