DE2625534A1 - Air conditioning plant with refrigerator and filter - has adsorption filters and two condensers ensuring high purity cooled air - Google Patents
Air conditioning plant with refrigerator and filter - has adsorption filters and two condensers ensuring high purity cooled airInfo
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Abstract
Description
Vorrichtung zur Klimatisierung; von Räumen Device for air conditioning; of spaces
unter Verwendung von Adsorptionsfiltern Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Klimatisierung; von Räumen, deren Atmosphäre von Keimen oder sonstigen Schadstoffen, z. B. Using Adsorption Filters The invention relates to a Device for air conditioning; of rooms, their atmosphere from germs or other Pollutants, e.g. B.
Giftgasen, freizuhalten ist, wie Operationssäle, Iilannschaftsräume, in gepanzerten Fahrzeugen oder dgl., bei der die Außenluft über Adsorptionsfilter in den Raum geblasen wird.Toxic gases must be kept free, such as operating theaters, crew rooms, In armored vehicles or the like, in which the outside air via adsorption filters is blown into the room.
Um die Besatzungen von beispielsweise gepanzerten Fahrzeugen wie Geldtransportern oder Kampfwagen vor Gasangriffen von außen zu schützen, ist für diese ein geschützter Raum vorgesehen, der über Adsorptionsfilter, welche eventuelle Schadstoffe in der Atemluft zurückhalten, belüftet wird. Die Reinigungsleitung dieser Filter wird sehr stark von der Luftfeuchttigkeit beeinflußt, da Wasserdampf von Filtermaterial neben den Schadstoffen adsorbiert wird. Die Reinigungsleistung, d. h.To the crews of, for example, armored vehicles such as money transporters or fighting vehicles from outside gas attacks is a protected one for them Space provided, which has adsorption filters, which any pollutants in the Withhold breathing air, is ventilated. The cleaning line of these filters becomes very strongly influenced by the humidity, as water vapor from filter material next to the pollutants is adsorbed. The cleaning performance, i.e. H.
die Lebensdauer des Adsoptionsmittels, z. B.the life of the adsorbent, e.g. B.
Aktivkohle, kann durch Verringerung des relativen Feuchtigkeitsgehalter der zu behandelnden Luft wesentlich erhöht werden. Deshalb ist man dazu übergegangen, die Luft vor dem Eintritt in das Filtersystem zu erwärmen, um so deren relative Feuchtigkeit herabzusetzen. Dieses Verfahren ist jedoch nur dann anwendbar, wenn dadurch die Temperatur im geschützten Raum nich über den physiologisch erträglichen Bereich angehoben wird.Activated carbon can be achieved by reducing the relative moisture content the air to be treated can be increased significantly. That's why they went over to to heat the air before it enters the filter system so as to increase its relative Reduce humidity. However, this procedure is only applicable if As a result, the temperature in the protected room is not above the physiologically tolerable level Area is raised.
Dieser Bereich wird im bommer in der Regel überschritten, da die Raumtemperatur in starkem Maße von der Sersonenwärme, der Sonneneinstrahlung und der Wärmeabgabe von den in diesem Raum angeordneten elektrischen Geräten bestimmt wird.This range is usually exceeded in summer because the room temperature to a large extent from the solar heat, the solar radiation and the heat emission is determined by the electrical devices located in this room.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine auf kleinstem Raum zu installierende Vorrichtung; zu schaffen, mit der diese Nachteile durch Einblasen von feinstgereinigter und abgekühlter tuft in den Raum behoben werden.The object of the invention is now to provide one that can be installed in the smallest of spaces Contraption; to create with these disadvantages by blowing in finely cleaned and cooled tuft in the room can be fixed.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung der einganßPs beschriebenen Gattung; mit einer Kompressionskälteanlage gelöst, deren Kondensator in zwei räumlich getrennt angeordnete Wärmeaustauscher unterteilt ist, von denen einer, der Filterkondensator, im Iiuftkanal vor den Adsorptionsfiltern installiert ist, während der andere, der Hilf skondensator, außerhalb des Raumes unmittelbar mit der Umgebungsluft im Wärmeaustausch steht, und wobei deren Verdampfer im Luftkanal nach den Adsorptionsfiltern angeordnet ist.This task is described on the basis of a device of the initially described Genus; solved with a compression refrigeration system, the condenser in two spatial separately arranged heat exchangers, one of which, the filter condenser, is installed in the air duct in front of the adsorption filters, while the other, the Auxiliary condenser, outside the room directly with the Ambient air is in heat exchange, and its evaporator in the air duct after the adsorption filters is arranged.
