DE4414045A1

DE4414045A1 - Vorrichtung zur Behandlung von Gasen

Info

Publication number: DE4414045A1
Application number: DE4414045A
Authority: DE
Inventors: Alfred Hitzler
Original assignee: VENTA LUFTWAESCHER AG
Current assignee: VENTA LUFTWAESCHER AG
Priority date: 1994-04-22
Filing date: 1994-04-22
Publication date: 1995-10-26

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Gasen und insbesondere zur Abkühlung von Raumluft oder dergleichen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stand der Technik

Es sind schon Vorrichtungen zur Reinigung und/oder zur Befeuchtung von Gasen und insbesondere von Raumluft bekanntgeworden, bei denen die zu behandelnde Raumluft an einem, in einer Flüssigkeit rotierenden Plattenstapel vorbeigeführt wird (DE 33 08 871 C2). Die langsam in der Flüssigkeit rotierenden Scheiben des Plattenstapels werden ständig benetzt, so daß sowohl eine Luftreinigung als auch eine Luftbefeuchtung stattfinden kann.

Aus der EP 0 243 536 B1 ist eine Weiterentwicklung dieses zuvor erwähnten Prinzips bekanntgeworden, bei der unter anderem auch die Möglichkeit der Gasabkühlung zusätzlich eröffnet wird. Hierzu wurde dem zuvor beschriebenen System ein eigener Kältemittelkreislauf zugeordnet, der eine Abkühlung, gegebenenfalls auch eine Erwärmung, der zur behandelnden Raumluft vorsieht. Diese Vorrichtung ist sehr aufwendig aufgebaut und bedarf einer komplizierten Regelung zur Erzielung der gewünschten Effekte. Das Anwendungsspektrum für eine solche Vorrichtung ist deshalb begrenzt.

Um ein vereinfachtes System vorzuschlagen, ist aus der DE 41 39 737 A1 ein alternatives System zur Behandlung von Raumluft bekanntgeworden, bei welchem die Raumluft ebenfalls zusätzlich in der Temperatur beeinflußt werden kann. Insbesondere erlaubt dieses bekannte Gerät eine gleichzeitige Temperaturbeeinflussung und Reinigung des zu behandelnden Gases in einem Arbeitsgang, wobei dies in einem äußert kompakt aufgebauten Gerät geschieht. Dabei wird die Reinigung nach dem herkömmlichen Prinzip unter Verwendung eines benetzbaren Plattenstapels durchgeführt, wobei Schadstoffe in die Reinigungsflüssigkeit eingeleitet werden. Zusätzlich wird bei dieser bekannten Vorrichtung der Plattenstapel als Wärmeaustauscher benützt, dessen Platten die Rippen des Wärmetauschers bilden. Dadurch wirkt das bekannte Gerät insbesondere als Kühlgerät oder Wärmequelle, sofern die Temperierung des Plattenstapels über ein flüssiges oder gasförmiges, wärmeleitendes Medium erfolgt, wobei das Medium sowohl mit einer Kälte- als auch mit einer Wärmequelle in Kontakt stehen kann.

Das zuletzt genannte Gerät weist zwar den Vorteil auf, daß eine Befeuchtung, Reinigung und Temperierung der Raumluft wahlweise oder kombiniert durchführbar ist. Der technische Aufwand insbesondere im Zusammenhang mit dem Aufbau sowie der Versorgung des Wärmetauschers ist jedoch nicht unbeträchtlich. Zur Versorgung des als Wärmetauscher ausgebildeten Plattenstapels bedarf es eines aufwendig aufgebauten Leitungssystems, um z. B. das Kältemittel durch den Wärmetauscher zu transportieren. Als Kältemittel wurde beispielsweise ein pumpfähiges Eis-/Flüssigkeitsgemisch vorgeschlagen. Dies kann jedoch zu Schwierigkeiten bei der Handhabung eines solchen Kältemittels führen.

Aufgabe und Vorteile der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung vorzuschlagen, die insbesondere zur Temperaturbeeinflussung der zu behandelnden Raumluft geeignet ist, wobei die Vorrichtung sehr einfach aufgebaut sein soll.

