DE2748585A1

DE2748585A1 - Verfahren und vorrichtung zur luftbefeuchtung

Info

Publication number: DE2748585A1
Application number: DE19772748585
Authority: DE
Inventors: Hans Bauer
Original assignee: BAUER SCHRAUBEN GmbH
Current assignee: BAUER SCHRAUBEN GmbH
Priority date: 1977-10-28
Filing date: 1977-10-28
Publication date: 1979-05-03

Description

Patentanwälte

RÖSTER & ,SOCHA

München 4f, · L:opoldstr. 77 _ h

Telefon: (089) 34 61 20 "T-

Bauer-Kompressoren Hans Bauer Pfaffenriederstraße, 8190 Wolfratshausen

Verfahren und Vorrichtung zur Luftbefeuchtung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Luftbefeuchtung, insbesondere für Arbeitsräume, bei welchem Wasser durch Erhitzen verdampft und der erzeugte Wasserdampf mittels eines Ventilators in den Raum eingeblasen wird, wobei sich in dem zu befeuchtenden Raum oder zumindest in dessen Nähe eine Verdichteranlage für ein gasförmiges Medium mit einem Kühlventilator befindet. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bekanntlich ist man vielfach bestrebt, in Räumen eine bestimmte Luftfeuchtigkeit einzuhalten, welche für die darin befindlichen Personen und/oder Sachen optimal ist. Dies gilt in besonderem Maße für Arbeitsräume, und zwar vor allem in solchen, in denen beispielsweise bestimmte Verfahrensabläufe eine ganz bestimmte Luftfeuchtigkeit erfordern.

Zur Luftbefeuchtung sind spezielle Geräte bekannt, bei denen zu-

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meist mittels elektrischen Stroms Wasser erhitzt und der Wasserdampf mittels besonderer Ventilatoren in den Raum eingeblasen wird. Biese Geräte stellen jedoch vor allem bei großen zu befeuchtenden Arbeitsräumen einen besonderen apparativen Aufwand dar. Entsprechendes gilt ferner für die von Ihnen benötigte Energie zur Verdampfung des Wassers und zum Antrieb der Ventilatoren.

Ber vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und wirksames Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Luftbefeuchtung, insbesondere für Arbeitsräume, zu schaffen, durch welche die Nachteile der bekannten Luftbefeuchtungsgeräte, insbesondere hinsichtlich des mit ihnen verbundenen apparativen und energetischen Aufwands, beseitigt werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung in dem Fall, wenn sich in dem zu befeuchtenden Raum oder zumindest in dessen Nähe eine-Verdichteranlage für ein gasförmiges Medium mit einem Kühlventilator befindet, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verdampfen des Wassers durch Wärmeenergie der durch den Verdichter hindurchgesetzten heißen Medien und das Einblasen des Wasserdampfs in den Raum durch den Luftstrom des Kühlventilators erfolgt.

Gemäß einem bevorzugten Aueführungebeispiel erfolgt das Verdampfen des Wassers durch ein auf dem Verdichter austretendes Kreislaufmedium, insbesondere Öl· Bas Verdampfen dee Wassers kann jedoch auch gemäß einer anderen Aueführungeform dee erfindungsgemäßen Verfahrene durch das aus dem Verdichter auetretende komprimierte gasförmige Medium» insbesondere Druckluft, selbst erfolgen.

Bas erfindungsgemäße Verfahren weist gegenüber dem bekannten Verfahren zur Luftbefeuchtung, insbesondere für Arbeiteräume, wesentliche Vorteile auf· Bei ihm wird im Gegensatz zur Verfahrensweise der bekannten Luftbefeuchtungegeräte keine zusätzliche Energie für die Luftbefeuchtung benötigt, sondern es werden hierfür

