DE2325120A1

DE2325120A1 - Klimaanlage und dazu bestimmter dampfbenetzer

Info

Publication number: DE2325120A1
Application number: DE19732325120
Authority: DE
Inventors: Johannes Maria Wuyten
Original assignee: HOLLAND HEATING
Current assignee: HOLLAND HEATING
Priority date: 1973-04-05
Filing date: 1973-05-17
Publication date: 1974-10-24
Also published as: NL154591B; NL7304777A; DE2325120B2; DE2325120C3; FR2224710B1; BE813177A; FR2224710A1

Description

HOLLAND HEATING B.V. Waalwijk, Niederlande

"Klimaanlage und dazu bestiramter Dampf benetz er"

Die Neuerung betrifft eine Klimaanlage mit mindestens einem Lufteinlass, einem Ventilator, einemLuftablass,- einem Kühler, einem Vorerhitzer und einem mit mindestens einem Dampfrohr versehenen Dampfbenetzer. *

Bei den bekannten Klimaanlagen wird die vorzubehandelnde Luft im Winter ganz oder teilweise von aussen her mit niedriger Temperatur und einem niedrigen Feuchtgehalt eingesaugt. Diese Luft wird dabei zunächst in einem Vorerhitzer vorerwähnt, der zum Erzielen einer hinreichend grossen, erwärmten Obex*- fläche einen verhältnismässig errossen Durchgang aufweist_f so dass die Luftgeschwindigkeit 2 bis 3 m pro Sekunde beträgt. . Bei den bekannten Klimaanlagen haben auch alle anderen Be-

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handlungselemente wie der Kühler, ein etwaiger Tropfenfänger und ein etwaiger Nacherhitzer, ein etwaiges Filter sowie der Dampfbenetzer einen gleichen Durchgang, der gross gewählt ist, um eine grosse Berührungsfläche für das betreffende Behandlungselement zu schaffen und die Durchströmungszeit der Luft durch das Element und somit die Berührungszeit zu verlängern. Ausserdem hat ein grosser Durchgang den Vorteil, dass die bei der Luftkonditionierung auftretende Durchströmung bei geringerer Geschwindigkeit weniger Luftwiderstand und v/eniger Rauschgefahr mit .sich bringt. Da ein Strömungskanal mit grossem Durchgang selbstverständlich aufwendiger ist und mehr Raum im Gebäude beansprucht, sind alle Konditionierungselemente anstossend aneinander in einem Schrank angeordnet, so dass ein kontinuierlicher, nahezu gleichbleibender, grosser Durchgang durch diese Elemente erzielt wird, während die langen, sich an diesen Schrank anschliessenden Zu- und Abfuhrkanäle einen geringeren Durchgang aufweisen, um die Baukosten für diese Kanäle hexabzusetzen und insbesondere diese Kanäle bequem in einem Gebäude unterbringen zu können.

Bei einer bekannten Klimaanlage liegt die Gefahr vor, dass die in Form von Dampf in die Luftströmung injizierte Feuchtigkeit noch in Form kleiner Wassertropfen in dem aus dem Dampfbenetzer heraustretenden Luftfluss vorkommt. Diese Tropfen setzen sich auf im Luftfluss vorhandenen Gegenständen, z.B. den Schaufeln eines Gebläses, ab. Um diese Kondensablagerung zu vermeiden, wird der Dampfbenetzer häufig mit einem sehr langen Auslauf versehen mit dem Zweck, die Wassertropfen längere ZEit zum Verdampfen im Dampfbenetzer zu lassen. Ein langer Auslauf ist kostspielig und beansprucht vielen Raum in einem Gebäude. Daher ist bei einer bestimmten Ausführungsform einer Klimaanlage der vorerwähnten Art hinder dem Dampfbenetzer ein Tropfenfänger angeordnet, der in einem

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schwer vorhersagbaren Masse der feuchten Luft Feuchtigkeit entzieht und dadurch die Luft in einer nicht vorher bestimmbaren Weise erwärmt, was eine Korrektur der eingestellten Konditionen erfordert.

