DE4110550C2

DE4110550C2 - Einrichtung zur Luftbefeuchtung mit Druckwasser

Info

Publication number: DE4110550C2
Application number: DE4110550A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Michelbach
Original assignee: LUDWIG MICHELBACH FA
Current assignee: LUDWIG MICHELBACH FA
Priority date: 1991-03-30
Filing date: 1991-03-30
Publication date: 1995-01-05
Anticipated expiration: 2011-03-31
Also published as: DE4110550A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Luftbefeuchtung mit Druckwasser, die aus einem Vorratsbehälter für das Wasser, einem darüber befindlichen, von der Luft durchströmten Gehäuse, einem darin angeordneten Düsenstock und einer das Wasser zu diesem Düsenstock fördernden, stufenlos regelbare Pumpe besteht, wobei in dem die befeuchtete Luft aufnehmenden Raum ein mit der Pumpe in Wirkverbindung stehender Feuchtefühler vorgesehen ist.

Bei einer aus der betrieblichen Praxis bekannten Luftbefeuchtungs-Einrichtung üblicher Bauart weist das Gehäuse (= Düsenkammer) an der Lufteintrittsseite einen Gleichrichter, d. i. eine die eintretende Luft gleichmäßig über den Gehäusequerschnitt verteilende und eine laminare Luft strömung bewirkende Vorrichtung, und an der Luftaustrittsseite einen Tropfenabscheider auf, der die in der austretenden Luft enthaltenen größeren Wasserpartikel zurückhält. Der den Luft strom erzeugende Ventilator ist meist saugend, d. h. in Strö mungsrichtung der Luft hinter dem Tropfenabscheider, angeordnet; er gibt die befeuchtete Luft an den Zuluftkanal weiter, der die Luftbefeuchtungs-Einrichtung mit dem die befeuchtete Luft auf nehmenden Raum verbindet. Dieser bekannten Luftbefeuchtungs-Ein richtung haften jedoch zahlreiche Mängel an.

Ein wesentlicher Nachteil besteht in der Notwendigkeit, stets eine große Wassermenge bevorraten zu müssen. Daraus ergeben sich wiederum die folgenden Mängel:

a) Es ist ein großer Vorratsbehälter erforderlich, der zu einem hohen Gewicht und einem großen Raumbedarf der Anlage führt.
b) Es bilden sich in erheblichem Ausmaß Algen und/oder Bakteri en, die durch chemische Behandlung beseitigt werden müssen.
c) Diese chemische Behandlung setzt eine exakte Überwachung vor aus und verursacht einen hohen Aufwand an Wartung und Chemi kalienkosten; außerdem muß in regelmäßigen Zeitabständen der Wasservorrat abgelassen und das Gehäuse gereinigt werden.
d) Durch Ansteigen des Salzgehalts infolge von Verdunstung fin det eine Eindickung statt bzw. es bilden sich im Vorratsbe hälter Krustierungen bzw. Wasserstein, die Verstopfungen der Düsen und Verunreinigungen des Gehäuses verursachen.
e) Dadurch wird ein Abschlämmen des mit Salzen angereicherten Anteils des Umlaufwassers und ein erhöhtes Zuführen von Frischwasser erforderlich (etwa 2/3 Verbrauch des Frischwas sers zur Befeuchtung, 1/3 Verbrauch zur Verhinderung schädli cher Krustierungen).
f) Die Überwachung des Wasservorrats auf einen unschädlichen Salzgehalt erfordert einen hohen Meß- und Wartungsaufwand.

Bei der üblichen Taupunkt-Regelung fährt die Luftbefeuchtungs- Einrichtung ständig mit einer 100%igen Wasserumwälzung, was vor allem höhere Energiekosten zur Folge hat. Bei sich verän dernden Luftgeschwindigkeiten im Gehäuse kann es zu einem Feuch tigkeits-Überschuß bzw. zu einer Wassertropfen-Mitnahme durch den Tropfenabscheider hindurch kommen, was zu nachteiligem Was serausfall hinter dem Tropfenabscheider, d. h. im Ventilatorraum und Zuluftkanal, und damit zu Korrosionserscheinungen bzw. Feuchteschäden führt. Da bei Übersättigung der Luft die Pumpe abgeschaltet werden muß, ist eine feinstufige Regelung nicht möglich; außerdem wird beim Abschalten der Pumpe die ankommende warme Luft nicht mehr durch das Wasser heruntergekühlt und ge langt so mit einer höheren Temperatur in den Raum. Beim Ein schalten der Pumpe tritt die genau umgekehrte Wirkung auf. Da durch findet eine Zeitlang eine pendelnde Regelung statt.