Diese Aufgabe wird ausgehen von einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte, zweckmäßige Weiterbildungen der Vorrichtungen nach Anspruch 1 angegeben.

Der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt der Kerngedanke zugrunde, ein einfaches Standgerät vorzuschlagen, mittels welchem sich die umgebende Raumluft über einen akzeptablen und insbesondere ausreichenden Zeitraum merklich abkühlen läßt. Dabei wird die Raumluft durch ein einfaches bauliches Konzept an einem Wärmetauschkörper vorbeigeführt, der austauschbare Zellen mit einem darin enthaltenen Kältemittel aufweist. Das Gerät wird demzufolge mit sogenannten "Kälte- Akkus" ausgerüstet, die vorab z. B. in einem Gefrierschrank auf eine niedrige Temperatur gebracht werden und die zur Kühlung der diesen Kälte-Akkus zugeführten Raumluft dienen. Dabei entziehen die Kälte-Akkus der vorbei strömenden Raumluft ihre Wärme und kühlen diese solange ab, bis sich die Kälte- Akkus auf Raumtemperatur erwärmt haben.

Ein solches System ist geeignet, beispielsweise in einer hochsommerlichen Phase die Abkühlung der Raumluft um einige Grad Celsius über mehrere Stunden zu erreichen, womit die wärmste Periode in einem Raum überbrückt werden kann. Danach werden die Kälte-Akkus dem kompakten Gerät entnommen und in einem Kühlschrank bzw. einem Gefriergerät wieder "aufgeladen".

Das erfindungsgemäße Gerät ersetzt demzufolge eine technisch aufwendige Klimaanlage, indem die Raumluft an den Kälte-Akkus über ein Gebläse vorbeigeführt und damit abgekühlt wird.

In besonderer Ausgestaltung der Erfindung werden die Wärmetauschkörper als kreiszylindrische Rotationskörper ausgebildet, die in einem Gehäuse rotierbar gelagert sind und an denen die Raumluft vorbeigeführt wird. Dabei können beispielsweise zwei solche Rotationskörper im Gehäuse nebeneinander angeordnet sein, so daß die Anordnung der Rotationskörper ähnlich erfolgen kann, wie dies bei einem bekannten Plattenstapel/Luftreinigungsgerät der Fall ist. So kann beispielsweise das Gerät im Winter zwei in einer Flüssigkeit rotierende Plattenstapel zur Luftbefeuchtung bzw. Luftreinigung aufnehmen, während das gleiche Gerät im Sommer anstelle der beiden Plattenstapel zwei nebeneinander liegende Rotationskörper mit Kälte-Akkus aufnehmen kann. Dies ergibt eine vielseitige Einsatzmöglichkeit derartiger Geräte.

Besonders vorteilhaft ist die Weiterbildung der Rotationskörper als Wärmetauschkörper dahingehend, daß diese beispielsweise drei oder vier auf einem Kreisquerschnitt angeordnete Segmente umfaßt, die als Kälte-Akkus ausgebildet und in eine angepaßte Halterung eingesetzt sind. Dabei erfolgt der Antrieb der Rotationskörper mit Kälte-Akkus durch einen gemeinsamen Antrieb.

Die Raumluftführung innerhalb des Gerätes erfolgt derart, daß die Wärmetauschfläche an den Wärmetauschkörpern gezielt bestimmt werden kann. Hierzu sind gegebenenfalls Luftführungsbleche vorhanden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen sowie der nachfolgenden Beschreibung eines vorteilhaften und zweckmäßigen Ausführungsbeispiels.

Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung mit aufgeschnittenem Gehäuse im Längs schnitt und

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Unterteil der Vorrichtung bei abgenommenem Oberteil.

