DE4444842C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Regeln von Luftfeuchtigkeit und -temperatur in Klimaräumen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Regeln der Luft­ feuchtigkeit und -temperatur auf voneinander unabhängige Sollwerte in mehreren Klimaräumen, insbesondere Reifekammern für Würste, bei dem in jeden Klimaraum aufbereitete Luft mittels mindestens jeweils eines Ventilators eingebracht wird, bei dem für jeden Klimaraum zu­ mindest ein Teil der aus dem jeweiligen Klimaraum austretenden Luft als Umluft in diesen Klimaraum zurückgeführt wird und bei dem der Umluft Frischluft aus der Umgebung zuführbar ist. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung, insbesondere zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1, mit Klimaräumen, die jeweils minde­ stens eine Lufteinlaßöffnung und mindestens eine Luftauslaßöffnung aufweisen, von denen die Lufteinlaßöffnung mit dem Ausgang eines dem Klimaraum zugeordneten Luftaufbereitungsaggregates ver­ bunden ist und von denen die Luftauslaßöffnung mit dem Eingang des Luftaufbereitungsaggregates verbunden ist und bei denen zwischen der Luftauslaßöffnung und dem Eingang des Luftaufbereitungsaggregates ein Frischluftanschluß vorgesehen ist.

Rohwurst wird heutzutage üblicherweise in Reifekammern gereift, getrocknet und geräuchert, in denen die Luftfeuchte und die Luft­ temperatur auf vorgegebene Sollwerte geregelt werden. Sollwertvor­ gaben, die sich im Laufe des Reifeprozesses ändern, sind üblich. Die zum Einhalten der Sollwerte von Lufttemperatur und -feuchte heute verwendeten Luftaufbereitungsaggregate bestehen üblicherweise aus einem Luftkühler, einem Lufterhitzer, einer Luftbefeuchtung, einem Tropfenabscheider, einem elektrischen Umluftventilator sowie einem Kanalsystem, welches den Ausgang des Luftaufbereitungsaggregates mit der Lufteinlaßöffnung der Reifekammer und den Eingang des Luft­ aufbereitungsaggregates mit dem Luftauslaß der Reifekammer und mit der Umgebung verbindet.

In solchen aus Reifekammer und Luftaufbereitungsaggregat bestehenden Anlagen wird durch das Luftaufbereitungsaggregat aufbereitete Luft durch die Einlaßöffnung in die Reifekammer eingeblasen, sie durch­ strömt anschließend die Reifekammer, in der sich die zu trocknenden Rohwürste befinden, und wird schließlich zumindest zu einem Teil durch die Auslaßöffnung der Reifekammer zu dem Eingang des Luft­ aufbereitungsaggregates zurückgeführt. In der Reifekammer nimmt die Luft beim Trocknen der Rohwurst, Feuchtigkeit auf. Diese Feuchtigkeit muß der als Umluft zu dem Luftaufbereitungsaggregat zurückgeführten Luft in dem Luftaufbereitungsaggregat entzogen werden. Dazu wird die Luft durch einen Kühler des Luftaufbereitungsaggregates geführt, in dem ein Teil des in der Luft enthaltenen Wassers austaut. Weil ein Teil des ausgetauten Wassers in Form von Tropfen mit dem Luftstrom durch das Luftaufbereitungsaggregat mitgerissen wird, ist dem Kühler in der Regel ein Tropfenabscheider nachgeschaltet. Hinter dem Tropfenabscheider soll die Wasserbeladung der Luft, die auch als Wassergehalt, als Wasser-Luft-Verhältnis oder als Mischungsverhält­ nis bezeichnet wird, der Soll-Wasserbeladung in der Reifekammer ent­ sprechen.

Die Temperatur der durch die Reifekammer strömenden Luft nimmt schon in Folge der Feuchtigkeitsaufnahme ab, weil für die Verdunstung des in der Rohwurst enthaltenen Wassers Wärme erforderlich ist. Die Lufttemperatur muß anschließend zum Austauen des überschüssigen Wassers weiter gesenkt werden, so daß der Luftstrom, nachdem er den Tropfenabscheider passiert hat, in einem Lufterhitzer wieder erwärmt werden muß, um in der Reifekammer die Solltemperatur der Luft zu halten. Zum Umwälzen der Luft durch das Luftaufbereitungsaggregat und die Reifekammer ist in dem Luftaufbereitungsaggregat weiterhin ein meist elektrisch betriebener Umluftventilator vorgesehen. Ein Teil der von dem Umluftventilator an die Luft zum Umwälzen derselben abgegebenen Energie wird von der Luft dissipiert und trägt zur Temperaturerhöhung der Luft bei.