Die Neuerung bezweckt, die' Baukosten der Klimaanlage auf ein Mindestmass herabzusetzen. Das Bestreben geht darin, einen zweckdienlich kurzen Auslauf .des Dampfbenetzers anzuwenden. Der wesentliche Zweck der Erfindung ist", die Luft in der Weise zu benetzen, dass die ganze Menge in den Luftfluss eingespritzten Dampfes in Dampf form in die Luft aufgenommen wird, so dass die Gefahr eines Niederschlags in der Klimaanlage und in dem sich daran anschliessenden Abfuhrkanal vermieden wird, damit die nach dem Dampfbenetzer angebrachten Elemente ohne Rostgefahr aus nicht rostfreiem und somit weniger kostspieligem Material hergestellt werden können, während die Klimaanlage Luft mit der verlangten, relativen Feuchtigkeit und mit der verlangten Temperatur liefern kann.

Zu diesem Zweck schafft die Neuerung eine Klimaanlage eingangs erwähnter Art, in der Wirbelungen erzeugende Turbulenzmittel nahe dem Eingang des Dampf benetz er s angeordnet sind und der minimale Durchgang des Dampfbenetzers höchstens 75% des Durchgangs des Vorerhitzers beträgt.

Der kleinere Durchgang des Dampfbenetzers lässt sich dadurch erzielen, dass der Eingang des Dampfbenetzers an einVenturi angeschlossen wird. Der Luftwiderstand und das Luftrauschen sind dann gering, während dennoch infolge des nur örtlich kleinen Durchgangs eine hohe Lüftgeschwindigkeit und eine damit verbundene intensive Mischung der Luft im Luftstrom erzielt wird. Das Dampfrohr wird vorzugsweise in der Venturikehle angeordnet, v/o die mittlere Luftgeschwindigkeit mehr als 4 ru/sek und vorzugsweise "geringer als 8 m/sek ist.

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Der kürzeste Auslauf ohne Kondensierung ist erzielbar bei einer mittleren Luftgeschwindigkeit in der Kehle von 6 m/sek.

Kondensierung von Feuchtigkeit auf der Schrankwand wird dadurch verhütet, dass die Turbulenzmittel an erster Stelle starke Wirbelungen in der Mitte des Luftflusses erzeugen, wobei eine dünne Luftschicht die Wand vor Berührung mit der feuchten, noch Wassertropfen enthaltenden Luft abschirmt. Zusätzliche Turbulenzmittel ergeben eine allmählich fortschreitende Mischung der dünnen Luftschicht mit der feuchten Luft, so dass am Ende des Ablasses des Dampfbenetzers ein nahezu homogener, feuchter Luftfluss erzielt wird. Die die starken Wirbelungen erzeugenden Turbulenzmittel können aus einer Stauplatte bestehen, die in der Mitte vor einem Damp- ■ rohr angeordnet ist. Die zusatz liehen "Turbulenzmittel können durch das schroffe Ende des Venturis gebildet v/erden.

Ein Vorteil der Klimaanlage nach der Neuerung ist der, dass der Schrank an der STelle des Dampfbenetzers einen Durchgang haben kann, der gleich dem geringen Durchgang eines Abfuhrkanals ist, in dem der Durchgang häufig kleiner als 75% des Durchgangs des Vorerhitzers ist. Der Eingang des Dampfbenetzers kann dabei grosser als 130% des Minimaldurchgangs des Dampfbeiietzers sein. Der Eingang des Dampfbenetzers kann in diesem Falle grosser als 130% des Minimaldurchgangs des Dampfbenetzers sein, da beim Eingang an den Wänden führungsplatten angebracht sind, die gemeinsam mit den die starke Wirbelung erzeugenden Turbulenzmitteln den Strömungskanal vorzugsweise von 160 auf 100% verengen.