Die erfindungsgemaße Verwendung; einer Kompressionskälteanlage bietet den Vorteil, daß mit nur einer Energiequelle sowohl die Erwärmung als auch die Abkühlung der in den Raum eingespeisten Frischluft durchgeführt wird; denn die im Kondensator frei werdende Kondensationswärme des Kältemittels kann zur Erwärmung der Frischluft und damit zur Herabsetzung von deren relativer Feuchtigkeit ausgenutzt werden, während der Verdafer die dem Kältemittel zuzuführende Wärme aus der gereigten Frischluft gewinnt, die dadurch abgekühlt in den Raum eingeblasen wird. bei jeder Kompressionskälteaiilage ist die im Kondensator abzuführende Wärmemenge jedoch immer größer als die im Verdampfer auf zunehmende. n's muß daher der Kondensator in zwei räumlich getrennte Wärmeaustauscher, den Filterkondensator und den Hilfskondensator, unterteilt werden, deren Größe einerseits von der zu erwärmenden Luftmenge und von der im Verdampfer zu erbringenden Kälteleistung abhängt. Da die in den Raum einzublasende Luft nicht nur beim Durchgang durch den Filterkondensator Wärme aufnimmt, sondern auch noch durch ein den Luftsrom aufrechterhaltendes Gebläse erwärmt wird, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß die Verdampferleistung größer als die Leistung des Filterkondensators ist.The use according to the invention; a compression refrigeration system the advantage that with only one energy source both the heating and the cooling the fresh air fed into the room is carried out; because the one in the capacitor The heat of condensation released by the refrigerant can be used to heat the fresh air and thus used to reduce their relative humidity while the evaporator takes the heat to be supplied to the refrigerant from the cleaned fresh air wins, which is then cooled and blown into the room. with every compression cold layer However, the amount of heat to be dissipated in the condenser is always greater than that in the evaporator on increasing. Therefore, the condenser must be divided into two spatially separate heat exchangers, the filter capacitor and the auxiliary capacitor, their size on the one hand from the to the amount of air to be heated and the amount to be provided in the evaporator Cooling capacity depends. Because the air to be blown into the room not only when passing through absorbs heat through the filter capacitor, but also through the air flow sustaining fan is heated, it has been found to be useful that the evaporator output is greater than the output of the filter condenser.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindun£ erfolgt die Steuerung; der Leistung des Filterkondensators mit Hilfe eines Druckreglers, der in der Kältemittelaustrittsleitung vieles der Kondensatoren angeordnet ist. Diese einfache Regelung genügt in vielen Fällen zur wirksamen Verringerung der relativen Luftfeuchtigkeit der in die Adsorptionsfilter einströmenden Luft, wenn.In a preferred embodiment of the invention, the control takes place; the performance of the filter condenser with the help of a pressure regulator in the refrigerant outlet line much of the capacitors are arranged. This simple regulation is sufficient in many Cases to effectively reduce the relative humidity of the in the adsorption filter incoming air when.
der im Kältemittelkreislauf einzuhaltende Mindestdruck und damit die Mindestverflüssiggungs- temperatur so gewählt wird, daß auch bei den höchsten in Frage kommenden Außentemperaturen noch eine ausreichende Erwärmung zur Beuchtigkeitsabsenkung der in die Adsorptionsfilter einströmenden Luft sichergestellt wird.the minimum pressure to be maintained in the refrigerant circuit and thus the Minimum liquefaction temperature is chosen so that also at the highest possible outside temperatures still sufficient warming to reduce the humidity of the air flowing into the adsorption filter will.
