DE669665C - Verfahren und Vorrichtung zum Regeln der Temperatur und der Feuchtigkeit von Luft - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Regeln der Temperatur und der Feuchtigkeit von Luft

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DE669665C
DE669665C DEK135851D DEK0135851D DE669665C DE 669665 C DE669665 C DE 669665C DE K135851 D DEK135851 D DE K135851D DE K0135851 D DEK0135851 D DE K0135851D DE 669665 C DE669665 C DE 669665C
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B5/00Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity

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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum Regeln der Temperatur und der Feuchtigkeit von Luft Die Erfindung betrifft die Regelung .der Temperatur und der Feuchtigkeit von Luft. Bei dieser Luftbehandlung entstehen gewisse Schwierigkeiten .dadurch, .daß das gasförmige Mittel zwecks Abscheidung der Feuchtigkeit verhältnismäßig tief, und zwar im allgemeinen unter den Taupunkt, abgekühlt werden muß. Eine so weitgehende Abkühlung der Luftmasse ist jedoch für den Anwendungszweck sehr häufig unerwünscht. Infolgedessen hat man bisher verschiedentlich die Luft nach der Entfeuchtung wieder auf die gewünschte Temperatur angewärmt und hierzu verschiedenerlei Heizvorrichtungen benutzt. So ist es beispielsweise bekannt, das Kühlwasser der Kältemaschine als Heizmittel .durch die Lufttrockenvorrichtung zu führen in der Weise, daß die stark abgekühlte Luft durch das Kühlwasser wieder angewärmt wird. Vom wärmewirtschaftlichen Standpunkt erscheint es jedoch unzweckmäßig, die gesamte Luftmenge zunächst .einer Unterkühlung zu unterwerfen und dann wieder anzuwärmen.
  • Die Erfindung beschäftigt sich mit der Aufgabe, die Regelung der Temperatur und der Feuchtigkeit mittels zweier Verdampfer vorzunehmen, von denen der eine im wesentlichen die Aufgabe hat, die gewünschte relative Luftfeuchtigkeit einzustellen, während der andere Verdampfer dafür sorgt, daß die Temperatur auf der gewünschten Höhe gehalten wird. Es ist an sich bekannt, eine Luftkühlung durch Kältemaschinen .mittels zweier bei verschiedenen Temperaturen arbeitenden Verdampfer vorzunehmen, deren Temperaturunterschied in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit .der zu behandelnden Luft geregelt wird. Hierbei sind die Verdampfer hintereinander in den Luftstrom eingeschaltet, und zwar in der Weise, daß der erste Verdampfer aus glatten Rohren besteht und von der abzukühlenden Luft mit kleiner Geschwindigkeit bestrichen wird, während der zweite Verdampfer ein Rippenrohrsystem ist, über das die Luft mit verhältnismäßig großer Geschwindigkeit strömt. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß sich die Feuchtigkeit im wesentlichen an dem ersten Verdampfer abscheidet. Dabei tritt eine weitgehende Abkühlung ein, und es ist bei der bekannten Vorrichtung nicht darauf geachtet, die durch die Entfeuchtung bedingte TemperaturernJedrigung auszugleichen, so daß .die behandelte Luft stets gleiche Temperatur hat. Dies wird im Gegensatz zu der bekannten Anordnung gemäß der Anmeldung dadurch erreicht, daß der zu behandelnde Luftstrom so gelenkt wird, daß ein Teil von ihm durch den Verdampfer höherer Temperatur und ein anderer Teil nur durch den Verdampfer tieferer Temperatur gekühlt wird. Der Temperaturunterschied zwischen. den Verdampfern wird entsprechend den Änderun.gerr in der relativen Feuchtigkeit und der Temperatur der zu behandelnden Luft verändert. Da nur ein Teil der Luft über den kälteren Verdampfer geführt wird, läßt sich. gemäß der Erfindung eine zu weit gehende Kühlung vermeiden, denn der zweite Luftstrom. besitzt eine höhere Temperatur und gleicht infolgedessen eine etwaige Unterkühlung wieder aus. Die Haupttätigkeit des einen Verdampfers besteht also in der Entfernung hauptsächlich fühlbarer Wärme aus der Luft und die Tätigkeit des anderen Verdampfers in der Kühlung des parallelen Luftstromes unter den Taupunkt.
  • Zweckmäßig wird die Temperatur des ersten Verdampfers in Abhängigkeit von den Temperaturschwankungen der zu behandelnden Luft und die Temperatur .des zweiten Verdampfers in Abhängigkeit von den Schwankungen der relativen Feuchtigkeit der zu behandelnden Luft geregelt. Man kann z. B. unterschiedliche Wärmemengen von den Verdampfern durch Umleitung oder teilweise Umleitung des Kältemittelstromes um den einen Verdampfer absorbieren lassen und die Umleitung in Abhängigkeit von der relativen Feuchtigkeit und gewünschtenfalls der Temperatur der Luft regeln.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung an Hand der Zeichnungen.
  • In den Zeichnungen sind Ausführungsformen von Einrichtungen nach der Erfindung beispielsweise dargestellt.
  • F ig. i zeigt schematisch eine zum Kühlen eines Raumes dienende Anlage.
