DE2844935A1 - Verfahren und anlage zur klimatisierenden behandlung von raumluft unter verwendung von solarenergie - Google Patents

Verfahren und anlage zur klimatisierenden behandlung von raumluft unter verwendung von solarenergie

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Description

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MIDLAND-ROSS CORPORATION, 55, Public Square, Cleveland,
Ohio 44113, USA
Verfahren und Anlage zur klimatisierenden Behandlung von Raumluft unter Verwendung von Solarenergie
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anlage zur klimatisierenden Behandlung von Raumluft unter Verwendung von Solarenergie.
Bei bekannten Anlagen der gattungsgemäßen Art (US-PS 2 030 350 und 2 221 971) wird von einem geschlossenen Absorptions-Kühlkreis Gebrauch gemacht, in dem sich Solarkollektoren befinden, die die Wärmeleistung für den konzentrationsbildenden Teil des Absorptions-Kühlsystems ergeben. Derartige Anlagen erfordern hohe Betriebstemperatüren für den Solarstromkollektor und werden somit in ihrem Betrieb durch eine geringe Erwärmungsmöglichkeit seitens der Kollektoren stark behindert.
Es sind andere Anlagen bekannt (US-PS 2 257 485 und 4 011 731), die ein offenes Absorptionssystem für die Entfeuchtung klimatisierter Luft verwenden und bei denen Solarwärmekollektoren eingesetzt werden, und zwar für denjenigen Teil des konzentratbildenden Aggregates, das die Wärme im Wege indirekter Wärmeaustauschung empfängt.
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Diese Systeme benutzen eine konventionelle Kühlung oder solarenergiebetriebene geschlossene Absorptions-Kühlkreise, um Wärme aus der klimatisierten Luft zu entfernen.
Bei weiteren bekannten Systemen (US-PS 3 247 679, 3 401 und 3 488 971) wird ein offenes Absorptionssystem für den Feuchtigkeitsentzug der klimatisierten Luft eingesetzt, in dem Wärmepumpen sowohl die Wärmeleistung für das konzentrationsbildende Aggregat sowie für die Kühlung zur Entfernung von Wärme aus der Luft ergeben. Diese Anlagen benutzen keine Solarenergie für die Wärmeleistung des konzentrationsbildenden Aggregates.
Die vorstehend genannten Anlagen sehen in einigen Fällen eine Wärmespeicherung für die gesammelte Solarenergie für den Betrieb während nächtlicher Phasen oder wolkiger Tage vor, aber diese Speichersysteme speichern bezeichnenderweise Energie auf einer Basis fühlbarer Wärme, d.h. lediglich durch Erhöhung der Temperatur der Flüssigkeit im Speicher, welche Flüssigkeit normalerweise Wasser oder eine Frostschutzlösung ist. Andere der vorstehend erwähnten Anlagen beinhalten überhaupt keine Energiespeicherung, so daß die Kühlung während nächtlicher Phasen oder an wolkigen Tagen durch Hilfseinrichtungen durchgeführt werden muß.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugründe, ein Verfahren sowie eine Anlage der gattungsgemäßen Art zu schaffen, das bzw. die über das ganze Jahr hinweg je nach saisonalem Erfordernis sowohl das Erwärmen wie das Kühlen der Raumluft unter Ausnutzung der Solarenergie als primärer Energiequelle durchführen kann.
Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil jeweils des Haupt-Verfahrensanspruches und des Haupt-Anlagenanspruches. Dem Wesen nach besteht die
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Erfindung darin, daß eine hygroskopische Flüssigkeit durch einen Solarwarmekollektor zirkuliert, in welchem Kreislauf ein Speicher vorgesehen ist, so daß genug Wärme angesammelt werden kann, um ausreichend Energie für entweder den Feuchtigkeitsentzug, das adiabatische Kühlen der Luft und das Konzentrieren der hygroskopischen Flüssigkeit im Sommerbetrieb, oder aber das Erwärmen der Luft im Winter zur Verfugung zu haben. Geschaffen wird dabei eine klimatisierende Raumluftbehandlung unter Verwendung der Solarenergie mit der Fähigkeit, Kühlkapazität in der Form einer konzentrierten wässerigen hygroskopischen Lösung zu speichern, woraus sich ein sehr viel größeres Kühlenergiespeicherpotential pro VoLumeneinheit und pro Kosteneinheit des Energiespeichers ergibt, als sich bislang hat erreichen lassen, und wodurch die Menge an hilfsweise zuzuführender Energie für die Betriebsweise während nächtlicher oder ausgedehnter wolkiger Perioden oder Perioden, in denen die_Umgebungstemperatur geringer ist als die Raumtemperaturen, erheblich reduziert ist.
