DE4329209C2 - Vorrichtung zum Befeuchten von Luft - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befeuchten der Luft eines Raumes mit einer in einem Rieselverdampfer mit wasserdurchrieseltem Rieselraum befeuchteten Transportluft, sie betrifft weiter eine Vorrichtung, mit der dieses Verfahren vorteilhaft durchführbar ist.

Die Befeuchtung von Luft stellt an die Lüftungstechnik hohe Anforderungen, besonders weil in vielen Bereichen hohe und sogar sehr hohe Anforderungen an die Hygiene gestellt werden. Zur Befeuchtung sind Luftwäscher bekannt, bei denen aus einem Wasservorrat entnommen und durch den Luftstrom hindurch verrieselt wird; derartige Anordnungen dienen auch regelmäßig dazu, die Temperatur der durchgeleiteten Luft abzusenken. Dabei dienen oftmals Einbauten zur Verbesserung des Befeuchtungs- Wirkungsgrades, wobei im allgemeinen Matten die Kontaktzeit zwischen der zu befeuchtenden Luft und dem verdüsten Wasser vergrößern sollen. Nachteilig bei diesen Wäschern ist, daß sich in deren Wasser eine Keimflora entwickelt, die mit dem umgewälzten Wasser zur Verrieselung gelangt, wobei es nicht zu verhindern ist, daß abgewehte Tröpfchen in das Kanalsystem gelangen, so daß eine Verkeimung nicht ausgeschlossen werden kann. Darüber hinaus wird hier die Luft zur Nebelgrenze bzw. auf den Taupunkt gekühlt, so daß diese (nahezu) gesättigt den Wäscher verläßt und zum Vermeiden unerwünschter Kondensationen unmittelbar nach dem Wäscher nachgeheizt werden muß. Das Einhalten einer vorgegebenen Feuchte ist wegen dessen großer Trägheit schwierig. Die SU-PS 918 697 beschreibt eine Rieselkörpersäule mit Düsenstöcken zur Befeuchtung von Luft, die durch die Säule strömt; dabei muß die Luft einen erheblichen Strömungswiderstand überwinden, die dazu notwendige Arbeit muß als Förderarbeit von dem Gebläse des Luftstromes aufgebracht werden. Das Befeuchtungswasser wird im Kreislauf gefahren, ein Nebenschluß ermöglicht einen Winterbetrieb, wobei im Luftstrom dem Wäschereintritt vorgeschaltet ein Vorheizregister vorgesehen ist. Andere Wäscher arbeiten mit eingelegten Faserfilter- Matten, um die Benetzungsfläche zu vergrößern und so die im Umlauf befindliche Wassermenge zu reduzieren. Die SU 1 322 020 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Befeuchten von Luft, bei der ebenfalls über einen Düsenstock die beheizten Flächen eines Wasser/Luft- Wärmetauschers besprüht werden, so daß die Verdampfungswärme im Luftstrom dem Wärmetauscher entnommen wird. Die Vorrichtung arbeitet mit Umwälzwasser, das in einem Wasser/Wasser-Wärmetauscher aufgeheizt wird, um dann über den Düsenstock auf die beheizten Flächen gesprüht zu werden. Dabei soll durch die Senkung der Temperatur des den Wasser/ Wasser-Wärmetauscher durchströmenden Wassers die Korrosion dieses Wärmetauschers gemindert werden, zum anderen soll durch die Temperaturerhöhung des zu versprühenden Wassers eine Verbesserung der Wärmeausnutzung erreicht werden. Ungeachtet dessen ist jedoch ein erheblicher Überschuß an Wasser notwendig, um den Befeuchtungseffekt in gewünschter Weise zu erhalten, so daß die Betriebskosten einschließlich der für die Hygiene notwendigen Aufwendung (ständige UV- Bestrahlung oder chemische Entkeimung) nur unwesentlich gesenkt werden. Darüber hinaus ist bei dieser Art der Besprühung geheizter Flächen eine Inkrustierung nicht auszuschließen.

Weiter sind Dampfbefeuchter bekannt, bei denen Wasser zum Sieden und Verdampfen gebracht wird. Der so erzeugte Dampf wird dann in den zu befeuchtenden Luftstrom eingeleitet. Dabei ist das Auftreten einer örtlichen Übersättigung unvermeidbar, so daß Kondensationen im Kanalsystem unvermeidbar sind; darüber hinaus treten auch besonders im Teillastbetrieb Störungen auf, die durch Kondensation von Dampf und Bildung von Wassertropfen in den Dampfzuführungs- und -ausblasleitungen bedingt sind. Weiter werden dem Wasser Additive zugesetzt, um Verkrustungen durch Härtebildner oder Korrosionsangriffe durch im Wasser gelösten Sauerstoff zu unterdrücken. Diese Additive können mit dem erzeugten Dampf in die zu befeuchtende Luft gelangen und bedeuten so ein Gefährdungspotential für die in dieser befeuchteten Luft arbeitenden Menschen. Zur Vermeidung eines Additiv-Zusatzes wurde auch vorgeschlagen, die Erhitzung des Wassers zum Sieden mittels Joule′scher Wärme durchzuführen, unter direktem Stromdurchgang durch das Wasser, und ausfallende Härtebildner und ein Aufkonzentrieren von Salzen durch kontinuierliches oder intermittierendes Abschlämmen abzuführen bzw. in ihrem Konzentrations-Spiegel zu halten. Jedoch bietet auch dieses Vorgehen Probleme, die im wesentlichen in der hohen Aufnahme von elektrischer Energie und der damit verbundenen Probleme zu sehen sind, da die direkte Verwendung elektrischer Energie die Betriebskosten extrem vergrößert.

In allen Fällen ist die zum Verdampfen des Wassers notwendige Wärmeenergie aufzubringen, so daß eine Energiezufuhr unumgänglich ist.

Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, ein das bekannte Verfahren zur Luftbefeuchtung mit einem Rieselverdampfer sowie eine Vorrichtung dafür so weiterzubilden, daß die Betriebskosten bei einer einem Dampfbefeuchter entsprechenden Verfügbarkeit denen eines Wäschers entsprechen, wobei die Vorteile der Dampfbefeuchtung (z. B. Hygiene, Platzbedarf, Regelbarkeit) erhalten bleiben und der erreichbare Befeuchtungsgrad für einen Teil-Luftstrom ausreicht, um die der lüftungstechnischen Anlage zugeführte Luft auf den notwendigen bzw. den gewünschten Feuchtegrad anzufeuchten, wobei der Überschuß des zur Befeuchtung eingesetzten Wassers auf ein Minimum verringert werden soll, und wobei weiter zur Zuführung der notwendigen Energie moderne Heiztechnik einsetzbar sein soll und nach Möglichkeit aus Abwärme genommen werden soll, und daß ein sicherer und wirtschaftlicher Betrieb ermöglicht wird.