Die Neuerung schafft einen* Dampfbenetser, der offensichtlich für eine Klimaanliige nach der Neuerung bestimmt ist.

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Die Neuerung wird nachstehend an Hand verschiedener in der beiliegenden Zeichnung dargestellter, bevorzugter Ausführungsformen einer Klimaanlage nach der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schema einer"Klimaanlage.nach der Neuerung,

die Fig. 2, 3, 4 und 5 in vergrössertem Masstab je einen Längsschnitt durch jeweils einen anderen Dampf benetzer für die Klimaanlage nach Fig. 1,

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI duch den Dampfbenetzer nach Fig. 2,

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VI-I-VII durch den Dampfbenetzer nach Fig. 3,

Fig. 8 ein Schema einer anderen Klimaanlage nach der Neuerung,

die Fig. 9, 10, 11 und 12 je einen Längsschnitt durch jeweils eine andere Art von Dampfbenetzer für die Klimaanlage nach Fig. 8. .

Die Klimaanlage .1 nach Fig. 1 besteht aus einem Schrank 2, der einen an einen Lufteinlass 3 angeschlossenen Luftmischer Af ein Filter 5, einen Vorerhitzer 6, einen Kühler 7, einen Spritzschirm 8, einen Dampfbenetzer 9, einen Nacherhitzer und ein an einen Luftablass 11 angeschlossenes Gebläse 12 enthält. Ein durch eine Klappe 15 regelbarer Luftzufuhrkanal 14 verbindet einen zu konditionierenden, mit einem Ablassventilator 49 versehenen Raum 13 eines Gebäudes mit dem Luftmischer, der ausserdem durch eine Klappe 17 mit der freien Luft in Verbindung steht. Der Ablass- 11 ist durch einen Luftabfuhrkanal 18 der Klimaanlage 1 an den Raum 13 angeschlossen.

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Der Durchgang A des Filters 5, des Vorerhitzers 6, des Kühlers 7, des Spritzschirms 8, des Nacherhitzers 10 und der Durchgang A des Auslaufs 19 des Dampfbenetzers 9 sind im wesentlichen gleich, so dass diese Konditionierungselemerite 5, 6, 7, 8, 9 und 10 anschliessend aneinander in einem durchlaufenden Schrank 2 untergebracht werden können. Die Klimaanlage und insbesondere das Gebläse 12" und der Durchgang A sind derart bemessen, dass die Luftgeschwindigkeit im Durchgang A 2 bis 3 m/sek beträgt.

Der Dampfbenetzer hat ein an seinen Eingang 20· angeschlossenes Venturi 21, Mittig in der Kehle 22 des Venturis 21 ist ein sich über die Breite des Dampfbenetzers 9 erstreckendes Dampfrohr 23 angeordnet, das aus kleinen, über die Breite des Dampfbenetzers 9 verteilte Löcher -24 Dampf spritzt, der in starken Wirbelungen 25 in der zuströmenden Luftfluss 27 durch Turbulenzmittel gebracht wird, die aus einer Stauplatte 28 mit kurzen Flanschen 29 bestehen.' Dank der heftigen Turbulenz des Luftflusses wird der Dampf 26 praktisch homogen über den Durchgang B der Kehle 22 verteilt, so dass nahe den Wänden 30 des Venturis 21 dünne nicht oder kaum durch Dampf benetzte Luftschichten 31 entstehen, die eine Kondensierung an den Wänden 30 verhüten. Das Venturi 21 endet schroff in einem Abstand C von der Wand 32 des Auslaufs 19. Das schroffe Ende 33 des Venturis bildet zusätzliche Turbulenzmittci, die zusätzliche Wirbelungen 34 erzeugen, so dass die trocknen, dünnen Luftschichten 31 mit der beheizten Luft gemischt werden und der Luftfluss am Ausgang des Durchgangs A nahezu gleichmässig ist. Der Minimaldurchgang B des Dampfbenetzers 9 d.h. der Durchgang der Kehle 22 beiderseits des Damp fr ohr es 23 beträgt erdrindungsgemäss maximal 75% des Durchgangs A, so dass die mittlere Luftgeschwindigkeit in der Kehle 22 mehr "als 4 m/sek beträgt. Vorzugsweise ist diese Luftgeschwindigkeit geringer als 8 m/sek. Vorzügliche Resultate