Geschaffen ist des weiteren eine Anlage für die klimatisierende Raumluftbehandlung unter Verwendung eines Solarwärmekollektors, durch den eine wässerige hygroskopische Flüssigkeit zirkuliert und dann in Wärmeaustauschlage mit der zu behandelnden Luft gepumpt wird, und zwar dies sowohl in der kühlenden wie in der wärmenden Betriebsweise der Anlage, was zu einer erheblich verbesserten Wirksamkeit und einem gesteigerten Wirkungsgrad in der Verwendung der Solarenergie führt und auch den Aufbau der Anlage einfach und deren Herstellungskosten gering hält.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Anlage zu dessen Durchführung beinhalten eine Absorption in offenem Kreis mit dem wesentlichen Merkmal der Fähigkeit, Energie in einer hygroskopischen Flüssigkeit nicht nur durch das Ab-
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sorbieren fühlbarer Wärme, sondern durch das Absorbieren großer Wärmemengen, die das Konzentrieren der Lösung und das Ausbringen von V/asser hervorrufen. Die Erfindung beinhaltet ferner die Verwendung der konzentrierten hygroskopischen Flüssigkeit für den Feuchtigkeitsentzug der zu klimatisierenden Luft derart, daß es möglich ist, eine im wesentlichen adiabatische Kühlung zu erreichen und dann das adiabatiscte Kühlen der Luft durch das Verdampfen von Wasser zu erreichen, die aus der Injektion einer Wasserdispersion in einen Strom der Luft resultiert. Kurz gesagt wird also die konzentrierte hygroskopische Lösung dazu benutzt, die Luft zu trocknen und die Luft wird dann adiabatisch in der Wasserdispersion gekühlt, ohne daß eine Kühleinrichtung vorhanden wäre, jedoch unter Ausnutzung der Solarenergie als primärer Energiequelle.
Die Anlage beinhaltet ein oder mehrere Solarkollektoren für das direkte Erwärmen der v/ässerigen hygroskopischen Lösung, die im Kreislauf mit einem Speicher steht. Ein wesentlicher Teil der Anlage ist dabei das Gerät für die Konzentrationsbildung der Lösung, das bezüglich des genannten Kreislaufs so ausgestaltet ist, daß zumindest ein Teil der Lösung, die vom Solarenergiekollektor zum Speicher läuft, abgezogen wird, woraufhin dann eine feinverteilte Dispersion der abgezogenen hygroskopischen Flüssigkeit gebildet wird, durch die ein starker Strom von Umgebungsluft geleitet wird, die so konzentrierte Flüssigkeit dann gesammelt und in den Speicher oder einen entsprechenden Abschnitt des Kreislaufs zurückgeführt wird. Auf diese Weise absorbiert der Energiegehalt der Flüssigkeit im Speicher nicht nur merklich Wärme, sondern gewinnt zugleich ein erhebliches WasserabsorptionsvermÖgen durch den Verlust von Wasser im konzentrationsbildenden Gerät.
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Zur klimatisierenden Behandlung der Luft ist ein eigentliches Luftbehandlungsgerät vorgesehen, in das die zu behandelnde Luft eingebracht wird, in dem die Luft entweder gekühlt oder erwärmt wird und von dem aus sie in den zu klimatisierenden Raum zurückgegeben wird. Der Lufteinlaß dieses Gerätes kann zur freien Atmosphäre führen. Vorzugsweise hat das eigentliche Luftbehandlungsgerät seinen Einlaß jedoch mit dem zu klimatisierenden Raum als Luftquelle in Verbindung. Im Kühlbetrieb der Anlage, wie er während des Sommers praktiziert wird, wird die Luft zunächst dadurch entfeuchtet, daß sie in Kontakt mit einer Luftdispersion der hygroskopischen Lösung gebracht wird. Das Kühlen der Entfeuchtungskammer wird zweckmäßig durch Verwendung eines Wärmetauschers erreicht, durch den ein Kühlmittel fließt, wie beispielsweise Wasser von einem Kühlturm, Flußwasser oder Quellwasser. Die relativ trockene Luft, die von diesem Feuchtigkeitsentzug kommt, wird dann in einer adiabatischen Kühlkammer gekühlt.