Zur Lösung der Aufgabe wird das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 vorgeschlagen, bei dem über einen Austrittsstutzen einer Befeuchtungs-Vorrichtung, in der auf mindestens 60°C aufgeheiztes Wasser verrieselt wird, dem Luftstrom der Lüftungs- oder Klimaanlage ein Transportluftstrom, dessen Volumenstrom bezogen auf den der Lüftungs- bzw. Klimaanlage im Bereich von 1 bis 10% liegt, zugegeben bzw. in die Luft des Raumes eingegeben wird. Die durch die Rieselkammer strömende Luft nimmt die von dem erhitzten Wasser abgegebene Feuchte mit, wobei die Verdampfungswärme dem Wasser entnommen wird. Diese Transportluft kann direkt in einen Lüftungskanal eingespeist werden, wobei eine Aufteilung auf verschiedene Kanäle ebenfalls möglich ist, sogar so, daß die Aufteilung von der gewünschten Feuchte in der betreffenden Lüftungsleitung gesteuert wird. Dazu sind Stellklappen an den einzelnen Abgängen vorgesehen, die mit entsprechenden Fühlern zusammenwirken. Bei diesem Betrieb mit Wasser-Vorlauftemperaturen über 60°C, vorzugsweise oberhalb 70°C, wird der zu befeuchtenden Luft eine hohe Feuchte aufgedrückt; da diese Luft gleichzeitig Wärme aufnimmt und so auch die Lufttemperatur (Trockenthermometer) angehoben wird, ist diese so befeuchtete Transportluft in der Lage, diese Feuchte ohne Nebenbildung zu tragen. Diese so mit hoher Feuchte bis nahe der Sättigungsgrenze versehene Transportluft wird in einen aufbereiteten Luftstrom einer Lüftungs- oder einer Klimaanlage oder aber direkt in die zu befeuchtende Luft eines Raumes eingemischt, wie bei bekannten Dampfbefeuchtungssystemen, wobei das Mischungsverhältnis von der vorzunehmenden Anfeuchtung der aufbereiteten Luft bzw. der Raumluft einerseits und den thermodynamischen Zustandswerten der vom Rieselbefeuchter abströmenden Feuchtluft andererseits bestimmt wird. Wird z. B. eine Temperatur der befeuchteten Transportluft von 80°C (Trockenthermometer) zugrunde gelegt, trägt diese etwa 500 g Dampf je Kilogramm Luft; bei einem gewünschten Anheben der Feuchte der aufbereiteten Luft oder der Raumluft um 5 g pro Kilogramm trockene Luft beträgt das Mischungsverhältnis 1 : 100, dabei ist der Wärme-Eintrag in die aufbereitete Luft bzw. in die Raumluft ohne Bedeutung. Wegen des hohen Mischungsverhältnisses kann auch der so befeuchtete Transportluftstrom klein gehalten werden, es gibt keine bedeutsamen Probleme mit der Wärmedämmung, so daß Leitungs-Kondensationen unterbunden sind. Für einen intermittierenden Anlagenbetrieb ist es empfehlenswert, einen Bypaß zum Rieselverdampfer vorzusehen, so daß mittels des dem Rieselverdampfer vorgeschalteten Gebläses der Strang durchgeblasen werden kann, um die Luft mit hoher Feuchte gegen solche mit normaler Feuchte auszutauschen.

Mit dem Umwälzen eines auf über etwa 60°C erwärmten Wassers (Umwasser) durch einen Rieselverdampfer entsteht in der Luft im Rieselverdampfer ein nahezu gesättigter Zustand, wobei durch entsprechendes Einstellen von dem Rieselverdampfer durchsetzendem Luftstrom, dem Umwasserstrom und der Umwassertemperatur möglich ist, alle Zustände auf der Sättigungslinie eines I,X-Diagramms einzustellen, wobei bei einer Wassertemperatur ab 86°C der Dampfanteil den Luftanteil überwiegt. Diese Luftbefeuchtung mit einem mit Heißwasser betriebenen Rieselverdampfer stellt eine Zwischenlösung zwischen der Luftbefeuchtung mittels Dampf und der in einem konventionellen Luftwäscher dar. Durch diesen Einsatz wird erreicht, daß alle bekannten Warmwasserheizsysteme als Wärmequelle und somit die gleichen, wie für die Lufterwärmung und statische Raumheizung nutzbar gemacht werden können. Die erzeugte Feuchtluft neigt im Gegensatz zu Sattdampf nicht zu Kondensationen, wobei eine geringe Aufheizung eine Kondensatbildung unterdrückt und so nachgeschaltete Leitungen und Verteiler schützt und eine Nachfilterung ermöglicht.

Mit dem hohen Wasserdampf-Partialdruck wird eine schnelle und effektive Verdampfung erreicht und somit auch eine hohe Feuchte der Luft, wobei es keiner Feinzerstäubung bedarf. Daher kann auch der Rieselverdampfer für einen relativ kleinen Luftstrom ausgelegt werden, und daher ergibt sich eine kompakte Bauweise und ein geringer Energiebedarf für das den Transport-Luftstrom durch den Rieselverdampfer fördernde Gebläse. Der Wasserinhalt stellt dabei einen Speicher und Puffer für eine der Masse des umzuwälzenden Wassers und dessen Temperatur entsprechende Wärmemenge dar, zum Ausgleich kurzfristiger Lastspitzen. Der Rieselverdampfer ist eigensicher, er ist für alle Leistungsgrößen geeignet, er erlaubt eine schnelle und exakte Leistungsreglung und ein schnelles Anpassen an Bedarfsänderungen und ist unabhängig vom Primärenergieträger. Sein Luftwiderstand ist gegenüber beispielsweise konventionellen Luftwäschern gering. Eine Wartung auch im laufenden Betrieb ist möglich.

Um eine gleichmäßige Betriebsweise zu erreichen, ist es vorteilhaft, eine Reglung vorzusehen. Diese Reglung greift die sich an dem Wärmetauscher in der Umwälzleitung einstellende, der in der Zeiteinheit abgegebenen Wasserdampfmenge entsprechenden Temperaturdifferenz des umgewälzten Wassers auf, die mit dem Wärmetauscher vor- und nachgeschalteten Temperaturfühlern gemessen und einem Regler zugeführt wird, der seinerseits mit dieser Temperaturdifferenz als Regelgröße ein Stellsignal an den Stellantrieb von Gebläse- bzw. Stellklappenantrieb im Transportluftstrang abgibt, zur Beeinflussung des Massenstromes der Transportluft, um die in der Zeiteinheit abgegebene Dampfmenge der Vorgabe entsprechend zu halten. Alternativ wirkt das vom Regler abgegebene Stellsignal auf den Antrieb des Regelorgans im Umwälzpumpenantrieb bzw. den Stelldrosselantrieb im Wasserkreis ein, zur Beeinflussung des Massenstromes des umgewälzten Wassers, um die in der Zeiteinheit abgegebene Dampfmenge der Vorgabe entsprechend zu halten. Eine dritte Alternative ist gegeben, wenn das vom Regler abgegebene Stellsignal an den Antrieb eines in dem primären Heizkreis dieses Wärmetauschers vorgesehenen Ventils geht, um die in der Zeiteinheit abgegebene Dampfmenge der Vorgabe entsprechend zu halten. Während die erste Variante den Massenstrom der Transportluft ändert, greift die zweite Variante beim Massenstrom des umgewälzten und verrieselten Wassers an. Die dritte Variante schließlich ändert die Temperatur des der Verrieselung zugehenden Wassers, da das dem Wärmetauscher zugehende Wasser aus hygienischen Gründen nicht unter eine Grenztemperatur von 60°C absinken darf.

Das Regelverhalten bezüglich der in der Zeiteinheit erzeugten Dampfmenge wird von drei Größen beeinflußt; diese sind: Die Umwälzwasser- Eintrittstemperatur, der Umwälzwasser-Massenstrom und der Transportluft- Massenstrom. Bereits eine Änderung einer dieser Größen bewirkt eine Änderung des Stromes der erzeugten Dampfmenge.

Bei steigender Umwälzwasser-Eintrittstemperatur erhöht sich die Trockenthermometer- Temperatur am Austrittsstutzen des Rieselverdampfers, es erhöht sich auch die Menge des erzeugten Dampfes und somit - wegen der bei der Verdampfung verbrauchten Verdampfungswärme - auch die Temperaturdifferenz zwischen Umwälzwasser-Eintritt und Umwälzwasser- Austritt, die der Temperaturdifferenz am Wärmetauscher entspricht.

Bei steigendem Umwälzwasser-Massenstrom steigt ebenfalls die Temperatur am Austrittsstutzen und somit auch der Strom des erzeugten Dampfes; die Temperaturdifferenz verringert sich jedoch. Mit steigendem Transportluft-Massenstrom steigt die Temperaturdifferenz des Umwälzwassers und somit auch der Strom des erzeugten Dampfes. Die Trockenthermometer-Temperatur am Austrittsstutzen des Rieselverdampfers sinkt.