Beschreibung der Erfindung

Die in der Fig. 1 in Seitenansicht bzw. im Längsschnitt des Gehäuses angeordnete Vorrichtung 1 ist in ihrem Gehäuseaufbau ähnlich ausgebildet wie der Gegenstand der DE 33 08 871 C2 der Anmelderin. Die Vorrichtung besteht aus einem Gehäuseoberteil 2 sowie einem Gehäuseunterteil 3, die etwa in mittlerer Höhe der Vorrichtung zusammengesetzt sind. Das Gehäuseoberteil 2 enthält einen Ventilator 4, der die unbehandelte Raumluft 5 durch Öffnungsschlitze 6 auf der oberen Fläche 7 des Gehäuseoberteils 2 ansaugt und diese Luft dem Gehäuseunterteil in etwa vertikaler Richtung zuführt (Pfeil 5′). Ein Elektromotor 8 treibt den Ventilator 4 an. Das Gehäuseoberteil weist zur gezielten Luftführung Luftführungsbleche 9 auf, die die zu behandelnde Raumluft gezielt dem Gehäuseunterteil 3 zuführt. Im Gehäuseoberteil 2 sind weiterhin an den Seitenwänden 10 Öffnungsschlitze 11 vorgesehen, die zum Austritt der behandelten Luft 5′′ dienen.

Das Gehäuseoberteil 2 weist weiterhin einen Antriebsmechanismus 12 auf, der aus einem Getriebe 13 und einem Zwischentrieb 14 besteht, wobei die Antriebswelle 15 vom Elektromotor 8 gemeinsam mit dem Ventilator 4 angetrieben wird. Ein solcher Antrieb dient zum Antrieb eines rotierenden, zylinderförmigen Körpers, wie beispielsweise auch einen Plattenstapel, wie er in der bekannten DE 33 08 871 C2 der Anmelderin beschrieben ist. Die Antriebskonzeption der erfindungsgemäßen Vorrichtung erlaubt es demzufolge auch, einen bekannten Plattenstapel nach herkömmlicher Art anzutreiben.

Die Besonderheit der Erfindung liegt in der Ausgestaltung des Gehäuseunterteils 3 mit darin gelagerten Rotationskörpern 16, 17, die anstelle eines sonst üblichen Plattenstapels in diesem Gerät treten. Hierfür weist das Gehäuseunterteil 3 an seinen Seitenwandungen 18 Lagerstellen 19 zur Aufnahme einer horizontalen Lagerachse 20 der Rotationskörper 16, 17 auf. Auch diese Lagerstellen 19 sind gleichzeitig zur Aufnahme eines Plattenstapels geeignet, sofern ein entsprechender Betrieb zur Luftbefeuchtung bzw. Luftreinigung gewünscht wird.

Die Ausbildung der Rotationskörper 16, 17 dient erfindungsgemäß zur Abkühlung der durch den Ventilator 4 angesaugten Raumluft 5. Hierfür sind die als Wärmetauschkörper ausgebildeten Rotationskörper 16, 17 mit sogenannten Kälte-Akkus 21 bestückt, die in einer scheibenförmigen Halterung oder Aufnahme 22 eingeklipst sind. Beispielsweise zeigt die Fig. 1 in Seitenansicht die beiden Rotationskörper 16, 17, die aus jeweils 4 Kälte-Akkus 21 bestehen, die jeweils einen Segmentabschnitt von 90° ausfüllen. Der Rotationskörper 17 ist identisch wie der Rotationskörper 16 aufgebaut, d. h. er weist ebenfalls 4 auf einem kreisförmigen Querschnitt angeordnete Einzel-Akkus 21 auf. In der Draufsicht nach Fig. 2 sind die jeweils beiden oberen Kälte-Akkus dargestellt, wobei die Trennfläche 23 aufgrund der Stellung der Akkus mit der Lage der Lagerachse 20 zusammenfällt.