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ergaben sich bei einer mittleren Geschwindigkeit von 5 bis 7 m/sek, wobei die Luftgeschwindigkeit von 6 m/sek optimal war. Als Resultat wird hier verstanden, dass aller Dampf 26 im Luftfluss 27 nach einem verhältnismässig kurzen Auslauf 19 am Ausgang 35 als Teilchen von weniger als 1 bis 5 ρ aufgenommen wird, bei _welcher Abmessung die Tropfen nicht mehr zum Kondensieren geneigt sind.

Ein Beispiel, der Abmessungen eines Dampfbenetzers nach der Erfindung-ist:

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Durchgang A ist 6,4 m bei einer Schrankhohe H von 1,6 m und einer Breite B von 4m.

Durchgang B ist 3,2 m . . - '

Oberfläche der Stauplatte 28 ist 0,6 m .

Die Konvergenzlänge F des Venturis 21 ist 0,4 m. Der Äbrundungsradius des Venturis ist 0,1 m. Die Länge G der Kehle 22 ist 0,2 m.
Die Divergenzlänge J ist- 0,5 m.
bei einem Divergenzapex A von 14°.

Der Abstand zwischen der Stauplatte 28 und dem Dampfrohr ist 0,38 m.

Die Menge behandelter Luft ist etwa 19 m /sek.

Die Längen D₁, D„, D oder D- des Auslaufs 19 sind von der verlangten, relativen Feuchtigkeit abhängig und betragen 0,24

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0,7, 1,24 bezw. 1,9 m bei 75, 80, 85 bezw. 90% relativer Feuchtigkeit. . ^:

Um Kondensierung auf der Aussenseite des Dampfrohres 23 zu verhüten, wird das Dampfrohr 23, dessen Löcher 24 entgegen der Luftströmung 27 gerichtet sind, und dessen Zufuhr 36 durch eine Kegelklappe 38 gesteuert wird, von einem Mantel 37 umgeben, durch den Dampf von einer Zufuhr 39 in Richtung der Pfeile 40 dem Ablass 41 zuströmt (siehe Fig. 6). Der Auslass 41 ist durch einen Kondenstopf 16 mit einer Kondensabfuhr 44 an die Zufuhr 36 angeschlossen.

Die Abmessungen und die Konstruktion des Dampfbenetzers nach Fig. 3 sind gleich denen nach Fig. 2 unter demVerständnis. jedoch, dass ein anderes, an sich bekanntes Dampfrohr 23 (siehe Fig. 7) vorgesehen ist. Dieses Dampfrohr 23 hat vertikal aufwärts gerichtete, in der Mitte der Kehle angeorndete Löcher 24. Der Dampf tritt von einem Innenrohr 42 ab durch abwärts gerichtete Oeffnungen 43 in das Dampfrohr 23. Der Dampf spritzt aufwärts aus den Löchern 24, während da -Kondenswasser, das sich unten im Dampfrohr 23 sammelt, durch eine Kondensabfuhr 44 wegfliesst.

Fig. 4 zeigt einen Dampfbenetzer 9, in dem die Höhe des Stxbiiungskanals etwa zweimal höher als nach Fig. 2 ist. Nach Fig. 4 ist die Ausführungs-form nach Fig. 2 gleichsam verdoppelt, da zwei Venturis 21 übereinander angeordnet sind, die mit je einer STauplatte 28 und einem Dampfrohr 23 versehen sind.

Auch Fig.5 ist eine Verdopplung von Fig.3.