Um diese zuletzt genannten Nachteile zu vermeiden, ist es be kannt, die den Düsen zugeführte Wassermenge in Abhängigkeit von der Raumfeuchte, die mittels eines Feuchtefühlers gemessen wird, zu regeln. Damit entfällt zwar die Notwendigkeit einer Abschal tung der Pumpe sowie einer 100%igen Wasserumwälzung, doch bleibt das Erfordernis der Wasserbevorratung mit allen daraus resultierenden Nachteilen bestehen.

Das gilt auch für die aus DE-Z TAB 10/83, Seiten 825-830, und DE-Buch Henne, "Luftbefeuchtung", 3. Auflage, Verlag Z. F. Müller GmbH, Karlsruhe, 1984, Seiten 40, 82-86, bekannten Luftbefeuchtungs-Einrichtungen, die beide mit Vorratsbehälter und Umlaufwasser arbeiten, wobei die Pumpe keine Hochdruckpumpe, sondern eine reine Umwälzpumpe mit einem maximalen Betriebsdruck von 3 bar ist. Bei diesen bekannten Luftbefeuchtungs-Einrichtungen können deshalb nur Düsen mit großquerschnittigen Öffnungen zum Einsatz kommen, weil die Düsen anderenfalls wegen der Verwendung von Umlaufwasser sofort verstopft wären; es läßt sich daher keine Feinstzerstäubung erreichen, zumal aufgrund des geringen Pumpdendrucks keine nennenswerte Sprühwirkung entfaltet werden kann. Schließlich weisen auch diese beiden bekannten Luftbefeuchtungs-Einrichtungen alle mit der Wasserbevorratung verbundenen Nachteile auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wasserbevorra tung und die damit zusammenhängenden Nachteile zu vermeiden so wie eine Feinregelung der Wasserzufuhr zu ermöglichen.

Ausgehend von der eingangs beschriebenen bekannten Einrichtung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß unter Weglassung des Vorratsbehälters nur eine Förderung des jeweils benötigten Frischwassers mittels einer im Bereich 10-150 bar arbeitenden Hochdruckpumpe zu Düsen mit Kleinstquer schnitten vorgesehen ist, wobei zur Überwachung des Feuchtege halts im Zuluftkanal ein weiterer Feuchtefühler angeordnet ist, dessen Meßwerte in Verbindung mit den Meßwerten des Raum-Feuch tefühlers eine die Förderleistung der Hochdruckpumpe regelnde Vorrichtung steuern.

