DE2325120B2

DE2325120B2 - Dampfluftbefeuchter fuer eine klimaanlage

Info

Publication number: DE2325120B2
Application number: DE19732325120
Authority: DE
Inventors: Johannes Maria Waalwijk Wuyten (Niederlande)
Original assignee: Holland Heating B.V., Waalwijk (Niederlande)
Priority date: 1973-04-05
Filing date: 1973-05-17
Publication date: 1976-07-29
Also published as: NL154591B; FR2224710A1; DE2325120A1; DE2325120C3; NL7304777A; BE813177A; FR2224710B1

Description

Wirbelungen erzeugenden Turbulenzmittel können aus einer Stauplatte bestehen, die in der Mitte vor einem Dampfzuführungsrohr angeordnet ist Die zusätzlichen Turbulenzmittel können durch die scharf zurückspringende Schulter des Venturirohrs gebildet werden.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dampfluftbefeuchters kann dieser adch im Auslaßrohr des Gebläses angeordnet sein, «vobei der Eintrittsquer schnitt des Dampfluftbefeuchters mehr als 130% seines engsten Durchtrittsquerschnitts beträgt

Die Erfindung wird nachstehend an Hand ν jrschiedoner in der Zeichnung dargestellter, bevorzugter Ausfüh.-ungsformen erläutert Es zeigt

Fig. 1 ein Schema einer Klimaanlage mit einem Dampfluftbefeuchter nach der Erfindung, die

Fig. 2, 3, 4 und 5 in vergrößertem Maßstab je einen Längsschnitt durch jeweils einen anderen Dampfluftbefeuchter für die Klimaanlage nach Fig. 1,

F i g. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI durch den Dampfluftbefeuchter nach F i g. 2,

F i g. 7 einen Schnitt längs der Linie WI-VII durch den Dampfluftbefeuchter nach F i g. 3,

Fig.8 ein Schema einer anderen Klimaanlage mit einem Dampfluftbefeuchter nach der Erfindung, die

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

Die Klimaanlage 1 nach Fig. 1 besteht aus einem Schrank 2, der einen an einen Lufteinlaß 3 angeschlossenen Luftmischer 4, ein Filter 5, einen Vorerhitzer 6. einen Kühler 7, einen Spritzschirm 8. einen Dampfluftbefeuchter^ einen Nacherhitzer 10 und ein einem Luftablaß 11 vorgeschaltetes Gebläse 12 enthält. Ein durch eine Klappe 15 regelbarer Luftzufuhrkanal 14 verbindet einen zu klimatisierenden, mit einem Ablaßventilator 49 versehenen Raum 13 eines Gebäudes mit dem Luftmischer, der außerdem durch eine Klappe 17 mit der Außenluft in Verbindung steht. Der Ablaß 11 ist durch einen Luftzufuhrkanal 18 der Klimaanlage 1 mit dem Raum 13 verbunden.

Der Durchgang A des Filters 5, des Vorerhitzers 6, des Kühlers 7, des Spritzschirrns 8, des Nacherhitzers 10 und der Durchgang A des Auslaufs 19 des Dampfluftbefeuchters 9 sind im wesentlichen gleich, so daß diese Klimatisierungselemente 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 Dampfluftbefeuchter hat ein an seinen Eingang 20 angeschlossenes Venturirohr 21. Mittig in der Kehle 22 des Venturirohrs 21 ist ein sich über die Breite des Dampfluftbefeuchters 9 erstreckendes Dampfrohr 23 angeordnet, das aus kleinen, über die Breite des Dampfluftbefeuchters 9 verteilten Löchern 24 Dampf in den Luftstrom 27 spritzt. Dieser Luftstrom 27 wird durch Turbulenzmittel, die aus einer itauplatte 28 mit kurzen Flanschen 29 bestehen, in starke Wirbelung 25 gebracht. 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 Venturirohrs 21 dünne nicht oder kaum durch Dampf benetzte Luftschichten 31 entstehen, die eine Kondensierung an den Wänden 30 verhüten. Das Venturirohr 21 endet schroff in einem Abstand C von der Wand 32 des Auslaufs 19. Das schroffe Ende 33 des Venturirohrs bildet zusätzliche Turbulenzmittel, die