Ausgehend von der Erkenntnis, daß unabhängig vom absoluten Wert der Außentemperatur die relative Luftfeuchtigkeit der Frischluft im Filterkondensator ausreichend verringert wird, wenn die Luft beim Durchströmen dieses Kondensators um eine bestimmte Temperaturdifferenz erhöht wird, erfolgt bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung die Steuerung der Leistung des Filterkondensators mit einer Differenztemperatur-Meßeinrichtung für den Luftein- und -austritt am Filterkondensator, die ein Regelventil in der Kältemittelleitung eines der Kondensatoren steuert.Based on the knowledge that regardless of the absolute value of the Outside temperature the relative humidity of the fresh air in the filter condenser is sufficiently reduced if the air flowing through this condenser is increased by a certain temperature difference, takes place in another embodiment According to the invention, the control of the performance of the filter capacitor with a differential temperature measuring device for the air inlet and outlet at the filter condenser, which has a control valve in the Refrigerant line controls one of the condensers.
Falls die Außentemperatur z. B. im Winter unter einen bestimmten Wert absinkt, muß trotz der erforderlichen Erwärmung der Frischluft, dieselbe vor dem Eintritt in den Raum nicht abgekühlt werden. Da in diesem Fall der Betrieb der Kompressionskälteanlage zu aufwendig und der Verdampfer schaltungstechnisch aus dem Frischluftkanal herauszunehmen ist, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, im Luftansaugkanal vor den Adsorptionsfiltern neben dem Filterkondensator noch ein weiteres, vorzugsweise elektrisches Heizelement vorzusehen. Dieses Heizelement wird in Abhängigkeit von der Außentemperatur bei gleichzeitiger Abschaltung der Kompressionskälteanlage in Betrieb genommen.If the outside temperature z. B. in winter under a decreases in a certain value, must despite the necessary heating of the fresh air, it must not be cooled before entering the room. There in this case the operation of the compression refrigeration system too expensive and the evaporator circuitry is to be removed from the fresh air duct, it has proven to be useful in the air intake duct in front of the adsorption filters next to the filter condenser further, preferably electrical heating element to be provided. This heating element will depending on the outside temperature with simultaneous shutdown of the compression refrigeration system put into operation.
AusführungsbeispieLe der Erfindung; werden noch an Hand der Zeichnungen beschrieben, in denen Vorrichtungen zur Klimatisierung von Räumen im schematischen Schaltbild dargestellt sind.Embodiments of the invention; are still based on the drawings described in which devices for air conditioning of rooms in the schematic Circuit diagram are shown.
Es zeigen: Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit hintereinander geschalteten Kondensatoren und Druckregelung, Fig. 2 eine andere erfindungsgemäße Vorrichtung mit parallel geschalteten Kondensatoren und Differenztemperaturregelung .1 shows a device according to the invention with one behind the other switched capacitors and pressure control, Fig. 2 shows another according to the invention Device with capacitors connected in parallel and differential temperature control .
Bei den dargestellten Vorrichtungen wird die Frischluft von einem Gebläse 4 durch ein elektrisch betriebenes Heizelement 1, einen Kondensator, den Filterkondensator 2, einer Eompressionskälteanlage und Adsorptionsfilter 3 gesaugt und über den Verdampfer 5 der Kälteanlage in einen geschützten und klimatisierenden Raum 6 eingeblasen.In the devices shown, the fresh air is from a Fan 4 by an electrically operated heating element 1, a capacitor, the Filter condenser 2, an Eompressionskälteanlage and adsorption filter 3 sucked and via the evaporator 5 of the refrigeration system in a protected and air-conditioned Room 6 blown in.