Die Kombination einer Hochdruckpumpe mit Düsen, deren Auslaß öffnungen Kleinstquerschnitte aufweisen, führt zu einer Feinst zerstäubung des eingesprühten Wassers, so daß es von der durch strömenden Luft ohne weiteres auf- und mitgenommen wird. Da durch die Messung des Feuchtegehalts der befeuchteten Luft im Zuluftkanal in Verbindung mit der bekannten Messung des Feuchte gehalts im diese Luft aufnehmenden Raum sowie durch die in Ab hängigkeit von dem Meßergebnis erfolgende Regelung der stufenlos regelbaren Hochdruckpumpe nur so viel Wasser eingesprüht wird, wie zur Erzielung des gewünschten Feuchtegehalts gerade erfor derlich ist, wird praktisch die gesamte Menge des in feinstzer stäubter Form eingesprühten Wassers von der durchströmenden Luft aufgenommen, so daß es kaum zu nennenswerten Abscheidungen am Tropfenabscheider kommt und ein Vorratsbehälter überflüssig ist. Außerdem bewirkt die bereits im Zuluftkanal erfolgende Mes sung des Feuchtegehalts eine verzögerungsfreie Anpassung des Feuchtegehalts im Raum.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Öffnungsquer schnitt der Düsen einen Durchmesser ≦ 1 mm und diese einen Sprühwinkel von 60-130° aufweisen. Bei entsprechendem Seiten abstand der Düsen zueinander bildet das eingesprühte Wasser eine geschlossene Nebelwand, die quer zur Durchgangsrichtung des Luftstroms verläuft.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Sprührichtung der Düsen in der Strömungsrichtung der Luft angeordnet. Diese Gleichrichtung vermeidet fast vollständig die Entstehung von Tropfen sowie von Turbulenzen.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist der Raum-Feuchtefühler mit dem Führungsregler und der Zuluftkanal- Feuchtefühler mit dem Kaskadenregler verbunden. Bei einer Abwei chung der Raumfeuchte vom eingestellten Sollwert gibt der Raum- Feuchtefühler einen Befehl an den Führungsregler, der seiner seits einen entsprechenden Befehl an den mit dem Zuluftkanal- Feuchtefühler verbundenen Kaskadenregler gibt, welcher darauf hin die Zuluftfeuchte in Abstimmung auf den gewünschten Wert der Raumfeuchte (Sollwert) verändert.

In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Er findung dargestellt.

Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Luftbefeuchtungs-Gehäu ses,

Fig. 2 eine Schnittansicht in der Ebene II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 ein Anlagen-Schaltschema mit der erfindungsgemäßen Ein richtung.

In Fig. 1 ist ein quaderförmiges Luftbefeuchtungs-Gehäuse 1 dar gestellt, dessen vier lange Wände 1a, 1b, 1c, 1d flüssigkeits dicht miteinander verbunden sind. Die beiden vertikalen Stirn seiten 1e, 1f sind offen. Das Luftbefeuchtungs-Gehäuse 1 wird in Richtung des Pfeils F von der Luft durchströmt. Die den Bo den bildende lange Wand 1c weist eine zu einem Abfluß 2 geneigte Vertiefung auf, die über einen Siphon an das Abwassernetz ange schlossen ist. In Strömungsrichtung F der Luft vor der Stirnsei te 1f ist ein Tropfenabscheider 3 angeordnet. In der langen Wand 1b befindet sich eine mit einer Inspektionstür 4 aus Glas ver schlossene Öffnung.

Mit 5 ist eine mit dem Frischwassernetz verbundene Zuleitung be zeichnet. Das in der Zuleitung 5 ankommende Frischwasser wird mittels einer Hochdruckpumpe 6 auf einen höheren Druck gebracht und in eine Zuleitung 7 abgegeben, die zu einem im Luftbefeuch tungs-Gehäuse 1 befindlichen Düsenstock 8 führt. Die Hochdruck pumpe 6 ist eine im Bereich 10-150 bar arbeitende, stufenlos regelbare Pumpe. Der Düsenstock 8 besteht aus einer horizontal angeordneten Verteilleitung 9, an welche die über den gesamten Querschnitt des Luftbefeuchtungs-Gehäuses 1 verteilten Düsen 10 angeschlossen sind (s. Fig. 2). In die Zuleitung 7 ist ein Was sermesser 11 eingeschaltet.

In der Schnittansicht der Fig. 2, in der die den Boden bildende lange Wand 1c um 90° verschwenkt dargestellt ist, ist der Zulei tung 5 eine Chemikalien-Behandlungsanlage zugeordnet. Diese An lage besteht aus einem Chemikalienbehälter 12, aus dem mittels einer Dosierpumpe 13 über eine Dosierleitung 14 Chemikalien in die Zuleitung 5 eingespeist werden können. In der Zuleitung 5 selbst sind ein Vorfilter 15, ein Feinstfilter 16 und eine phy sikalische Enthärtungsanlage 17 vorgesehen.

