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Verfahren und Vorrichtung zur Kühlung von Luft mittels Wassers Sogenannte
Klimatisieranlagen haben im Sommer die Aufgabe, Luft zu kühlen. Die gekühlte Luft,
die die Anlagen liefern, soll nicht zu stark mit Feuchtigkeit gesättigt sein. Dabei
werden Anlagen bevorzugt, die nicht mit Kältemaschine, sondern nur mit Kühlwasser
arbeiten.
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Bei .dein .bekannten Verfahren wird die Luft entweder in Oberflächenwärmeaustauschern
gekühlt, die z. B. vom Kühlmittel, besonders Wasser, durchflossene Rippenrohre besitzen,
die die Luft außen bespült, oder in Rieselkühlern, in denen das Wasser verstäubt
wird oder z. B. durch eine Schicht von Raschigringen sich der Luft entgegenbewegt.
In beiden Fällen ist die Anwendung des Gegenstromes vorteilhaft und bekannt.
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Bei der Anwendung eines Oberflächenwärmeaustauschers ergeben sich
außerordentlich teure und vielstufige Apparate, wenn die Luft der Kaltwassertemperatur
einigermaßen nahe kommen soll. Außerdem wirken die Feuchtigkeitsausscheidungen aus
der Luft, sobald der Taupunkt erreicht ist, auf den Wärmeaustausch ungünstig ein.
, Um noch wirtschaftlich ausführbare Apparate zu erhalten, begnügt man sich mit
einer Kaltlufttemperatur, die erheblich über der Kaltwassertemperatur liegt. Da
der Taupunkt auch dann schon fast immer erreicht wird, so besitzt die Luft roo°/a
Feuchtigkeit.
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Wird die Luft im Mischkühler, also mittels -zerstäubten Wassers oder
in einer von oben mit Wasser berieselten Rieselschicht, abgekühlt, so kann die Luft
auf z bis a° C der Kaltwassertemperatur nahe gebracht werden, ohne daß die Vorrichtungen
unwirtschaftlich teuer werden. Das Wasser kann aber nur bis auf die Temperatur des
feuchten Thermometers, d. h. bis zur Kühlgrenze, erwärmt werden, seine Temperatur
bleibt also sehr erheblich hinter der Warmlufttemperatur zurück, weil die im Sommer
zu kühlende Luft in unseren Breiten eine geringe relative Feuchtigkeit besitzt.
Dieser große Abstand der Warmwassertemperatur von der -Warmlufttemperatur ist gleichbedeutend
mit geringer Wassererwärmung und demzufolge unverhältnismäßig großer Wassermenge.
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Die Erfindung bezweckt die Lösung der Aufgabe, die Luft bis nahezu
auf die Kaltwassertemperatur zu kühlen, trotzdem aber mit geringer Kühlwassermenge
auszukommen. Erreicht wird dies dadurch, daß das Wasser zunächst durch unmittelbare
Berührung im Gegenstrom, z. B. in einem Rieselkühler, die in einem Oberflächenkühler
vorgekühlte Luft kühlt .und dann den Oberflächenkühler möglichst im Gegenstrom zur
Luft durchströmt.
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Es sind Klimatisieranlagen bekannt, bei denen die Luft durch Oberflächenkühler
gekühlt und außerdem unmittelbar mit Wasser in Berührung gebracht wird. Das Wasser
wird bei diesen bekannten Anlagen jedoch nicht so geführt, daß das Abwasser der
Mischvofrichtung dem für die Vorkühlung der Luft vorgesehenen Oberflächenkühler
zugeführt
wird. Auch wird bei den bekannten Anlagen die Entfeuchtung
der Luft nicht durch Abkühlung, sondern durch Silica-Gel bewirkt, weswegen die Mischung
mit Wasser die Aufgabe hat, die Luft zu befeuchten.
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Die Zeichnung stellt eine Vorrichtung fü das Verfahren der Erfindung
dar. Die Vor-' richtung besteht aus einem Gehäuse 16, das in seinem unteren Teile
einen waagerechten Luftkanal enthält, in welchem sich der am besten aus Rippenrohren
3 gebildete Oberflächenkühler für die Luft befindet. An diesen waagerechten Luftkanal
schließt sich ein senkrechter Luftschacht an, wobei für den Übergang der Luft aus
der waagerechten in die senkrechte Richtung Leitschaufeln 6 vorgesehen sind, deren
vordere Kante rinnenartig umgebogen ist, um niedertropfendes Wasser nach den Seitenwänden
des Gehäuses 16 abzuleiten. In dem senkrechten Schacht befindet sich die durch Kreuzschraffur
angedeutete Rieselkörperschicht 7, die auf einem Rost ruht. Über der Rieselkörperschicht
ist die. Wasserverteilungsvorrichtung 8 und über dieser der Wasserabscheider 9 angeordnet.
