DE3840922A1 - Verfahren und vorrichtung zur luftbefeuchtung von geschlossenen raeumen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur luftbefeuchtung von geschlossenen raeumenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Luftbefeuchtung
von geschlossenen Räumen, bei welchem Luft und Wasser geregelt ab
gegeben werden, die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrich
tung zur Durchführung des Verfahrens zur Luftbefeuchtung von ge
schlossenen Räumen, mit einer Einrichtung zur Wasser-Druckluftaus
gabe und mit mindestens einem Befeuchtungsgerät.
Die Notwendigkeit, häufig sogar der Zwang, zur Luftbefeuchtung
besteht in vielen Bereichen gewerblicher Fertigungsbetriebe. Bei
den bekannten, zur Zeit im Einsatz befindlichen Luftbefeuchtungs
systemen kommt es dabei jedoch zu einer Kontamination der Raum
luft mit Mikroorganismen und Mineralien, von denen belästigende
Effekte oder gar die Gesundheit gefährdende Risiken ausgehen.
Zur Anhebung der Luftfeuchtigkeit in Räumen werden zwei Prinzi
pien der Luftbefeuchtung angewendet
- - die Befeuchtung mit Dampf (isotherme Luftbefeuchtung)
- - die Kaltverdunstung (adiabate Luftbefeuchtung).
In Dampfbefeuchtern wird das Wasser durch Zufuhr von Wärmeener
gie zum Sieden gebracht. Der Dampf wird mit Hilfe eines Ventilators
in die Raumluft eingeblasen. Durch die Erhitzung des Wassers auf
den Siedepunkt kommt es zur Keimtötung. Dieser positive Effekt wird
dadurch wieder beeinträchtigt, daß in den Ventilationseinrichtungen,
Luftkanälen und Ausblasgittern Dampf auskondensiert. Das Konden
sat kommt mit der Raumluft in Berührung und die Vermehrung von
Mikroorganismen mit der Bildung von Keimnestern und Pilzbelägen
in den Luftführsystemen ist eine zwangsläufige Folge. Eine wirk
same Reinigung mit Desinfektion ist nur sehr begrenzt möglich,
da die Innenflächen luftführender Kanäle kaum zugänglich sind.
Das zweite System zur Luftbefeuchtung ist die Kaltverdunstung,
die mechanische Zerstäubung des Wassers zu feinsten Wassertröpf
chen. Diese werden mit einem Luftstrom in die Raumluft getragen.
Dort findet der Phasenwechsel des Wassers flüssig/gasförmig statt
(Verdunstung).
Zur adiabaten Luftbefeuchtung sind z. Zt. zwei unterschiedliche
Systeme in gewerblichen Betrieben im Einsatz.
Das sind einerseits elektromotorisch angetriebene Rotationszer
stäuber. In diesen Geräten wird das Wasser aus dem Wasserbecken
des Befeuchters hochgepumt, auf Schleuderscheiben zu einem dünnen
Film auseinandergetrieben und dann auf einem Messerkranz mechanisch
in kleinste Wasserteilchen zerlegt, die größeren Tropfen fallen in
das Wasserbecken zurück. Die schwebefähigen Aerosole werden zum
Verdunstungsprozeß in die Raumluft geblasen.
Das zweite adiabate System ist die Luftbefeuchtung mit Düsen, vor
zugsweise Zweistoffdüsen. Bei Zweistoffdüsen werden die Medien
Wasser und Druckluft erst im Düsenmund zusammengeführt. Die Druck
luft bewirkt die Zerstäubung des Wassers in Aerosole und trägt
diese schwebefähigen Wasserteile in die Raumluft.
Nachfolgend werden die raumlufthygienischen Aspekte dieser beiden
Zerstäubungssysteme erörtert.
Jedes Leitungswasser, auch Wasser von Trinkwasserqualität, ent
hält zahlreiche Keime. Die überwiegende Anzahl dieser Keime sind
sog. Wasserkeime, von denen keine gesundheitlichen Gefährdungen
ausgehen. Es kommen aber auch pathogene Keime in Leitungswässern
vor. Die Zahl solcher Keime wird bei den Wasserversorgungsunter
nehmen ständig überwacht.