zusätzliche Wirbelungen 34 erzeugen, so daß die trocknen, dünnen Luftschichten 31 mit der befeuchteten Luft gemischt werden und der Luftstrom am Ausgang 35 des Durchgangs A nahezu gleichmäßig ist. Der Minimaldurchgang B des Dampfbenetzers 9, d. h. der Durchgang der Kehle 22 beiderseits des Dainpfrohres 23, beträgt maximal 75% des Durchgangs A, so daß die mittlere Luftgeschwindigkeit in der Kehle 22 mehr aJs 4 m/sek bis 8 m/sek beträgt Vorzügliche Resultate 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 Luftstrom 27 nach einem verhältnismäßig kurzen Auslauf 19 am Ausgang 35 als Teilchen von weniger als 1 bis 5 μ aufgenommen wird, bei welcher Abmessung die Tropfen nicht mehr zum Kondensieren geneigt sind.

Ein Beispiel der Abmessungen eines Dampfluftbefeuchters ist:

Durchgang A ist m² bei einer Schrankhöhe von 1,6 m und einer Breite von 4 m
Durchgang flist 3,2 m².
Oberfläche der Stauplatte 28 ist 0,6 m².
Die Konvergenzlänge F des Venturirohrs 21 ist 0,4 m.

Der Abrundungsradius des Venturis ist 0,1 m.
Die Länge G der Kehle 22 ist 0,2 m.
Die Divergenzlänge / ist 0,5 m bei einem Divergenzwinkel a von 14°.

Der Abstand zwischen der Stauplatte 28 und dem Dampfrohr 23 ist 0,38 m.
Die Menge behandelter Luft ist etwa 19 mVsek.
Die Längen Di, Eh, D₁ oder D₄ des Auslaufs 19 sind von der verlangten, relativen Feuchtigkeit abhängig und betragen 0,24.0,7, 1,24 bzw. 1,9 m bei 75, 80. 85 bzw. 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 ein Ventil 38 gesteuert wird, von einem Mantel 37 umgeben, durch den Dampf von einer Zufuhr 39 zuerst in Richtung des Endes 40 und dann dem Auslaß 41 zuströmt (s. F i g. 6). Der Auslaß 41 ist über 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, wobei jedoch ein anderes Dampfrohr 23 (s. Fig. 7) vorgesehen ist. Dieses Dampfrohr 23 hat vertikal aufwärts gerichtete, in der Mitte der Kehle angeordnete Löcher 24. Der Dampf tritt aus einem Innenrohr 42 durch abwärts gerichtete öffnungen 43 in das Dampfrohr 23 ein. Aus diesem strömt er aufwärts aus den Löchern 24, während das Kondenswasser, das sich unten im Dampfrohr 23 sammelt, durch eine Kondensabfuhr 44 wegfließt.

F i g. 4 zeigt einen Dampfluftbefeuchter 9, in dem die Höhe des Strömungskanals etwa zweimal größer als nach F i g. 2 ist. Nach F i g. 4 ist die Ausführungsform nach F i g. 2 gleichsam verdoppelt, da zwei Venturirohre 21 übereinander angeordnet sind, die mit je einer Stauplatte 28 und einem Dampfrohr 23 versehen sind.

Auch F i g. 5 zeigt eine Verdopplung des Luftbefeuchters nach F i g. 3.

Die Klimaanlage 1 nach Fig. 8 entspricht in ihrem Aufbau im wesentlichen derjenigen nach F i g. 1 mit dem Unterschied, daß bei dieser Anlage der Dampfluftbefeuchter 9 auf der Druckseite Hes Ophläcpc i?

unmittelbar anschließend an dessen Luftablaß 11, angeordnet ist Mit dem zu klimatisierenden Raum ist der Dampfluftbefeuchter 9 durch einen Luftzufuhrkanal 18 verbunden. Die Luftgeschwindigkeit im Durchgang A beträgt, wie bei der Anlage nach F i g. 1, 2 bis 3 m/sek.