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auf besonders einfache Weise bereits vorhandene Energien ausgenutzt, die normalerweise verlorene Energien darstellen. In einer Kompressoranlage für ein gasförmiges Medium muß die bei der Kompression entstehende Wärme abgeführt werden, was über einen Kühlventilator erfolgt, welcher entweder das bei der Verdichtung verwendete erhitzte Kreislaufmedium, normalerweise öl, oder das erhitzte komprimierte gasförmige Medium selbst kühlt· Bei der vorliegenden Erfindung werden somit sowohl die ohnehin bei der Kompression erzeugte Wärme als auch der ohnehin vorhandene Kompressorventilator für die Luftbefeuchtung ausgenutzt. Hierdurch ergibt sich auch eine Verringerung des apparativen Aufwands, zumal der bisher erforderliche separate Ventilator zum Einblasen der befeuchteten Luft in den Raum entfällt, da dessen Aufgabe von dem vorhandenen Kompressorventilator selbst mitübernommen wird. Ein weiterer sichausder Erfindung ergebender Vorteil liegt darin, daß infolge der vorgenommenen Abführung eines Teils der in der Kompressoranlage erzeugten Kompressionswärme zum Zwecke der Wasserverdampfung anschließend nicht mehr eine so große Kompressionswärmemenge wie bisher durch den Ventilatorkühler der Kompressoranlage abgeführt zu werden braucht. Der Ventilatorkühler kann somit auch kleiner gebaut werden, was ferner eine gegenüber seiner bisherigen Ausführung verringerte Antriebsleistung des Ventilators ermöglicht·

Die Vorzüge der Erfindung kommen in besonders starkem Maße im Falle des Vorhandenseins von Schraubenkompressoranlagen oder Kolbenkpmpressoranlagen, vornehmlich zur Verdichtung von Luft, zur Geltung. Derartige Kompressoranlagen erzeugen infolge ihrer zumeist hohen Kompressionsleistung entsprechend große Verdichtungswärmemengen, welche durch die Erfindung besondere nutzbringend ausgenutzt werden, so daß dabei immer eine sichere Wasserverdampfung gewährleistet ist, wobei der erzeugte Wasserdampf durch den Kühlerventilator sicher in den Raum hineinbefördert wird·

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Luftbefeuchtung, insbesondere für Arbeitsräume, mit einer Ein-

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richtung zum Verdampfen von Wasser und einem Ventilator zum Einblasen des Wasserdampfs in den Raum ist in dem Fall, wenn in dem Raum oder zumindest in der Nähe dieses eine Verdichteranlage für ein gasförmiges Medium mit einem Kühlventilator angeordnet ist, erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserverdampfungs-Einrichtung einerseits von einem aus dem Verdichter ausgetretenen heißen Medium durchsetzt wird, welches in Warmeaustauschkontakt mit dem Wasser steht, und andererseits von einem Luftstrom durchsetzt wird, welcher in Aufnahmekontakt mit dem verdampftem Wasser steht und von dem Kühlventilator in den Raum befördert wird.

Die Wasserverdampfungs-Einrichtung kann dabei erfindungsgemäß im Ansaugbereich oder auch im Druckbereich des Kühlventilators angeordnet sein. Diese Ausführungsformen eignen sich insbesondere für Kompressoranlagen mit freier Luftaustrittsseite oder für verkleidete Kompressoren mit Verkleidungsausschnitt für Warmluftaustritt. Bei Kompressoranlagen mit KühlVentilatorschacht ist die Wasserverdampfungseinrichtung mit Vorteil am Schachtauslaß angeordnet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht mit besonders einfachen Mitteln eine wirtschaftliche Durchfuhrung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.

Eine in der Praxis besonders zweckmäßige Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserverdampfungs-Einrichtung ein horizontal angeordnetes Gehäuse, vorzugsweise mit flachem Vertikalquerschnitt, aufweist, welches durch eine horizontale wärmeleitende Trennwand in eine obere und eine untere Kammer aufgeteilt ist, wobei die untere Kammer von dem aus dem Verdichter ausgetretenen heißen Kreislauföl oder heißen komprimierten gasförmigen Medium durchsetzt wird, und wobei sich am Boden der oberen Kammer das zu verdampfende Wasser befindet und zwei einander gegenüberliegende Seitenwände oder oberen Kammer für den Durchtritt des zu befeuchtenden Luftstroms durchbrochen sind. Dabei ergibt sich bei der bevorzugten flachen Ausbildung des Gehäuses der Wasserverdampfungseinrichtung eine entsprechend große Verdampfungsfläche der wärmeleitenden Trennwand und somit eine besonders gute Wasserverdampfung.