Im Erwärmungsbetrieb, also während des Winters, läuft die wässerige hygroskopische Lösung durch den Solarenergiekollektor und wird direkt zum Speicher zurückgeführt, ohne durch das Gerät zur Konzentrationsbildung zu laufen. Der Speicher wirkt einfach als Wärmespeicher für nächtliche Perioden und wolkige Tage. Die erwärmte Lösung wird vom Speicher durch eine Wärmschlange im eigentlichen Luftbehandlungsgerät gepumpt, durch die die zu klimatisierende Luft auf die gewünschte Temperatur erwärmt wird. Die Lösung wird dann von dieser Schlange zum Speicher zurückgeführt.
Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 eine Anlage gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung, g09816/1010
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Fig. 2 ein Dampf-Temperatur-Kurvendiagramm mit Illustration der Arbeitsweise der Anlage nach Fig. 1 beim Kühlen und bei der Feuchtigkeitssteuerung der Luft,
Fig. 3 die schematisierte Teilansicht eines gegenüber demjenigen in Fig. 1 abgewandelten eigentlichen Luftbehandlungsgerätes,
Fig. 4 das Gerät nach Fig. 3 in Kombination mit einem Kühlturm und einem Kühlwasserspeicher.
Fig. 1 zeigt eine Anlage gemäß der Erfindung, bei der Solarenergie für die klimatisierende Behandlung von Luft eingesetzt wird, die dann in einen klimatisierten Raum 5 gebracht wird. Die Anlage kann als in mehrere Zonen unterteilt angesehen werden. Die Zone A beinhaltet die Sammlung und Speicherung von Solarenergie. Die Zone B beinhaltet die Konzentrationsbildung für die hygroskopische Lösung. Die Zone C beinhaltet den Feuchtigkeitsentzug der zu behandelnden Luft und deren Kühlung während des Sommerbetriebes. Die Zone D beinhaltet die Erwärmung der zu klimatisierenden Luft während des Winterbetriebes. Die Zone E beinhaltet die adiabatische Kühlung der Luft während des Sommerbetriebes.
Die Einrichtung in der Zone A beinhaltet einen Solarenergiekollektor 6, einen Speicher 7, eine Leitung 8, die den Auslaß des Speichers mit dem Einlaßende des sinusförmigen, flüssigkeitsführenden Rohres 9 des Kollektors verbindet, eine Leitung 10, die das Auslaßende des Rohres 9 mit einem Einlaß 11 des Speichers verbindet. Die vorstehend genannten Teile sind in einem Kreislauf angeordnet, durch den eine in die Leitung 8 nahe dem Speicherauslaß eingeschaltete
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Pumpe 11 kontinuierlich eine Flüssigkeit zirkulieren lassen. Der gezeigte Kreislauf beinhaltet ferner eine Nebenschlußleitung 15, die die Leitungen 8 und 10 benachbart dem Kollektor 6 verbindet, ein Dreiwegesteuerventil 16, das an der Verbindung der Leitungen 8 und 15 sitzt, sowie ein Heizgerät 17, das in der Leitung 10 stromabwärts benachbart der Verbindung der Leitungen 15 und sitzt. Die Teile 15, 16 und 17 werden zu Zeiten eingesetzt, wenn die Sonnenstrahlung nicht ausreicht, die Arbeitsweise des Kollektors 6 in ausreichendem Maß aufrechtzuerhalten. Demzufolge kann die Anlage durch Einbringung einer Leistung durch das Heizgerät 17 betrieben werden, wobei das Dreiwegeventil 16 sich in einer Stellung befindet, in der Flüssigkeit durch die Nebenschlußleitung 15 und nicht durch den Kollektor fließt. Die in der Zone A im Kreislauf zirkulierende Flüssigkeit ist eine hygroskopische Lösung und kann irgendeine der Halogenidlösungen sein, wie sie üblicherweise für die Reduktion der Luftfeuchtigkeit benutzt werden. Eine Calciumchlorid-Lösung wird im Hinblick auf ihre niedrigen Kosten bevorzugt.