  • Fig.2 zeigt eine zweite Ausführungsform. Fig. 3 zeigt schematisch eine weitere Ausiührungsform, und zwar mit einem unter Wärmeeinfluß stehenden (d. h. thermostatisch geregelteg) Ausdehnungsventil.
  • Fig. ¢ zeigt eine vierte Ausführungsform der Anlage.
  • Die Erfindung sieht die Verwendung eines Verdampfers beliebiger Bauart vor, um oder über den ein Teil der zu behandelnden Luft o. dgl. umläuft, und zwar über einen Teil des Verdampfers, um in erster Linie freie Wärme aus der Luft o. dgl. zu entfernen. Ein Teil der Luft wird über einen anderen Teil des Verdampfers geführt, der, insbesondere wenn die zu behandelnde Luft hohe verhältnismäßige Feuchtigkeit aufweist, zum Abkühlen der Luft unter den Taupunkt verwendet wird, um das Niederschlagen zu veranlassen und dadurch eine Entfernung eines großen Teiles der Feuchtigkeit aus der Luft.
  • Ein Verdampfer io eines mechanischen Kälteerzeugers wird verwendet. Die beiden wärmeaufnehmenden Flächen des Verdampfers werden durch Teilen .des Verdampfers in zwei :Abteilungen i i und 12 erhalten. Der Strom des Kältemittels aus einem Zuführungsrohr 13 zu den Abteilungen i i und 12 wird durch Ausdehnungsventile 15 und 16 geregelt. Gasförmiges Kältemittel wird aus .den. Abteilungen durch ein Niederdrucksaugrohr 17- entfernt. Die Kältemaschine besteht hier aus einem Kolbenverdichter 18, einem Kondensator i9 und einem Aufnehmer 2o für flüssiges Kältemittel. Das aus den Abteilungen i i und 12 abgezogene gasförmige Kältemittel strömt durch das Rohr 17 in die Niederdruckseite des Verdichters 18, wo es verdichtet wird. Dann strömt das Mittel in den Kondensator i9, wo es durch Kühlung verflüssigt wird. Darauf strömt das flüssige Kältemittel in den Aufnehmer 2o und von dort zu den Ventilen 15 und 16 durch die Leitung 13. Der Verdichter wird von einem Motor 22 angetrieben, der von einem Schalter 23 gesteuert wird. Die Leistung der Maschine ist so groß, daß genügend Kälteleistung unter ungewöhnlichen Hochtemperatur- oder -feuchtigkeitsbedingungen (oder beiden) der zu behandelnden Luft geliefert wird und :daß die Kühlwirkung in Übereinstimmung mit dem Zustand der zu beeinflussenden Luft verändert wird.
  • Die dargestellte Luftbeeinflussungsvorrich-,ung wird zum Kühlen eines Raumes 2q., sei es ein Büroraum oder ein Wohnraum, verwendet. Der Verdampfer iö ist in einem Schrank 25 untergebracht, der einen Lufteinlaß 26 und einen Luftauslaß 27 hat. Die Luft wird durch den Schrank und über den Verdampfer io durch einen Lüfter 28 getrieben, der von einem Elektromotor 29 angetrieben wird. Eine Zwischenwand 30 geht von der oberen Wand des Schrankes 25 nach unten und von vorn bis hinten im Schrank durch. Die Abteilungen i i und 12 .des Verdampfers liegen nebeneinander. Etwa die Hälfte der umlaufenden Luft geht über die Abteilung i i, die andere -Hälfte über die Abteilung 12. Beide Abteilungen haben ungefähr die gleiche Wärme aufnehmende Fläche. Zur Vergrößerung der Oberflächen dienen Rippen 31 und 32. Sich ansammelndes Wasser tropft auf den Boden des Schrankes 25 und wird durch ein Rohr 33 abgeführt. Die Teile der Kältemaschine sind vorzugsweise außerhalb des zu behandelnden Raumes aufgestellt. Soll die Maschine aber in diesem Raum untergebracht werden, so werden Kondensator und Verdichter durch Wasser gekühlt, so daß die Wärme aus dem Raum mit dem Wasser abgeführt wird.
  • Der Hauptzweck der Abteilung i i ist, freie Wärme aus der ganzen sie überstreichenden Luft abzuführen. Wenn auch die Abteilung 12 ebenfalls freie Wärme aus der über sie streichenden Luft abführt, ist sie manchmal, insbesondere wenn die verhältnismäßige Feuchtigkeit der Luft hoch ist, dazu bestimmt, Verdampferwärme aus der Luft durch Temperaturerniedrigung beträchtlich unterhalb des Taupunktes zu entfernen. Die im Raum befindliche Luft ist natürlich verschiedenen Einflüssen unterworfen, die auf Temperaturänderungen und Feuchtigkeitsänderungen der außerhalb des Raumes befindlichen Luft und auf unmittelbare Zufuhr von Wärme und Feuchtigkeit innerhalb des Raumes zurückzuführen sind.