Im Anlagen-Schaltschema der Fig. 3 ist der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Gegenstand strichliert eingegrenzt, wobei mit 18 ein der Hochdruckpumpe 6 zugeordneter Frequenzumformer bezeich net ist. Die befeuchtete Luft wird mittels eines Zuluftventila tors 19 in den Zuluftkanal 20 gefördert, in dem sich ein Zu luftkanal-Temperaturfühler 21, ein Max-Feuchtebegrenzer 22 und ein Zuluftkanal-Feuchtefühler 23 befinden. Durch den Zuluftka nal 20 gelangt die befeuchtete Luft in den zu klimatisierenden Raum 24, in dem sich ein Raum-Temperaturfühler 25 und ein Raum- Feuchtefühler 26 befinden. Aus dem Raum 24 wird die verbrauchte Luft mittels eines Abluftventilators 27 durch den Abluftkanal 28 zur Abluftklappe 29 bzw. durch die Umluftleitung 30 zur Umluft klappe 31 gefördert, von wo sie ins Freie bzw. in den über die Zuluftklappe 32 zugeführten Frischluftstrom gelangt, der über ein Filter 33, einen Vorerhitzer 34 und einen Frostschutz-Ther mostat 35 dem Luftbefeuchtungs-Gehäuse 1 zugeführt wird.

Die von den einzelnen in dem Anlagen-Schaltschema dargestellten Elementen ausgehenden, punktiert gezeichneten Steuerleitungen verdeutlichen die Anbindung bzw. Anknüpfung dieser Elemente, wo bei die Linie SPS für speicherprogrammierbare Steuerung, die Li nie FDR für freiprogrammierbare digitale Regelung und die Linie ZLT für zentrale Leittechnik steht.

Bezugszeichenliste

1 Luftbefeuchtungs-Gehäuse
1a, 1b, 1c, 1d lange Wände
1e, 1f vertikale Stirnseiten
2 Abfluß
3 Tropfenabscheider
4 Inspektionstür
5 Zuleitung
6 Hochdruckpumpe
7 Zuleitung
8 Düsenstock
9 Verteilleitung
10 Düsen
11 Wassermesser
12 Chemikalienbehälter
13 Dosierpumpe
14 Dosierleitung
15 Vorfilter
16 Feinstfilter
17 physikalische Enthärtungsanlage
18 Frequenzumformer
19 Zuluftventilator
20 Zuluftkanal
21 Zuluftkanal-Temperaturfühler
22 Max-Feuchtebegrenzer
23 Zuluftkanal-Feuchtefühler
24 Raum
25 Raum-Temperaturfühler
26 Raum-Feuchtefühler
27 Abluftventilator
28 Abluftkanal
29 Abluftklappe
30 Umluftleitung
31 Umluftklappe
32 Zuluftklappe
33 Filter
34 Vorerhitzer
35 Frostschutz-Thermostat

Claims

1. Einrichtung zur Luftbefeuchtung mit Druckwasser, die aus einem Vorratsbehälter für das Wasser, einem darüber befindlichen, von der Luft durchströmten Gehäuse, einem darin angeordneten Düsenstock und einer das Wasser zu diesem Düsenstock fördernden, stufenlos regelbaren Pumpe besteht, wobei in dem die befeuchtete Luft aufnehmenden Raum ein mit der Pumpe in Wirkverbindung stehender Feuchtefühler vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß unter Weglassung des Vorratsbehälters nur eine Förderung des jeweils benötigten Frischwassers mittels einer im Bereich 10-150 bar arbeitenden Hochdruckpumpe (6) zu Düsen (10) mit Kleinstquerschnitten vorgesehen ist, wobei zur Überwachung des Feuchtegehalts im Zuluftkanal (20) ein weiterer Feuchtefühler (23) angeordnet ist, dessen Meßwerte in Verbindung mit den Meßwerten des Raum-Feuchtefühlers (26) eine die Förderleistung der Hochdruckpumpe (6) regelnde Vorrichtung steuern.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsquerschnitt der Düsen (10) einen Durchmesser ≦ 1 mm aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (10) einen Sprühwinkel von 60-130° aufweisen.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprührichtung der Düsen (10) in der Strömungsrichtung (F) der Luft angeordnet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum-Feuchtefühler (26) mit dem Führungsregler und der Zuluftkanal-Feuchtefühler (23) mit dem Kaskadenregler verbunden ist.