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Dabei ist mit Vorteil der Wasserzulauf in die obere Kammer in Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit im Raum regelbar, wobei zum Bodenbereich der oberen Kammer eine Wasserzuführleitung mit einem hygrostat-gesteuerten Magnetventil hin verläuft· Vorteilhafterweise ist die Wasserstandshöhe am Boden der oberen Kammer auf einen Wert von vorzugsweise 2 bis 3 mm mittels eines Schwimmers oder Wasserstandsbegrenzers begrenzbar, welcher sich am Austrittsende der Wasserzuführleitung in einer mit dem Bodenbereich der oberen Kammer in offener Verbindung stehenden Nebenkammer befindet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Luftbefeuchtungsvorrichtung im schematisierten Aufriß und

Fig. 2 eine in der erfindungsgemäßen Luftbefeuchtungsvorrichtung gemäß Fig. 1 verwendete Wasserverdampfungseinrichtung im vergrößerten Detail in teilweise aufgeschnittener Stirnansicht·

Die in den Zeichnungen dargestellte erfindungsgemäße Luftbefeuchtungseinrichtung ist einer Schraubenkompressoranlage zur Verdichtung von Luft zugeordnet, welche sich in einem zu befeuchtenden Arbeitsraum befindet·

In der Zeichnung sind jedoch im wesentlichen sämtliche Teile der Schraubenkompressoranlage, welche ni&t unmittelbar mit der erfindungsgemäßen Luftbefeuchtungseinrichtung zusammenwirken, der besseren Übersichtlichkeit halber fortgelassen. Dies bezieht sich vor allem auf den Schraubenkompressor selbst.

Bei dem im vorliegenden Fall verwendeten Schraubenkompressor handelt es sich um einen sogenannten ölüberfluteten Kompressor, bei welchem zusammen mit der zu verdichtenden Luft als Schmier-, Ab-

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dicht- und Kühlmittel öl in den Arbeitsraum des Kompressors eingegeben wird, welches nach beendeter Kompression wieder aus der komprimierten Luft abgeschieden und im Kreislauf zum Kompressoreinlaß zurückgeführt wird. Während der Kompression der Luft im Arbeitsraum des Kompressors erhitzt sich das Öl infolge der in der komprimierten Luft entstehenden Kompressionswärme. Die im öl enthaltene Kompressionswärme muß vor Rückführung dieses zum Kompressoreinlaß aus dem öl entfernt werden. Dies erfolgt normalerweise mittels eines Ventilatorkühlers·

Gemäß Fig. 1 strömt das vom Kompressor kommende heiße öl mit einer Temperatur von etwa 9O⁰C (wie durch Pfeil 1 angedeutet) durch eine Ölvorlaufleitung zu einem mittels eines Ventilators 3 gekühlten Kühler 4-, durchströmt diesen unter Wärmeabgabe und strömt anschließend durch eine ölrüeklaufleitung 5 (wie durch Pfeil 6 angedeutet) zum Kompressoreinlaß zurück· Erfindungsgemäß ist in der ölvorlaufleitung 2 im Ansaugbereich des Ventilators 3 eine Wasserverdampfungseinrichtung 7 angeordnet· Die Wasserverdampfungseinrichtung 7 weist ein horizontal angeordnetes Gehäuse 8 mit vorzugsweise flachem Vertikalquerschnitt auf, welches im vergrößerten Detail in teilweise geschnittener Stirnansicht (in Richtung des Pfeils 9 gesehen) in Fig. 2 dargestellt ist·

Der Innenraum des Gehäuses 8 ist durch eine horizontale wärmeleitende Trennwand 10 in eine obere 11 und eine untere 12 Kammer aufgeteilt. Die untere Kammer 12 wird von dem aus dem Kompressor ausgetretenen heißen Kreislauföl durchsetzt, welches in die Kammer 12 durch ein Einlaßende 2a der ölvorlaufleitung 2 eintritt und diese durch ein Auelaßende 2b der Leitung 2 wieder verläßt. Es ist besondere darauf hinzuweisen, daß die untere Kammer 12 abgesehen von der öleinlaßöffnung und der ölauslaßöffnung allseitig verschlossen ist und insbesondere auch abdichtende Stirnwände 13 aufweist· Beim Durchtritt des Öls durch die untere Kammer steht dieses in ständigem Wärmeleitkontakt mit der wärmeleitenden Trennwand 10, welche somit vom öl aufgeheizt wird·

