DE2728566C2 - Verfahren zum Klimatisieren von Luft und dessen Anwendung zum Befeuchten von relativ trockenem Tabak - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Klimatisieren von Luft nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und dessen Anwendung zum Befeuchten von relativ trockenem Tabak nach Anspruch 4.
Bei einem aus dem Buch von Fritz Weber »Messen, Regeln und Steuern in der Lüftungs- und Klimatechnik«, VDE-Verlag Düsseldorf 1965, Seiten 86, 89 und 92, bekannten Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 wird die Fläche des Sprühwasservorhangs in Abhängigkeit von der gemessenen Raumfeuchte gesteu-

ert Da sich eine Änderung der Fläche des Sprühwasservorhangs stark auf die Trockentemperatur der Luft auswirkt, von der wiederum stark die relative Luftfeuchtigkeit abhängt, gelingt es mit dem bekannten Verfahren nur sehr schwer, eine bestimmte relative Luftfeuchtigkeit herzustellen. Dies wird zwar bis zu einem gewissen Grad durch eine Änderung der Temperatur des Sprühwassers kompensiert Diese Änderung erfolgt jedoch sehr träge.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugründe, ein Verfahren zur genauen Steuerung der Trokkenthermometertemperatur und der relativen Feuchtigkeit eines Luftstromes zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Die genaue Messung der Taupunkttemperatur der den Sprühwasservorhang verlassenden Luft erfolgt zweckmäßigerweise mit einem optischen Taupunkthygrometer wegen deren Genauigkeit

Durch die im Anspruch 3 angegebene Ausgestaltung der Erfindung wird die Ungleichförmigkeit wieder beseitigt, die dadurch entsteht, daß nicht immer der gesamte Luftstrom dem Sprühwasservorhang ausgesetzt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung ein System zur Befeuchtung von relativ trockenem Tabak, wobei die klimatisierte Luft in einen ersten und zweiten Anteil getrennt wird und die Temperatur des Sprühwassers in indirektem Wärmeaustausch mit einem geschlossenem Kaltwasserkreislauf gesteuert wird;

F i g. 2 in schematischer Darstellung das System nach Anspruch 1, wobei jedoch das Kaltwasser direkt mit dem Sprühwasser vermischt wird; und

Fig.3 in schematischer Darstellung ein System zur Befeuchtung von relativ trockenem Tabak, bei dem zwei getrennt klimatisierte Luftströme verwendet werden.

Gemäß Fig. 1 der Zeichnung wird eine Luftwaschvorrichtung 10 bekannter Bauart mit einer Kammer 14 verwendet in der eine Anzahl, beispielsweise zwei, Düsensysteme für Sprühwasser angeordnet sind und durch die verbrauchte Luft hindurchgeführt wird, die beispielsweise aus einem Tabakbefeuchter kommt, in dem

latente Wärme und/oder Eigenwärme entzogen oder zugegeben wurde, wobei durch Wärmeaustausch mit der Luft in der Luftwaschvorrichtung 10 eine vorgegebene Trockenthermometertemperatur und relative Feuchtigkeit in der gebrauchten Luft wieder hergestellt werden. Die Düsen für das in den Zeichnungen dargestellte System sind in einander gegenüberliegenden Düsenpaaren angeordnet, die von einem gemeinsamen Rohranschluß versorgt werden und deren Strahlen aufeinandertreffen und ein im wesentlichen kreisförmiges Sprühmuster -nit veränderlicher Fläche besitzen. Das Sprühmuster ändert sich im wesentlichen geradlinig entsprechend dem volumetrischen Durchsatz durch die Düsen. Auf diese Weise kann durch Änderung des den Düsen zugeführten Wasservolumens die der Luftströmung dargebotene Wärmeaustauschfläche verändert werden und das Ausmaß des Wärmeaustausches mit der Luft gesteuert werden. In der dargestellten Luftwasuhvorrichtung 10 sind insgesamt 24 Düseneinheiten mit einer Breite von 10,2 cm und einer Höhe /on 7,6 cm vorhanden, wobei der Luftstrom !7,8 cm breit und 130 cm hoch ist Sprühwasser für den Wärmeaustausch wird durch die Leitung 16 den Düsen zugeführt, und das Sprühwasser wird gegenüber der Taupunkttemperatur der verbrauchten Luft auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten. Wenn latente Wärme aus der Luft abgeführt werden, muß sie beispielsweise auf einer Temperatur oberhalb der Taupunkttemperatur der verbrauchten Luft gehalten werden. Die Luft wird dabei in indirekten Wärmeaustausch mit Kaltwasser in einem Wärmetauscher 18 gebracht. Das Kaltwasser wird durch die Leitung 20 zugeführt und das Sprühwasser fließt somit in einem geschlossenen Kreislauf. Nach dem Durchtritt der Luft durch den Sprühwasservorhang in der Kammer 14 gelangt die Luft durch einen Mischer 22, beispielsweise eine übliche Einrichtung zur Abscheidung von Wassertropfen normaler Geschwindigkeit, durch den eine gleichmäßige Trockenthermometertemperatur und relative Feuchtigkeit erzielt werden, da nicht die gesamte, durch den Sprühwasservorhang hindurchtretende Luft tatsächlich in Berührung mit dem Sprühwasser gelangt