Zum Teilerneuern der Reifekammerluft und um eventuell sich bildende Schimmelsporen und Reifgase auszuspülen, wird dem Umluftstrom vor dem Luftaufbereitungsaggregat meist ein Strom mit Frischluft aus der Umgebung beigemischt. Dieser Frischluftstrom stellt eine wesentliche Störgröße für die Regelung der beschriebenen Anlage dar.

Wenn die zugemischte Frischluft zu trocken ist, oder wenn beim Kühlen der Umluft zum Zwecke einer Temperaturabsenkung Luftfeuchtig­ keit an der Kühleroberfläche auskondensiert, kann es vorkommen, daß der Sollwert für die Wasserbeladung der Luft in der Reifekammer unterschritten wird, so daß die Luft in dem Luftaufbereitungsaggre­ gat befeuchtet werden muß. Beim Befeuchten der Luft z. B. durch Dampfbefeuchtung wird ihre Temperatur in der Regel erhöht, mit der Folge, daß die Luft nach dem Befeuchten wieder gekühlt werden muß.

Schließlich kann der Umluft zum Räuchern der Rohwurst Flüssigrauch in feinen und feinsten Tröpfchen beigemischt werden.

Das beschriebene Verfahren nach dem Stand der Technik weist einige wesentliche Nachteile auf. Da das Luftaufbereitungsaggregat zum Durchführen des Verfahrens zumindest einen Luftkühler, einen Tropfenabscheider, einen Lufterhitzer und einen Ventilator aufweisen muß, ist es relativ aufwendig. Diese Bestandteile des Luftaufberei­ tungsaggregates sind nicht nur teuer, weil sie wegen des in der Umluft befindlichen Flüssigrauches korrosionsbeständig sein müssen und daher in der Regel aus teurem Edelstahl gefertigt sind, sie führen auch zu einem beträchtlichen Luftwiderstand. Dieser führt dazu, daß die Luft nur mit relativ hoher Ventilatorleistung umge­ wälzt werden kann und ein erheblicher Teil dieser Ventilatorleistung von der Luft dissipiert und in Wärme umgesetzt wird. Diese Wärme muß durch aufwendiges Kühlen wieder abgeführt werden.

Beim Kühlen zeigt sich die Problematik der Feuchteregelung: Soll die Lufttemperatur abgesenkt werden, muß die Luft im Kühler abgekühlt werden und es kann zum Austauen von Luftfeuchtigkeit an der Kühler­ oberfläche kommen. Die ausgetaute Feuchtigkeit muß durch Befeuchten wieder ersetzt werden. Dabei wird aber nicht nur Feuchtigkeit, sondern auch Wärme in die Luft eingebracht, welche vom Kühler wieder abgeführt werden muß; der Kühler muß also bei einer noch niedrigeren Temperatur betrieben werden, mit der Folge, daß noch mehr Feuchtig­ keit an der Kühleroberfläche austaut, die durch Befeuchten wieder ersetzt werden muß, so daß es zu erheblichen Regelschwingungen kommen kann.

Nach dem Kühlen werden von dem Tropfenabscheider nicht alle Wasser­ tröpfchen aus der Luft entfernt, so daß einige Wassertröpfchen in die Reifekammer gelangen und sich dort an der Rohwurst niederschla­ gen können. Dies führt zum Wachstum unerwünschter Mikroorganismen auf der Oberfläche des Wurstgutes, was zu einem Belag führt, der aufwendig von Hand abgewaschen werden muß. Außerdem beeinträchtigen diese Tröpfchen die Feuchteregelung, weil sie nur langsam durch Verdunstung von der Luft aufgenommen werden.

Schließlich wird durch das Entfeuchten der Luft im Kühler und im Tropfenabscheider nicht nur Wasser, sondern auch ggf. teurer Flüs­ sigrauch abgeschieden, falls dieser verwendet wird.

Aus der deutschen Patentschrift DE 34 12 107 C3 ist bekannt, zusätzlich zur Aufbereitung der Mischluft in einem Luftaufbereitungsaggregat auch das Mischungsverhältnis von Umluft und Frischluft zu variieren, so daß der Zustand der Mischluft dem vorgesehenen Eintrittszustand in die Reifekammer möglichst entspricht und sie nur bei Bedarf in dem Luftaufbereitungsaggregat nachbehandelt werden muß. Die hohen Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit der Aggregate und ihr hoher Luftwiderstand haften auch diesem Verfahren als Nachteile an.