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Am Boden der oberen Kammer 11, welcher durch die aufgeheizte Trennwand 10 gebildet wird, befindet sich bei arbeitender Wasserverdampfungseinrichtung 7 Wasser 14- mit einer Wasserstandshöhe h von vorzugsweise 2 bis 3 mm. Die beiden einander gegenüberliegenden Stirnwände 13 des Gehäuses 8 sind im Bereich der oberen Kammer/praktisch vollkommen durchbrochen, wobei sie lediglich im Bereich des Wassers 14 etwas über dessen Füllstandshöhe h hinausgehen. Somit ist es möglich, daß der durch den Ventilator 3 angesaugte Luftstrom gemäß Pfeil 9 in die obere Kammer 11 der Wasserverdampf ungseinrichtung 7 eintritt und die Kammer 11 durchströmt, wobei diese Luftströmung das an der heißen Trennwand 10 verdampfte Wasser, d.h. den Wasserdampf, mitnimmt und somit befeuchtet ist· Der so befeuchtete Luftstrom wird nach Austritt aus der oberen Kammer 11 gemäß Pfeil 15 durch den Ventilator 3 in den zu befeuchtenden Raum hineingedrückt·

Der Ordnung halber sei noch besonders darauf hingewiesen, daß die obere Kammer 11 selbstverständlich an ihrer Oberseite eine dichte Abdeckung 16 aufweist, so daß die vorstehend beschriebene Luftströmung in Richtung der Pfeile 9 bzw· 15 durch die obere Kammer 11 hindurch mit Sicherheit gewährleistet ist.

Der Wasserzulauf in die obere Kammer 11 ist in Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit im Raum regelbar. Hierzu verläuft zum Bodenbereich der oberen Kammer 11 hin eine Wasserzuführleitung 17j durch welche das zu verdampfende Wasser gemäß Pfeil 18 zur Wasserverdampfungeeinrichtung 7 hin strömt. In der Wassersuführleitung 17 befindet sich ein Magnetventil 19» welches über eine Steuerleitung 20 mittels eines in dem zu befeuchtenden Raum angebrachten Hygrostaten 21 steuerbar ist.

Die Wasserstandshöhe h am Boden der oberen Kammer 11 wird auf den bereits erwähnten Wert von vorzugsweise 2 bis 3 nun mittels eines Schwimmers 22 begrenzt. Der Schwimmer 22 ist am Austrittsende der Wasserzuführleitung 17 in der Wasserverdampfungseinrichtung 7 angeordnet. Damit der Schwimmer 22 nicht durch den durch

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die obere Kammer 11 hindurchtretenden Luftstrom gestört wird, befindet sich das Austrittsende der Wasserzuführleitung 17 in einem besonderen seitlich am Gehäuse 8 angebrachten Nebengehäuse 23, welches in seinem unteren Bereich mit der oberen Kammer 11 in offener Verbindung steht, so daß im Innenraum des Nebengehäuses 23 die gleiche Füllstandshöhe h des Wassers herrscht wie in der oberen Kammer 11. Wird nun die für eine wirksame Wasserverdampfung bevorzugte Füllstandshöhe h von etwa 2 bis 3 nun überschritten, so bewirkt ein weiteres Ansteigen des in einem Drahtkäfig 24 seitlich geführten Schwimmers/schließlich ein Absperren des Auslaßendes der Wasserzuführleitung 17·

Wenn die Luftfeuchtigkeit in dem zu befeuchtenden Raum den gewünschten Wert erreicht hat, schließt das hygrostat-gesteuerte Nagnetventil 19, so daß kein Wasser zur Wasserverdampfungseinrichtung 7 zugeführt wird. Dann befindet sich oberhalb der wärmeleitenden Trennwand 10 zwar kein Wasser mehr, jedoch wird in diesem Fall die von dem heißen Ul in der unteren Kammer 12 erhitzte Trennwand 10 einfach durch den Luftstrom (gemäß Pfeil 9) gekühlt. Dieser Luftstrom durchsetzt nämlich bei laufendem Ventilator 3 die obere Kammer 11 auch dann, wenn sich an ihrem Boden kein Wasser befindet·

Die erfindungsgemfiße Luftbefeuchtungevorrichtung ist besonders einfach aufgebaut, und zu ihrem Betreiben werden auf besondere vorteilhafte Weise Energien auegenutzt, die ohnehin bei der Kompressoranlage vorhanden sind bzw· abgeführt werden müssen. Apparativ besteht die erfindungsgemäße Luftbefeuchtungseinrichtung einfach aus der Wasserverdampfungseinrichtung 7, welche gemäß der Erfindung lediglich an einer ganz bestimmten Stelle der Kompressoranlage angeordnet zu werden braucht: nämlich mit ihrer unteren Kammer 12 in der öl vorlauf leitung 12 und ihrer oberen Kammer 11 in dem durch den Kühlerventilator 3 erzeugten Luftstrom.