Die Klimaanlage nach Fig. 8 besteht aus einem Schrank 2, der einen an einen Lufteinlass 3 angeschlossenen Luftmischer 4, ein Filter 5, einen Vorerhitzer 6, einen Kühler 7, einen

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Spritzschirm 8 und ein durch einen Dampfbenetzer 9 an einen Luftauslass 11 angeschlossenes Gebläse 12 enthält. Ein durch eine Klappe 14 gesteuerter Luftzufuhrkanal 14 verbindet einen zu konditionierenden, mit einem Ablassventilator versehenen Raum 13 eines Gebäudes mit dem Luftmischer 4, der ausserdem durch eine Klappe 17 mit der freien Luft in Verbindung steht. Der Auslass- 11 ist durch einen Luftabfuhrkanal 18 an den Raum 13 angeschlossen» Der Durchgang A des Filters 5, des Vorerhitzers 6, des Kühlers 7 und des Spritzschirmes 8 ist im wesentlichen derselbe, so dass diese Konditionierungselemente 5, 6, 7 und 8 anstossend in einem ununterbrochenen Schrank 2 untergebracht werden können. Die Konditionierungselemente, insbesondere die Ventilatoren 4 und 12 und der Durchgang A sind derart bemessen, dass die Luftgeschwindigkeit im Durchgang A 2 bis 3 m/sek beträgt.

Der Dampfbenetzer 9 ist hinter dem Ventilator 12 angeordnet und hat einen Durchgang B gleich dem Durchgang B des Abfuhrkanals 18. Für den Dampfbenetzer 9 und den Abfuhrkanal 18 wird das gleiche, ununterbrochene Rohr verwendet. Der Dampf benetzer 9 der Fig. 9 hat in einem Abstand F von etwa 0,4 m von seinem Eingang 20 mittig im Strömungskanal ein sich über die Breite des Dampfbenetzers 9 erstreckendes Dampfrohr 23 (Fig.6), das aus kleinen über die Breite des Dampfbenetzers S verteilten Löchern 24 Dampf in starken Wirbelungen 25 spritzt, die am Eingang 20 des Dampfbenetzers 9 in dem zuströmenden Luftfluss 27 durch Turbulenzmittel erzeugt werden, die aus einer Stauplatte 28 mit kurzen Flanschen 29 bestehen. Dank der heftigen Turbulenz des Luftflussos wird der Dampf 26 praktisch homogen über den Durchgang B des Ströinungskanals 22 verteilt, in der Weise jedoch, dass nabe den Wänden 30 des Strömungskanals dünne, nicht oder kciunv mit Dampf benetzte Luftschichten 31 entstehen, die eine Kondensierung an den Wänden 10 verhüten. Dieser

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Dampfbenetzer 9 benutzt den Abfuhrkanal 18 als Auslauf. Der lange Abfuhrkanal 18, in dem keine Obstakel vorkommen, erteilt den im Luftfluss 27 vorhandenen Wassertropfen eine lange Zeit zum Verdampfen. Gleichzeitig wird allmählich die trockne Luft der dünnen Luftschichten 31 mit der feuch^ ten Luft gemischt. Im-Vergleich -zu der .Luftgeschwindigkeit von 2 bis 3 m/sek im Durchgang A beträgt diese" im Durchgang B 4,5 bis 7,5 m/sek. Der Dampfbenetzer 9 nach Fig. 10 entspricht dem der Fig. 9 mit dem Verständnis jedoch, dass das Dampfrohr 23 der Fig. 7 ähnlich wie die Stauplatte 28 in einem Drittel T der Gesamthöhe T.im Strömungskanal angeordnet sind.