Die Zone B beinhaltet ein Gerät 20 zur Konzentrationsbildung, mit welchem die Konzentration des in der Flüssigkeit 21 der Zone a gelösten Materials auf ein solches Maß gesteigert werden kann, daß die Luftentfeuchtung und die adiabatische Kühlung in den Zonen C und E in gewünschtem Ausmaß durchgeführt werden können. Das Gerät 20 beinhaltet ein Gehäuse 21 mit einer Sprüheinrichtung 22, eine Kammer 23 für den Kontakt einer Flüssigkeitsdispersion mit Luft, einen Sumpf 24 sowie eine Luftpumpe 25, deren Einlaß in der Umgebungsluft liegt. Die hygroskopische Lösung wird durch die Sprüheinrichtung 22 ausgesprüht. Ein Teil ihres Wassers geht dabei an die von der Luftpumpe durch die Kammer 23 getriebene Luft. Die so mit Feuchtigkeit beladene Luft wird durch eine Öffnung 26 ausgetrieben. Zuvor durchläuft sie einen Feuchtigkeit entziehenden Filter
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Die hygroskopische Lösung wird der Sprühvorrichtung 22 In relativ verdünntem Zustand durch eine Leitung 28 zugeführt, die sich zu dem Gerät 20 für die Konzentrationsbildung ausgehend von einem Steuerventil 29 erstreckt, das in der Leitung 10 sitzt. Während des Sommerbetriebes ist das Dreiwegeventil 29 auf Einstellungen eingestellt, die die Menge an Flüssigkeit, die stromabwärts vom Ventil 29 durch die Leitung 10 strömt, reduziert und die Flüssigkeitsmenge, die durch die Leitung 28 zu dem konzentrationsbildenden Gerät 20 strömt, erhöhen. Die Flüssigkeit wird von dem konzentrationsbildenden Gerät 20 zum Kreislauf der Zone A über eine Leitung 31 zurückgeführt, die sich mit einer Leitung 32 verbindet, die direkt an den Speicher angeschlossen ist.
Die Zonen C, D und E beinhalten Abschnitte des eigentlichen Luftbehandlungsgerätes 35. Die Zone C beinhaltet den Absorberbereich des Gerätes 35, in welchem ein' Luftstrom, der durch eine Leitung 36 in den Einlaß 37 des Gerätes eingesaugt wird, Feuchtigkeit entzogen wird. In der Zone C ist Luftgebläse 38 gezeigt, das die Luft durch das gesamte Gerät treibt. Die Luft strömt stromabwärts durch eine Sprühvorrichtung 39, die eine feine Dispersion rezirkulierter hygroskopischer Lösung schafft, die ihr über eine Pumpe 43 und eine Leitung 44 von einem Sumpf 42 zugeführt wird. Konzentrierte hygroskopische Lösung wird dem Sumpf 42 dabei über eine Leitung 46 und ein Ventil 47 zugeführt, das die Leitung 46 mit der Leitung 8 des Kreislaufs in der Zone A verbindet. Die Lösung wird dem Kreislauf, d.h. dem Speicher 7, durch eine Überströmeinrichtung 48 und die rückführende Leitung 32 zugeführt. Das Ventil 47 wird so eingestellt, daß das Ausmaß an Lösungskonzentration im Sumpf 42 und in der Sprüheinrichtung 39 erreicht wird, das dort zur Steuerung des gewünschten Ausmaßes des Feuchtigkeitsentzuges aus der zu klimatisierenden Luft benötigt
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Der Bereich des eigentlichen Luftbehandlungsgerätes 35, der in der Zone E liegt, wird simultan mit dem Feuchtigkeitsentzug der Zone C im Sommerbetrieb eingesetzt. Das Ausmaß des Feuchtigkeitsentsuges, das in der Zone C erreicht wird, bestimmt in dem Luftstrom, der in die Zone E weitergeleitet wird, das Potential für die adiabatische Kühlung. Die Zone E beinhaltet eine Sprühvorrichtung 51 sowie einen Sumpf 52, der mit der Sprühvorrichtung über eine Rezirkulierpumpe 53 und eine Leitung 54 verbunden ist. Eine feine Wasserdispersion, die von der Sprühvorrichtung 51 abgegeben wird, geht durch den Luftstrom, der seinerseits die adiabatische Kühlkammer 55 ausgehend von einer Heizkarnmer 56 durchquert. Dio Luft durchquert dann den Auslaß 57 des Gerätes 35 und die Leitung 58 und tritt in den zu klimatisierenden Raum 5 ein. Die Steuerung der Einrichtungen in den Zonen C und E, um die gewünschte Temperatur und Feuchtigkeit in der Luft zu erreichen, die in den klimatisierten Raum 5 abgegeben wird, geschieht durch Variieren des Ausmaßes des Feuchtigkeitsentzuges und durch Variieren des Ausmaßes der adiabatischen Kühlung im Zusammenhang mit der gewünschten Befeuchtung der Luft.