Die an den Transportluftstrom abgegebene fühlbare und latente Wärme ist gleich der dem Umwälzwasser im Wärmetauscher zugeführten Wärme; dabei ist der Anteil der die Erwärmung der Transportluft betreffende Teil der übertragenen Wärme klein gegenüber der durch die Verdampfung eingetragenen latenten Wärme (bei einer Lufteintrittstemperatur von 19°C und einer relativen Feuchte von 10% ist der Wärmeinhalt 22,5 kJ/kg, und bei einer Austrittstemperatur von 75°C und einer relativen Feuchte von 98% 1106 kJ/kg); sie kann daher als eine Konstante angesehen werden (die bei vorgewärmter Luft gegen Null geht). Wegen der konstanten Verdampfungswärme ist die in der Zeiteinheit erzeugte Dampfmenge proportional der in dieser Zeiteinheit abgegebenen Wärmemenge und somit auch der Wärmemenge, die dem Wärmetauscher in dieser Zeiteinheit zugeführt wird. Diese Wärme errechnet sich aus der spezifischen Wärme für Wasser, dem Umwälzwasser-Massenstrom und der Umwälzwasser-Temperaturdifferenz. Da der Umwälzwasser-Massenstrom für jeden Betriebszustand bekannt ist, kann von der Umwälzwasser- Temperaturdifferenz direkt auf die erzeugte Dampfmenge in der Zeiteinheit geschlossen werden.

Zur Durchführung des Verfahrens eignet sich ein Rieselverdampfer mit den Merkmalen des Patentanspruches 11. Dieser weist zumindest einen Ausgangsstutzen auf, der mit dem Raum bzw. mit dem den Luftstrom führenden Kanal zum Einleiten eines mit Wasserdampf beladenen Transport-Luftstromes verbunden ist, wobei für das Umwälzen des den Rieselraum des Rieselverdampfers durchrieselnden Wassers ein die Umwälzpumpe enthaltender Kreislauf mit einer Wasserumwälzleitung vorgesehen ist, in die ein Wärmetauscher eingeschaltet ist, wobei der Ausgang der Umwälzpumpe an die Mittel zur Verteilung des Wassers in dem Rieselraum angeschlossen ist, und wobei die Temperatur des umgewälzten Wassers in dem Wärmetauscher vor dem Verrieseln auf eine über der Lufttemperatur, jedoch unter dem Siedepunkt des Wassers liegende Vorlauftemperatur erwärmbar ist. Mit dieser Lösung ist eine Vorrichtung gegeben, bei der ein hoch mit Wasserdampf angereicherter Strom einer Transportluft in die Luft eines Raumes direkt oder in die Luft eines Luftstromes einer Lüftungs- oder Klima-Anlage gelangt, mit dem ein Raum oder mehrere Räume versorgt werden kann. Damit reduziert sich der zur Befeuchtung der Transportluft vorgesehene Rieselverdampfer auf einen Bruchteil der Größe, die für einen Befeuchter für den gesamten Luftstrom notwendig wäre. Die dadurch erzielten Einsparungen sowohl in den Investitions- als auch in den Betriebskosten sind erheblich. Bei dieser Vorrichtung wird ein (relativ) erwärmtes Wasser mit einem seiner Temperatur entsprechenden Dampfdruck verrieselt, so daß zum einen eine günstige Verdampfungsgeschwindigkeit erreicht wird, daß weiter die zu befeuchtende Transportluft nicht abgekühlt, sondern viemehr bis zumindest nahe an die Wassereintrittstemperatur erwärmt wird, und daß schließlich ein Luftzustand erreicht wird, der hinreichend nahe an der Sättigungsgrenze liegt, so daß die Luft erhebliche Mengen an Wasserdampf zu transportieren in der Lage ist. Durch das Umwälzen des in einem Wärmetauscher erwärmten Wassers kann der Betrieb so eingestellt werden, daß zumindest in Abständen - etwa in Betriebspausen - das umgewälzte Wasser auf eine oberhalb eines für Mikroorganismen kritischen Wertes liegende Temperatur gebracht wird, so daß einer Verkeimung entgegengewirkt werden kann; dabei versteht es sich von selbst, daß dies auch bei einem Dauerbetrieb mit einer Wassertemperatur oberhalb dieses kritischen Wertes gegeben ist. Der in der von dem Behälter für den Wasservorrat ausgehenden Umwälzleitung angeordnete Wärmetauscher erwärmt das Umwälzwasser auf Temperaturen oberhalb etwa 70°C. Für das Befeuchten ist eine hinreichende große Übertemperatur günstig, da diese Übertemperatur Antrieb für den Befeuchtungsvorgang ist, der die Lufttemperatur anhebt und die Aufnahmefähigkeit der Transportluft für die Feuchte sicherstellt. Der infolge der Übertemperatur (relativ) hohe Dampfdruck des Wassers erlaubt ein wirksames Befeuchten mit einem geringen Wasserüberschuß, so daß die Leistungsaufnahme der Umwälzpumpe klein gehalten werden kann. Darüber hinaus stellt sich ein so hoher Befeuchtungsgrad ein, daß die Befeuchtung eines Teilluftstromes genügt, um durch Einmischen des Transport-Luftstromes in einen Hauptluftstrom diesen auf den gewünschten Feuchtegehalt zu bringen, wobei die Feuchte des Transport-Luftstromes im Verhältnis Transport- Luftstrom zu Hauptluftstrom herabgesetzt wird.

Bei dieser Vorrichtung wird die zur Verdampfung des Wassers notwendige Energie ausschließlich dem Umwälzwasser entnommen, eine Entnahme von fühlbarer Wärme aus der Luft entfällt, ebenso sind zusätzliche Wärmequellen im Bereich des Rieselraumes überflüssig.

Nach einer Ausführungsform wird dabei als vorteilhaft angesehen, daß als Mittel zum Verteilen des Wassers als Querbleche ausgebildete Rieselböden vorgesehen sind, die randständige Luft-Überströmöffnungen und diesen gegenüber vorzugsweise schlitzförmige Wasserablauföffnungen aufweisen, und daß unter den Wasserablauföffnungen Fangbleche vorgesehen sind, die diese überdecken, wobei die Luft- Durchtrittsöffnungen derart angeordnet sind, daß die Luft mäanderförmig durch den Rieselverdampfer geleitet wird, und wobei die Zuströmmittel zum Verteilen des Wassers auf die obersten der Rieselböden vorgesehen sind. Vorteilhaft sind dabei diese Rieselböden derart gewölbt, daß das Wasser immer zu den Luft-Durchtrittsöffnungen bzw. den Wasserablauföffnungen abläuft. Diese Ausführungsform ist eine sehr einfache, bei der die Transportluft mäanderförmig zwischen den Rieselböden strömt, das durch die Wasserablauföffnungen durchtropfende Wasser mitnimmt und auf dem darunter liegenden Rieselboden verteilt. Dabei können - je nach Strömungsgeschwindigkeit der den Rieselraum durchströmenden Transportluft - auch Wassertröpfchen mitgerissen und so wieder auf die Oberfläche des Rieselbodens gebracht werden; eine Störung des Verdampfers ist dadurch nicht gegeben. Vorteilhaft ist es, wenn nach Abschalten der Vorrichtung kein Wasser auf den Rieselböden verbleibt. Die Wölbung (oder eine Schrägstellung) verhindern dies wirksam.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß als Mittel zum Verteilen des Wasses blechartige Einbauten als Lochboden mit vorzugsweise vertieft eingeprägten Rieselöffnungen vorgesehen sind, wobei zwischen diesen erhabene, ein Ablaufen des Wassers ermöglichende Rücken verbleiben und Wasser durch die Tropföffnungen abtropft, wobei die Einbauten eine oder einige Luft-Überströmöffnungen derart aufweisen, daß die Luft mäanderförmig durch den Rieselraum des Rieselverdampfers geleitet wird, und wobei eine Verteil-Einrichtung für im Kreislauf umgewälztes Wasser auf die oberste der blechartigen Einbauten vorgesehen sind. Bei Einbauten aus Blech (Edelstahl) sind die Öffnungen als vorzugsweise gestanzte Löcher zweckmäßig nach unten durchgedrückt, so daß "Rücken" zwischen den Öffnungen aufgewölbt sind und ein Verbleiben von Wasser auf den Rieselblechen verhindert ist. Dabei weisen die einzelnen Lochböden randständige oder radial verlaufende Ausnehmungen als Überströmöffnungen auf, die in den einzelnen Etagen gegeneinander versetzt angeordnet sind, so daß die durchströmende Luft zu einem etwa mäanderförmigen Durchströmen durch die Rieselkammer gezwungen wird. Es versteht sich von selbst, daß die Materialwahl und dadurch bedingt, andere Herstellungsformen hier keine Rolle spielen kann.

Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gegeben, daß als die Mittel zum Verteilen des Wassers ausgebildeten Einbauten eine Anzahl von untereinander angeordneter und gegeneinander geneigter Rieselbleche vorgesehen sind, die je ein diese untergreifendes Fangblech aufweisen, wobei das Fangblech an dem höher gelegenen Ende des Führungsblechs vorgesehen ist, das tiefer gelegene Ende im Abstand vor der gegenüberliegenden Wand des Rieselraumes des Rieselverdampfers endet, und wobei Zuströmmittel zum Verteilen des Wassers auf das oberste der Rieselbleche bzw. dessen Fangblech vorgesehen sind. Das auf die Fangbleche gegebene Wasser strömt dabei unter den Führungsblechen ab und tropft in den zwischen den Führungsblechen verlaufenden Luftstrom, um von dem darunter angeordneten Führungsblech aufgenommen zu werden. Zumindest am freien Ende eines jeden der Führungsbleche wird das dort ankommende Wasser auf das darunter angeordnete Fangblech übergeben, um erneut unter das (nun tiefere) Rieselblech zu gelangen. Dieses setzt sich fort, bis das vom letzten der Rieselbleche abgegebene Wasser in den Wasservorrat zurückgeführt wird. Dabei sind die Rieselbleche in ihrer Form auf die im allgemeinen rechteckige Form des Rieselverdampfers abgestellt. Diese Anordnung eignet sich in einer Weiterbildung vorteilhaft auch zur Verwendung in zylindrischen Rieselverdampfern, wobei scheibenförmige Rieselbleche abwechselnd mit nach innen und nach außen gerichteter Neigung vorgesehen sind, deren Überströmöffnungen bei den nach innen geneigten Rieselblechen zentral und bei den nach außen geneigten Rieselblechen peripher angeordnet sind, wobei deren Fangbleche umgekehrt vorgesehen sind, also bei den nach innen geneigten Rieselblechen an der Peripherie und bei den mit einer nach außen gerichteten Neigung im Zentrum, so daß die zu befeuchtende Luft im ersten Fall durch eine zentrale Öffnung und im zweiten Fall durch einen peripheren Ringspalt im Gegenstrom zu Wasser überströmen kann.

In Weiterbildung wird vorgeschlagen, daß die Einbauten ein um ein Zentralrohr spiralig verlaufendes Führungsblech bilden, auf das Wasser mittels der Zuströmmittel aufgebbar ist. Hier fließt das Wasser längs der Spiralbahn und verdampft aus dem Wasser-Film. Der Vorteil ist, daß bei dieser Ausführungsform der Einsatz mittels des Zentralrohres in einfacher Weise entnehmbar ist. Dabei versteht es sich von selbst, daß das spiralig verlaufende Führungsblech mit Rieselöffnungen versehen sein kann, und/oder daß das spiralige Führungsblech unterbrochen ist, jeweils ein Fangblech unter den Unterbrechungen aufweist, das das zugeordnete Stück des spiraligen Führungsblechs untergreift und das von dem Ende des vorgehenden Stücks des spiraligen Führungsblechs abtropfenden Wassers übernimmt. Dabei wird der spiralige Einsatz vorteilhaft so geformt, daß die zur äußeren Wand des Gehäuses des Rieselverdampfers und die zum zentralen Rohr weisenden Kanten des/der Führungsblechs/Führungsbleche aufwärts gebogen sind, um den Wasserfilm zu führen und einen hinreichend dichten Abschluß zu den Vertikalwänden zu geben.

Für den Rieselverdampfer selbst sind alle geeigneten Materialien einsetzbar, die Dauerbeanspruchung mit Wasser und die Temperaturen aushalten. Neben rostfreien Stählen sind hier Kunststoffe, insbesondere faserverstärkte Kunststoffe, zu nennen.

Mit einem im Eintritts- bzw. im Austrittsstutzen vorgesehenen, dem Rieselverdampfer vor- bzw. nachgeschalteten Gebläse wird erreicht, daß ein gesonderter Luftstrom als Transport-Luftstrom durch den Rieselverdampfer gedrückt werden kann, womit ein ständiges "Spülen" des Systems erreicht wird, so daß im Rieselverdampfer selbst ein Luftwechsel erfolgt, und auch in der angeschlossenen Zu- und Abführungsleitung.

Weiter ist es vorteilhaft, wenn der Eintrittsstutzen des Rieselverdampfers ein Absperrorgan aufweist, mit der der Eintrittsstutzen abgeschlossen werden kann; vorteilhaft ist weiter, wenn auch der Austrittsstutzen des Rieselverdampfers ein derartiges Absperrorgan aufweist. Mit dem bzw. den Absperrorgan/-en kann der durch den Rieselverdampfer gehende Strang für den Transport-Luftstrom abgeschlossen werden, etwa bei Betriebsruhe oder zu Reparaturzwecken. Werden dabei selbstschließende Absperrorgane eingesetzt, bei denen die zum Schließen notwendige Energie über einen Antriebsmotor zugeführt oder in einer gespannten Feder gespeichert ist, kann das Absperren auch vom Fließen der Transportluft abhängig gemacht werden. Vorteilhaft ist weiter, wenn in diesem Strang ein Drosselorgan vorgesehen ist, wobei zweckmäßig eines der Absperrorgane als Drosselorgan ausgebildet ist, wodurch der Transport-Luftstrom auf den gewünschten bzw. notwendigen Wert eingestellt werden kann.

Dabei weist vorteilhaft die Rieselkammer einen Bypaß auf, der mittels eines Absperrorgans verschließ- bzw. öffenbar ist, wobei vorzugsweise im Bypaß ein an eine äußere Wärmequelle anschließbarer Wärmetauscher vorgesehen ist. Mittels dieses Bypasses ist es möglich, den Rieselverdampfer einschließlich der angeschlossenen Leitung auf Temperatur zu bringen, um ein Keimwachstum zu unterdrücken; dabei ist es hinreichend, wenn dieses Aufheizen des Rieselverdampfers von Zeit zu Zeit erfolgt. Über das Aufheizen hinaus kann auch ein Spülen des Systems erfolgen; bei Einsatz eines kleinen Wärmetauschers in diesem Bypaß kann diese Leitung sogar auf einer Temperatur oberhalb des Kondensationspunktes gehalten werden.

Vorteilhaft ist weiter, wenn in dem Eintrittsstutzen des Rieselverdampfers, vorzugsweise dem Absperrorgan vorgeschaltet, ein Vorerhitzer angeordnet ist. Mit diesem Vorerhitzer kann die eintretende Luft vorgewärmt werden, mit zunehmender Vorerwärmung tritt die Übertragung fühlbarer Wärme vom Umwälzwasser auf die Transportluft in den Hintergrund und geht schließlich mit Annäherung auf die Austritts- Temperatur gegen Null. Dies ist von Bedeutung, wenn - etwa wegen kurzer Kontaktzeit - das Aufheizen der Transportluft durch das Umwälzwasser nicht hinreichend erfolgt. Zur Vergrößerung des Abstandes zwischen Trockenthermometer-Temperatur der Luft und deren Nebelgrenze ist es weiter vorteilhaft, wenn in dem Austrittsstutzen, vorzugsweise dem Absperrorgan nachgeschaltet, ein Nacherhitzer angeordnet ist. Mittels dieses Nacherhitzers wird die Trockenthermometer- Temperatur angehoben, wobei diese Anhebung so erfolgen kann, daß die beim Einmischen der feuchten Transportluft in die Lüftungsluft erfolgende Abkühlung die Nebelgrenztemperatur nicht unterschreitet und somit auch örtliche Nebelbildungen unterdrückt werden.

