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Schrankartige Vorrichtung zum Klimatisieren von Räumen Die Erfindung
richtet sich auf eine schrankartige Vorrichtung zum Klimatisieren von Räumen miveinem
unteren Lufteintritt und einem oberen Luftaustritt, bei welcher mindestens ein Teil
des innerhalb des schachtartig ausgebildeten Vorrichtungsgehäuses zwangsgeführten
Luftstromes gegebenenfalls nach dem Passieren einer Kühl- oder Heizstrecke unter
den Einfluß einer Befeuchtungseinrichtung gelangt.
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Eine derartige Vorrichtung, die als Konvektor, Gebläsekonvektor oder
Klimagerät ausgebildet sein kann, weist den Mangel auf, daß mit ihr im Falle einer
Verwendung als Kleingerät sowie bei räumlicher Einzelklimatisierung eine geregelte
Befeuchtung der Luft nicht durchzuführen ist. Der Grund hierfür ist darin zu sehen,
daß die bekannten und eventuell in Frage kommenden Befeuchtungseinrichtungen mit
solchen Heizanlagen ausgerüstet sind, die von ihrem Charakter her für Kleingeräte
wärmetechnisch zu groß ausgelegt sind, wenn eine Verdampfung überhaupt zustande
kommen soll. Aus diesem Grunde hat man auch in der Vergangenheit davon Abstand genommen,
Befeuchtungseinrichtungen bei Kleingeräten und im Zusammenhang mit einer Einzelklimatisierung
vorzusehen. Die Verwendung einer Befeuchtungseinrichtung mit einer solchen Heizanlage
zu ist nämlich mit einer großen Wärmeabfuhr verbunden, die bereits konstruktionstechnisch
und von räumlichen Bedarf her bei Kleingeräten kaum oder gar nicht zu beherrschen
ist und folglich den Einsatz in Kleingeräten nicht sinnvoll und damit auch nicht
praktikabel erscheinen läßt. Außerdem würde die Wärmeabfuhr im Falle der Kühlung
eine Minderung,
wenn nicht sogar eine Egalisierung der Kühlleistung
bewirken. Insbesondere in wärmeren Jahreszeiten wäre somit stets ein hochwirksamer
Wärmeträger vorhanden, der störende und unangenehme Einflüsse ausübt. Aufgrund dieser
Voraussetzungen sind bislang Befeuchtungseinrichtungen auch nur dort bekannt geworden,
wo eine zentrale große Vorrichtung die Klimatisierung mehrerer Räume übernimmt und
wo durch die zentrale Aufstellung konstruktiv und räumlich die Wärmeabfuhr der der
Befeuchtungseinrichtung zugeordneten Heizanlage keine Probleme aufwirft.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Klimatisieren
von Räumen mit einer solchen Befeuchtungseinrichtung zu schaffen, welche klein baut
und hinsichtlich ihrer Temperaturabgabe sich im wesentlichen neutral verhält.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Befeuchtungseinrichtung
aus einer flachen, oben offenen wasser-gefüllten Verdampferwanne und einem dieser
räumlich kompakt zugeordneten, die Bodenplatte der Wanne mit Hochfrequenz in Schwingungen
versetzenden Generator gebildet ist.
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Die Verdampfung des Wasser der Verdampferwanne wird jetzt nicht mehr
durch eine sowohl räumlich als auch wärmetechnisch große Heizanlage durchgeführt,
sondern lediglich durch Schwingungserregung der Bodenplatte der Verdampferwanne
im Ultraschallbereich mittels eines Hochfrequenzgenerators und daraus sich ergebender
Wärmebildung. Die Dicke der Bodenplatte beträgt dabei etwa.0,2 mm, wobei diese aus
hygienischen Grunden zweckmäßigerweise aus Stahl, Edelstahl, V2A-Stahl oder Pladurstahl
bestehen kann. Aber auch Bodenplatten aus Aluminium, Keramik oder Kunststoff sind
denkbar. Die wirkungsmäßige und räumliche Verkettung einer flachen Verdampferwanne
und eines Hochfrequenzgenerators erlaubt die Bereitstellung einer kompakten Befeuchtungseinrichtung.
Diese besitzt ein geringes Gewicht bei kleinsten Einbaumaßen. Selbst bei einer Vorriohtung,
die der Klimatisierung eines Saales dient, überschreiten die räumlichen Abmessungen
des
Generators nicht die mit einem Schuhkarton zu vergleichenden
Größenordnungen.