Die Zone D ist primär in Betrieb, wenn die Zonen C und E während der Winterzeit nicht in Betrieb sind. Es ist darauf zu verweisen, daß die zu behandelnde Luft von der Zone C des Behandlungsgerätes 35 zunächst in die Zone D strömt, d.h. in die Heizkammer, die eine Wärmeaustauscherschlange 64 beinhaltet, die stromabwärts von einem feuch— tigkeitsentziehenden Filter 65 liegt. Die Wärmeaus tauscherschlange 64 ist dabei mit einem relativ warmen Abschnitt des Kreislaufes der Zone A über eine Leitung 66 verbunden, die in einem Dreiwegesteuerventil 67 beginnt, das in der Leitung 10 des Kreislaufes sitzt. Die Leitung 66 kann somit die; heißere Flüssigkeit des Kreislaufes der Zone A erhalten, in dem sie stromabwärtig in dem Kreislauf vom
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Heizgerät 17 bzw. dem Auslaßende 68 des Kollektorrohres 9 sitzt. Flüssigkeit vom kühleren Ende der Wärmeaustauscherschlange 64 wird durch die Leitung 69 und die Leitung 32 zum Speicher 7 zurückgeführt.
Fig. 2 zeigt in Art eines Kurvendiagrarnmes einen typischen Verfahrensablauf in einer Anlage nach Fig. 1. Die aus dem klimatisierten Raum 5 rückkehrende Luft mit den Zustandswerten entsprechend Punkt M im Diagramm tritt in den Absorber in der Zone C mit 80 F Trockenwärmetemperatur, 68°F Naßwärmetemperatur und 84 grains pro pound (12 g pro kg) absolute Feuchtigkeit. Die Luft verläßt den Absorber in der Zone C entsprechend Punkt N der Karte bei 83 F Trockenwärmetemperatur, 62 F Naßwärmetemperatur und 50 grains pro pound (7 g pro kg) absolute Feuchtigkeit. Der
Wärmeverlust der Luft, die von 68°F auf 62°F Naßwärmetemperatur abgekühlt wird, wird vom Kühlmittel absorbiert, das sich im Inneren der Schlange 75 des Absorbers befindet. Die Kühlmitteltemperatur, die erforderlich ist, um dies durchführen zu können, liegt typischerweise zwischen 70 und 75 F am Einlaßstutzen der Schlange. Das Kühlmittel kommt von jeder beliebigen Quelle, beispielsweise einem Speicher 76. Nach dem Feuchtigkeitsentzug und der Absenkung der Naßwärmetemperatur tritt die Luft in die Zone C ein, wo die adiabatische Kühlung und Anfeuchtung stattfindet. Es findet hier eine Kühlung durch Verdampfung auf 64°F Trockenwärmetemperatur, 62°F Naßwärmetemperafcur und 80 grains pro pound (11,4 g pro kg) absolute Feuchtigkeit, entsprechend Punkt P des Diagrammes. Diese durch Verdampfung gekühlte Luft wird dann in den Raum 5 gefördert.
