DE2625534C3 - Device for the preparation of supply air for rooms - Google Patents
Device for the preparation of supply air for roomsInfo
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- F41H7/00—Armoured or armed vehicles
- F41H7/02—Land vehicles with enclosing armour, e.g. tanks
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- A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
- A62B13/00—Special devices for ventilating gasproof shelters
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufbereitung der Zuluft für Räume, wöbe, die Außenluft über Adsorptionsfilter in den Raum geblasen wird, dessen Atmosphäre von Keimen oder sonstigen Schadstoffen, t. B. Giftgasen, freizuhalten ist, wie Operationssäle, Mannschaftsräume in gepanzerten Fahrzeugen oder dergleichen.The invention relates to a device for processing the supply air for rooms, wöbe, the outside air Adsorption filter is blown into the room, the atmosphere of germs or other pollutants, t. B. poison gases, is to be kept free, such as operating theaters, crew rooms in armored vehicles or like that.
Um die Besatzungen von beispielsweise gepanzerten Fahrzeugen wie Geldtransportern oder Kampfwagen vor Gasangriffen von außen zu schüzten, ist für diese ein geschützter Raum vorgesehen, der über Adsorptionsfilter, welche eventuelle Schadstoffe in der Atemluft turückhalten, belüftet wird. Die Reinigungsleistung dieser Filter wird sehr stark von der Luftfeuchtigkeit beeinflußt, da Wasserdampf vom Filtermaterial neben den Schadstoffen adsorbiert wird. Die Reinigungslei-Itung, d. h. die Lebensdauer des Adsorptionsmittels, z. B. Aktivkohle, kann durch Verringerung des relativen Feuchtigkeitsgehaltes der zu behandelnden Luft wesentlich erhöht werden. Deshalb ist man dazu !hergegangen, 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 in dem geschützten Raum nicht über den physiologisch erträglichen Bereich angehoben wird. Dieser Bereich wird im Sommer in der Regel Cberschritten, da die Raumtemperatur in starkem Maße von der Personenwärme, der Sonneneinstrahlung und der Wärmeabgabe von den in diesem Raum angeordnet ten elektrischen Geräten bestimmt wird.To the crews of, for example, armored vehicles such as money transporters or combat vehicles To protect against gas attacks from the outside, a protected space is provided for this, which is covered by adsorption filters, which hold back any pollutants in the breathing air, is ventilated. The cleaning performance this filter is very much influenced by the humidity, as water vapor from the filter material next to the pollutants is adsorbed. The cleaning management, d. H. the life of the adsorbent, e.g. B. activated carbon, can be reduced by reducing the relative Moisture content of the air to be treated can be increased significantly. That's why you're there ! proceeded to heat the air before it enters the filter system in order to increase its relative Reduce humidity. However, this method can only be used if it results in the The temperature in the protected room is not raised above the physiologically tolerable range. This range is usually exceeded in the summer, as the room temperature increases significantly from the heat of the person, the solar radiation and the heat output from the electrical devices arranged in this room is determined.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine auf kleinstem Raum zu installierende Vorrichtung zu schaffen, mit der diese Nachteile durch Einblasen von feinstgereinigterThe object of the invention is now to be as small as possible To create space to be installed device with which these disadvantages by blowing in the finest cleaned
und abgekühlter Luft in den Raum behoben werden.and cooled air in the room.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung mit einer Kompressionskälteanlage gelöst, deren Kondensator in zwei räumlich getrennt angeordnete Wärmeübertrager unterteilt ist, von denen einer, der Filterkondensator, im Luftkanal vor den Adsorptionsfiltern installiert ist, während der andere, der Hilfskondensator, außerhalb des Raumes Wärme unmittelbar an die Umgebungsluft abgibt, und wobei ein Verdampfer im Luftkanal nach den Adsorptionsfiltern angeordnet istThis task is based on a device of the type described at the beginning with a compression refrigeration system solved, whose condenser is divided into two spatially separated 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, heats directly outside the room to the surrounding air releases, and an evaporator is arranged in the air duct after the adsorption filters