Weiterhin ist aus der belgischen Patentschrift 878 593 bekannt, die Frischluft vorzubehandeln, sie anschließend mit Umluft aus der Reifekammer zu mischen und sodann das Gemisch ohne weitere Behand­ lung in den Reiferaum zurückzublasen. Damit sich bei diesem Ver­ fahren beim Mischen von Umluft und Frischluft der für die Mischluft vorgesehene Eintrittszustand für die Reifekammer ergibt, muß die Frischluft durch Kühlen, Entfeuchten und/oder Erwärmen in einen vom Umluftzustand abhängigen, genau definierten Zustand gebracht werden.

In der deutschen Offenlegungsschrift DE-OS 22 49 226 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Aufwärmung von Luft beschrie­ ben, bei denen Luft in einem Hauptstrom mittels einer Luftbehand­ lungsanlage auf eine Grundtemperatur aufgewärmt wird, die niedriger ist als die gewünschte Temperatur an verschiedenen Auslaßstellen, wo sie durch den jeweiligen Auslaßstellen zugeordnete Heizkörper auf die gewünschte Temperatur gebracht wird. Eine beispielsweise für das Trocknen oder Reifen von Wurst essen­ tielle Regelung der Luftfeuchtigkeit wird nicht beschrieben.

Der DD 2 68 761 A1 ist schließlich ein Verfahren zur Belüftung landwirtschaftlicher Lagerräume mit aus Außen- und Innen­ luft gesteuert gemischter Zuluft bekannt. Das Verfahren stellt auf einen Regelungsalgorithmus für ein Luftaufbereitungsaggregat ab.

Bei allen bekannten Verfahren wird der Zustand der Luft in einer Reifekammer in Abhängigkeit von Ist- und Soll-Werten durch ent­ sprechendes Ansteuern des der jeweiligen Reifekammer zugeordneten Luftaufbereitungsaggregates geregelt. Wenn mehrere Reifekammern mit voneinander abweichenden Sollwerten für die Luftzustände parallel betrieben werden sollen, kann die Regelung durch individuell unter­ schiedliches Ansteuern der einzelnen, den Reifekammern jeweils zugeordneten Luftaufbereitungsaggregate vorgenommen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Betreiben mehrerer Klimaräume, wie z. B. Reifekam­ mern, auch mit voneinander abweichenden Sollwerten für die Luftzu­ stände anzugeben, ohne daß für jeden Trockenraum ein eigenes, voll ständiges Luftaufbereitungsaggregat vorgesehen werden muß.

Die Lösung der Aufgabe besteht in einem Verfahren der eingangs genannten Art, welches sich dadurch auszeichnet, daß die gesamte, für alle Klimaräume benötigte Frischluft vor deren Aufteilung in mehrere, den einzelnen Klimaräumen zugeordnete Frischluft-Teilströme durch Kühlen und/oder Entfeuchten zumindest dann aufbereitet wird, wenn deren Wasserbeladung und/oder deren Enthalpie unter Berücksich­ tigung der von dem jeweiligen Ventilator in die Luft eingebrachten Wärme größer sind als die jeweils kleinsten der Sollwerte für die Wasserbeladung und die Enthalpie der Luft beim Einströmen in die Klimaräume, daß die Luftfeuchtigkeit für jeden der Klimaräume einzeln durch Verändern des jeweiligen Mischungsverhältnisses von aus dem betreffenden Klimaraum entnommener Umluft und dem zugeord­ neten ggf. aufbereiteten Frischluft-Teilstrom geregelt wird und daß der für jeden Klimaraum getrennt aus Umluft und Frischluft gebilde­ ten Mischluft vor deren Eintritt in den jeweiligen Klimaraum Wärme zugeführt wird, wenn die von dem jeweiligen Ventilator in die Luft eingebrachte Wärme nicht ausreicht, um die Soll-Temperatur der Luft in dem betreffenden Klimaraum einzustellen oder zu halten.

Weiterhin besteht die Lösung in einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, insbesondere zum Ausführen des Verfahrens, welche sich dadurch auszeichnet, daß jedes genau einem Klimaraum zugeord­ nete Luftaufbereitungsaggregat nur aus Erhitzer und Ventilator besteht und daß für alle Klimaräume gemeinsam zumindest eine Kühl­ einrichtung zur separaten Aufbereitung der Frischluft an einer nicht von Umluft durchströmten Stelle vor den Frischluftanschlüssen der Klimaräume angeordnet ist.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der entsprechenden Vorrichtung besteht darin, daß mit diesem Verfahren die Luft auf wirtschaftliche Weise für mehrere Klimaräume gleichzei­ tig aufbereitet werden kann. Die individuelle Regelung der Luftzu­ stände in den Klimaräumen bleibt dabei voll erhalten, obwohl die Vielzahl von Aggregaten, wie z. B. Kühler, Tropfenabscheider durch einen einzigen Kühler ersetzt wird.

Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich daraus, daß die Umluft zum Entfeuchten nicht mehr für jeden Klima­ raum einzeln gekühlt werden muß, weil die Luftfeuchtigkeit in dem Klimaraum oder der Reifekammer durch Verändern des Mischungsverhält­ nisses von Umluft und Frischluft geregelt wird. Das Luftaufberei­ tungsaggregat eines Klimaraumes muß mithin keinen Kühler und folg­ lich auch keinen Tropfenabscheider mehr aufweisen. Es verbleiben also nur der Ventilator und der Erhitzer in diesem Luftaufberei­ tungsaggregat, so daß der Luftwiderstand und folglich die von dem Ventilator in die Luft eingebrachte Wärme geringer sind. Es kann auch nicht mehr zur Tropfenbildung durch austauendes Wasser kommen. Regelschwingungen durch das Zusammenwirken von Luftkühlung und -befeuchtung können nicht auftreten. Die Kosten für Luftkühler und Tropfenabscheider und für deren Reinigung im Betrieb entfallen und die Kosten für den Ventilator sind gegenüber dem Stand der Technik geringer, weil ein Ventilator geringerer Leistung ausreicht. Dies gilt ebenso für die Anschaffungs- und Betriebskosten für den Venti­ latormotor; gerade die Senkung der Betriebskosten ist wirtschaftlich von großem Nutzen.

Um die gewünschte Wasserbeladung für jeden Klimaraum einzeln ein­ zustellen, wird die Umluft und Frischluft für jeden Klimaraum einzeln in einem Verhältnis gemischt, das dem umgekehrten Quotienten aus der Differenz zwischen der Wasserbeladung der Umluft und dem Sollwert für die Wasserbeladung der Luft in dem jeweiligen Klimaraum und der Differenz zwischen dem Sollwert für die Wasserbeladung der Luft in dem jeweiligen Klimaraum und der Wasserbeladung der Frisch­ luft entspricht.

In einer bevorzugten Ausführungsform befinden sich mehrere mit Lufterhitzer und Ventilator versehene Klimaräume in einem gemein­ samen Raum, aus dem an die Abluftauslässe der Klimaräume angeschlos­ sene Abluftleitungen herausgeführt sind und dessen Inneres mit der Umgebung durch einen Außenlufteinlaß verbunden ist, an den eine Kühleinrichtung und ein Ventilator angeschlossen sind.

Das Verfahren nach dem Stand der Technik sowie das erfindungsgemäße Verfahren und Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sollen nun anhand von Figuren erläutert werden.

Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Klimaraumes mit zu­ geordnetem Lufterhitzer und Ventilator;

Fig. 2 ein Mollier h-x-Diagramm, in das die Zustände eingetragen sind, welche die Luft bei Anwendung des Verfahrens in einem Klimaraum gemäß Fig. 1 annimmt;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung mit zwei Klimaräumen gemäß Fig. 1 in einem ge­ meinsamen Raum;

Fig. 4 ein Mollier h-x-Diagramm mit den Luftzuständen bei gleich­ zeitigem Betreiben zweier Klimaräume gemäß Fig. 3 mit dem Verfahren; und

Fig. 5 ein Mollier h-x-Diagramm ähnlich Fig. 4, mit den Luftzu­ ständen bei dem Verfahren mit zusätzlicher Außenluftaufbe­ reitung.

In Fig. 1 ist eine aus einem Klimaraum 12 mit zugeordnetem Luft­ erhitzer und Ventilator bestehende Einheit mit 10 bezeichnet. Der Klimaraum 12, der z. B. eine Reife- oder Trockenkammer für Rohwurst sein kann, hat einen Lufteinlaß 14, einen Umluftauslaß 16 und einen Abluftauslaß 18. Der Umluftauslaß 16 ist an eine Mischkammer 20 angeschlossen, welche neben dem Anschluß für die Umluft auch noch einen Frischluftanschluß 22 aufweist. Der Ausgang der Mischkammer 20 ist mit dem Eingang des Lufterhitzers 24 verbunden, dessen Ausgang wiederum an den Eingang des Ventilators 26 angeschlossen ist. Der Ausgang des Ventilators 26 ist mit dem Lufteinlaß 14 des Klimaraumes verbunden, so daß sich ein Umluftkreislauf ergibt.