Die im Wasser mitgeführten Mikroorganismen gelangen mit der Zer
stäubung des Wassers in die Raumluft. Diese vom Leitungswasser
mitgeführten Keime sind die erste Komponente der lufthygienischen
Betrachtung zu Zerstäubungsbefeuchtern.
Von noch größerer Bedeutung ist die zweite Komponente. Bei moto
rischen Zerstäubern und bei Düsenzerstäubern wird das Wasser aus
"offenen", also mit der Raumluft in Kontakt stehenden Behältern
oder Rohrsystemen entnommen. Der Kontakt mit der Raumluft führt
zur Aufnahme von Stäuben mit den anhaftenden Keimen, die sich in
dem stehenden, erwärmten Wasser rasch vermehren können. Besonders
wenn in längeren Zeitphasen keine Luftbefeuchtung benötigt wird,
kommt es dort zusehr starker Vermehrung von Mikroorganismen. Das Was
ser für die Luftbefeuchtung ist dann infolge der Keimvermehrung
zunächst "schmierig" und schließlich von gallertartiger Konsistenz
und üblem Geruch.
Bei der automatischen Wiedereinschaltung der Luftbefeuchter kommt
es zur Austragung des im höchsten Maße verkeimten Wassers in die
Raumluft. Dies ist die Ursache für das sog. "Montagsfieber", das
nach Einschalten der Befeuchter zum Wochenbeginn auftritt, ebenso
wie für die sog. "Befeuchterlunge", die seit dem 1. 4. 88 als
Berufskrankheit eingestuft wurde.
Auch wenn im laufenden Betrieb dieser Befeuchtungssysteme frisches
Wasser nachfließt, ergibt sich keine wesentliche Verbesserung, da
das nachströmende Wasser durch die, an den Wänden des Wasserbe
hälters haftenden Keimschichten, kontaminiert wird und binnen
kürzester Zeit neues Wachstum der Keime auslöst.
Von anderer Art ist die dritte Komponente:
Die Verdunstung des Wassers findet bei allen Verneblern im Aus
blasstrom, also in der Raumluft statt. Die im Wasser gelösten
Mineralien werden beim Übergang des Wassers von der flüssigen in
die Gasphase kristallin. Die Menge dieser kleinen Mineralteil
chen ist so groß, daß nach kurzer Zeit die Raumluft nebelartig-
undurchsichtig wird. Diese kristallinen Mineralien belasten die
Schleimhäute der Augen und der oberen Atmungsorgane. Ihr Vorhan
densein in der Raumluft mindert die Luftgüte. Sie gehören daher
in diese Betrachtung.
Die Hersteller adiabater Befeuchtungssysteme haben ihre Produkt
entwicklung vornehmlich auf die Befeuchtungsleistung, auf Ge
räuscharmut, auf lange Wartungsintervalle usw. gerichtet. Die
lufthygienische Komponente dieser Systeme wurde vernachlässigt.
Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, die vorangehend
genannten Nachteile bekannter Einrichtungen zu beseitigen. Erreicht
wird dies durch die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale.
Bei der Ausgestaltung der Erfindung haben die lufthygienischen
Aspekte an erster Stelle gestanden. Den weiteren Ansprüchen an
Leistung, Geräuscharmut konnte aber auch entsprochen werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispiels
weise erläutert.
Diese zeigt eine schaubildliche Ansicht einer Vorrichtung gemäß
der Erfindung.
Das Reinwasser-Luftbefeuchtungssystem besteht aus drei Baugruppen:
- - der Wasservorbehandlung 10
- - dem Wasserverteilnetz 20
- - den Befeuchtungsgeräten 30.
Zum Zerstäuben des Wassers wird außerdem aufbereitete Druckluft
benötigt.
Das Wasser führende System der Luftbefeuchtung erfüllt als Gesamt
system die hinsichtlich der Lufthygiene zu stellenden Ansprüche.