  • Um die Luft im Raum zwischen bestimmten Wärmegrenzen zu halten, ist ein auf Wärme ansprechender Regler (Thermostat) 34 vorgesehen, der die Tätigkeit der Kälteanlage steuert. Dieser Regler ist vorzugsweise so angeordnet, daß er auf die Mitteltemperatur der Raumluft anspricht und den Schalter 23 steuert. Er öffnet diesen, wenn die Raumlufttemperatur einen bestimmten niedrigen Wert erreicht, er schließt ihn dagegen, wenn die Raumlufttemperatur einen bestimmten hohen Wert erreicht. Hierdurch wird die Raumlufttemperatur zwischen .gewissen Grenzen durch Steuern des Arbeitens der Kälteanlage gehalten.
  • Man will aber nicht nur die Raumlufttemperatur regeln, sondern auch die verhältnismäßige Luftfeuchtigkeit. Dies wird durch Erniedrigen der Temperatur eines Teiles .der Luft erreicht, wenn sie durch .den Schrank 25 strömt. Die Temperatur wird bis unter den Taupunkt erniedrigt, so daß die Feuchtigkeit aus der Luft ausgefällt oder in vermehrtem Maße ausgefällt wird. Die Abteilung 12 des Verdampfers io wird hierzu verwendet. Sie ist dazu so eingerichtet, daß man in ihr zuzeiten eine wesentlich niedrigere Temperatur halten kann als in der Abteilung i i. Da die verhältnismäßige Feuchtigkeit sich unabhängig von den Temperaturänderungen verändert, muß man sich verändernde Feuchtigkeitsmengen aus der Luft entfernen, während die Lufttemperatur zwischen den bestimmten festgelegten Hoch- und Niedrigwerten gehalten wird. Mit anderen Worten: manchmal muß man eine niedrige Temperatur vorsehen, um genügend Feuchtigkeit zu ,entfernen, und es ist auch notwendig, daß die Temperatur nicht unter einen bestimmten Wert gesenkt wird. Um diese richtigen Kühlvorgänge vorzusehen, wird der Wärmebetrag, der von verschiedenen Abteilungen des Verdampfers io aufgenommen wird, durch Erhöhen der Temperatur des einen Teils und Erniedrigen der Temperatur eines anderen Teils des Verdampfers verändert. Diese Teile sind die in den Zeichnungen als Abteilungen i i und 12 bezeichneten Verdampferteile. Ist die verhältnismäßige Luftfeuchtigkeit verhältnismäßig hoch, so läßt man die Abteilung 12 bei einer niedrigen Temperatur arbeiten, während die Abteilung i i entweder überhaupt nicht arbeitet oder bei einer verhältnismäßig hohen Temperatur. Die Temperatur der Abteilung 12 ist zu dieser Zeit niedrig genug, um einen Teil der Luft beträchtlich unter ihren Taupunkt abzukühlen. Der durch den Verdampfer entfernte Betrag an Wärmeeinheiten ist nur so groß, daß die kaumlufttemperatur zwischen den festgelegten Hoch- und Niedrigwerten gehalten wird.
  • Man kann den Temperaturunterschied zwischen .den Abteilungen i i und 12 oder den Unterschied in den durch diese Abteilungen aufgenommenen Wärmebeträgen dadurch regeln, daß man den Umlauf in einer der Abteilungen ganz oder völlig hemmt. Zu diesem Zweck wird ein Ventil 35 angeordnet, das durch einen auf Feuchtigkeit ansprechenden Regler 36 gesteuert wird. Ist der Anteil verhältnismäßiger Feuchtigkeit richtig, so läßt der Regler Strom durch .die Spule des Ventils 35 fließen, so daß der Kältemittelstrom von Abteilung i i zum Verdichter 18 ungehindert fließen kann. Ist dagegen der Anteil verhältnismäßiger Feuchtigkeit zu hoch, so wird der Strom zur Ventilspule durch den Feuchtigkeitsregler unterbrochen, wodurch der Kältemittelstrom von Abteilung i i zum Verdichter 18 unterbrochen wird. Ist in dem Ventil 35 eine Umleitung vorgesehen, so wird der Kältemittelstrom nur eingeschränkt entsprechend dem Querschnitt der Umleitung.
  • Das Ausdehnungsventil 16 regelt den Kältemittelstrom der Abteilung 12. Es arbeitet ebenso wie Ventil 15, d. h. es ist abhängig vom Druck des Kältemittels in Abteilung 12, Dieser Druck wird, ebenfalls von der aus dieser Abteilung entfernten Menge des gasförmigen Kältemittels geregelt. Ist der Gegendruck des Verdichters gering, so wird eine verhältnismäßig große Menge an flüssigem Kältemittel der Abteilung zugeführt. Der am Auslaß dieser Abteilung befindliche Wärmeregler 57 verhindert ein Überfließen der Abteilung. Ist dagegen .der Gegendruck höher, so wird weniger Kältemittel in die Abteilung gelassen, und sie arbeitet bei einer höheren Temperatur.