Der Dampfbenetzer 9 nach Fig. 11 entspricht dem nach Fig. 10, aber das Dampfrohr 23 und die zugehörende STauplatte 28 sind nahezu mittig im Strömungskanal angeordnet, während nahe dem Eingang 20 des Dampf benetzers 9 an der. Wand 30 des Strömungskanals schräge Führungsplatten 45 angeordnet sind, die den Strömungskanal von 130 auf 100% verengen. Vorzugsweise beträgt der Durchgang B nahe dem Eingang 20 150 bis 170%, insbesondere 160% des Minimaldurchgangs Q. Der Neigungswinkel d der Führungsplatten beträgt 30 . Die Führun.gsplatten 45 schliessen sich an Querplätten 46 an, die zusätzliche Turbulenzmittel bilden.

Der Dampfbenetzer nach Fig.12 hat zwei durch eine Längswand 47 getrennte Strömungskanäle. Die Stauplatten 28 befinden sich in einem Abstand F von 0,1 m vor dem engsten Durchgang Q. Nach den Fig. 11 und 12 wird die Luftgeschwindigkeit von 6 m/sek vorzugsweise auf 10 m/sek im Miniinaldurchgang Q erhöht.

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Claims

7RMLCt-E

Klimaanlage mit mindestens einem Lufteinlass, einem Ventilator, einem Luftauslass, einem Kühler, einem Vorerhitzer und einem mit mindestens einem Dampfrohr versehenen Dampfbenetzer, dadurch gekennzeichnet, dass Wirbelungen erzeugende Turbulenzmittel nahe dem Eingang des Dampfbenetzers angeordnet sind. .
2. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Minimaldurchgang des Dampfbenetzers maximal 75% des Durchgangs desVorerhitzers beträgt.
3. Klimaanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das sich an den Eingang des Dampfbenetzers ein Venturi anschliesst. *
4. Klimaanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dampfrohr in der Kehle des Venturis angeordnet ist.
5. Klimaanlage nach Anspruch 1,2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass züsätzliqhe Turbulenzmittel nahe der Wand des Dampfbenetzers zusätzliche Wirbelungen erzeugen.
6. Klimaanlage nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Venturi in einem Abstand von der Wand des Dampfbenetzers schroff endet.
7. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbulenzmittel durch mindestens eine Stauplatte gebildet werden.
8. Klimaanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittig vor jedem Dampfrohr eine Stauplatte angeordnet ist. .
9. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

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dadurch gekennzeichnet, dass die die Wirbelungen erzeugenden Turbulenzinittel in einem Abstand von etwa 0,4m vor dem Dampfrohr angeordnet sind.
10.Klimaanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 9 , dadurch gekennzeichnet, dass'.-die mittlere Luftgeschwindigkeit in der Kehle hoher als 4 m/sek beträgt.
11. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 10/ dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Luftgeschwindigkeit in der Kehle niedriger als 8 m/sek ist.
12. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 11,, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Luftgeschwindigkeit in der Kehle zwischen 5 und 7 ra/sek ist«·
13. Klimaanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Luftgeschwindigkeit etwa 6 m/sek beträgt.
14. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgang am Eingang des Dampfbenetzers maximal ,75% des Durchgangs des Vorerhitzers beträgt.
15. Klimaanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgang am Eingang des Dampfbenetzers grosser als 130% des Minimaidurchgangs des Dampfbenetzers ist.
16."Klimaanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgang VO3: dem Eingang und im Auslauf des Dampf· benetzers 150 bis 170% dos Minimaldurchgangs des Dampfbenetzers beträgt.
17. Klimaanlage nach .Anspruch ]g", diidurch gekennzeichnet, dasr. der Durchgang vor öem Eingang und im Auslauf des Dampf-

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benetzers etwa 160 $ des Minimaldurchgangs des Dampfbenetzers beträgt.

17. Klimaanlage nach Anspruch 14» 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß nahe dem Eingang des Dampfbenetzers an seiner ¥and schräge Pührungsplatten angeordnet sind, die den Strömungskanal verengen.
18. Klimaanlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsplatten sich an Querplatten anschließen, die zusätzliche !Durbulenzmittel bilden. -

t9. Dampfbenetzer zur Verwendung in einer Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

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