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Aufgrund dessen liegt ein besonderer Vorteil der Erfindung darin,
daß auch Kleingeräte mit wirksamen Befeuchtungseinrichtungen ausgerüstet und demzufolge
auch einzelne kleinere Räume mit einer Einzelklimatisierung versorgt werden. können.
Die Anschlußleitungen bestehen dabei lediglich aus elektrischen Kabeln für den Generator
bzw. einer Wasserzuleitung fUr die Verdampferwanne. Somit stehen nicht nur dem von
vornherein geplanten Einbau einer Befeuchtungseinrichtung in Kleingeräten keine
Hindernisse im Wege, sondern auch der nachträglichen Eingliederung in bereits bestehende
Vorrichtungen sind keine Grenzen gesetzt.
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Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß infolge der Schwingungsübertragung
von dem Generator auf die dünnwandige Bodenplatte der Verdampferwanne keine bzw.
keine nennenswerte Wärmeabgabe an die Umgebung erfolgt, d.h., es ist kein WärmeUbertrager
vorhanden. Die Wärmeabstrahlung der dünnen Bodenplatte der Verdempferwanne ist minimal
gering und der Hochfrequenzgenerator selber bleibt kalt bis handwarm. Dies macht
sich gerade in Wärme ren Jahreszeiten bemerkbar, in denen mithin keine Beeinträchtigung
der Kühlielstung durch eine unzulässige Wärmeabgabe erfolgt.
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Die Größe der notwendigen Dampferzeugung ist grundsätzlich abhängig
von der Größe der Konvektion oder bei Ventilatorgeräten von dem Durchsatz der Luft
pro Zeiteinheit. D.h., es besteht eine direkte Abhängigkeit zwischen der Generatorfrequenz
und dem Durchsatz des Luftvolumens. Hierdurch ist eine stetige und genaue Anpassung
an den Feuchtigkeitsgehalt der Luft möglich, so daß die erfindungsgemäße Befeuchtungseinrichtung
insbesondere dort vorteilhaft einzusetzen ist, wo zwingend vorgeschriebene Luftfeuchtigkeiten
herrschen müssen. Dies ist z.B. bei EDV-Anlagen der Fall, von denen eine gewisse
Wärmeausstrahlung ausgeht und wo ein Feuchtigkeitsentzug der Luft durch die dann
notwendige Luftrückkühlung die Folge ist. Desweiteren ist die erfindungsgemäße
Einrichtung
vorteilhaft in Operationsräumen sowie in Räumen der Humanmedizin einzusetzen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Hochfrequenzgenerator
nach dem Halbleiterprinzip aufgebaut. D.h., es werden keine Verstärkerröhren und
kein Netztransformator benötigt. Es werden nur Transistoren verwendet, die kleine
Abmessungen und ein geringes Gewicht aufweisen. Außerdem besteht der Vorteil, daß
der Generator direkt an das Netz angeschlossen werden kann, da die Spannung durch
die Transistoren geleitet wird. Dies wäre bei einem Röhrensystem, was außerdem einen
wesentlich größeren Umfang und ein größeres Gewicht besitzt und zusätzlich noch
Temperaturen erzeugt, nicht möglich, weil die Spannung heruntertransformiert werden
müßte, um die Röhren nicht zu groß werden zu lassen und eine zu große Wärmeabstrahlung
zu vermeiden.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß dem Hochfrequenzgenerator
eine selbsttätig wirkende Frequenzregelung zugeordnet ist. Damit ist der Vorteil
verbunden, daß die erforderlichen Leistungsfrequenzen innerhalb der Bereiche automatisch
eingeregelt werden können, die amtlicherseits zum Einsatz in Wohngebieten zugelassen
sind.
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Die Erfindung kennzeichnet sich ferner dadurch, daß die Frequenzübertragung
vom Generator auf die Bodenplatte der Verdampf erwanne nach dem Doppelhalbwellenprinzip
erfolgt. Hiermit ist eine erhebliche Stägerung der Verdampfungsleistung bei gleichbleibender
Generatorgröße durchführbar.
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Bei der erfindungsgemäßen Art der Wasserverdampfung ist nicht zu
vermeiden, daß geringste Spuren als Wassertropfen die Verdampferwanne verlassen
und in den austretenden Luftstrahl gelangen. Erfindungsgemäß werden diese kleinsten
Wassertröpfchen dadurch zur Verdampferwanne zurückgeführt, daß in Richtung des Luftstroines
der Verdampferwanne nachgeschaltete Leitbleche vorgesehen sind.