In einer bekannten Anlage nach der DE-OS 24 02 347 wird zwar stark mit Feuchtigkeit angereicherte aus einer Schwimmhalle stammende Luft getrocknet, indemIn a known system according to DE-OS 24 02 347 it is highly moisture-enriched Air from a swimming pool is dried by
is diese auch einem Verdampfer einer Kompressionskälteanlage zugeführt wird, wo sie so weit unter ihre Sättigungstemperatur abgekühlt wird, daß Feuchtigkeit ausfällt Die Luft erfährt dabei aber eine Veränderung ihres absoluten Feuchtigkeitsgehaltes, so daß sie nach Erwärmung im Kondensator der Kälteanlage und Rückführung in die Schwimmhalle wiederum Feuchtigkeit aufnehmen kann, was angestrebt wird. Maßgebend für eine zufriedenstellende Arbeitsweise der bekannten Anlage ist somit die Leistung des Verdampfers, während der Wärmerückgewinnung und damit der Dimensionierung der einzelnen Kondensatoren nur eine untergeordnete Bedeutung zukommtis this also an evaporator of a compression refrigeration system is fed, where it is cooled so far below its saturation temperature that moisture fails The air experiences a change in its absolute moisture content, so that it after In turn, moisture is heated in the condenser of the refrigeration system and returned to the swimming pool can absorb what is strived for. Decisive for a satisfactory operation of the known The system is therefore the performance of the evaporator, during the heat recovery and thus the dimensioning the individual capacitors are only of subordinate importance
Mit der Erfindt/ig dagegen wird die Luft nicht entfeuchtet, d. h. deren absoluter Gehalt an Feuchtigkeit erfährt keine Änderung. Die Luft wird vor dem Eintritt in das Adsorptionsfiltersystem um eine bestimmte Temperaturdifferenz erwärmt, wodurch deren relative Feuchtigkeit so weit abgesenkt wird, daß der in ihr enthaltene Wasserdampf im Filtersystem nicht adsorbiert wird. Die gereinigte Luft, die beim Durchströmen des Filtersystems noch zusätzlich erwärmt wird, muß aber vor dem Einblasen in den zu klimatisierenden Raum in der Regel eine Abkühlung erfahren. Dabei erfolgt erfindungsgemäß die Erwärmung des Luftstromes in einem Teil des Verflü sigersystems einer Kompressionskälteanlage und die Abkühlung dieses Luftstromes im Verdampfer dieser Anlage, dessen Leistung größer sein muß als die vom Verflüssigersystem an den Luftstrom abgegebene Wärmemenge, die wiederum vom Luftdurchsatz abhängig ist. Bei der Erfindung stehen somit Filterkondensator und Verdampfer nicht nur in einem funktioneilen Zusammenhang, sondern sind auch in ihrer Leistung aufeinander abzustimmen.With the invention, on the other hand, the air does not become dehumidified, d. H. their absolute moisture content does not change. The air is before entering heated in the adsorption filter system by a certain temperature difference, whereby their relative Moisture is lowered so far that the water vapor contained in it is not adsorbed in the filter system will. The cleaned air, which is additionally heated when flowing through the filter system, must but usually experienced a cooling down before blowing into the room to be air-conditioned. Included takes place according to the invention, the heating of the air flow in a part of the Verflü sigersystem one Compression refrigeration system and the cooling of this air flow in the evaporator of this system, its Capacity must be greater than the amount of heat given off by the condensing system to the air flow, which in turn depends on the air flow rate. In the invention, there are therefore a filter condenser and an evaporator not only in a functional context, but are also interrelated in their performance to vote.