Der Wärmeaustausch oder die Zugabe oder Entnahme von Enthalpie zur oder von der gebrauchten Luft wird in der Kammer 14 so weit wie möglich auf den theoretisch erforderlichen Wert verkleinert, der entsprechend der jeweiligen Eingangs- und Austrittstrokkenthermometertemperatur und relativen Feuchte der Luft erforderlich ist.

Zur genauen Steuerung des Volumens und der Temperatur des der Kammer 14 zugeführten Sprühwassers wird die Trockenthermometertemperatur der die Kammer 14 verlassenden Luft abgefühlt, was beispielsweise bei 24 erfolgt, und diese Messung wird verwendet, um das Volumen des durch die Leitung 16 fließenden Sprühwassers zu verändern. Entsprechend wird die Fläche des Sprühvorhangs mit der Schwankung der Trockenthermometertemperatur gegenüber dem gewünschten Wert geändert. Ist beispielsweise die Trokkenthermometertemperatur der die Kammer 14 verlassenden Luft oberhalb des gewünschten Werts, so wird der abgefühlte Wert dazu verwendet, um die Sprühwasserumgehungsleitung an einem Ventil 26 stärker zu sperren und ein größeres Volumen des Sprühwassers der Kammer 14 zuzuführen. Andererseits führt eine Trockenthermometertemperatur, die unterhalb des gewünschten Werts liegt, zu einer größeren Strömung von Sprühwasser durch das Ventil 26 der Umgehungsleitung, wodurch die Fläche des Sprühvorhangs verringert und entsprechend weniger Wärme der Luft entnommen wird. In ähnlicher Weise und mit gleicher Präzision wird die Trockenthermometertemperatur der Luft, beispielsweise bei 30, ausgehend von einer Anzapfung 32 in der stromabwärtigen Luftströmung gemessen. Abweichungen dieser Trockenthermometertemperatur vom gewünschten Wert führen zu einer Erhöhung oder Verringerung der Umgehungsströmiuig des KaItwassers durch ein Ventil 34, womit eine größere oder geringere Menge Kaltwassers an den Wärmetauscher 18 gelangt, so daß entsprechend eine Verringerung oder Erhöhung der Temperatur des Sprühwassers eintritt, wodurch die Taupunkttemperatur und damit die relais tive Feuchtigkeit der den Sprühwasservorhang verlassenden Luft auf den gewünschten Wert eingestellt werden.