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Weiterhin ist es im Rahmen der Erfindung vorteilhaft, daß der Verdampferwanne
neben einer Füllstandsregelung eine Wasseraufbereitungsanlage zugeordnet ist, die
zweckmäßigerweise von einem Ionen-Kationenaustauscher gebildet ist. Eine leistungsgerechte
und wartungsarme Befeuchtungseinrichtung erfordert eine Wasseroeschaffenheit,~die
mit einem Monodestillat mit einer Leitfähigkeit zwischen 1 und 20 micro-Siemens
vergleichbar sein sollte. Die erfindungsgemäßeWasseraufbereitung in eine Ionen-Kationenaustauscher
bringt es mit sich> daß das Wasser enthärtet und wleichzeitig von übrigen ionisierten
Fremdstoffen gelöst wird.
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Weitere Fremdkationen, wie Kalzium oder Magnesium als Härtebildner,
werden durch den Kationenaustauscher gebunden. Die hierfür notwendigen Aufbereitungspatronen
können, wenn ihre Kapazität erschöpft ist, durch eine Behandlung mit Salzsäure und
Natronlauge-Wassergemisch in einfachster Weise regeneriert werden. Sie sind dann
wieder voll leistungsfähig. Dabei ist es möglich, den Erschöpfungszustand der Patronen
über Indikatoren anzuzeigen.
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Ein weiteres bevorzugtes Merkmal der Erfindung besteht schließlich
darin, daß die Befeuchtungseinrichtung oberhalb einer Kühl- oder Heizstrecke in
einem mit einem Ventilator ausgerüsteten Höhenabschnitt des schachtartigen Vorrichtungsgehäuses
angeordnet ist.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dieses zeigin schrankartiges Klimagerät 1
mit geschlossenen Seitenwänden 2 sowie einer geschlossenen Rückwand 3. Auch die
zum besseren Verständnis der Erfindung abgenommene Vorderwand 4 ist bis auf im bodenseitigen
Bereich vorgesehene Lufteintrittsöffnungen 5 geschlossen. Die kopfseitige Deckfläche
6 weist Luftaustrittsöffnungen in Form von Querschlitzen 7 auf. Selbstverständlich
sind auch andere Formen der Luftaustrittsöffnungen denkbar. Die Vorderwand 4 und
gegebenenfalls auch die Seitenwände 2 und die Deckfläche 6 können zwecks Anpassung
an die jeweilige räumliche Ausstattung mit entsprechenden Verkleidungen versehen
sein.
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Aufgrund der im wesentlichen geschlossenen Ausbildung ergibt sich
innerhalb der Vorrichtung eine schachtartige Ausbildung, dioxine Zwangsführung desLuftstromes
von den bodenseitigen Eintrittsöffnungen 5 bis zu den kopfseitigen Auslaßschlitzen
7 bewirkt.
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Hinter dieIuCteinlaßöffnun e ist ein Filter 8 geschaltet, der Verunreinigungen
der Luft abfängt.
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Etwa in mittlerer Höhe des Gerätes 1 ist ein Zwischenboden 9 vorgesehen,
der mehrere quer liegende Luftdurchtrittsschlitze 10 besitzt. Die Luftdurchtrittsschlitze
fallen weg, wenn der Zwischenboden in Fortfall gelangt. Von der Vorderkante 11 des
Zwischenbodens verläuft schräg rückwärts nach unten ein Wärmetauscherregister 12,
welches als Kühl- und/oder Heizregister ausgebildet sein kann. Die Luft tritt dann
von den Öffnungen 5 herkommend durch dieses Kühl- oder Heizregister hindurch und
von dort durch die Öffnungen 10 im Zwischenboden 9 in einen von dem Zwischenboden
9,den Seitenwänden 2,der Rückwand 3 und der Deckfläche 6 gebildeten Raum 15 ein.
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In diesem Raum gerät die Luft oder zumindest ein Teil der Luft unter
den Einfluß einer Befeuchtungseinrichtung 14. Diese Befeuchtungseinrichtung setzt
sich zusammen aus einer flachen rechteckigen, mit Wasser gefüllten Verdampferwanne
15, die auf einen ebenfalls flachen re chte ckigen Hochfrequenzgenerator 16 aufgesetzt
ist. Beim Ausführungsbeispiel erfolgt die Verbindung über vier in den Eckbereichen
dieser Teile vorgesehene Stützfüße 17.