  • Wird der Strom des gasförmigen Kältemittels aus Abteilung i i durch das Elektromagnetventil 35, verringert, so wird der Druck in der Abteilung i i höher sein, als wenn keine Verringerung der Entfernung des gasförmigen Kühlmittels stattfindet, d. h. bei geöffnetem Ventil 35. Abteilung i i wird daher bei geschlossenem Ventil 35 wärmer sein als bei geöffnetem Ventil. In diesem Fall wirkt sich die Saugwirkung .des Verdichters hauptsächlich in einer Erniedrigung des Druckes in Abteilung 12 aus, da das gasförmige Kältemittel ungehindert aus dieser Abteilung abfließen kann und nur eine begrenzte Menge gasförmigen Kältemittels durch das Ventil 35 entweicht und daher die Temperatur der Abteilung i2 auf einen verhältnismäßig niedrigen Punkt gebracht wird. Die Einstellung der Ausdehnungsventile 15 und 16 ist so, daß bei geschlossenem Elektromagnetventil35 die Temperatur der Abteilung 12 so niedrig ist, daß die über sie hinwegstreichende Luft beträchtlich unter den Taupunkt gekühlt wird, so daß die zur Aufrechterhaltung der richtigen verhältnismäßigen Feuchtigkeit notwendige Feuchtigkeitsmenge entfernt wird. Die vereinigte Kühlwirkung der Abteilungen i i und 12, gesteuert durch die Dauer der Betätigung des Verdichters 18 unter der Steuerung des Wärmereglers 34, kühlt die Luft angemessen auf die gewünschte Temperatur, und die Abteilung 12 kühlt die Luft genügend, um .die gewünschte Feuchtigkeitsmenge zur Erzielung des richtigen Feuchtigkeitsbetrages zu entfernen.
  • Ist die verhältnismäßige Feuchtigkeit niedrig, so wird der auf die Feuchtigkeit ansprechende Regler Strom durch die Spule des Ventils 35 schicken. Dann kann das Gas leicht aus der Abteilung i i zum Verdichter strömen, und die Saugwirkung des Verdichters wird nicht nur in erster Linie auf die Abteilung 12 ausgeübt werden. Durch Vermehren des Stromes des gasförmigen Kältemittels aus Abteilung i i wird dessen Temperatur erniedrigt. Da die Saugwirkung des Verdichters nicht mehr hauptsächlich auf Abteilung i i ausgeübt wird, wird der Druck in beiden Abteilungen i i und 12 etwa gleich sein. Die Abteilung i i wird kühler, die Abteilung 12 dagegen wärmer. Beide Abteilungen arbeiten dann bei einer Temperatur, die die Entfernung hauptsächlich der freien Wärme aus der Luft ermöglicht.
  • Der Strom für den Motor 22 wird durch Drähte 62 und 63 zugeführt über einen Kontakt 64 und einen beweglichen Kontakt 65 des Zungenkontaktschalters 23. Der Kontakt 65 dieses Schalters wird durch flüssigkeitsdichte Bälge 66 betätigt, die mit dem das flüchtige Mittel enthaltenden Wärmeregler 34 durch ein Rohr 67 verbunden sind. Der Feuchtigkeitsregler 36 ist mit dem Verdichtermotor 22 durch Drähte 69 und 70 parallel geschaltet, ebenso der Lüftermotor 29 durch Drähte 71 und 72.
  • Bei der in Fig, 2 gezeigten Ausführungsform wird der Verdichter-Motor-Stromkreis nicht nur vom Wärmeregler 134, sondern auch vom Feuchtigkeitsregler 136 .gesteuert. Der Stromkreis enthält zwei Schalter igi und ig2, die parallel geschaltet sind. Zum Schalter 191 gehört eine Spule 193, ein Anker 194 und Kontakte 195, 196. Eine Feder 197 hält die Kontakte i95 und 196 voneinander ab. Bei erregter Spule i9.3 ist ein Stromkreis in folgender Weise geschlossen: von der Leitung i8o zu den Kontakten i96 und 195 über Leitung i99 zum Motor 122 und zurück zur Leitung 181. Zum Schalter 192 gehört eine Spule 20o, ein Anker 201 und Kontakte 202 und 203. Eine Feder 205 hält die Kontakte 2o2 und 203 zusammen, wenn die Spule Zoo stromlos ist. Dann besteht folgender Stromkreis zum Motor i22: Leitung i8o, Leitung2o6, Kontakte 203 und 2o2 über Leitung 207 zum Motor 122 und zurück zur Leitung 181. Ob daher die Spule 193 erregt ist oder ob die Spule 200 stromlos ist, in jedem Fall besteht ein geschlossener Stromkreis zum Motor.
  • Der Feuchtigkeitsregler regelt außer der Spule 166 auch die Spule 200. Zum Stromkreis für .die Spule 166 und für die Spule Zoo gehören Leitung i8o, Leitung 184, Regler 136, Leitung i85, Spule 166, Leitung 2o9, Spule Zoo, Leitungen 2io und ißi. Ist die verhältnismäßige Feuchtigkeit bei einem bestimmten Niedrigstwert angelangt oder liegt sie unterhalb dieses Wertes, so läßt der Feuchtigkeitsregler einen Strom durch die Spule 166 und die Spule Zoo fließen, wodurch der Kältemittelstrom durch das Ventil 135 ungehemmt bleibt und die Motorsteuerkontakte 202 und 203 getrennt werden. Ist dagegen die verhältnismäßige Feuchtigkeit zu hoch, so unterbricht der Feuchtigkeitsregler. den in den Spulen 166 und Zoo fließenden Strom, wodurch das Ventil 135 den Kältemittelstrom aus der Abteilung i i i hemmt und .den Kontakt 203 zur Berührung mit .dem Kontakt 202 bringt, um den Motorstromkreis zu schließen. Somit wird die Kühleinrichtung unmittelbar durch die Feuchtigkeit der zu behandelnden Luft gesteuert.