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Claims

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Ansprüche

1.y Verfahren zur Luftbefeuchtung, insbesondere für Arbeitsräume, bei welchem Wasser durch Erhitzen verdampft und der erzeugte Wasserdampf mittels eines Ventilators in den Raum eingeblasen wird, wobei sich in dem zu befeuchtenden Raum oder zumindest in dessen Nähe eine Verdichteranlage für ein gasförmiges Medium mit einem Kühlventilator befindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdampfen des Wassers durch Wärmeenergie der durch den Verdichter hindurchgesetzten heißen Medien und das Einblasen des Wasserdampfs in den Raum durch den Luftstrom des Kühlventilators erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daßdas Verdampfen des Wassers durch ein aus dem Verdichter austretendes Kreislauf medium, insbesondere öl, erfolgt.

3· Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daßdas Verdampfen des Wassers durch das aus dem Verdichter austretende komprimierte gasförmige Medium, insbesondere Druckluft, selbst erfolgt·

4·. Vorrichtung zur Durchführung dee Verfahrens zur Luftbefeuchtung, insbesondere für Arbeitsräume, nach einem der Ansprüche 1 bis 3« nit einer Einrichtung sun Verdampfen von Wasser und einem Ventilator sub Einblasen des Wasserdampfs in den Raum, wobei in dem Baum oder zumindest in der Nähe dieses eine Verdichteranlage für ein gasförmiges Medium mit einem Kühlventilator angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserverdampfungseinrichtung (7) einerseits von einem aus dem Verdichter ausgetretenen heißen Medium durchsetzt wird, welches in Wärmeaustausohkontakt mit dem Wasser (14·) steht, und andererseits von einem Luftstrom durchsetzt wird,,

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ORIGINAL INSPECTED

welcher in Aufnahmekontakt mit dem verdampften Wasser steht und von dem Kühlventilator ($) in den Raum befördert wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserverdampfungseinrichtung (7) im Ansaugbereich des Kühlventilators (3) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserverdampfungseinrichtung im Druckbereich des Kühlventilators angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4-, mit einem Kühlventilatorschacht, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserverdampfungseinrichtung am Schachtauslaß angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4- bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserverdampfungseinrichtung (7) ein horizontal angeordnetes Gehäuse (8), vorzugsweise mit flachem Vertikalquerschnitt, aufweist, welches durch eine horizontale wärmeleitende Trennwand (10) in eine obere (11) und eine untere (12) Kammer aufgeteilt ist, wobei die untere Kammer (12) von dem aus dem Verdichter ausgetretenen heißen Kreislauföl oder heißen komprimierten gasförmigen Medium durchsetzt wird, und wobei sich am Boden der oberen Kammer (11) das zu verdampfende Wasser (14) befindet und zwei einander gegenüberliegende Seitenwände (13) der oberen Kammer (11) für den Durchtritt des zu befeuchtenden Luftstroms durchbrochen sind.

9· Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserzulauf in die obere Kammer (11) in Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit im Raum regelbar ist, wobei zum Bodenbereich der oberen Kammer (11) eine Wasserzuführleitung (17) mit einem hygrostat-gesteuerten Magnetventil (19) hin verläuft.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9» dadurch gekennzeichnet,

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daß die Wasserstandshöhe (h) am Boden der oberen Kammer (11) auf einen Wert von vorzugsweise 2 bis 3 mm mittels eines Schwimmers (22) oder Wasserstandsbegrenzers begrenzbar ist, welcher sich am Austrittsende der Wasserzuführleitung (17) in einer mit dem Boden-bereich der oberen Kammer (11) in offener Verbindung stehenden Nebenkammer (23) befindet.

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