Fig. 3 zeigt eine eigentliche Luftbehandlungseinrichtung 80, die gegenüber der Luftbehandlungseinrichtung 35 der Fig. 1 abgewandelt ist. In der Einrichtung 80 ist die Kühlschlange 75 der Einrichtung nach Fig. 1 ersetzt worden durch eine Kontaktfläche 86, die gelochtes Fasermaterial
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beinhaltet, sowie ferner durch einen Wärmetauscher 87. Die hygroskopische Flüssigkeit aus dem Sumpf 42a der Einrichtung wird mittels o.iner Pumpe 43a durch den Wärmetauscher 87 getrieben und in ihm durch eine Kühlquelle gekühlt. Die gekühlte Lösung wird dann über die Kontaktfläche 86 verteilt, wo ihr Feuchtigkeit entzogen wird und die Naßwärmetemperatur der Luft durch direkten Kontakt reduziert wird. Es kann im wesentlichen die gleiche Verfahrensdurchführung bei der Anordnung nach Fig. 3 erreicht werden wie bei Einsatz der Kühlschlange 75 im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. In großen Anlagen ist die Verwendung eines Wärmeaustauschers und der Kontaktfläche von Vorteil, da hierdurch die Einrichtungsgröße und die Kosten reduziert werden können. Die verschiedenen Teile der Fig. 3, die mit dem Index a versehen sind, sind in ihrer Funktion ähnlich zu den Teilen, die in Fig. 1 mit den gleichen Bezugsziffern, aber ohne den Index a, gekennzeichnet sind.
Fig. 4 illustriert ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zum Zuführen von Kühlwasser zum Wärmetauscher 87 gemäß Fig. 3 oder zur Kühlschlange 75 im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Das Kühlsystem arbeitet wie folgt: Eine Pumpe 88 wird in Gang gesetzt, wann immer eine Kühlung erforderlich wird und/oder wann immer ein Temperaturfühler 89 anzeigt, daß ein Kühlturm 81 kälteres Wasser zur Verfugung hat als das, was im Kühlwasserspeichertank 90 zur Verfügung steht. Wird eine Kühlung verlangt, wird die Art und Weise des Betriebes über die Ventile 92, 93 und 94 ausgewählt,und zwar wie folgt:
Wird eine Kühlung verlangt, lenkt das Ventil 92 den Kühlwasserstrom zum Wärmetauscher 87 im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 (in Fig. 4 dargestellt) oder zur Kühlschlange 75 im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Ist eine Kühlung erforderlich, zeigt aber der Temperaturfühler 89 an, daß
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das Wasser im Speichertank 90 kälter ist, als vom Kühlturm 91 erzeugt v/erden kann, lenkt das Ventil 93 das Kühlwasser über die Leitungen 95 und 96 am Kühlturm vorbei zurück zum Speichertank 90. Wird eine Kühlung gefordert und zeigt der Temperaturfühler 89 an, daß das vom Kühlturm 91 über die Leitung 95 zurückströmende Wasser kälter ist als das im Speichertank 90 zur Verfügung stehende, lenkt das Ventil 94 den Wasserstrom direkt zum Einlaß der Pumpe 88, so daß jeweils kälteste zur Verfügung stehende Wasser dem eigentlichen Luftbehandlungsgera t zugeführt wird. Wird keine Kühlung verlangt, zeigt aber der Temperaturfühler 89 an, daß der Kühlturm 91 Wasser zur Verfügung hat, das kälter ist als dasjenige im Speichertank 90, lenkt das Ventil 92 das Kühlwasser am Wärmetauscher 87 vorbei zum Ventil 93, und das Ventil 93 führt dieses Kühlwasser dem Kühlturm zu. Das gekühlte Wasser strömt dann vom Kühlturm 91 und das Ventil 94 leitet das gekühlte Wasser in den Tank 90 zurück.
Der Speichertank 90 enthält ein solches Volumen an Kühlwasser, das ausreicht, als Wärmesenker für die Luftbehandlungseinrichtung 35 oder 80 während solcher Perioden des Tages zu wirken, an denen die Naßwärmetemperatur der Außenluft erhöht ist. Konvers hierzu arbeitet der Kühlturm 91 während nächtlicher Perioden, wenn die Naßwärmetemperatur der Außenluft niedrig ist, um das gesamte Wasser des Speichertanks 90 zu kühlen.