Die erfindungsgemäße 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 Verdampfer die dem Kältemittel zuzuführende Wärme aus der gereinigten Frischluft gewinnt die dadurch abgekühlt in den Raum eingeblasen wird. Bei jeder Kompressionskälteanlage ist die im Kondensator abzuführende Wärmemenge jedoch im-The inventive use of a compression refrigeration system has the advantage that with only one Energy source for both heating and cooling the fresh air fed into the room is carried out; because the condensation heat of the refrigerant released in the condenser can used to heat the fresh air and thus to reduce its relative humidity while the evaporator takes the heat to be supplied to the refrigerant from the purified fresh air wins which is then cooled and blown into the room. In every compression refrigeration system, the im However, the amount of heat to be dissipated from the condenser
■ mer größer als die im Verdampfer aufzunehmende. Es muß daher der Kondensator in zwei räumlich getrennte Wärmeübertrager, den Filterkortdensator und den Hilfskondensator, unterteilt werden, deren Größe einerseits von der zu erwärmenden Luftmenge und andererseits von der im Verdampfer zu erbringenden■ mer larger than that to be absorbed in the evaporator. It Therefore, the condenser must be divided into two spatially separate heat exchangers, the filter capacitor and the Auxiliary condenser, whose size depends on the one hand on the amount of air to be heated and on the other hand from that to be provided in the evaporator
Kälteleistung abhängtCooling capacity depends
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Steuerung der Leistung des FHterkondensators mit Hilfe eines Druckreglers, der in der Kältemittelaustrittsleitung eines der Kondensatoren angeordnet ist Diese einfache Regelung genügt in vielen Fällen zur wirksamen Verringerung der relativen Luftfeuchtigkeit der in die Adsorptionsfilter einströmenden Luft, wenn der im Kältemittelkreislauf einzuhaltende Minde^druck und damit die Mindestverflüssigungstemperatur so gewählt wird, daß auch bei den höchsten in Frage kommenden Außentemperaturen noch eine ausreichende Erwärmung zur Feuchtigkeitsabsenkung der in die Adsorptionsfilter einströmenden Luft sichergestellt wird.In a preferred embodiment of the invention, the control of the output of the FHtercondenser takes place with the help of a pressure regulator, which is in the refrigerant outlet line of one of the condensers This simple regulation is sufficient in many cases to effectively reduce the relative Humidity of the air flowing into the adsorption filter, if the one to be maintained in the refrigerant circuit Minimum pressure and thus the minimum condensing temperature it is chosen so that even at the highest possible outside temperatures there is still sufficient heating to lower the humidity of the moisture flowing into the adsorption filter Air is ensured.
Ausgehend von der Erkenntnis, daß unabhängig vom absoluten Wert der Außentemperatur die relative Luftfeuchtigkeit der Frischluft im Filterkondensator ausreichend verringert wird, wenn die Lufttemperatur beim Durchströmen dieses Kondensators um einen bestimmten Betrag erhöht wird, erfolgt bei einer anderen. Ausführungsform der Erfindung die Steuerung der Leistung des Filterkondensators mit eip-τ Difierenztemperatur-Meßeinrichtung für den Luftein- und austritt am Filterkondensator, die ein Regelventil in der Kältemittelleitung eines der Kondensatoren steuertBased on the knowledge that regardless of the absolute value of the outside temperature, the relative The humidity of the fresh air in the filter condenser is sufficiently decreased when the air temperature is increased by a certain amount when flowing through this capacitor, takes place at a others. Embodiment of the invention the controller the performance of the filter capacitor with eip-τ differential temperature measuring device for the air inlet and outlet at the filter condenser, which is controlled by a control valve in the refrigerant line of 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. falls below a certain value in winter, must despite the The necessary heating of the fresh air must not be cooled down before it enters the room. There in In this case, the operation of the compression refrigeration system is 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, in addition to the filter capacitor, have another, preferably electrical, heating element to be provided. This heating element is switched off depending on the outside temperature of the compression refrigeration system put into operation.
Ausführurjsbeispiele der Erfindung werden noch anhand der Zeichnungen beschrieben, in denen Vorrichtungen zur Aufbereitung der Zuluft für Räume im schematischen Schaltbild dargestellt sind. Es zeigtExemplary embodiments of the invention will be described with reference to the drawings, in which devices for the preparation of the supply air for rooms are shown in the schematic circuit diagram. It shows
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit hintereinander geschalteten Kondensatoren und Druckregelung, 1 shows a device according to the invention with capacitors and pressure control connected in series,
F i g. 2 eine andere erfindungsgemäße Vorrichtung mit parallel geschalteten Kondensatoren und Differenztemperaturregelung. F i g. 2 shows another device according to the invention with capacitors connected in parallel and temperature difference control.