Bei der Vorrichtung nach Big. 1 ist der Filterkondensator 2, der vom aus dem Kompressor 7 einer Kälteanlage austretenden Kältemittel zuerst durchströmt wird, mit einem weiteren Eondensator, dem Hilfskondensator 8, in Reihe geschaltet. In der Austrittsleitung; für das Kältemittel aus dem Hilfskondensator 8 ist noch ein Druckregler 9 vorgesehen, über welclm das Kältemittel durch ein Einspritzventil 10 und den Verdampfer 5 zum Kompressor 7 zurückgeführt wird.In the Big device. 1 is the filter capacitor 2, which is from from the compressor 7 one Refrigerant leaking from the refrigeration system is flowed through first, with another capacitor, the auxiliary capacitor 8, connected in series. In the outlet line; for the refrigerant from the auxiliary condenser 8 a pressure regulator 9 is also provided, via welclm the refrigerant through an injection valve 10 and the evaporator 5 is returned to the compressor 7.
In der Regel ist das Heizelement 1 abgeschaltet und wird die Frischluft im Filterkondensator 2 erwärmt, bevor diese in die Adsorptionsfilter 3 eintritt. Die Leistung des Filterkondensators 2 wird mit Hilfe des Druckreglers 9 gesteuert, der dafür Sorge trägt, daß die Kondensationstemperatur des Kältemittels den Wert von z. B. 550 C nicht unterschreitet, wodurch auf einfache Weise erreicht wird, daß auch bei Außentemperaturen von etwa 300 C die durch den Filterkondensator 2 strömende Frischluft noch um mindestens 100 erwärmt wird. Diese Temperaturdifferenz reicht in der Regel zu solch einer Verringerung der reldiven Feuchtigkeit aus, daß die Adsorptionsfilter 3, durch welche die auf etwa 400 C erwärmte Frischluft anschließend strömt, keinen übermäßigen Belastungen durch Wasserdampf ausgesetzt sind. Die Frischluft kann jedoch mit einer Temperatur von etwa 400 a nicht in den Raum 6 eingeblasen werden, da dieser Wert weit außerhalb des physiologisch erträglichen Bereiches liegt. Die Luft wird daher im Verdampfer 5 entsprechend auf z. B. 200 a abgekühlt.As a rule, the heating element 1 is switched off and the fresh air heated in the filter capacitor 2 before it enters the adsorption filter 3. The performance of the filter capacitor 2 is controlled with the help of the pressure regulator 9, which ensures that the condensation temperature of the refrigerant the value from Z. B. does not fall below 550 C, which is achieved in a simple manner, that even at outside temperatures of about 300 C the filter capacitor 2 still flowing fresh air is heated by at least 100. These Temperature difference is usually sufficient for such a reduction in reldiven Moisture from that the adsorption filter 3, through which the heated to about 400 C. Fresh air then flows in, no excessive exposure to water vapor are exposed. The fresh air can, however, with a temperature of about 400 a not be blown into the room 6, since this value is far outside of the physiological tolerable range. The air is therefore in the evaporator 5 accordingly z. B. 200 a cooled.
Da einerseits - wie das gewählte Beispiel deutlich zeigt - die im Filterkondensator 2 und Verdampfer 5 umgesetzten Wärmemengen unterschiedlich sind und zum anderen die Wärmeleistung des Kondensators einer Kompressionskälteanlage immer größer ist als diejenige des zugehörigen Verdampfers, kann das den Filterkondensator 2 verlassende und nir teilweise kondensierte Kältemittel nicht un- mittelbar in den Verdampfer 5 eingespeist werden, sondern muß im Hilfskondensator 8 noch weiter verflüssigt werden. Dieser Hilfskondensator 8 steht in unmittelbarem Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft, da er mit dem Frischluftsystem des Raumes 6 nicht in Verbindung steht.Since on the one hand - as the selected example clearly shows - the im Filter capacitor 2 and evaporator 5 converted amounts of heat are different and on the other hand, the heat output of the condenser in a compression refrigeration system is always greater than that of the associated evaporator, the filter capacitor can do this 2 refrigerants leaving and not partially condensed indirectly are fed into the evaporator 5, but must continue in the auxiliary condenser 8 be liquefied. This auxiliary capacitor 8 is in direct heat exchange with the ambient air, as it is not in contact with the fresh air system of room 6 stands.