Nach der Behandlung der Luft in der Kammer 14 wird diese bei 40 in zwei Anteile aufgespalten, wobei ein erster Anteil dem verhältnismäßig trockenen Tabak zugeführt wird, welcher sich auf dem Förderer 42 in der Restituierungseinheit 44 befindet, wobei die Luftströmung zur Restituierungseinheit 44 bei 46 teilweise durch eine Umgehungsleitung tritt, um ein konstantes Druckdifferential über das sich bewegende Tabakbett und infolgedessen eine gleichförmige Strömungsgeschwindigkeit durcn dieses aufrechtzuerhalten. Bei der Befeuchtung des Tabaks in der Restituierungseinheit 44 wird der Feuchtigkeitsanteil beispielsweise von etwa 2% auf etwa 8,5% in einer Zeitspanne von etwa 15 Minuten angehoben, wobei die relative Feuchtigkeit der Luft beispielsweise etwa 60% bis 62% beträgt, und die anderen Temperatur- und Feuchtigkeitsparameter des Systems auf diese besondere Tabakbehandlung abgestellt sind. Der restliche, durch die Leitung 50 strömende Luftanteil wird dazu verwendet, dem Tabak die restliche erforderliche Feuchtigkeitsmenge zu erteilen. Da jedoch der endgültige Feuchtigkeitswert dem Tabak mit etwas kleinerer Geschwindigkeit erteilt werden sollte als dies in der Restituierungseinheit 44 erfolgt, wird die durch die Restituierungseinheit 52 hindurchtretende Luft erwärmt, um ihre relative Feuchtigkeit abzusenken, beispielsweise auf etwa 58%, durch Durchtritt durch die ein Wiedererhitzen vornehmende Heizeinheit 60, die eine Strömung erhitzten Wassers von der Leitung 62 aufnimmt; dieses Wasser wird seinerseits durch indirekten Wärmeaustausch mit Dampf erwärmt, welcher zum Wärmetauscher 64 fließt, wobei verschiedene Steuergeräte in der dargestellten Weise für den Heizvorgang vorgesehen sind.

Das System nach F i g. 1 verwendet Sprühwasser in einem geschlossenen Kreislauf, das im indirekten Wärmeaustausch mit Kaltwasser steht. F i g. 2 zeigt ein direkt arbeitendes Sprühwasser-Kaltwasser-System, da dieses zur Erzielung eines Wärmeübergangs zu und von einem Sprühwasservorhang wirksamer ist. Jedoch kann es bei Befeuchtung von expandiertem Tabak erwünscht sein, einen geschlossenen Sprühwasserstrom zu verwenden, da die mit dem Sprühwasser in Berührung gelangende Luft gewisse Restteilchen von Expansionsmitteln aufweisen kann, die im Tabak enthalten sind. Daher könnte in einem geschlossenen Kreislauf eine Anhäufung solcher Imprägnierungsmittel auftreten, die vom Kaltwasser getrennt werden sollten, um eine Verunreinigung des gesamten Kaltwassersystems zu verhindern. Zu diesem Zweck kann das System nach F i g. 1 verwendet werden, wobei das Sprühwasser nur durch das Bekkcn der Kammer 14 rezirkuliert wird, in dem derartige

Imprägnierungsmittel entfernt oder durch bekannte Wasserbehandlungsverfahren auf einem annehmbaren Wert gehalten werden können. Bei dem System nach F i g. 2 wird die Temperatur des Sprühwassers verändert, indem unmittelbar bei 34 Kaltwasser dazugegeben wird. Der Behälter 125 dient lediglich zur Aufrechterhaltung eines konstanten Wasservorrats zur Kaltwasserumwälzpumpe 172