Bei den dargestellten Vorrichtungen wird die Frischluft von einem Gebläse 4 durch ein elektrisch betriebene" Heizelement 1, einen Kondensator, den Filterkondensator 2, einer Kompressionskälteanlage und Adsorptionsfilter 3 gesaugt und über den Verdampfer 5 der Kälteanlage in einen geschützten und mit aufbereiteter Zuluft zu versorgenden Raum 6 eingeblasen. In the devices shown, the fresh air is from a blower 4 through an electric operated "heating element 1, a condenser, the filter condenser 2, a compression refrigeration system and adsorption filter 3 sucked and over the evaporator 5 of the refrigeration system in a protected and with Conditioned supply air to be supplied room 6 is blown.
Bei der Vorrichtung nach F i g. 1 ist der Filterkondensator 2, der vom aus dem Kompressor 7 einer Kälteanlage austretenden Kältemittel zuerst durchströmt wird, mit einem weiteren Kondensator, dem Hilfskondensator 8, in Reihe geschaltet. In der Austrittsleitung für das Kältemittel aus dem Hilfskondensator 8 ist noch ein Druckregler 9 vorgesehen, über welchen das Kältemittel durch ein Einspritzventil 10 Und den Verdampfer 5 zum Kompressor 7 zurückgeführt miirrl In the device according to FIG. 1, the filter condenser 2, through which the refrigerant emerging from the compressor 7 of a refrigeration system first flows, is connected in series with a further condenser, the auxiliary condenser 8. In the discharge line for the refrigerant from the auxiliary capacitor 8 still a pressure regulator 9 is provided, via which the refrigerant by an injection valve 10 and the evaporator 5 to the compressor 7 recycled miirrl
In der Regel ist das Heizelement 1 abgeschaltet, und die Frischluft wird im Filterkondensator 2 erwärmt, bevor sie 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. 328 K nicht unterschreitet wodurch auf einfache Weise erreicht wird, daß auch bei Außentemperaturen von etwa 303 K die durch den Filterkondensator 2 strömende Frischluft noch um mindestens 10 K erwärmt wird. Diese Temperaturdifferenz reicht in der Regel zu solch einer Verringerung der relativen Feuchtigkeit aus, daß die Adsorptionsfilter 3, durch weiche die auf etwa 313 K erwärmte Frischluft anschließend strömt keinen übermäßigen Belastungen durch Wasserdampf ausgesetzt sind. Die Frischluft kann jedcDch mit einer Temperatur von etwa 313 K 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. 293 K abgekühltAs a rule, the heating element 1 is switched off, and the fresh air is heated in the filter condenser 2 before it enters the adsorption filter 3 The power 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 of z. B. 328 K does not fall below which on It is achieved in a simple manner that even at outside temperatures of about 303 K the filter condenser 2 flowing fresh air is heated by at least 10 K. This temperature difference is sufficient in the Rule for such a reduction in relative humidity that the adsorption filter 3, through soft the fresh air heated to about 313 K then does not flow excessive loads exposed to water vapor. The fresh air cannot enter, however, with a temperature of around 313 K. the. Room 6 are blown in, as this value is far outside the physiologically tolerable range The air is therefore in the evaporator 5 accordingly to z. B. 293 K cooled
Da einerseits — wie das gewählte ßeispiel deutlich zeigt — die im Filterkondensator 2 und Verdampfer 5 umgesetzten Wärmemengen unterschiedlich sind und zum anderen die Wärmeleistung des Kondem.itors einer Kompressionskälteanlage immer größer ist als diejenige des zugehörigen Verdampfers, kann das den Filterkondensator 2 verlassende und nur teilweise kondensierte Kältemittel nicht unmittelbar in den Verdampfer 5 eingespeist werden, sondern muß im Hilfskondensator 8 noch weiter verflüssigt werden. Dieser Hilfskondensator 8 gibt Wärme unmittelbar an die Umgebungsluft ab, da er mit dem Frischluftsystem des Raumes 6 nicht in Verbindung stehtOn the one hand - like the selected example clearly shows - the amounts of heat converted in the filter capacitor 2 and evaporator 5 are different and on the other hand, the heat output of the condenser a compression refrigeration system is always larger than that of the associated evaporator, this can do the Filter condenser 2 leaving and only partially condensed refrigerant not directly into the Evaporator 5 are fed, but must be further liquefied in the auxiliary condenser 8. This auxiliary capacitor 8 emits heat directly to the ambient air, since it is connected to the fresh air system of room 6 is not in communication