Die Kälte-Akkus 21 sind demzufolge im Querschnitt als Kreissegmente oder Kreisringabschnitte ausgebildet und erstrecken sich über einen Winkelbereich von ca. 90°. Sie werden an ihren beiden Stirnseiten durch jeweils beidseitig angeordnete Haltescheiben 22 gehalten, wobei Rastmittel 23 an der Halterung 22 ein Einklipsen der Kälte-Akkus erlauben. Die beiden gegenüberliegenden Rastnasen 23 werden demzufolge seitlich aufgespreizt, so daß der Kälte-Akku aus der Halterung 22 jeweils entnommen werden kann. Zum Auswechseln der jeweils 4 vorhandenen Kälte-Akkus 21 im jeweiligen Rotationskörper 16, 17 weist die Vorrichtung einen Querträger 24 auf, mittels welchem die Rotationskörper 16, 17 bei abgenommenem Gehäuseoberteil 2 gleichzeitig aus dem Gehäuseunterteil 3 entnommen werden können. Nach der Entnahme beider Rotationskörper 16, 17 können die einzelnen Kälte-Akkus 21 der Halterung 22 entnommen und gegebenenfalls durch neue Kälte-Akkus ersetzt werden. Die aufgebrauchten Kälte-Akkus werden in einem Gefrierfach oder dergleichen wieder soweit abgekühlt, daß sie in die Vorrichtung einsetzbar sind.

Die Luftführung der zu behandelnden Raumluft 5 kann auf verschiedene Art und Weise an den Rotationskörpern erfolgen. Dies kann beispielsweise durch entsprechende Luftleitbleche 9 so vollzogen werden, daß die zu behandelnde Raumluft lediglich den oberen Bereich der rotierenden Rotationskörper 16, 17 umspült, so daß die hierdurch abgekühlte Luft tangential den oberen Bereich der beiden sich jeweils in oberer Stellung befindenden Kälte-Akkus überstreicht und seitlich wieder aus der Vorrichtung hinausgeführt wird. Der Pfeil 25 zeigt eine mögliche Luftführung der bereits abgekühlten Luft.

Die durch den Ventilator 4 auf die Rotationskörper geführte Raumluft 5′ kann jedoch wahlweise auch von der Mitte herkommend um die Rotationskörper herumgeführt werden, um eine größere Wärmeaustauschfläche zu überstreichen. Dies ist jedoch im allgemeinen nicht erforderlich oder auch nicht erwünscht, da die Rotation der Rotationskörper gemäß Pfeil 26 dafür sorgt, daß stets die gesamte äußere Mantelfläche der Kälte-Akkus 21 mit Raumluft in Berührung kommt, so daß eine gleichmäßige Kälteabgabe der Kälte-Akkus ermöglicht wird.

Gemäß der Draufsicht auf die Rotationskörper 16, 17 nach Fig. 2 können die Kälte-Akkus 21 über etwa ein Drittel ihrer Länge eine Art Einschnürung 27 in ihrem Außendurchmesser aufweisen, die sich symmetrisch in ihrem mittleren Bereich befindet. Im Bereich dieser Einschnürung 27 befinden sich Führungsflächen 28 für Andrückrollen 29 des Antriebsmechanismus 12, wobei Antriebsräder 30 des Getriebs 13 auf die Andrückrollen 29 einwirken. Durch die Einschnürung 27 wird dabei eine kompakte Bauweise für das Antriebssystem gewährleistet.

Die der Halterung entnehmbaren Kälte-Akkus 21 werden mit einem geeigneten Kältemittel gefüllt, welches in der Lage ist, eine hohe Kälteenergie zu speichern. Beispielsweise kann die Schmelzwärme des eingefrorenen Kältemittels dazu verwendet werden, die Raumluft in ausreichender Form in der erfindungsgemäßen Vorrichtung abzukühlen. Der Austausch und die Erneuerung der Kälte-Akkus gestaltet sich aufgrund der einfachen Bauweise durch bloßes Einklipsen bzw. entsprechender Entnahme sehr einfach, so daß insgesamt eine sehr einfache Handhabung des erfindungsgemäßen Gerätes ermöglicht wird. Dabei stellt es einen besonderen Vorteil dar, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung auch wechselweise mit einem Plattenstapel in herkömmlicher Weise bestückt werden kann, um als Luftbefeuchter oder Luftreiniger zu dienen. Dieser Betrieb geschieht vornehmlich in der kälteren Jahreszeit zur Befeuchtung von trockener Raumluft. Der Einsatz der erfindungsgemäßen Kälte-Akkus geschieht demgegenüber in der warmen Jahreszeit zur Abkühlung der Raumluft.