  • Der Wärmeregler 134 steuert außer denn Motorstromkreis den Kältemittelstrom aus der Abteilung i i i zur Abteilung i 12. Zwischen dem Ventil 135 und der Abteilung 112 ist ein dem Ventil 135 ähnliches Ventil 212 eingeschaltet. Es enthält eine Spule 213, die, wenn stromlos, den Kältemittelstrom durch das Ventil 212 hemmt. Die Spule 213 liegt in Reihe mit einer Spule i93 und wird vom Wärmeregler 134 durch den folgenden Stromkreis gesteuert: Leitungen i8o, 184 und 215, Wärmeregler 134, Leitung 216, Spule 213, Leitung 217, Magnetspule 193, Leitungen 218 und 181. Ist die Temperatur der zu behandelnden Luft an einem bestimmten Niedrigstwert angelangt oder liegt sie unterhalb dieses Wertes, so hat der Regler 134 eine Stellung, bei welcher der durch die Spulen 213 und 193 strömende Strom unterbrochen wird, wodurch der Kältemittelstrom durch :das Ventil 212 gehemmt und die Motorkontakte 195.und 196 getrennt werden. Wenn die Lufttemperatur über einen bestimmten Wert steigt, schließt der Wärmeregler 13.4' den Stromkreis durch die Spulen 213 und 193 und nimmt die Hemmung des Ventils 212 weg und bringt die Motorkontakte 195 und 196 zur Berührung. Der Motor 122 treibt dann den Verdichter 118 und erniedrigt die Temperatur des Verdampfers, bis die Raumluft bis zu einem bestimmten Niedrigstwert abgekühlt ist. Der Kältemittelstrom von Abteilung i i i zu Abteilung 112 wird nicht verringert, wenn die Luftfeuchtigkeit einen bestimmten Niedrigstwert hat oder darunter liegt. Übersteigt die verhältnismäßige Luftfeuchtigkeit diesen Niedrigstwert, so unterbricht der Feuchtigkeitsregler den Stromkreis durch die Spule 166 und die Magnetspule Zoo, so daß das Ventil 135 den Durchfluß verringert und die Kontakte 202 und 203 zur Berührung gebracht werden. Die Verdampferabteilungen i i i und 112 arbeiten dann bei verschiedenen Temperaturen, bis die verhältnismäßige Feuchtigkeit auf den gewünschten niedrigsten Wert gesenkt ist, obwohl der Wärmeregler 134 die Kontakte 195 und 196 unterbrochen hat. Wenn der Wärmeregler 134 so gearbeitet hat, verringert das Ventil 21:2 den Kältemittelstrom von Abteilung i i i zu Abteilung 112 weiter, so daß ein größerer Temperaturunterschied zwischen .diesen Abteilungen erreicht wird und dadurch ein größerer Niederschlag der Feuchtigkeit mit langsamer Abnahme der Mitteltemperatur der den Schrank verlassenden Luft.
  • Von dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel entsprechen die folgenden Teile denen der vorhergehenden Ausführungsbeispiele: Raum 520, Wand 521, Boden 522, Schrank 524, Lufteinlaß 525, Luftauslaß. 526, Lüfter 527, Antriebmotor 528 hierfür, Leitungen 56o, 569'-, 586, 591, 592, 588 und 562, Trennwand 529, Abzugrohr 590, Verdampfer 519, Abteilungen 530, 531, Rippen 532, Rohr 537, Verdichter 5,35, Kondensator 536, Aufnehmer 539, Rohr 540, Verdichtermotor 553, Leitung 56o für den Motor, Anker 556, Kontakte 557, 558, Leitungen 561, Q62 Ausdehnungsventil 542, thermostatisches Gefäß 543 und Rohr 544. Der Stromkreis für den Motor des Verdichters umfaßt eine Leitung 569, Kontakte 567 und 566 des Wärmereglers 564, eine Leitung 570 und eine Magnetspule 555.
  • Das Kältemittel wird dem Verdampfer 5i9 über das Ventil 542 durch ein Rohr 550 zugeführt. Unter gewissen Bedingungen fließt das Kältemittel zuerst der Abteilung 530 zu; in ihr wird ein Teil des Kältemittels verdampft. Flüssiges und verdampftes Kältemittel ,geht dann oben aus .der Abteilung 53o durch ein Rohr 551 unten in die Abteilung 531. In ihr verdampft das gesamte flüssige Kältemittel und verläßt die Abteilung 531 oben durch das Rohr 537, durch das es dem Verdichter 535 zugeführt wird.
  • Wenn die Abteilungen 530 und 531 in Reihe geschaltet sind, wie oben beschrieben, und das gesamte Kältemittel zunächst durch die Abteilung 530 und dann durch die Abteilung 531 geht, herrscht in beiden Abteilungen annähernd die :gleiche Wärme.