In der Baugruppe "Wasseraufbereitung" wird das in einem vorgeschal
teten Basenaustauscher bereits enthärtete Netzwasser nach dem Mem
brantrennverfahren hochgradig entkeimt und entmineralisiert. Dieses
Reinwasser wird unter Druck über die Baugruppe Rohrsystem 20 zur
Baugruppe Befeuchter 30 geführt.
Ein Absperrventil im Befeuchter öffnet das Reinwassersystem nur
(hygrostatisch gesteuert) für die Dauer des Befeuchtungsvorganges.
Eine Kontamination des Wassers im Rohrsystem ist praktisch ausge
schlossen.
Die zur tropfenfreien Luftbefeuchtung erforderliche Feindosierung
der Wassermenge wird durch die Reihenschaltung eines Druckminder
ventils 32 und einer Blende mit sehr kleiner Durchflußöffnung er
reicht. Die Blende zur Feinregulierung kann jedoch wegen des Ver
stopfungsrisikos nur an hochgereinigtem Wasser eingesetzt werden.
Bei Beendigung des Befeuchtungsvorganges werden beide Medien -
Wasser und Druckluft - mit Magnetventilen abgesperrt. Ein Rest an
Wasser wird nach dieser Absperrung noch in der Düse vorhanden sein.
Um eine Verkeimung dieses Restwassers in der Düse anzuschließen,
sind folgende Schritte gemäß der Erfindung möglich:
- - Eine verzögerte Abschaltung der Druckluft bis zur vollständigen Austrocknung der Düse oder eine nochmalige Einschaltung der Druck luft kurz nach der Abschaltung bis zur Austrocknung der Düse.
- - Wiedereinschaltung der Druckluft in kurzen Intervallen zur Erzeugung von Druckluftstößen, die durch erhöhte Saugwirkung das Wasser aus dem rückwärtigen Teil der Düse zur Trocknung nach vorn ziehen.
- - Die temporäre Aufheizung der Düse durch einen Ringheizkörper nach Beendigung des Befeuchtungsvorganges.
- - Einen reduzierten Druckluftfluß der stetig während der Aus schaltphase des Befeuchtungssystems aus dem Düsenmund strömt und ein Eindringen von Raumluft in den Düsenmund verhindert.
Diese vier Prinzipien können einzeln oder in beliebiger Kombina
tion angewendet werden.
Die Steuerung der relativen Luftfeuchtigkeit erfolgt durch einen
Hygrostaten, der die Wasserzufuhr bei Erreichen des eingestellten
Sollwertes der relativen Luftfeuchtigkeit abschaltet und bei fal
lender Luftfeuchtigkeit wieder einschaltet. Dieser Hygrostat ist
gemäß der Erfindung im Kopf des Befeuchters hinter den Düsen ange
ordnet. Der Düsenstrahl erzeugt einen Sekundärluftstrom, indem Raum
luft durch den Düsenstrom mitgezogen wird. Dieser Sekundärluftstrom
überspült den Sensor des Hygrostaten mit Raumluft und sorgt für
präzise Schaltung und kurze Ansprechzeit.
Mit der Einschaltung des Befeuchtungssystems durch den Hygrostaten
wird gemäß der Erfindung ein Antriebsorgan zugeschaltet, das die
eine Düse oder mehrere Düsen des Befeuchters in Schwingbewegungen
setzt (horizontale, elliptische oder ähnliche). Der Vorteil sol
cher Schwingbewegungen liegt in der Beaufschlagung eines größeren
Luftraumes mit dem Feuchtluftstrom. Dadurch wird der Phasenwechsel
des Wassers flüssig/gasförmig beschleunigt und eine großflächige
Verteilung der adiabatischen Abkühlung der Luft bewirkt.
Bei regelmäßiger Wartung, verbunden mit Desinfektionsmaßnahmen
wird die Minimierung von Keimzahlen auf die Dauer zugesichert.