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Claims (14)

  1. 28U935
    MIDLAND-ROSS CORPORATION
    f·ei«"·'·■"- Λ
    Dr. O. -^:-1--f
    Patentansprüche
    ( 1.)Verfahren zur klimatisierenden Behandlung von Luft unter Verwendung von Solarenergie, dadurch gekennzeichnet, daß eine hygroskopische Flüssigkeit durch einen Kreislauf getrieben wird, in dem eine Speicherung stattfindet und dem Solarenergie zugeführt wird, und daß der zu behandelnden Luft Feuchtigkeit entzogen wird, indem Flüssigkeit aus dem Kreislauf in einem Strom dieser Luft dispergiert wird und danach dem Kreislauf rückgeführt wird, und daß ferner nach diesem Fuechtigkeitsentzug die Luft adiabatisch gekühlt wird, wobei der Luftstrom hochdispergiertem Wasser ausgesetzt wird, wobei alternativ, wenn eine Erwärmung des Luftstroms gefordert wird, der Feuchtigkeitsentzug und das adiabatische Kühlen unterdrückt werden und der Luftstrom dadurch erwärmt wird, daß erwärmte hygroskopische Flüssigkeit aus dem Kreislauf genommen und dessen Wärme im Austausch an die zu erwärmende Luft abgegeben wird und die Flüssigkeit danach dem Kreislauf an einer Stelle stromabwärts unterhalb der Entnahme für die Erwärmung wieder zugeführt wird, während umgekehrt im Falle des Feuchtigkeitsentzuges und der adiabatischen Kühlung der Abzug der hygroskopischen Flüssigkeit für die Lufterwärmung verhindert wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Feuchtigkeitsentzug ein Kühlen des Luftstromes stattfindet.
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  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß teilweise Flüssigkeit aus dem Kreislauf auf der Wegbahn zwischen der Solarenergiezufuhr und dem Speicher abgezogen wird, die abgezogene Flüssigkeit zu einer feinen Dispersion in Luft umgewandelt wird, der Strom der zu behandelnden Luft durch die Dispersion geleitet wird, um Wasser aus der Flüssigkeit zu entziehen, und daß die dispergierte Flüssigkeit gesammelt und dem Speicher wieder zugeführt wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hygroskopische Flüssigkeit an der Solarenergiezufuhr vorbeigelenkt wird und die Luftbehandlung mit der Wärme durchgeführt wird, die von der in dem Speicher gespeicherten Flüssigkeit genommen wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit an einem Punkt unterhalb der Vorbeileitung an der Solarenergiezufuhr erwärmt wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit in dem Kreislauf an einem Punkt vor den Flüssigkeitsableitungen für die Luftbehandlung oder die Flüssigkeitskonzentrationsbildung erwärmt wird.
  7. 7. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Solarenergiekollektor (6) vorgesehen ist,in dem sich eine Leitung (9) für eine Flüssigkeit befindet, und daß der Kollektor (6) mit einem Speicher (7) über Leitungen und Pumpen (8,10,11) zu einem Kreislauf verbunden ist, in dem eine hygroskopische Flüssigkeit vorgesehen ist, daß ein. Gerät (20) zum Konzentrieren der hygroskopischen Lösung vorgesehen ist, die mit einer zuführenden und einer abführenden Leitung mit dem Kreislauf verbunden ist, und daß ferner-eine Luftbehandlungs-
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    einrichtung (35) vorgesehen ist, die zuführende und abführende Anschlüsse für die zu behandelnde Raumluft aufv/eist, sowie Mittel (38) zum Hindurchtreiben eines Stromes von zu behandelnder Luft, und daß die Einrichtung eine erste Sprüheinrichtung (39) zum Dispergieren der hygroskopischen Flüssigkeit aufv/eist derart, daß eine feinverteilte Dispersion in Kontakt mit dem Strom der zu behandelnden Luft steht, welche Sprüheinrichtung (39) mit dem Kreislauf für die hygroskopische Flüssigkeit verbunden ist, wobei ein Flüssigkeitssammler (42) für die Aufnahme der Dispersion vorgesehen ist, der mit dem Kreislauf stromabwärts der Anknüpfungsstelle der Sprüheinrichtung (39) verbunden ist, daß ferner ein hygroskopische Flüssigkeit führender Wärmetauscher (64) in Wärmeaustauschlage zu dem Strom der zu behandelnden Luft vorgesehen ist, der mit einer zuführenden Leitung mit dem Kreislauf und mit einer rückführenden Leitung mit dem Kreislauf, und zwar stromabwärtig zum Abknüpfungspunkt der zuführenden Leitung, verbunden ist, daß eine adiabatische Kühleinrichtung (55) vorgesehen ist, die eine zweite Sprüheinrichtung (51) aufweist, in der der Strom der zu behandelnden Luft in Kontakt mit feinverteiltem Wasser gebracht ist, wobei die Sprüheinrichtung (51) mit einer Wasserzufuhr verbunden ist, und daß ferner eine Steuereinrichtung (67) vorgesehen ist, mit der selektiv der Wärmetauscher (64) einmal bei arbeitender erster Sprüheinrichtung (39) und ein anderes Mal bei arbeitender zweiter Sprüheinrichtung (51) betätigbar ist.