  • Zur Regelung der Luftfeuchtigkeit wird die Wärme eines Teiles der durch den Schrank 524 gehenden Luft erniedrigt. Hierfür ist eine Leitung vorgesehen, welche die Abteilung 530 umgeht. Diese Leitung ümfaßt ein Rohr 573, eine Kammer 574 des Ventils 575 und ein Rohr 576. Die Rohre 573 und 576 führen an Rohre 55o und 551. Die Regelung des Kältemittels durch diese Umleitung geschieht durch ein Ventil 578, das elektromagnetisch betätigt wird: Dieses Ventil öffnet und schließt einen Auslaß im unteren Teil der Kammer 57q.. Der Kern wird durch eine Magnetspule 579 betätigt, die, wenn sie erregt ist, das Ventil 578 öffnet, wodurch ein Fließen des Kältemittels unmittelbar über das Regelventil 542 zur Abteilung 531 stattfindet. Wenn die Spule 579 nicht erregt ist, ist das Ventil 578 geschlossen, und das gesamte derAbteilung 531 zufließende Kältemittel muß zunächst durch die Abteilung 53o hindurch. Das Öffnen und Schließen des Ventils 57:8 geschieht durch einen Feuchtigkeitsregler 581, der einen Arm 582 hat. Dieser steuert die Berührung zwischen den Kontakten 583, 58q.. Wenn die v erhältnismäßigeLuftfeuchtigkeit im Raum 520 richtig ist, wird der Kontakt 583 vom Kontakt 584 getrennt und daher das Ventil 578 geschlossen. Infolgedessen arbeiten .die Abteilungen 530 und 531 annähernd unter den gleichen Wärmeverhältnissen. Ist jedoch die verhältnismäßige Luftfeuchtigkeit zu hoch, so bringt der Arm 582 des Feuchtigkeitsreglers die Kontakte 583 und 584 miteinander in Berührung. Ein Stromkreis zur Magnetspule 579 ist dann über die Leitung 56o, Leitungen 569 und 586, Kontakte 584 und 58:3, Leitung 587, Spule 579, Leitung 588 und Rückleitung 562 geschlossen. Das Ventil ist sodann offen, und flüssiges Kältemittel kann unmittelbar über das Ventil 542 der Abteilung 531 zufließen. Da die Verdichterleistung annähernd gleichbleibt, wird nunmehr der Druck in der Abteilung 531 beträchtlich vermindert, weil das Absaugen des Verdichters nunmehr fast ganz auf die Druckverminderung in der Abteilung 531 eingestellt ist. Diese Druckverminderung verursacht einen beträchtlichen Wärmeabfall in der Abteilung 531, so daß ein Ausscheiden oder ein gesteigertes Ausscheiden der Luftfeuchtigkeit stattfindet. Die Umgehungsleitung der Abteilung 53o bietet dem Fließen des Kältemittels weniger Widerstand als die Abteilung 530, und es hat sich im Betrieb gezeigt, daß, wenn das flüssige Kältemittel durch die Umgehungsleitung der Abteilung 531 zugeführt wird, die Wärme der Abteilung 531 abnimmt, die der Abteilung 53o dagegen zunimmt.
  • Anstatt der in Fig. 3 dargestellten Anordnung kann für das Regelventil 542 ein Schwimmerausdehnungsventil verwendet werden.
  • Diese Ausführungsform unterscheidet sich von den vorhergehenden dadurch, daß sie einen Verdampfer mit in Reihe geschalteten Abteilungen und eine Umgehungsleitung für diejenige Verdampferabteilung hat, die zuerst Kältemittel bekommt, um dies unmittelbar an die zweite Verdampferabteilung abzugeben. Sie hat weiter auf die Beschaffenheit der von den Abteilungen des Verdampfers gekühlten Luft o. dgl. ansprechende Vorrichtungen,_ die den Strom des Kältemittels durch die-Umleitung regeln. Im besonderen hat diese Ausführungsform eine einzige Vorrichtung, die auf die Beschaffenheit des durch den Verdampfer gekühlten Mittels anspricht und eine Wärmeerhöhung in einer der Abteilungen, dagegen eine Wärmeherabsetzung in der anderen Abteilung herbeiführt. Diese einzige Vorrichtung umfaßt ein Ventil zur Steuerung desKältemittelstromes durch dieUmgehungsleitung. Die Regelvorrichtung für den Kältemittelstrom durch die Leitung spricht auf die Feuchtigkeit der zu behandelnden Luft o. dgl. an und regelt den Kältemittelstrom durch die Leitung.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. ,4 sind die folgenden Teile denen der vorhergehenden Ausführungsform ähnlich: Raum82o, Seitenwand 821, Boden 822, Schrank 823, Abteilungen 82.1, 825, Trennwand 826, Deckwand 827, Lufteinlaß 829, Luftauslaß 830, Ventilator 831, Antriebsmotor 832 für diesen, Leitungen 866, 876, 877, 87.1, 868, Verdampfer 83d., Rippen 836, Rohr 835, Zylinder 837, Verdichter 838, Verdichtermotor 865, Wärmeregler T, Leitung 867, Kondensator 839, Aufnehmer 84o, Rohr 841, Verbindungsstück 842, Zweigrohr 843, Ausdehnungsventil 844,zweiter Verdampfer 85o, Rippen 851, Rohr 852, elektromagnetisches Ventil 853, Rohre 854, 857, Zylinder 858, Zweigrohr 86o, Ausdehnungsventil 861 und Abzugsleitung 863.