Der Rieselverdampfer wird vorteilhaft so ausgebildet, daß der den Wasservorrat enthaltende Behälter mittels einer Trennplatte von der Rieselkammer getrennt ist, wobei die Trennplatte eine Abflußöffnung aufweist, die mit einem kraftbelasteten Ventil so abgeschlossen ist, daß das Ventil durch eine vorgebbare Wasserhöhe öffenbar ist. Mit dieser Trennung wird auch ein Abschluß des Luftraumes der Rieselkammer erreicht. Weiter wird, um einem verdampfungsbedingten Versalzen des Vorratswassers entgegenzuwirken, vorgeschlagen, daß die Ablaßspitze des Behälters für den Wasservorrat einen Abschlämm-Abgang aufweist, der über ein Stellventil öffen- und schließbar ist. Dieser Abschlämm-Abgang kann dabei in einfacher Weise als Stellventil ein Überlauf-Ventil aufweisen, dessen Überlaufhöhe einstellbar ist, wobei für die Höheneinstellung des Überlauf-Ventils ein Stellglied, vorzugsweise ein Stellmotor vorgesehen ist. Damit kann der Wasser- Ablauf so eingestellt werden, daß zusammen mit dem von der Höhe des Wasserstandes im Vorratsbehälter gesteuerten Wasser-Zufluß der Salz- Spiegel unter einem kritischen Wert gehalten werden kann.

Vorteilhaft ist zur Steuerung ein Konzentrationsmeßgerät mit entsprechendem Meßfühler für die Härtebildner und/oder gelöste Salze, vorzugsweise als Leitfähigkeitsmeßgerät, vorgesehen, dessen Ausgang mit dem Stellventil des Abschlämm-Abganges bzw. dem Stellglied des Überlaufventils zusammenwirkt. Zum Abziehen selbst ist das Stellventil in vorteilhafter Weise ein Überlauf-Ventil, dessen Überlaufhöhe einstellbar ist. Dabei ist in vorteilhafter Weiterbildung für die Höheneinstellung des Überlauf-Ventils ein Stellglied, vorzugsweise ein Stellmotor vorgesehen. Die Einstellung der Überlaufhöhe wird in einfacher Weise dadurch erreicht, daß ein biegsamer Schlauch mit freiem Auslauf (z. B. mit einem Faltenbalg) so von dem Stellglied gehoben bzw. gesenkt wird, daß die Konzentration in dem Wasser des Behälters durch das Nachspeisen einer der Menge des in der Zeiteinheit abgezogenen und der in der Zeiteinheit verdampften Wassers entsprechenden Wassermenge aus dem Anschluß an die Wasserversorgung auf dem gewünschten Spiegel gehalten werden kann. Dazu ist vorteilhaft ein Konzentrationsmeßgerät mit entsprechendem Meßfühler für Härtebildner und/oder gelöste Salze, vorzugsweise als Leitfähigkeitsmeßfühler, vorgesehen, dessen Ausgang mit dem Stellglied des Überlaufventils zusammenwirkt. Für das Verstellen der Überlauf-Höhe des Überlaufventils ist ein Stellglied, vorzugsweise ein Stellmotor vorgesehen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Fig. 1 bis 8 näher erläutert; dabei zeigen

Fig. 1: Eine Schema-Darstellung einer Vorrichtung mit Rieselverdampfer mit parallel angeordneten Rieselblechen, Fig. 1a: Einzelheit der Rieselbleche;

Fig. 2: Eine Schema-Darstellung eines Rieselverdampfer für die Vorrichtung mit zueinander geneigten Rieselblechen, Fig. 2a: Einzelheit der Rieselbleche;

Fig. 3: Einzelheit gelocher Rieselbleche;

Fig. 4: Eine Schema-Darstellung eines zylindrischen Rieselverdampfers mit radial verlaufenden, geneigten Rieselblechen mit Führungs- und Fangblechen;

Fig. 5: Einzelheit der Wasserübergabe von einem Führungsblech auf das darunter angeordnete Fangblech;

Fig. 6: Schema-Darstellung eines zylindrischen Rieselverdampfers mit innerem Rohreinsatz und spiralig verlaufendem Rieselblech;

Fig. 7: Einzelheit Wasseraufgabe, Querschnitt;

Fig. 8: Einzelheit Wasseraufgabe, Ansicht (teilgeschnitten).

Die Fig. 1 gibt eine Übersicht über die Vorrichtung mit dem Rieselverdampfer 1 mit seinen Baukomponenten. In dem Rieselverdampfer 1 ist eine Verteil-Einrichtung 2 für im Kreislauf umgewälzten Wassers vorgesehen, die das Wasser auf den obersten der als Querblech ausgebildeten Rieselbleche 3 abgibt, wobei eine Anzahl von Rieselblechen 3 untereinander parallel zueinander angeordnet sind. Im Seitenbereich - eine Darstellung eines seitlichen Ausschnittes zeigt Fig. 1A - sind Luftüberströmöffnungen 7 und Wasserablauföffnungen 7.1 vorgesehen, wobei die Rieselbleche 3 derart angeordnet sind, daß der Luftüberströmöffnung 7 des einen der Rieselbleche 3 eine Wasserablauföffnung 7.1 des benachbarten der Rieselbleche 3 gegenübersteht. Durch diese Anordnung wird die über den Lufteintrittsstutzen 25 in den Rieselverdampfer 1 gelangende Luft gezwungen, in Mäanderform durch den Rieselverdampfer 1 zu strömen. Das Wasser, das über die Verteil-Einrichtung 2 für im Kreislauf umgewälztes Wasser auf das oberste der Rieselbleche 3 gelangt, verteilt sich auf diesem, und läuft im Bereich der Luftüberströmöffnung, 7 und der Wasserablauföffnungen 7.1, die vorteilhaft schlitzförmig ausgebildet sind, ab, wobei es durch den Luftstrom fällt und die strömende Luft bestrebt ist, zumindest einen Teil des Wassers mitzureißen. Um ein Überströmen von Luft durch diese Wasserablauföffnungen 7.1 zu unterbinden, sind diese mit die Öffnungen untergreifenden Fangblechen 3.1 unterlegt, auf die durchtretendes Wasser gelangt, um von diesen abzutropfen bzw. um unter Wirkung des Luftstromes an der Unterseite dieser Rieselbleche 3 entlang zu fließen. Durch diese dynamischen Vorgänge wird das Wasser zerteilt, ohne daß zusätzliche Zerkleinerungsarbeit zu leisten ist. Die mit der Luft in Kontakt stehende Wasseroberfläche gibt dabei entsprechend dem bei der Wassertemperatur herrschenden Dampfdruck Wasserdampf an die Luft ab, die sich dabei zum einen durch die fühlbare Wärme des Wassers und zum anderen durch die beim Ausfall von Kondensat freigesetzte Verdampfungswärme erwärmt und so eine Temperatur erreicht, bei der hohe Wasserdampfbeladungen getragen werden. Um ein Stehenbleiben von Wasser auf diesen ebenen Rieselblechen 3 zu verhindern, werden diese geringfügig geneigt oder gewölbt.

Das ablaufende Wasser sammelt sich auf der Trennplatte 8, und es fließt, wenn das selbstschließende Ventil 9 gegen die Kraft des Gegengewichts 9.1 öffnet, in den Sammelbehälter 10 mit Schlammspitze 10.1, aus der das Wasser mittels der Umwälzpumpe 12 über die Umwälzleitung 15 zur Verteil-Einrichtung 2 zum Verteilen des umgewälzten Wassers zurückgeführt wird, in die ein über seine Primär-Anschlüsse 14 an eine Wärmequelle, in vorteilhafter Weise eine Abwärmquelle angeschlossener Wärmetauscher 13 mit von einem Antrieb versehenen Ventil 13.1 eingeschaltet ist, in dem das Umlaufwasser zum Erhöhen seiner Temperatur mit dem Ziel aufgeheizt wird, den Dampfdruck und damit die Verdampfungsgeschwindigkeit zu steigern und einem Wärmeentzug der zu befeuchtenden Luft (und damit ein Absenken deren Temperatur) vorzubeugen. Durch die im Regelfall bei bzw. über 70°C liegende Temperatur wird auch in hygienischer Hinsicht erreicht, daß Keime abgetötet werden, so daß dieser Rieselverdampfer 1 auch bei hohen hygienischen Anforderungen einsetzbar ist.