Bei Betrieb des Klimaraumes strömt Luft durch den Lufteinlaß 14 in den Klimaraum 12, durchströmt diesen und nimmt dabei Feuchtigkeit aus dem zu trocknenden Gut, z. B. Rohwurst, auf und verläßt den Klimaraum 12 schließlich zu einem Teil als Umluft durch den Umluft­ auslaß 16 und zum anderen Teil als Abluft durch den Abluftauslaß 18. Die Umluft wird in der Mischkammer 20 in einem einstellbaren Mischungsverhältnis mit von außerhalb des Klimaraumes stammender Frischluft gemischt. Durch das gesteuerte oder geregelte Mischen von Umluft und Frischluft entsteht Mischluft mit einer definierten Wasserbeladung. Die Wasserbeladung der Luft wird in der Literatur manchmal auch Wassergehalt genannt und bezeichnet bei feuchter Luft das Verhältnis von in ihr enthaltener Wassermasse zur Masse der trockenen Luft. Die Mischluft mit der gewünschten Wasserbeladung wird anschließend bei Bedarf in dem Lufterhitzer 24 erwärmt und schließlich von dem Ventilator 26 als Luft mit der richtigen Tempe­ ratur und der richtigen Luftfeuchtigkeit durch den Lufteinlaß 14 in den Klimaraum 12 eingeblasen. Da in dem Klimaraum 12 üblicherweise Umgebungsdruck herrscht, wird aus dem Klimaraum 12 durch den Abluft­ auslaß 18 eine ebenso große Menge Abluft abgeführt, wie Frischluft durch den Frischluftanschluß 22 zugeführt wird.

In das Mollier h-x-Diagramm in Fig. 2 sind mehrere mit A₁, B₁, M₁, D₁ und F₁ bezeichnete Luftzustände eingetragen, welche die Luft an den entsprechend mit A, B, M, D und FL bezeichneten Stellen der in Fig. 1 abgebildeten Vorrichtung beschreiben. Bei Eintritt in den Klima­ raum 12 durch den Lufteinlaß 14 hat die Luft den Eintrittszustand A₁ und beim Verlassen des Klimaraumes 12 als Umluft durch den Umluft­ auslaß 16 oder als Abluft durch den Abluftauslaß 18 hat die Luft den Zustand B₁. Zwischen ihrem Eintritt in den Klimaraum 12 und dem Verlassen desselben nimmt die Luft nur Feuchtigkeit und keine zusätzliche Wärme auf. Die Enthalpie der Luft bleibt daher beim Durchströmen des Klimaraumes 12 gleich, so daß der Zustand A₁ und B₁ auf derselben Isenthalpe des Mollier h-x-Diagrammes liegen. Durch die Wasseraufnahme der Luft unterscheiden sich die Zustände A₁ und B₁ der Luft allerdings durch die jeweilige Wasserbeladung, im Mollier h-x-Diagramm üblicherweise mit x bezeichnet. Weil die Zustände A₁ und B₁ auf derselben Isenthalpe liegen, ist über die aus dem zu trocknenden Gut aufzunehmende Wassermasse bei Vorgabe eines der beiden Punkte zwangsläufig auch der andere der beiden Punkte bestimmt: Die Luftzustände A₁ und B₁ ergeben sich aus der gewünsch­ ten Behandlung des zu trocknenden Gutes. Aus dem Mollier h-x-Dia­ gramm ist deutlich zu entnehmen, daß mit der adiabaten Wasserauf­ nahme auch eine Abkühlung der Luft einhergeht. In dem gewählten Beispiel zeichnet sich der Zustand A₁ der Luft durch eine Temperatur von 24,5°C und eine Wasserbeladung von etwa 13,7 g_H20/g_Ltr aus, während die Lufttemperatur im Zustand B₁ nur noch 22°C ist und die Wasser­ beladung gegenüber dem Zustand A₁ um knapp 1,1 g_H20/g_Ltr auf etwa 14,8 g_H20/g_Ltr zugenommen hat.