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Denkbar ist aber auch, daß die Bodenplatte 18 der Verdampferwanne
15 unmittelbar auf der Kopffläche des Hochfrequenzgenerators 16 aufliegt. Die Größe
des Generators entspricht bei Vorrichtungen, die in kleineren bis mittleren Räumen
verwendet werden, etwa der Größenordnung einer Zigarrenkiste, während bei einer
Einzelklimatisierung für Säle die Größenordnung eines Schuhkartons für den Generator
nicht überschritten wird.
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Bei entsprechender Einstellung des Hochfrequenzgenerators wird die
Bodenplatte 1 der Verdampferwanne in Schwingungen versetzt, wodurch sich Wärme bildet,
die eine Verdampfung des in der Verdampferwanne 15 befindlichen Wassers bewirkt.
Die in dem Raum 13 befindliche Luft reichert sich folglich mit der Verdampfungsfeuchtigkeit
an und wird mit Hilfe eines beispielsweise um eine horizontale Achse drehenden Ventilators
19 durch die kopfseitigen Schlitze 7 in den zu klimatisierenden Raum hinaus befördert.
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Der Generator 16 besitzt eine Leistung von 100 W bei einem regelbaren
Frequenzbereich von etwa 35 bis 90 kHz. Die Leistung von 100 W kann jedoch in der
Höhe gesteigert werden, wenn größere Leistungen erforderlich sind. Der Hochfrequenzgenerator
ist im Halbleiterprinzip aufgebaut, d.h. mit Transistoren. Transistoren besitzen
geringe Abmessungen und ein geringes Gewicht. Ferner weisen sie den Vorteil auf,
daß sie direkt an das Stromnetz angeschlossen werden können, da dieSpannung durch
die Transistoren geleitet werden kann. Dem Hochfrequenzgenerator ist ferner eine
Frequenzautomatik zugeordnet, die die Leistungsfrequenzen selbsttätig innerhalb
der zugelassenen Bereiche zum Einsatz in Wohngebieten hält. Die Übertragung der
Frequenzen von dem Generator 16 auf die Bodenplatte 18 der Verdampferwanne 15 erfolgt
nach dem Doppelhalbwellenprinzip> was zu einer Steigerung der Verdampfungsleistung
führt.
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Eine Erwärmung des Hochfrequenzgenerators erfolgt gar nicht oder
nur unwesentlich. Durch die kompakte Verbindung mit der Verdampferwanne gelangt
somit praktisch keine Wärme in die Umgebung, sondern nahezu die gesamte Leistung
geht in Form von Schwingungen in die Bodenplatte der Verdampferwanne über und wird
dort in Wärme und Dampf umgesetzt.
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Zwischen der Verdampferwanne 15 und den kopfseitigen Austrittsöffnungen
7 können Leitbleche eingeschaltet sein, die gegebenenfalls diejenigen kleinen Wassertröpfchen
zurVerdampferwanne zurckführen, die aus dieser vom Luftstrom mitgerissen werden.
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In der Rgel ist die Verdampferwanne über eine Füllstandsregelung
an das Wassernetz angeschlossen. Zweckmäßig ist es jedoch, das Wasser aufzubereiten,
um auf die Dauer schädliche Rückstände und damit eine negative Beeinflussung der
Verdampfungsleistung zu vermeiden. Hierzu kann es zweckmäßig sein, der Verdampferwanne
innerhalb oder außerhalb des Gerätes 1 ein Ionen-Kationentauscher zuzuordnen. In
diesem wird das Wasser enthärtet und gleichzeitig auch von anderen ionisierten Fremstoffen
gelöst.
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Ferner werden Fremdkationen wie Kalzium oder Magnesium gebunden.
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Hierzu notwendige Aufbereitungspatronen werden, wenn ihre Kapazität
erschöpft ist, durch eine Behandlung mit Salzsäure und Natronlauge-Wassergemisch
in einfachster Weise regeneriert.
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Die anhand eines Klimagerätes dargestellte Befeuchtungseinrichtung
ist selbstverständlich auch bei einem Konvektor bzw.
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bei einen! Gebläsekonvektor anwendbar. Die Lage der Befeuchtungseinrichtung
14 und des Ventilators 19 ist dabei nur beispielsweise eingezeichnet. Diese Teile
können bei einer anderen Luftführung innerhalb einer Vorrichtung zum Klimatisieren
von Räumen auch eine andere Lage einnehmen bzw. speziell im Falle des Ventilators
eine andere Ausbildung besitzen.