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Außerdem weist das Gehäuse 16 einen Umgehungskanal io auf, durch den
die Luft vom Eintrittsstutzen 2 unmittelbar über den Wasserabscheider 9 gelangen
kann, ohne den Oberflächenkühler 3, und den Rieselkühler 7 durchströmen zu müssen.
Dieser Kanal io kann durch einen Schieber i i mehr oder weniger geöffnet werden.
Für die Abführung der Luft, sowohl derjenigen, die durch die Kühler, als auch derjenigen,
die durch den Umgehungskanal io geströmt ist, ist der Stutzen 12 vorgesehen. Schließlich
ist für das Wasser, welches sich am tiefsten Punkte des Gehäuses 16 in der Ecke
sammelt, eine Pumpe 15 vorhanden, deren Druckleitung an den Oberflächenkühler
3 angeschlossen ist, der den Wasseraustrittsstutzen 5 besitzt. Die zu behandelnde
Luft tritt durch den Stutzen 2, z. B. durch ein nicht gezeichnetes Gebläse gedrückt,
in den Kühler ein. Die ganze Luftmenge oder ein Teil durchströmt dann den mehrgliedrigen
Wärmeaustauscher 3, welcher in bekannter Weise aus mit Rippen besetzten Rohren besteht,
die vom Wasser durchströmt werden, und zwar durchströmt das Wasser die Rohre der
einzelnen Glieder tweckmäßigerweise nacheinander im Gegenstrome zur Luft, wie dieses
aus dem Grundrisse durch den Anschluß der Zuführungsleitung 4 und der Abflußleitung
5 zu erkennen ist.
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Die in dem Wärmeaustauscher 3 vorgekühlte Luft verläßt ihn in waagerechter
Richtung und wird dann durch die Leitbleche 6 senkrecht nach oben abgelenkt, um
die Raschigringschicht 7 von unten nach oben zu durchströmen, während das Kühlwasser,
in bekannter Weise oberhalb der Raschigrin.gschicht durch Streudüsen oder Spritzteller
vierteilt, in der Raschigringschicht von oben nach unten niederrieselt.
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Bei diesem Durchgange der Luft durch die Raschigringschicht dem Kühlwasser
entgegen kann sie bis auf i oder 2° über die Kaltwassertemperatur abgekühlt werden.
Die auf diese Weise in zweiter Stufe abgekühlte Luft verläßt die Rieselschicht mit
Wasserdampf gesättigt. Um die außerdem in ihr etwa schwebenden Wassertröpfchen abzufangen,
sind in bekannter Weise mehrere nach unten offene, schräg angeordnete Blechrinnen
9 vorgesehen, in welchen diese Wassertröpfchen abgefangen und abgeleitet werden.
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Die etwa durch den Umgehungskanal io um die Kühlvorrichtung herumgeführte
Luftmenge, die durch den Schieber i i geregelt werden kann, trifft oberhalb der
Vorrichtung 9 mit der gekühlten Luft zusammen, wodurch eine Mischluft entsteht,
deren Temperatur zwischen derjenigen der ursprünglichen Warmluft und derjenigen
der gekühlten Luft liegt und deren Feuchtigkeitsgehalt zwar höher ist als derjenige
der ursprünglichen Warmluft, aber niedriger als derjenige des im Kühler gekühlten
Luftteils. Auf diese Weise wird ein für den Aufenthalt von Menschen angenehmer Zustand
der Luft erreicht, mit dem sie den Stutzen 12 der Vorrichtung verläßt. _ Das Wasser,
welches von der Kieselschicht 7 heruntertropft, fällt auf die Luftleitbleche 6 und
wird auf diesen durch die rinnenförmigen Umbiegungen 13 nach den Enden der
Leitbleche 6 geführt, wo es an der Wand der Vorrichtung niederläuft, um sich am
tiefsten Punkte 14 zu sammeln. Von hier fördert es die Pumpe 15 mittels des Rohres
.I zu dem erwähnten Oberflächenwärmeaustauscher 3, durch den es das Wasser hindurchdrückt.