Die zu befeuchtende Luft - im allgemeinen ein Teilstrom der aufbereiteten Luft - wird mittels des Gebläses 26 über den Lufteintrittsstutzen 25 in den Rieselverdampfer 1 gedrückt, den sie über den Austrittsstutzen 28 verläßt. Sowohl im Zuluftstutzen 25 als auch in dem Abluftstutzen bzw. im Austrittsstutzen 28 sind vorzugsweise selbstschließende Absperrorgane 27 und 29 vorgesehen, mit denen der Rieselverdampfer 1 zumindest während eines Stillstands der Anlage abgeschlossen ist; dies gilt auch für das selbstschließende Ventil 9 in der Trennplatte 8. Damit ist der Rieselverdampfer 1 während eines Stillstandes abgeschlossen, so daß Wasserdampf nicht austreten kann und eine schleichende Leitungskondensation verhindert wird.

Das im Umlauf befindliche Wasser wird durch den verdampften Anteil in Bezug auf gelöste Salze, darunter auch Härtebildner, aufkonzentriert. Um hier entgegenzuwirken, wird Wasser über die Wassereinspeisung 23 zugegeben, einmal zum Ersatz des verdampften Anteils, zum anderen aber auch, um ein Ausschleusen von Wasser zu ermöglichen, wodurch der Spiegel der Salzkonzentration gehalten werden kann. Dieses Ausschleusen erfolgt über einen an einen Überlaufbogen 18 angeschlossenen Schlammabzug 16, wobei die Höhenlage des Überlaufbogens 18 gegenüber dem Wasserstand in der Schlammspitze 10.1 die in der Zeiteinheit auslaufende Wassermenge bestimmt, die aus dem Überlaufbogen 18 frei in einen Auffangbehälter, der zum Vermeiden von Spritzwasser mit einem Faltenbalg versehen sein kann, und über einen Syphon 19 ablaufen kann, so daß hier ein direkter Kontakt mit der Umgebung und somit auch eine Beeinflussung durch den Umgebungsdruck verhindert wird. Vorteilhaft ist es, eine Einstellbarkeit der Überlaufmenge durch eine Höhenverstellbarkeit des Überlaufbogens 18 vorzusehen, mit der auch eine Regelung des Abzuges erreicht werden kann: Ein auf Konzentration ansprechendes Meßgerät, etwa ein Leitfähigkeitsmeßgerät 22 wird mit einem Antrieb 20 der Höhenverstellung gekoppelt, so daß die Höhenlage des an einen biegsamen Schlauch 17 angeschlossenen Überlaufbogens 18 über eine Spindel mit Arm 21 in Anhängigkeit von der Konzentration so einstellbar ist, daß der Überlaufbogen mit steigender Konzentration abgesenkt und so die in der Zeiteinheit über den Schlammabzug 16 abgezogene Menge an Wasser gesteigert werden kann, und umgekehrt, bei sinkender Konzentration. Da der Wasserspiegel durch die mit einem Schwimmerventil 24 versehene Wassereinspeisung 23 nahezu konstant gehalten wird, ergibt sich so eine einfache Möglichkeit, den Spiegel der Konzentration zu halten bzw. zu begrenzen, wobei diese Begrenzung auch bei konstantem Ablauf über eine Zulauf-Regelung erreichbar ist.

Die Fig. 2 zeigt einen Rieselverdampfer 1 für die (in Fig. 1 im einzelnen dargestellte) Vorrichtung, bei dem die Rieselbleche 4 als Lochböden ausgebildet sind, die gelocht und gegeneinander geneigt sind; eine Einzelheit des Seitenbereichs der Rieselbleche 4 zeigt Fig. 2a. Das umgewälzte Wasser wird von der Verteil-Einrichtung 2 (für im Kreislauf umgewälztes Wasser - hier seitlich gesehen - auf das oberste der mit Rieselöffnungen 4.1 und - jeweils an den tiefer liegenden Enden - Luftüberströmöffnungen 7 (Fig. 2) versehenen Rieselbleche 4 aufgegeben. Das auslaufende Wasser rieselt über die geneigten Rieselbleche 4 und tropft durch die Rieselöffnungen 4.1 auf das darunter angeordnete Rieselblech 4; der nicht durchgetropfte Wasseranteil tropft am tiefen Ende des Rieselbleches 4 ab und gelangt ebenfalls auf dieses darunter liegende Rieselblech 4. Die Tropfen fallen dabei durch den zu befeuchtenden Luftstrom, der von Überströmöffnung 7 zu Überströmöffnung 7 zwischen den Rieselblechen 4 strömt. Die in den Rieselblechen 4 vorgesehenen - hier randständig dargestellten - Überströmöffnungen 7 gestatten dabei ein Überströmen der Luft von Etage zu Etage, wobei diese Überströmöffnungen 7 in den einzelnen übereinander liegenden Rieselblechen 4 gegeneinander so versetzt sind, daß die Luft mäanderförmig durch die eingebauten Rieselbleche 4 strömen muß. Beim Durchfallen des Luftraumes zwischen den Rieselblechen 4 verdampft - wie zuvor beschrieben - ein Teil des Wassers und steigert den Feuchtgehalt der durch ein Rieselverdampfer 1 strömenden Luft.

Die Fig. 3 zeigt eine besondere Ausbildung der gelochten Rieselbleche 4: Um ein Ansammeln von Wasser auf diesen Rieselblechen 4 zu verhindern, sind die Zwischenstege 4.2 zwischen den Rieselöffnungen 4.1 aufgewölbt. Bei dieser Ausführungsform können die Rieselöffnungen auch in einem ebenen Rieselblech vorgesehen sein, da die Neigung der Rieselbleche keine stehende Wasseransammlung erlaubt.

Die Fig. 4 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform, die hier als zylindrischer Rieselverdampfer 1 dargestellt ist, ohne auf eine zylindrische Form beschränkt zu sein. Die Rieselböden sind hier gebildet von Rieselblechen 5 und Fangblechen 5.1, wobei die Fangbleche 5.1 die Rieselbleche 5 unter Bildung eines engen Spaltes für den Wasserdurchtritt untergreifen. Diese Öffnungen sind dabei zum einen an dem Mantel der Rieselverdampfer 1 als äußere Wasserdurchtrittsöffnungen 7.1′ im Mantelbereich und zum anderen zentral als innere Wasserdurchtrittsöffnungen 7.1′′ vorgesehen, wobei die Luftüberströmöffnungen 7′ als Ringspalte im Mantelbereich und als Luftüberströmöffnung 7′′ zentral vorgesehen sind, dabei wechseln sich die Rieselbleche 5 so ab, daß das eine der Bleche eine ringspaltförmige Luftüberströmöffnung 7′ und eine zentrale Wasserdurchtrittsöffnung 7.1′′ und das folgende eine zentrale Luftüberströmöffnung 7′′ und eine äußere Wasserdurchtrittsöffnung 7.1′ im Mantelbereich aufweist. Das Wasser wird über die - hier ringförmig den Rieselverdampfer 1 umgebende - Wasserverteil-Einrichtung 2′ auf das oberste der Fangbleche 5.1 aufgebracht, es fließt dann unter das zugeordnete, geneigte Rieselblech 5, um zum einen als Wasserfilm zu dessen tieferen Rand zu fließen und zum anderen auf das darunter befindliche Rieselblech 5′ abzutropfen. Die Fig. 5 zeigt eine Einzelheit der Ausbildung der Wasserdurchtrittsöffnung im Mantelbereich. Das gewölbte Rieselblech 5 wird von am Mantel 1.1 befestigten Knotenblechen 1.2, das auch die die Wasserdurchtrittsöffnung 7.1′ (Fig. 4) abdeckenden Fangbleche 5.1 tragen, gehalten. Dabei sind diese Knotenbleche 1.2 derart geformt, daß das darunter folgende Rieselblech 5′ mtgetragen wird, wobei der Mantel 1.1 mit dem (hier als oberes dargestellte) Rieselblech 5 einen Ringspalt als Luftüberströmöffnung 7′ (Fig. 4) und mit dem (hier als unteres dargestellte) Rieselblech 5′ einen von dem Fangblech 5.1 abgedeckten Ringspalt als Wasserdurchtrittsöffnung 7.1′ (Fig. 4) bilden.