  • Die Ausdehnungsventile 844, 861 können beliebig ausgebildet sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel sprechen sie auf den innerhalb des Verdampfers herrschenden Druck und auf die an dessen Auslaß herrschende Wärme an. Damit das Ventil 844 der Wärme am Auslaß des Verdampfers ausgesetzt wird, ist ein Reglergefäß 846 unmittelbar am Rohr 835 befestigt und durch ein Rohr 848 mit der Rückseite der nachgiebigen Wand des Ventiles 844 verbunden. Das Gefäß 846 und das Rohr 848 enthalten ein flüchtiges Mittel, um das Ventil 844 in Tätigkeit zu setzen, so daß es in Übereinstimmung mit den Wärmeänderungen am Auslaß des Verdampfers tätig wird.
  • Der Betrieb des Verdichters 838 ruft eine Druckverminderung und gleichzeitig eine Wärmeherabsetzung des Verdampfers 834 hervor. Die über den Verdampfer 834 fließende Luft wird gekühlt. Die Größe des Verdichters ist im Verhältnis zur Größe des Verdampfers so berechnet, .daß im Regelbetrieb nur oder hauptsächlich freie Wärme der Luft entzogen wird, wenn sie über den Verdampfer 834 fließt.
  • Das Ventil 861 hat auch ein Gefäß 846 und ein Verbindungsrohr 848. Die Leistung des Zylinders 858 ist im Verhältnis zur Größe des Verdampfers 850 so berechnet, daß, wenn das Venti1853 offen ist, derDruck imVerdampfer 850 so weit herabgemindert ist, daß der Verdampfer .die über ihn hinwegfließende Luft auf einen beträchtlich unter dem Taupunkt liegenden Wärmegrad kühlt, wobei der Feuchtigkeitsniederschlag aus der Luft ihre verhältnismäßige Feuchtigkeit herabsetzt.
  • Ein enges Umleitungsrohr 864 umgeht das Ventil 853. Es steht mit dem Rohr 852 und dem T-Stück 855 in Verbindung. Wenn das Ventil 853 .geschlossen ist, geht durch die Umleitung 864 ein geringer Strom gasförmigen Kältemittels aus dem Verdampfer 85o zum Verdichter 838. Die Anordnung ist so, daß bei geschlossenem Ventil 853 die aus dem Verdampfer 85o abgezogene Menge gasförmigen Kältemittels lediglich ausreicht, um eine Herabsenkung der Wärme des Verdampfers 85o hervorzurufen, damit nur oder hauptsächlich freie Wärme der Luft entzogen wird.
  • Der Wärmeregler T kann irgendwo im Raum angebracht werden. Wenn die Luftwärme über einen festgelegten Höchstwert steigt, schließt der Wärmeregler den Motorstrom des Verdichtermotors 865. Die Kältemaschine wird dann tätig und mindert die Wärme der über die Verdampfer 83:1 und 851 hinwegfließenden Luft. Wenn die Luftwärme auf einen festgesetzten, verhältnismäßig ni--drigen Wärmegrad gesenkt ist, unterbricht der Wärmeregler T den Stromkreis des Verdichtermotors.
  • Es ist ferner wünschenswert, die verhältnismäßige Luftfeuchtigkeit zu regeln. Zu diesem Zweck ist ein Feuchtigkeitsregler H vorgesehen, der das Ventil 853 steuert. Dieses wird elektromagnetisch betätigt und umfaßt einen Magnetkern 87o, der als Ventil wirkt und von seinem Sitz abgehoben wird, wenn die Magnetspule 87z erregt wird. Das Ventil 871 wird erregt, wenn die verhältnismäßige Luftfeuchtigkeit im Raum groß ist, und wird offen gehalten, bis sie auf den gewünschten Kleinstwert gesenkt ist. Dann unterbricht der Feuchtigkeitsregler H den Stromkreis der Spule 874 der so lange unterbrochen bleibt, bis die verhältnismäßige Luftfeuchtigkeit auf einen bestimmten höheren. Wert ansteigt. Der Stromkreis der Spule umfaßt Leitung 866, Wärmeregler T, Leitung 872, Feuchtigkeitsregler H, Leitung 873, Spule 871 und Leitungen 874 und 868. Wenn die verhältnismäßige Luftfeuchtigkeit höher ist als gewünscht, ist der Fluß des gasförmigen Kältemittels aus dem Verdampfer 85o ungehindert. Daher wird die Wärme des Verdampfers auf einen unterhalb des Taupunktes der Luft liegenden Wärmegrad vermindert, so daß ein Ausscheiden der Feuchtigkeit stattfindet und damit eine Entfeuchtung der Luft. Nachdem die verhältnismäßige Luftfeuchtigkeit auf einen gewünschten unteren Wert herabgesetzt ist, schließt sich das Ventil 853, und der Fluß des gasförmigen Kältemittels aus dem Verdampfer 85o wird gedrosselt auf diejenige Menge, die durch die enge Leitung 86q. fließen kann. Dann erhöht sich ,die Wärme des Verdampfers 85o, und es wird nur oder hauptsächlich freie Wärme aus der Luft entfernt.