Zur zyklischen Durchführung dieser Maßnahme ist folgendes von
Vorteil:
- - Die Baugruppe Wasseraufbereitung ist ebenso wie der Befeuchter in einem versandfähigen Container untergebracht. Diese beiden technisch komplizierten Teile können daher an eine geeignete Wartungsstation zur Durchführung der erforderlichen Arbeiten verschickt werden.
- - Um einen unterbrechungsfreien Betrieb der Luftbefeuchtungsan lage zu gewährleisten, können Austauschcontainer für die Wasser aufbereitung und für die Luftbefeuchtung sofort nach der Abnahme der zur Wartung bestimmten Container aufgesetzt werden.
- - Die Trennung der drei Bauteile erfolgt durch Schnellkupplungen. Nach dem Lösen dieser Verbindungen ist das Rohrnetz auf beiden Seiten offen und kann in einfacher Weise, z. B. durch Spülung mit einem Desinfektionsmittel, steril gemacht werden.
Durch den Einsatz des Ventils oder Absperrhahns 31 ist das System
gemäß der vorliegenden Erfindung als geschlossenes System anzusehen.
Dadurch, daß die Blende 32 und der Absperrhahn 31 in unmittelbarer
Nähe zur Düse 33 angeordnet sind, kann sichergestellt werden, daß
keine Rückverschleppung von Keimen in das System möglich ist. Der
Einsatz der Blende 32 ist vor allem deshalb möglich, weil die Auf
bereitung des Wassers durch eine Membrantrennvorrichtung 10 durchge
führt wird.
Mit 34 ist ein Druckminderventil bezeichnet, welches ebenfalls in
nerhalb des Befeuchtungsgeräts 30 angeordnet ist.
Mit 50 ist die elektrische Steuerschaltung und mit 60 die Druck
lufteinrichtung bezeichnet, die ebenfalls innerhalb des Befeuch
tungsgerätes 30 angeordnet sind.
Außerhalb des Befeuchtungsgerätes 30 befinden sich Steckverbin
dungen 40 für die einzelnen Leitungen, wobei hierunter die Druck
luftleitung, die Wasserleitung und die elektrischen Leitungen ver
standen werden. Die Leitungen selbst führen zu den einzelnen Ver
sorgungseinrichtungen, also der Wasservorbehandlungsstufe 10, dem
Druckluftspeicher sowie einer elektrischen Einspeisung, die schau
bildlich durch einen Behälter bzw. das Schaltbild eines Transfor
mators angedeutet sind.
Durch die Verwendung der Steckverbindungen ist es möglich, einer
seits das Befeuchtungsgerät 30 schnell von der Installation zu
trennen. Die Leitungen selbst können an den Versorgungsteilen ge
trennt werden und ebenfalls gereinigt oder zum Service transpor
tiert werden.
Claims (2)
1. Verfahren zur Luftbefeuchtung von geschlossenen Räumen, bei
welchem Luft und Wasser geregelt abgegeben werden, dadurch ge
kennzeichnet, daß das zur Luftbefeuchtung verwendete Wasser
zuvor mit Hilfe eines Membrantrennverfahrens hochgradig ent
keimt und entmineralisiert wird, daß ein in sich geschlossenes
System eingesetzt wird, und daß die Zufuhr des zu zerstäuben
den Wassers in unmittelbarer Nähe der Austrittsdüse abgesperrt
wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Luftbefeuch
tung von geschlossenen Räumen, mit einer Einrichtung zur Was
ser- und Druckluftausgabe und mit mindestens einem Befeuch
tungsgerät und mit einer Ausgabedüse, gekennzeichnet durch
eine Membran-Wasseraufbereitungseinrichtung (10), welche ent
keimtes und entmineralisiertes Wasser abgibt, durch ein Ab
sperrventil (31) und ggfls. eine Blende (32) in unmittelbarer
Nähe der Austrittsdüse (33) und durch Kupplungen in den Wasser-
und Luftverbindungsleitungen sowohl an der Membrantrenneinrich
tung (10) als auch dem eigentlichen, austauschbaren Befeuchtungs
gerät (30) zwecks separater Hygienewartung des Befeuchtungs
gerätes (30).
Priority Applications (1)
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Publications (2)
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ID=6368481
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