Die Fig. 6 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform, bei der in einem zylindrischen Gehäuse ein heraushebbarer Rieselboden-Einsatz vorgesehen ist, der gebildet ist von einem zentralen Rohr 6, das umgeben ist von einem spiralig verlaufenden Führungsblech 4′, auf dem an seinem oberen Ende eine radial verlaufende Wasserverteil-Einrichtung 2′ angeordnet ist. Diese Wasserverteil-Einrichtung 2′ besteht im wesentlichen aus einer radial verlaufenden (nicht näher bezeichnete) Rinne, in die die Wasserumwälzleitung 15 über deren Mündung 15′ das geförderte Wasser einspeist, wobei das Wasser in der Rinne über die gesamte Breite des spiralig verlaufenden Führungsblechs 4′ verteilt, einem (nicht näher bezeichneten) Überlaufwehr zufließt, das das Wasser über die gesamte Breite auf das Führungsblech 4′ übertreten läßt, in einem zwischen der Wasserverteil-Einrichtung 2′ und dem Führungsblech 4′ gebildeten (ebenfalls nicht näher bezeichneten) Spalt, durch den der auf dem Führungsblech 4′ abwärts fließende Wasserfilm austritt, auf diesem abwärts fließt und auch durch die Tropflöcher durchtropfend von einer "Etage" zur darunter liegenden gelangen kann. Es versteht sich von selbst, daß das Führungsblech 4′ auch unterteilt sein kann, wobei jeder der Teile eine eigene Wasserverteil-Einrichtung 2′ aufweist, es versteht sich weiter von selbst, daß die Führungsbleche 4′ mit zugeordneten Fangblechen versehen sein können, so daß der Wasserfilm in vorbeschriebener Weise auf der Unterseite des vorgehenden Führungsbleches 4′ fließt und teilweise auf die Oberfläche des folgenden Führungsbleches 4′ abtropft, und der nicht abgetropfte Teil des Wassers am Ende dieses Führungsbleches 4′ abläuft und dem Fangblech des folgenden Führungsblechs 4′ zugeleitet wird und längs dessen Unterseite abläuft.

Die Fig. 7 und 8 zeigen schließlich beispielhaft eine Ausbildung der Wasserverteil-Einrichtung 2′ im Schnitt und in Frontansicht. Das zur Verdampfung umgewälzte Wasser wird durch die Mündung 15′ in eine Rinne eingespeist, die eine Überlaufkante aufweist. Das eingeführte Wasser läuft dabei gleichmäßig über diese Überlaufkante ab, und verteilt sich so auch gleichmäßig über den obersten der Rieselbleche 4′. Es versteht sich von selbst, daß diese Wasserverteil-Einrichtung sowohl für ebene als auch - entsprechend ausgebildet - für zylindrische Rieselverdampfer 1 verwendbar ist, weil nach horizontaler Ausrichtung der Überlaufkante ein über die gesamte Länge der Wasserverteil-Einrichtung gleichmäßiger Wasseraustritt erreicht wird, der direkt auf das unter die Rinne gesetzte Rieselblech 4′ (mit den Rieselöffnungen 4.1) gelangt. Es versteht sich von selbst, daß diese Anordnung auch mit ungelochten Rieselblechen - etwa entsprechend Fig. 1 - verwendbar ist.

Bezugszeichenliste

1 Rieselverdampfer
1.1 Mantel
1.2 Knotenblech
2 Verteil-Einrichtung für im Kreislauf umgewälztes Wasser
2′ Wasserverteil-Einrichtung
3 Rieselblech
3.1 Fangblech
4 Rieselblech
4.1 Rieselöffnung
4.2 Zwischensteg
4′ Führungsblech
5 Rieselblech
5.1 Fangblech
5′ Rieselblech
6 Zentralrohr
7 Luftüberströmöffnung
7′ äußere Luftüberstr′öffng
7′′ zentrale Luftübertrittsöffnung
7.1 Wasserdurchtrittsöffnung
7.1′ äußere Wasserdurchtr′öffng
7.1′′ zentrale Wasserdurchtr′öffng
8 Trennplatte
9 Ventil
9.1 Gegengewicht
10 Sammelbehälter
10.1 Schlammspitze
12 Umwälzpumpe
13 Wärmetauscher
13.1 Ventil mit Antrieb
14 Primär-Anschlüsse
15 Umwälzleitung
15′ Mündung
16 Schlammabzug
17 biegsamer Schlauch
18 Überlaufbogen
19 Syphon
20 Antrieb
21 Spindel mit Arm
22 Leitfähigkeitsmeßgerät
23 Wassereinspeisung
24 Schwimmerventil
25 Lufteintrittsstutzen
26 Gebläse
27 (selbstschließendes) Absperrorgan
28 Austrittsstutzen bzw. Feuchtluftleitung
29 (selbstschließendes) Absperrorgan
30 Nacherhitzer
33 Bypass
34 Stellmotor

Claims (27)