Damit die Luft beim Eintritt in den Klimaraum 12 wieder ihren Eintrittszustand A₁ annimmt, muß zumindest der als Umluft aus dem Klimaraum 12 beim Umluftauslaß 16 austretende Anteil der Luft von dem Zustand B₁ in den Zustand A₁ überführt werden. Hierzu wird zunächst die Eintrittsfeuchtigkeit der Luft, charakterisiert durch die Wasserbeladung x₁, wieder hergestellt. Dies geschieht, indem die Umluft mit Frischluft in einem einstellbaren, definierten Verhältnis so gemischt wird, daß sich die richtige Wasserbeladung x₁ einstellt. Das Mischungsverhältnis von Umluft und Frischluft muß dabei genau dem umgekehrten Quotienten aus der Differenz zwischen der Wasser­ beladung der Umluft und dem Sollwert x₁ der Wasserbeladung beim Eintritt in den Klimaraum und der Differenz zwischen diesem Sollwert x₁ und der Wasserbeladung der Frischluft entsprechen. Dieses Mi­ schungsverhältnis läßt sich steuern, wenn man die Wasserbeladung der Umluft und die Wasserbeladung der Frischluft mißt, es kann aber auch von einer Regelung eingestellt werden, wenn die Abweichung eines Istwertes von einem Sollwert für die Wasserbeladung an einem beliebigen Ort in dem Klimaraum gemessen wird. Der mit M₁ bezeichne­ te Zustand der Mischluft beim Verlassen der Mischkammer 20 liegt im Mollier h-x-Diagramm immer auf einer Gerade, die die Zustände der zu mischenden Luftströme, also B₁ der Umluft und FL₁ der Frischluft verbindet. Damit wird offensichtlich, daß die Wasserbeladung der Frischluft kleiner sein muß, als die Wasserbeladung x₁ der Luft beim Eintritt in den Klimaraum 12. Dies muß eventuell durch vorangehendes Trocknen der Frischluft sichergestellt werden.

Nachdem die Mischluft mit dem Zustand M die gewünschte Wasserbela­ dung x₁ für den Eintritt in den Klimaraum aufweist, muß sie noch erwärmt werden, damit sie den Eintrittszustand A₁ annimmt. Der der Strecke M₁-D₁ entsprechende Anteil benötigter Wärme wird von dem Lufterhitzer 24 in die Luft eingebracht, während der durch die Strecke D₁-A₁ gekennzeichnete Wärmeanteil durch Dissipation der von dem Ventilator 20 zum Bewegen der Luft eingebrachten Energie zustan­ de kommt. Diese letztere Wärmemenge ist um so kleiner, je weniger Energie von dem Ventilator 20 zum Bewegen der Luft aufgebracht werden muß und hängt maßgeblich von dem Luftwiderstand ab, der der Bewegung der Luft in den Aggregaten, den Kanälen und dem Trockenraum entgegengesetzt wird. Der Verzicht auf einen Luftkühler und einen Tropfenabscheider im Umluftkreislauf führt zu einem geringeren Luftwiderstand und vermindert daher die Energie, die der Ventilator 20 zum Bewegen der Luft aufbringen muß. Im Mollier h-x-Diagramm äußert sich dies darin, daß der mit D₁ bezeichnete Zustand bei geringerem Luftwiderstand der Einheit 10 näher an dem Zustand A₁ liegt, als bei höherem Luftwiderstand.

Aus der Lage der beiden Punkte D₁ und B₁ im Mollier h-x-Diagramm ergibt sich neben der Bedingung für die Wasserbeladung der Frischluft eine weitere Bedingung für den Frischluftzustand FL₁: Dieser muß im Mollier h-x-Diagramm links unterhalb der im Diagramm gestrichelten Geraden durch die Zustände B₁ und D₁ liegen. Mithin darf die Frischluft einen beliebigen Zustand in dem Gebiet links unterhalb der gestrichelten Linie annehmen, deren Lage durch den Austrittszustand der Luft B₁ und den Eintrittszustand der Luft A₁ unter Berücksichtigung der vom Ventilator aufgebrachten Dissipa­ tionswärme bestimmt ist, und links der strichpunktierten Linie annehmen, deren Lage sich aus der Wasserbeladung x₁ der Luft beim Eintritt in den Klimaraum 12 ergibt. Das gerade beschriebene Gebiet wird dabei offensichtlich größer, wenn der Luftwiderstand der Einheit 10 und damit die von dem Ventilator aufzubringende Leistung kleiner wird. Bei verschwindendem Luftwiderstand läge die gestri­ chelte Linie auf der die Zustände A₁ und B₁ beschreibenden Isenthal­ pe. Eine wesentliche und vom Stand der Technik bisher nicht erfüllte Voraussetzung dafür, daß mit dem Verfahren mehrere Klimaräume gleichzeitig betrieben werden können, besteht darin, daß das Ver­ fahren unabhängig von der genauen Lage des Frischluftzustandes innerhalb des beschriebenen Gebietes ist.

Eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum gleichzeitigen Betreiben zweier Einheiten aus je einem Klimaraum mit zugeordnetem Lufterhitzer und Ventilator bietet Fig. 3. Die beiden Einheiten sind mit 10₁ und 10₂ bezeichnet und befinden sich in einem gemein­ samen Raum 30. Ihre Frischluftanschlüsse stehen mit dem Inneren des Raumes 30 in Verbindung, während ihre Abluftauslässe jeweils an Leitungen 32₁ und 32₂ angeschlossen sind, die außerhalb des Raumes 30 münden. Der Raum 30 ist außerdem mit einem Außenlufteinlaß 34 versehen, an den sich im Inneren des Raumes 30 ein Kühler 36, ein Wasserabscheider 38 und ein Ventilator 40 anschließen. Der Ausgang des Ventilators 40 mündet im Inneren des Raumes 30. Eine Abwasser­ leitung 42 ist an den Wasserabscheider 38 angeschlossen und mündet außerhalb des Raumes 30. Durch den Außenlufteinlaß 34 wird von dem Ventilator 40 Luft in den Raum 30 gesogen, welche bei Bedarf mit Hilfe des Kühlers 36 und des Wasserabscheiders 38 aufbereitet wird. Die Luft in dem Raum 30 dient als Frischluft mit dem Zustand FL für die beiden Einheiten 10₁ und 10₂. In den Einheiten 10₁, 10₂ läuft das mit Hilfe der Fig. 1 und 2 beschriebene Verfahren ab. Die aus den Klimaräumen austretende Abluft wird nicht in den Raum 30 entlassen, sondern mit Hilfe der Leitungen 32₁, 32₂ in die Umgebung dieses Raumes abgeführt.

In Fig. 4 ist anhand eines Mollier h-x-Diagrammes dargestellt, wie mit Hilfe des Verfahrens zwei Klimaräume mit voneinander abweichen­ den Sollwerten für die Luftfeuchtigkeit und Lufttemperatur in ihnen betrieben werden können. In dem zur Einheit 10₁ gehörenden Klimaraum verändert die Luft ihren Zustand zwischen dem Eintrittszustand A₁ und dem Austrittszustand B₁, während die entsprechenden Zustände im zur Einheit 10₂ gehörenden Klimaraum andere, nämlich die Zustände A₂ und B₂ sind. Trotz der voneinander abweichenden Zustände der Luft in den Klimaräumen kann der Zustand der jeweils zuzumischenden Frisch­ luft FL₂ für beide Einheiten 10₁, 10₂ derselbe sein. Das Gebiet, in dem dieser Frischluftzustand FL₂ liegen muß, wird von der jeweils niedrigeren der beiden Eintrittswasserbeladungen x₁ und x₂ - hier: x₂ - und der niedrigeren Enthalpie-Grenze - hier durch die Zustände B₂ und D₂ bestimmt - eingegrenzt. Die Grenzen sind in Fig. 4 als gestrichelte und als strichpunktierte Linie eingetragen. Wenn auch der Frischluftzustand FL₂ für beide Einheiten 10₁ und 10₂ in diesem Beispiel derselbe ist, so weichen die Mischungsverhältnisse von Umluft mit dem Zustand B₁ oder B₂ und Frischluft mit dem Zustand FL₂ in beiden Einheiten zwangsläufig voneinander ab. Das optimale Mischungsverhältnis entspricht für jede Einheit dem in der Beschrei­ bung zu Fig. 2 genannten Quotienten.

Falls die Außenluft nicht die Bedingungen erfüllen sollte, die für den Frischluftzustand gelten, d. h. wenn ihre Wasserbeladung oder ihre Enthalpie unter Berücksichtigung der Ventilatorwärme zu groß sind, muß sie durch Kühlen und/oder Trocknen in dem Kühler 36 oder dem Wasserabscheider 38 aufbereitet werden. In das Mollier h-x- Diagramm in Fig. 5 ist beispielhaft ein Außenluftzustand AL₃ einge­ tragen, der außerhalb des durch die strichpunktierte und die gestri­ chelte Linie gekennzeichneten Gebietes liegt, in dem der Frisch­ luftzustand in dem Raum 30 liegen muß. Die Wasserbeladung der Außenluft mit dem Zustand AL₃ muß also durch Entfeuchten reduziert werden und gleichzeitig muß die Außenluft gekühlt werden. Kühlen und Entfeuchten gehen üblicherweise Hand in Hand, da die Luft zum Ent­ feuchten so weit gekühlt wird, daß ihre Temperatur zumindest in der Nähe der Kühlrippen des Kühlers auf ihre Tautemperatur oder darunter absinkt, so daß ein Teil des in der Luft enthaltenen Wassers austaut und als flüssiges Wasser abgeführt werden kann. Wenn die Außenluft auf diese Weise von dem Zustand AL₃ in den Frischluftzustand FL₃ überführt worden ist, läuft das weitere Verfahren in der bereits beschriebenen Weise ab.