Sinkt z. B. die Temperatur der Außenluft unter 283 K ab, ist die Erwärmung der Frischluft auf dem Wege zum Raum 6 nicht mehr so groß, daß die Frischluft im Verdampfer 5 abgekühlt werden muß. Damit auch in diesem Fall die Versorgung des Raumes 6 mit aufbereiteter Zuluft in zufriedenstellender Weise erfolgen kann, wird das Heizelement 1 bei gleichzeitiger Abschaltung der Kompressionskälteanlage in Betrieb genommen. Dabei erfolgt die Steuerung der beiden Heizeinrichtungen (Heizelement 1 oder Filterkondensator 2) z. B. über einen nicht dargestellten, auf die Außentemperatur ansprechenden Temperaturfühler.Z. B. the temperature of the outside air below 283 K from, the warming of the fresh air on the way to room 6 is no longer so great that the fresh air in Evaporator 5 must be cooled. So that the supply of the room 6 with in this case as well treated air can take place in a satisfactory manner, the heating element 1 is at the same time Shutdown of the compression refrigeration system put into operation. The two are controlled Heating devices (heating element 1 or filter capacitor 2) e.g. B. via a not shown, on the Temperature sensor responding to the outside temperature.
Die in F i g. 2 dargestellte Ausführungsform der Erfindung 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 Frischluft und nicht der Konüeniatordruck dientThe in F i g. 2 illustrated embodiment of the invention differs essentially from that described above in that the filter capacitor 2 and the auxiliary capacitor 8, based on the Flow of the refrigerant, not connected in series, but in parallel and that to control the performance of the Filter capacitor 2, the temperature difference between the fresh air flowing through it and not the Konüeniatordruck serves
Die Erfahrung hat gezeigt, daß bei den üblichen Umweltbedingungen eine Erhöhung der Ttmperatur der Frischluft um etwa 1OK bis 15 K ausreicht um deren relative Luftfeuchtigkeit so weit abzusenken, daß die Wasserdamplb*lastung der Adsorptionsfilter 3 sehr gering wird. Ausgehend von dieser Tatsache sind im Frischluftkanal vor und hinter dem Filterköndensätör 2 zwei Temperaturfühler 13 und 14 angeordi'/et, deren Meßwerte in einen elektronischen Wandler 12 eingegeben werden, der aufgrund der festgestellten Temperaturdifferenz über ein Regelventil 11 den Strom des Kältemittels durch den Filterkondensator 2 steuert Diese Ausführunesform der ErfindunE bietet noch denExperience has shown that under normal environmental conditions an increase in the temperature the fresh air by about 10 to 15 K is sufficient to lower its relative humidity so far that the water vapor load on the adsorption filter 3 is very high becomes low. Based on this fact, there are 2 in the fresh air duct in front of and behind the filter condenser two temperature sensors 13 and 14 angeordi '/ et, whose Measured values are entered into an electronic converter 12, which is based on the determined temperature difference controls the flow of the refrigerant through the filter condenser 2 via a regulating valve 11 This embodiment of the invention still offers the
Vorteil, daß der Meßwert des in Strörhungsfichtung der Frischluft vor dem Filterkondensator 2 angeordneten Temperaturfühlers 13 zugleich zur Steuerung des Heizelementes 1 in der oben beschriebenen Weise benutzt werden kann.Advantage that the measured value of the in Strörhungsfichtung Fresh air in front of the filter capacitor 2 arranged temperature sensor 13 at the same time to control the Heating element 1 can be used in the manner described above.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (4)
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Family Applications (1)
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Also Published As
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Legal Events
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