Sikt z. B. die Temperatur der Außenluft unter 100 o ab, ist die Erwärmung der Frischluft auf dem Wege zum Raum 6 nicht mehr so groß, daß sie im Verdampfer 5 abgekühlt werden muß. Damit auch in diesem Fall die Klimatisierung des Raumes 6 in zufriedenstellender Weise erfolgen kann, wird das Heizelement 1 bei gleichzeitiger Abschaltung der Kompressionskälteanlage in Betrieb genommen.Sikt z. B. the temperature of the outside air below 100 o, is the warming the fresh air on the way to room 6 is no longer so large that it is in the evaporator 5 must be cooled down. In this case, too, the air conditioning of the room 6 can be done in a satisfactory manner, the heating element 1 is at the same time Shutdown of the compression refrigeration system put into operation.
Dabei erfolgt die Steuerung der beiden Heizeinrichtungen (Heizelement 1 oder Filterkondensator 2) z. B. über einen nicht dargestellten, auf die Außentemperatur ansprechenden, Temperaturfühler.The two heating devices (heating element 1 or filter capacitor 2) e.g. B. via a not shown, on the outside temperature appealing, temperature sensor.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform der Er- findung unterscheidet sich im wesentlichen von der vorstehend beschriebenen dadurch, daß der Filterkondensator 2 und der Hilfskondensator 8, bezogen auf den Fluß des Kältemittels, nicht in Reihe, sondern parallel geschaltet sind und daß zur Steuerung der Leistung des Filterkondensators 2 die Temperaturdifferenz der diesen durchströmenden Fischluft und nicht der Kondensatordruck dient.The embodiment of the invention shown in FIG. finding differs essentially from the one described above in that the filter capacitor 2 and the auxiliary capacitor 8, based on the flow of the refrigerant, are not connected in series but in parallel and that for controlling the power of the filter capacitor 2 is the temperature difference between the fish air flowing through it and the condenser pressure is not used.
Die Erfahrung hat gezeigt, daß bei den üblichen Umweltbedingungen eine Erhöhung der Temperatur der Frischluft um etwa 100 bis 150 ausreicht, um deren relative Luftfeuchtigkeit soweit abzusenken, daß die Wasserdampfbelastung der Adsorptionsfilter 3 sehr gering wird. Autphend von dieser Tatsache sind im Frischluftkanal vor und hinter dem Filterkondensator 2 zwei Temperaturfühler 13 und 14 angeordnet, deren Meßwerte in einen elektronischen Wandler 12 eingegein werden, der aufgrund der festgestellten Temperaturdifferenz über ein Regelventil 11 den Strom des Kältemittels durch den Filterkondensator 2 steuert. Diese Ausführungsform der Erfindung bietet noch den Vorteil, daß der Meßwert des in Strömungsrichtung der Frischluft vor dem Filterkondensator 2 angeordneten Temperaturfühlers 17 zugleich zur Steuerung des Heizelementes 1 in der oben beschriebenen Weise benutzt werden kann.Experience has shown that under normal environmental conditions an increase in the temperature of the fresh air by about 100 to 150 is sufficient to reduce their reduce relative humidity to the extent that the water vapor load on the adsorption filter 3 becomes very low. Autphend from this fact are in the fresh air duct before and arranged behind the filter capacitor 2, two temperature sensors 13 and 14, whose Measured values are entered into an electronic transducer 12, which is based on the determined Temperature difference through a control valve 11 den Flow of refrigerant through the filter capacitor 2 controls. This embodiment of the invention provides nor the advantage that the measured value of the in the flow direction of the fresh air before Filter capacitor 2 arranged temperature sensor 17 at the same time to control the Heating element 1 can be used in the manner described above.
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Family Applications (1)
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