1. Verfahren zum Befeuchten der Luft eines Raumes mit einer in einem Rieselverdampfer (1) mit wasserdurchrieseltem Rieselraum befeuchteten Transportluft, bei dem das Rieselwasser in einem Kreislauf mit Sammelbehälter (10) und Wasser-Umwälzleitung (15) mit Umwälzpumpe (12) sowie Wärmetauscher (13) geführt und in dem Wärmetauscher (13) auf mindestens 60°C erwärmt wird, und bei dem aus dem Rieselverdampfer (1) mit Lufteintritts- und Transportluftaustrittsstutzen (25, 28) ein Transport-Luftstrom in den die zu befeuchtende Luft enthaltenden Raum oder in den die zu befeuchtende Luft dem Raum zuführenden Kanal geleitet und eingemischt wird, dessen Temperatur auf nahezu Wasser-Eintrittstemperatur und dessen Feuchte auf annähernd Wasserdampf-Sättigung vor dem Einmischen im Rieselverdampfer angehoben worden sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Befeuchten eines Luftstromes einer Klima- oder Lüftungsanlage, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Dampf beladene Transportluft als Transportluftstrom in den Luftstrom der zu befeuchtenden Luft eingeleitet wird, wobei der Transportluftstrom höchstens 10% und mindestens 1% des Volumenstroms der zu befeuchtenden Luft beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstand im Sammelbehälter (10) auf vorgebbarer Wasserstandshöhe nahezu konstant gehalten wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Härtebildner- und Mineralstoff-Konzentration im umgewälzten Wasser vorzugsweise über die Leitfähigkeit gemessen und der Meßwert für ein Ausschleusen über einen Schlammabzug (16) und einer Einspeisung von Frischwasser benutzt wird, so daß die Härtebildner- und Mineralstoff- Konzentration unter einem kritischen Wert gehalten wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die sich an dem Wärmetauscher in der Umwälzleitung einstellende, der in der Zeiteinheit abgegebenen Wasserdampfmenge entsprechende Temperaturdifferenz des umgewälzten Wassers mit dem Wärmetauscher vor- und nachgeschalteten Temperaturfühlern gemessen und einem Regler zugeführt wird, der seinerseits mit dieser Temperaturdifferenz als Regelgröße ein Stellsignal an den Stellantrieb eines Gebläse- oder Stellklappenantriebs im Transportluftstrang zur Beeinflussung des Massenstromes der Transportluft abgibt, um die in der Zeiteinheit abgegebene Dampfmenge der Vorgabe entsprechend zu halten.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die sich an dem Wärmetauscher in der Umwälzleitung einstellende, der in der Zeiteinheit abgegebenen Wasserdampfmenge entsprechende Temperaturdifferenz des umgewälzten Wassers mit dem Wärmetauscher vor- und nachgeschalteten Temperaturfühlern gemessen und einem Regler zugeführt wird, der seinerseits mit dieser Temperaturdifferenz als Regelgröße ein Stellsignal an den Stellantrieb eines Regelorgans im Umwälzpumpenantrieb oder den Stelldrosselantrieb im Wasserkreis zur Beeinflussung des Massenstromes des umgewälzten Wassers gibt, um die in der Zeiteinheit abgegebene Dampfmenge der Vorgabe entsprechend zu halten.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die sich an dem Wärmetauscher in der Umwälzleitung einstellende, der in der Zeiteinheit abgegebenen Wasserdampfmenge entsprechende Temperaturdifferenz des umgewälzten Wassers mit dem Wärmetauscher vor- und nachgeschalteten Temperaturfühlern gemessen und einem Regler zugeführt wird, der seinerseits mit dieser Temperaturdifferenz als Regelgröße ein Stellsignal an den Stellantrieb eines in dem primären Heizkreis dieses Wärmetauschers vorgesehenen Ventils gibt, um die in der Zeiteinheit abgegebene Dampfmenge der Vorgabe entsprechend zu halten.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in Betriebspausen der Vorrichtung die Temperatur des Umwälzwassers überwacht und Umwälzpumpe und Wärmetauscher in Betrieb gesetzt werden, wenn eine vorgebbare untere Grenztemperatur unterschritten wird, und daß die Umwälzpumpe und der Wärmetauscher eingeschaltet bleiben, bis vorzugsweise eine ebenfalls vorgebbare obere Grenztemperatur wieder erreicht ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Ausgleich von kurzzeitigen Lastspitzen notwendige Wärme von dem Wasserinhalt bereitgestellt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Transportluftstrom in einem Nacherhitzer Wärme zum Anheben der Trockenthermometer-Temperatur derart zugeführt wird, daß durch die Abkühlung beim Einmischen der feuchten Transportluft in die zu befeuchtende Lüftungsluft die Kühlgrenztemperatur nicht unterschritten und somit örtliche Nebelbildungen unterdrückt werden.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Befeuchten eines Luftstromes einer Klima- oder Lüftungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einem Rieselverdampfer (1) mit Ein- und Austrittsstutzen, bei dem zumindest der Austrittsstutzen (28) zum Einleiten eines mit Wasserdampf beladenen Transport-Luftstromes mit dem die Luft enthaltenden Raum oder den Luftstrom führenden Kanal verbunden ist, mit einem wasserdurchrieselten Rieselraum, mit einem an eine Wasserversorgung anschließbaren, mit Mitteln zum Halten eines einstellbaren Wasserstandes versehenen Vorratsbehälter für das Wasser, an den eine Umwälzpumpe (12) angeschlossen ist, deren Ausgang mit dem Rieselraum über die Wasserumwälzleitung (15) in Verbindung steht, und in die ein Wärmetauscher (13) eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Rieselraum mit der Verteil-Einrichtung (2) zur Verteilung des Wassers zusammenwirkende Rieselbleche (3; 4; 5) vorgesehen sind, wobei die Verteil-Einrichtung (2) Wasser auf die obersten der Rieselbleche (3; 4; 5) aufbringt, und wobei die Rieselbleche (3; 4; 5) derart angeordnet und/oder ausgebildet sind, daß stehendes Wasser vermieden wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rieselbleche als Querbleche (3) ausgebildet sind, die randständige Luft-Überströmöffnungen (7) und diesen gegenüber vorzugsweise schlitzförmige Wasserablauföffnungen (7.1) aufweisen, und daß unter den Wasserablauföffnungen (7.1) Fangbleche (5.1) vorgesehen sind, die diese überdecken, wobei die Luft-Überströmöffnungen (7) derart angeordnet sind, daß die Luft mäanderförmig durch den Rieselverdampfer (1) geleitet wird, und das Wasser immer zu den Luft-Überströmöffnungen (7) und/oder den Wasserablauföffnungen (7.1) abläuft.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rieselbleche (4) mit vorzugsweise vertieft eingeprägten Rieselöffnungen (4.1) mit erhabenen, ein Ablaufen des Wassers ermöglichenden Zwischenstegen (4.2) dazwischen versehen sind, bei denen das Wasser durch die Rieselöffnungen (4.1) abtropft, wobei die Einbauten eine oder einige Luft-Überströmöffnungen (7) derart aufweisen, daß die Luft mäanderförmig durch den Rieselraum des Rieselverdampfers (1) geleitet wird, und wobei die Verteil-Einrichtung (2) zum Verteilen des Wassers auf die obersten der Rieselbleche (4) vorgesehen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Rieselblechen (5) untereinander angeordnet und gegeneinander geneigt sind, die je ein diese untergreifendes Fangblech (5.1) aufweisen, wobei das Fangblech (5.1) an dem höher gelegenen Ende des Rieselblechs (5) vorgesehen ist, das tiefer gelegene Ende im Abstand vor der gegenüberliegenden Wand des Rieselraumes des Rieselverdampfers (1) endet, und wobei die Verteil-Einrichtung (2′) zum Verteilen des Wassers auf das oberste der Rieselbleche (5) und/oder dessen Fangblech (5.1) vorgesehen ist, wobei vorzugsweise die Rieselbleche (5, 5′) scheibenförmig ausgebildet und abwechselnd mit einer nach innen und nach außen gerichteten Neigung angeordnet sind, wobei jedes der nach innen geneigten Rieselbleche (5) mit einer zentralen Luft-Überströmöffnung (7) und peripheren Fangblechen (5.1), und jedes der nach außen geneigten Rieselbleche (5′) mit einer peripheren Luft-Überströmöffnung (7′) und zentralen Fangblechen (5.1′) versehen sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Rieselbleche (4) ein um ein Zentralrohr (6) spiralig verlaufendes Führungsblech (4′) bilden, auf das Wasser mittels der Zuströmmittel (2′) aufgebbar ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Lufteintrittsstutzen (25) oder im Austrittsstutzen (28) ein dem Rieselverdampfer (1) vor- oder nachgeschaltetes Gebläse (26) vorgesehen ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Lufteintrittsstutzen (25) und/oder dem Austrittsstutzen (28) des Rieselverdampfers (1) ein Absperrorgan (27; 29) vorgesehen ist/sind, das/die vorzugsweise selbstschließend ausgebildet ist/sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan (27, 29) als regelbares Drosselorgan ausgebildet ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Gebläses (26) oder der Antrieb des regelbaren Drosselorgans mit einem Regler verbunden ist, dessen Regelgröße die Temperaturdifferenz am Wärmetauscher (13) ist, und mit dessen Stellgröße die Drehzahl des Gebläses (26) oder der Strömungswiderstand des Drosselorgans und damit der vom Gebläse (26) geförderte Volumenstrom der Transportluft beeinflußbar ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lüftungsleitung als Bypass (33) zum Rieselverdampfer (1) vorgesehen ist, die von dessen Austrittsstutzen (28) zu dessen Lufteintrittsstutzen (25) führt und einen Luftkreislauf bildet, der mit dem Gebläse (26) betreibbar ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass (33) des Rieselverdampfers (1) ein Absperrorgan (34) aufweist, mit der der Bypass (33) verschließ- oder öffenbar ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bypass (33) ein an eine äußere Wärmequelle anschließbare Wärmetauscher vorgesehen ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Lufteintrittsstutzen (25) und/oder dem Austrittsstutzen (28) des Rieselverdampfers (1) ein Vorerhitzer oder ein Nacherhitzer (30) angeordnet ist/sind, wobei der Vor- oder Nacherhitzer (30) vorzugsweise dem Absperrorgan (27; 29) vor- oder nachgeschaltet ist.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Wasser-Umwälzleitung (15) geförderte Massenstrom des Wassers mit einer einstellbaren Drossel oder einem regelbaren Antrieb der Umwälzpumpe (12) einstellbar ist, wobei vorzugsweise die Drossel oder der Regelantrieb mit einem von einem Regler angesteuertem Stellantrieb verstellbar sind.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der den Wasservorrat enthaltende Behälter des Rieselverdampfers (1) mittels einer Trennplatte (8) von der Rieselkammer getrennt ist, wobei die Trennplatte (8) eine Abflußöffnung aufweist, die mit einem kraftbelasteten Ventil (9) so abgeschlossen ist, daß das Ventil (9) durch eine vorgebbare Wasserhöhe öffenbar ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter mit Schlammspitze (10, 10.1) des Behälters für den Wasservorrat des Rieselverdampfers (1) einen Schlammabzug (16) aufweist, der über ein Stellventil öffen- und schließbar ist, wobei das Stellventil vorzugsweise ein Überlauf-Ventil ist, dessen Überlaufhöhe einstellbar ist, wobei für die Höheneinstellung des Überlauf-Ventils ein Stellglied, vorzugsweise ein Stellmotor vorgesehen ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß ein Konzentrationsfühler (22) für Härtebildner und/oder gelöste Mineralstoffe, vorzugsweise ein Leitfähigkeitsmeßfühler, vorgesehen ist, dessen Ausgang mit dem Stellventil des Schlammabzugs (16) oder des Überlaufventils zusammenwirkt.