Es kann auch wahlweise ein Kälte-Akkus 21 enthaltener Rotationskörper 16, 17 und gleichzeitig ein Plattenstapel für eine Luftbefeuchtung und/oder Reinigung eingesetzt werden, wobei jedoch nur der Plattenstapel in der erforderlichen Flüssigkeit rotiert. Dies kann durch ein separates Wannenabteil für Flüssigkeit im Gehäuseunterteil erfolgen, mit einer in Fig. 1 angedeuteten Trennwand 31.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt auch vielmehr alle fachmännischen Weiterbildungen und Verbesserungen im Rahmen der Schutzrechtsansprüche.

Claims

1. Vorrichtung zur Behandlung von Gasen und insbesondere zur Behandlung von Raumluft oder dergleichen mit wenigstens einem, in einem Gehäuse angeordneten, um eine Achse vorzugsweise rotierenden Rotationskörper (16, 17), an welchen die von der Vorrichtung angesaugte Raumluft oder dergleichen zur Behandlung vorbeigeführt wird, wobei der Rotationskörper (16, 17) einen Wärmetauscher umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper (16, 17) als Wärmetauschkörper ausgebildet ist und eine Halterung bzw. Trägervorrichtung (22) aufweist, in welche wenigstens ein Behälter (21) (Kälte-Akku) zur Aufnahme eines Kältemittels einsetzbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper (16, 17) eine horizontale Drehachse (20) aufweist, mit zwei etwa endseitig der Drehachse angeordneten, als Halterung oder Trägervorrichtung dienenden Befestigungsscheiben (22), wobei die Befestigungsscheiben (22) Rastmittel (23) zum formschlüssigen Einklipsen des Kälte-Akkus (21) aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere im Querschnitt etwa kreissegment- oder kreisabschnittförmige Kälte-Akkus (21) kreisförmig in die Trägervorrichtung (22) eingesetzt sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei und insbesondere vier Kälte-Akkus (21) kreisförmig in die Trägervorrichtung (22) des Rotationskörpers (16, 17) einsetzbar sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rotationskörper (16, 17) mit Kälte-Akkus (21) mit horizontaler Drehachse (20) nebeneinander in einem Gehäuseunterteil (3) gelagert sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationskörper (16, 17) über einen Reibmittelantrieb (12 bis 15) gemeinsam antreibbar sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper (16, 17) im mittleren Bereich der Kälte-Akkus (21) eine im Durchmesser verkleinerte Zylindermantelfläche als Einschnürung (27) aufweist, in welcher der Antrieb (28, 29) für den Rotationskörper (16, 17) eingreift.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden nebeneinander angeordneten Rotationskörper (16, 17) über eine gemeinsame Halterung (24) zusammen aus dem Gehäuseunterteil (3) entnehmbar sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnde Raumluft über die Oberseite des Gehäuseoberteils (2) mittels eines Ventilators (4) etwa vertikal von oben den beiden Rotationskörpern (16, 17) zuführbar ist und daß die Luft entlang dem oberen Bereich der Rotationskörper seitlich nach außen geführt ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseoberteil (2) einen Elektromotor (8) mit vertikaler Antriebsachse für einen darunter liegenden Ventilator (4) beinhaltet und daß die Antriebsachse gleichermaßen zum Antrieb eines Reibradantriebs zum Antrieb der Rotationskörper (16, 17) dient.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseunterteil (3) sowie der Antriebsmechanismus (12) gleichermaßen zum Antrieb eines in einer Flüssigkeit rotierenden Plattenstapels zur Luftreinigung und/oder Luftbefeuchtung ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung gleichzeitig einen Rotationskörper (16, 17) mit Kälte-Akkus (21) und einen daneben angeordneten Plattenstapel aufweist, die gemeinsam antreibbar sind.