F i g. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel zum Befeuchten von verhältnismäßig trockenem Tabak. Dabei wird ein erster und ein zweiter Strom verbrauchter Luft jeweils in einem ersten und einem zweiten Sprühwasservorhang klimatisiert, um ihnen die gewünschte vorgegebene Trockenthermometertemperatur und relative Feuchtigkeit zu erteilen, wobei die relative Feuchtigkeit des ersten Stroms größer als jene des zweiten Stroms ist. Der klimatisierte Luftstrom aus dem ersten Sprühwasservorhang /wird zu einer ersten Restituierungseinheit /gefördert, in deren Zone der Tabak dem Lufstrom ausgesetzt ist, um den Feuchtigkeitsanteil des Tabaks von etwa 2% auf etwa 8,5% zu erhöhen, wobei die verbrauchte Luft der ersten Restituierungseinheit /zum ersten Sprühvorhang / zurückgeführt wird. Der Tabak, dem in der ersten Restituierungseinheit / Feuchtigkeit zugeführt wurde, wird anschließend zu einer zweiten Restituierungseinheit // gefördert, in welcher der klimatisierte Luftstrom aus dem Sprühvorhang // durch den Tabak hindurchgeleitet wird, um seinen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 8,5% auf etwa 11% zu erhöhen. In ähnlicher Weise wird die verbrauchte Luft von der Restituierungseinheit //zum Sprühvorhang //zurückgeführt. Der besondere Vorteil einer derartigen Verfahrensanordnung liegt darin, daß die Notwendigkeit zum erneuten Erhitzen der klimatisierten Luft für die zweite Restituierung entfällt, wie sie beim System gemäß F i g. 1 erforderlich ist, so daß entsprechende Energieeinsparungen erzielt werden. Die bei der Beschreibung des Verfahrens gemäß F i g. 1 verwendeten Parameter, welche sich auf die beiden beschriebenen getrennten Luftströme beziehen, sind in gleicher Weise auf die Bedingungen gemäß F i g. 3 anwendbar.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Klimatisieren von Luft, die in einem Befeuchter durch einen Sprühwasservorhang hindurchgeleitet wird, wobei sowohl die Fläche des Sprühwasservorhangs als auch die Temperatur des Sprühwassers verändert werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche des Sprühwasservorhangs in Abhängigkeit von der Trockentemperatur der Luft hinter dem Befeuchter und die Temperatur des Sprühwassers in Abhängigkeit von der Taupunkttemperatur der Luft hinter dem Befeuchter gesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Fläche des Sprühwasservorhangs durch Änderung des dem Sprühwasservorhang zugeführten Wasservolumens erfolgt

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Sprühwasservorhang austretende Luftstrom einem Mischvorgang unterworfen wird.

4. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zum Befeuchten von relativ trockenem Tabak, um diesem einen gewünschten Feuchtigkeitsanteil zu erteilen.

5. Anwendung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Anteil der klimatisierten Luft durch den Tabak geleitet wird, um diesem eine bestimmte Feuchtigkeit zu geben, die kleiner ist als die gewünschte Feuchtigkeit, und daß der restliche, zweite Anteil der klimatisierten Luft zur Verringerung seiner relativen Feuchtigkeit erwärmt wird und anschließend durch den Tabak geleitet wird, um dessen Feuchtigkeitsanteil auf den gewünschten Wert zu erhöhen.

6. Anwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Taupunkttemperatur des zweiten Anteils der klimatisierten Luft nach deren Erwärmung, aber vor deren Durchleitung durch den Tabak, abgefühlt wird.

7. Anwendung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei der verhältnismäßig trockene Tabak einen Feuchtigkeitsgehalt von bis zu etwa 2% aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Anteil der klimatisierten Luft eine solche relative Feuchtigkeit besitzt und mit einer solchen Geschwindigkeit durch den Tabak geleitet wird, daß dessen Feuchtigkeitsgehalt auf etwa 8,5% erhöht wird, und daß der zweite Anteil der klimatisierten Luft eine solche relative Feuchtigkeit besitzt und mit einer solchen Geschwindigkeit durch den Tabak geleitet wird, daß dessen Feuchtigkeitsanteil auf etwa 11% erhöht wird.

8. Anwendung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil und der zweite Teil der klimatisierten Luft während im wesentlichen gleicher Zeitspannen durch den Tabak geleitet werden.

9. Anwendung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitspanne 15 Minuten beträgt.

10. Anwendung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Feuchtigkeit des ersten Anteils der klimatisierten Luft etwa 60 bis 62% beträgt und daß der zweite Anteil der

klimatisierten Luft auf eine solche Temperatur erwärmt wird, daß seine relative Feuchtigkeit auf etwa 58% verringert wird.

11. Anwendung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der relativ trockene Tabak ein Tabak ist, der expandiert wurde.

IZ Anwendung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Anteil der Luft getrennt klimatisiert werden.