Zu beachten ist, daß die Außenluft nur dann aufbereitet werden muß, wenn sie die Anforderungen nicht erfüllt, die sich aus dem Verfahren für die Frischluft ergeben. Darüber hinaus ist das Aufbereiten der Außenluft sehr unproblematisch, da der Frischluftzustand innerhalb der beschriebenen Grenzen einen beliebigen Zustand annehmen darf und auch wandern darf, so daß eine Steuerung oder Regelung für den Kühler 36 nur dann eingreifen muß, wenn der Frischluftzustand das erlaubte Gebiet zu verlassen droht. Eine Änderung des Außenluftzu­ standes führt also in der Regel nicht dazu, daß der Betriebszustand des Kühlers 36 geändert werden muß. Sich aus einer Änderung des Außenluftzustandes ergebende Änderungen des Frischluftzustandes sind viel leichter durch das Anpassen der jeweiligen Mischungsverhält­ nisse in den Einheiten 10₁ und 10₂ zu kompensieren, als durch Ändern des Betriebszustandes des Kühlers 36. Dies ist ein entscheidender Vorteil gegenüber dem Stand der Technik, der auch schon beim Betrieb nur eines Klimaraumes zum Tragen kommt.

Claims (3)

1. Verfahren zum Regeln der Luftfeuchtigkeit und -temperatur auf voneinander unabhängige Sollwerte in mehreren Klimaräumen, ins­ besondere Reifekammern für Würste,
bei dem in jeden Klimaraum aufbereitete Luft mittels mindestens jeweils eines Ventilators eingebracht wird,
bei dem für jeden Klimaraum zumindest ein Teil der aus dem jeweili­ gen Klimaraum austretenden Luft als Umluft in diesen Klimaraum zurückgeführt wird
und bei dem der Umluft Frischluft aus der Umgebung zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte, für alle Klimaräume benö­ tigte Frischluft vor deren Aufteilung in mehrere, den einzelnen Klimaräumen zugeordnete Frischluft-Teilströme durch Kühlen und/oder Entfeuchten zumindest dann aufbereitet wird, wenn deren Wasser­ beladung und/oder deren Enthalpie unter Berücksichtigung der von dem jeweiligen Ventilator in die Luft eingebrachten Wärme größer sind als die jeweils kleinsten der Sollwerte für die Wasserbeladung und die Enthalpie der Luft beim Einströmen in die Klimaräume,
daß die Luftfeuchtigkeit für jeden der Klimaräume einzeln durch Verändern des jeweiligen Mischungsverhältnisses von aus dem betref­ fenden Klimaraum entnommener Umluft und dem zugeordneten ggf. aufbereiteten Frischluft-Teilstrom geregelt wird,
und daß der für jeden Klimaraum getrennt aus Umluft und Frischluft gebildeten Mischluft vor deren Eintritt in den jeweiligen Klimaraum Wärme zugeführt wird, wenn die von dem jeweiligen Ventilator in die Luft eingebrachte Wärme nicht ausreicht, um die Soll-Temperatur der Luft in dem betreffenden Klimaraum einzustellen oder zu halten.

2. Vorrichtung, insbesondere zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1, mit Klimaräumen, die jeweils mindestens eine Lufteinlaß­ öffnung und mindestens eine Luftauslaßöffnung aufweisen, von denen die Lufteinlaßöffnung mit dem Ausgang eines dem Klimaraum zugeord­ neten Luftaufbereitungsaggregates verbunden ist und von denen die Luftauslaßöffnung mit dem Eingang des Luftaufbereitungsaggregates verbunden ist und bei denen zwischen der Luftauslaßöffnung und dem Eingang des Luftaufbereitungsaggregates ein Frischluftanschluß vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes genau einem Klimaraum zugeordnete Luftaufbereitungsaggregat nur aus Erhitzer und Ventilator besteht und daß für alle Klimaräume gemeinsam zumindest eine Kühleinrichtung zur separaten Aufbereitung der Frischluft an einer nicht von Umluft durchströmten Stelle vor den Frischluftanschlüssen der Klimaräume angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich mehrere mit Erhitzer und Ventilator versehene Klimaräume in einem gemeinsamen Raum befinden, aus dem an die Abluftauslässe der Klimaräume angeschlossene Abluftleitungen herausgeführt sind und dessen Inneres mit der Umgebung durch einen Außenlufteinlaß verbunden ist, an den eine Kühleinrichtung und ein Ventilator angeschlossen sind.