Der Dampfbenetzer 9 hat einen Durchgang B gleich dem Durchgang B des Zufuhrkanals 18. Für den Dampfluftbefeuchter 9 und den Zufuhrkanal 18 wird das gleiche, ununterbrochene Rohr verwendet. Der Dampfluftbefeuchter 9 der F i g. 9 hat in einem Abstand F von etwa 0,4 m von seinem Eingang 20 mittig im Strömungskanal ein sich über die Breite des Dampfluftbefeuchters 9 erstreckendes Dampfrohr 23, das ebenso wie das in Fig.6 beschriebene Dampfrohr arbeitet. Dank der heftigen Turbulenz des Luftstroms wird der Dampf 26 praktisch homogen über den Durchgang B des Strömungskanals verteilt, in der Weise jedoch, daß nahe den Wänden 30 des Strömungskanals dünne, nicht oder kaum mit Dampf benetzte Luftschichten 31 entstehen, die eine Kondensierung an den Wänden 30 verhüten. Dieser Dampfluftbefeuchter 9 benutzt den Zufuhrkanaf 18 als Auslauf. Der lange Zufuhrkanal 18, in dem keine Widerstände vorkommen, erteilt den im Luftstrom 27 vorhandenen Wassertropfen eine lange Zeit zum Verdampfen. Gleichzeitig wird allmählich die trockene Luft der dünnen Luftschichten 31 mit der feuchten 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 Dampfluftbefeuchter 9 nach F i g. 10 entspricht dem der F i g. 9 mit dem Unterschied 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 Dampfbenetzer9 nach Fig. 11 entspricht dem

ίο nach Fig. 10, aber das Dampfrohr 23 und die zugehörende Stauplatte 28 sind nahezu mittig im Strömungskanal angeordnet, während nahe dem Eingang 20 des Dampfbenetzers 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°. An die Führungsplatten 45 schließen sich Querplatten 46 an, die zusätzliche Turbulenzmittel bilden.

Der Dampfbenetzer nach F i g. 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 auf 10 m/sek im Minimaldurchgang (^erhöht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

I - Mi^fe

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Claims

Patentansprüche:

1. Dampfluftbefeuchter für eine Klimaanlage, bei der die zu klimatisierende Luft vom Lufteinlaß nacheinander durch einen Kühler, einen Vorerhitzer und den Dampfluftbefeuchter zum Luftaustritt unter Förderung durch ein Gebläse strömt, dadurch gekennzeichnet, daß der engste Durchtrittsquerschnitt (B) des Dampfluftbefeuchters (9) hochstens 75% des Durchtrittsquerschnitts (A) des Vorerhitzers (6) beträgt und daß im Bereich des Eingangs (20) des Dampfluftbefeuchters (9) Wirbelungen erzeugende Turbulenzmittel (28) angeordnet sind

2. Dampfluftbefeuchter nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Eingang (20) des Dampfluftbefeuchters (9) ein Venturirohr (21) anschließt

3. Dampfluftbefeuchter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dampfzuführungsrohr (23) in dem Engquerschnitt (22) des Ventunrohres (21) angeordnet ist.

4. Dampfluftbefeuchter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Turbulenzmittel (33) nahe der Wand (32) des Dampfluftbefeuchters (9) angeordnet sind.

5. Dampfluftbefeuchter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Venturirohr (21) in einem Abstand (C)von der Wand (32) des Dampfluftbefeuchters (9) mit einer scharf zurückspringenden Schulter (33) endet.

6. Dampfluftbefeuchter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbulenzmittel durch mindestens eine Stauplatte (28) gebildet werden.

7. Dampfluftbefeuchter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauplatte (28) mittig vor dem Dampfzuführungsrohr (23) angeordnet ist.

8. Dampfluftbefeuchter nach einem der Ansprüehe 1 bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Turbulenzmittel (28) in einem Abstand (F) von etwa 0,4 m vor dem Dampfzuführungsrohr (23) angeordnet sind.

9. Dampfluftbefeuchter nach einem der Ansprüehe 2 bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Luftgeschwindigkeit im Engquerschnitt (22) im Bereich zwischen 4 und 8 m/sek. insbesondere 6 m/sek liegt.

10. Dampfluftbefeuchter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er im Auslaßrohr (18) des Gebläses (12) angeordnet ist, wobei der Eintrittsquerschnitt (B) des Dampfluftbefeuchters (9) mehr als 130% des engsten Durchtrittsquerschnitts (Q) des Dampfluftbefeuchters (9) beträgt.