  8. 8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftbehandlungseinrichtung (35) einlaßseitig eine erste Kammer aufweist, in die der-Luftstrom gelenkt ist und die erste Sprüheinrichtung über Leitungen (44,46) mit dem Kreislauf für die hygroskopische Flüssigkeit verbunden ist und eine Pumpe (14) zur Beschickung der Sprüheinrichtung vorgesehen ist,, v/obei die Flüssigkeit nach Kontakt mit dem Luftstrom stromabwärtig dem Kreislauf
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    über weitere Leitungen (48,32) rückgeführt ist und die Luftbehandlungseinrichtung (35) eine mit der ersten Kammer verbundene zweite Kammer aufweist, die ihrerseits mit einer dritten Kammer verbunden ist, welch letztere Teil deradiabatischen Kühleinrichtung ist, wobei die zweite Kammer einen hygroskopische Flüssigkeit leitenden Wärmetauscher (64) aufweist, der mit dem Kreislauf an einer Stelle nach dem Auslaß dos Kollektors (10) verbunden ist, dessen rückführende Leitung mit dem Kreislauf an einer Stelle stromab der Zuleitung verbunden ist, und daß ferner die dritte Kammer mit dem Auslaß des Stromes der zu behandelnden Luft in Verbindung steht, wobei der dritten Kammer die Wasserzufuhr (52) zugeordnet ist, die mit der zweiten Sprüheinrichtung (51) verbunden ist.
  9. 9. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nebenschlußleitung (15) zum Überbrücken des Kollektors (6) vorgesehen ist und ein Dreiwegeventil (16) einen Anschluß für die Nebenschlußleitung (15) aufweist.
  10. 10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Heizgerät (17) in denjenigen Teil des Kreislaufs eingeschlossen ist, der die Nebenschlußleitung (15) und den Speicher (7) beinhaltet.
  11. 11. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Kammer ein Wärmetauscher (75) vorgesehen ist, sowie eine Einrichtung zum Hindruchtreiben eines Kühlmittels durch den Wärmetauscher.
  12. 12. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Dispergiereinrichtung neben dem Sprühgerät (39) einen in der ersten Kammer befindlichen Sumpf (42) aufweist sowie eine Leitung und eine Pumpe zum Rückführen der Flüssigkeit vom Sumpf zum Sprühgerät vorgesehen sind und zu- und rückführende Leitungen zwischen dem Sumpf und dem Kreislauf vorhanden sind.
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  13. 13. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß aas Gerät zur Konzentrationsbildung für die hygroskopische Flüssigkeit (20) ein Sprühger"'t (22) in einer Sprühkammer beinhaltet und ein Sumpf (23) zum Sammeln der versprühten hygroskopischen Flüssigkeit vorgesehen ist, der mit einer rückführenden Leitung mit den Speicher (7) im Kreislauf verbunden ist.
  14. 14. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die adiabatische Kühleinrichtung eine Sprühkammer mit einem Sprühgerät (51) beinhaltet sowie einen Sumpf (52) aufweist und eine Pumpe (53) sum Beschicken des Sprühgerätes (51) aus dem Sumpf (52) vorgesehen ist und ferner eine Wasserzufuhr mit dem Sumpf (52) verbunden ist.
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