11. Dampfluftbefeuchter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrittsquerichnitt ^e;des Dampfluftbefeuchters (9) 150-170%, insbesondere 16u%, des engsten Durchtrittsquertchnitts (Q)dzs Dampfluftbefeuchters (9) beträgt.

12. Dampfluftbefeuchter nach einem der Ansprüche 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß nahe dem Eingang (20) des Dampfluftbefeuchters (9) an seiner Wand (30) zusätzliche Turbulenzmittel bildende schräge Führungsplatten (45), an die sich Querplatten (46) anschließen, angeordnet sind.

Die Erfindung betrifft einen Dampfluftbefeuchter für

eine Klimaanlage, bei der die zu klimatisierende Luft vom Lufteinlaß nacheinander durch einen Kühler, einen Vorerhitzer und den Dampfluftbefeuchter zum Luftaustritt unter Förderung durch ein Gebläse strömt

Bei der Luftbefeuchtung mittels Dampf in einer Klimaanlage ist es wichtig, daß die ganze Menge des in den Luftstrom eingespritzten Dampfes in Dampfform in die Luft aufgenommen wird und kein Kondensat

ίο verbleibt, so daß die Gefahr eines Niederschlags in der Klimaanlage und in dem sich daran anschließenden Auslaßrohr vermieden wird. Bei einem bekannten Dampfluftbefeuchter für Klimaanlagen (CH-PS 4 85 176) wird nur ein Teilstrom der Luft durch den eigentlichen Befeuchter geleitet; diesem Teilstrom wird durch Drallschaufeln ein Drall erteilt und der Dampf in diese Drallströmung am Austrittsende eingeleitet Hierbei wird auch bei maximaler Befeuchtung des Teilstroms nur eine teilweise (im Verhältnis Teilstrom — Gesamtstrom) Befeuchtung der gesamten Luftmenge erzielt Außerdem findet die eigentliche Vermischung des Dampfes mit der Luft erst hinter dem Befeuchter statt, so daß sich an ihn eine längere Mischstrecke ausschließen muß.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine wirksame und kondensatfreie Dampfbefeuchtung der Luft in einer Klimaanlage mit kleiner Baugröße und entsprechend kostensparend zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der engste Durchtrittsquerschnitt des Dampfluftbefeuchters oder Dampfbefeuchters höchstens 75% des Durchtrittsquerschnitts des Vorerhitzers beträgt, und daß im Bereich des Eingangs des Dampfluftbefeuchters Wirbelungen erzeugende Turbulenzmittel angeordnet sind.

Durch die Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß die Luft beim Durchströmen des Dampfluftbefeuchters eine starke Verwirbelung durch die Turbulenzmittel und gleichzeitig eine beträchtliche Geschwindigkeitserhöhang erfährt und durch die Dampfzuführung in diesem Bereich größter Geschwindigkeit und Verwirbelung eine kondensatfreie vollständige Aufnahme des Dampfes in den gesamten Luftstrom auf sehr kurzer Wegstrecke erreicht wird. Hierdurch wird eine sehr kurze Baulänge des Dampfluftbefeuchters und seines Austrittsrohres ermöglicht.

Der kleinere Durchgang des Dampfluftbefeuchters läßt sich dadurch erzielen, daß an den Eingang des Dampfluftbefeuchters ein Venturirohr angeschlossen wird. Der Luftwiderstand und das Luftrauschen sind dann gering, während dennoch infolge des nur örtlich kleinen Durchgangs eine hohe Luftgeschwindigkeit und eine damit verbundene intensive Mischung der Luft im Luftstrom erzielt wird. Das Dampfzuführungsrohr wird vorzugsweise in dem Engquerschnitt des Venturirohres angeordnet, wobei die mittlere Luftgeschwindigkeit vorzugsweise mehr als 4 m/sek und weniger als 8 m/sek, insbesondere 6 m/sek beträgt.

Kondensierung von Feuchtigkeit an der Wand wird dadurch verhütet, daß die Turbulenzmittel in erster Linie 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 Dampfluftbefeuchters ein nahezu homogener, feuchter Luftfluß erzielt wird. Die die starken