  • Nachdem die Luft über die Verdampfer 834 und 850 hinweggestrichen ist, wird sie sich gründlich am Boden des Schrankes 823 und im Abteil 825 mischen. Daher wird die verhältnismäßig kalte Luft des Verdampfers 8,5o durch die, verhältnismäßig warme Luft des Verdampfers 834 erwärmt.
  • Der Verdampfer 834 ist an den Verdichter 838 derart angeschlossen, daß die Niederdruckteile der Kältemaschine unabhängig voneinander bleiben, so daß, wenn der Verdichterzylinder 858 verhältnismäßig niedrigen Druck erzeugt, gasförmiges Kältemittel aus dem Verdampfer 834 nicht zum Nieder.druckteil der den Verdampfer 85o und den Zylinder 858 umfassenden Kältemaschine fließt. Das Röhr 857 ist an das Kurbelgehäuse 878 des Verdichters 838 in bekannter Weise angeschlossen; das Rohr 835 hingegen tritt nicht in den Kurbelkasten ein. Daher sind die Niederdruckseiten der beiden Anlagen gänzlich unabhängig voneinander gehalten. Das im Kurbelkasten 878 zum Schmieren der Verdichterteile enthaltene Öl ist gewöhnlich mit dem verwendeten Kältemittel mischbar. Daher fließt etwas Öl durch den Kondensator 839 und Aufnehmer 84o in die Verdampfer 834 und 85o. Das 01 aus dem Verdampfer 85o kann unmittelbar zum Kurbelkasten 878 zurückkehren, weil das Rohr 857 mit ihm in Verbindung steht. Um das 01 aus dem Verdampfer 834 in den Kurbelkasten zurückzuführen, ohne dabei die Kurbel dem verhältnismäßig höheren Druck in Leitung 835 auszusetzen, geht das Rohr 835 durch eine Schwimmerkammer 88o mit einem Schwimmer 88i hinein, der ein Nadelventil 882 betätigt. Am Boden der Kammer 88o ist ein Rohr 883 angeschlossen, dessen Einlaß durch das Ventil 882 gesteuert wird. Nachdem eine bestimmte Ölmenge in die Kammer 88o zurückgekehrt ist, hebt 'sich der Schwimmer und lüftet das Nadelventil 882, so daß das 0I in das Rohr 883 fließen kann und zum Kurbelkastengehäuse 878 zurückgeführt wird.
  • Unter gewissen Bedingungen kann es wünschenswert sein, etwas Feuchtigkeit an den Verdampferabteilungen niederzuschlagen, wenn das elektromagnetische Ventil offen ist und den Fluß des Kältemittels nach einer der Abteilungen des Verdampfers nicht hindert. Wenn eine der Abteilungen des Verdampfers so dargestellt ist, daß sie hauptsächlich freie Wärme entfernt, so ist dies nur gesagt, um den Hauptzweck einer der Abteilungen des Verdampfers im Gegensatz zum Hauptzweck der anderen Verdampferabteilung, wenn das elektromagnetische Ventil den Kältemittelstrom drosselt, zu erklären.

Claims (7)

  1. PATENT ANSYFÜCIIli: i. Verfahren zum Regeln der Temperatur und der Feuchtigkeit von Luft mittels zweier bei verschiedenen Temperaturen arbeitenden Verdampfern, deren Temperaturunterschied in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit der zu behandelnden Luft geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der zu behandelnde Luftstrom so gelenkt wird, daß ein Teil von ihm nur durch den Verdampfer höherer Temperatur und ein anderer Teil nur durch den Verdampfer tieferer Temperatur gekühlt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturunterschied zwischen den Verdampfern außer entsprechend den Änderungen in der relativen Feuchtigkeit auch noch entsprechend der Temperatur der zu behandelnden Luft verändert wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des ersten Verdampfers in Abhängigkeit von den Temperaturschwankungen der zu behandelnden Luft und die Temperatur des zweiten Verdampfers. in Abhängigkeit von den Schwankungen der relativen Feuchtigkeit der zu behandelnden Luft geregelt wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umleitung oder teilweise Umleitung des Kältemittelstromes um den einen Verdampfer stattfindet, die in Abhängigkeit von der relativen Feuchtigkeit und gewünschtenfalls der Temperatur der Luft geregelt wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Verdampfer durch die Temperatur der zu behandelnden Luft geregelt wird, wenn die Luftfeuchtigkeit unnormal ist, oder durch die Feuchtigkeit der zu behandelnden Luft, .gesteuert wird, wenn die Lufttemperatur unnormal ist.
  6. 6. Anlage zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Feuchtigkeitsregler und einen Wärmeregler (36, 34, Fig. 1; 136, 134, Fig.2) zur Änderung des Temperaturabfalles zwischen den Verdampfern (i i, 12, Fig. i; 11I, I12, Fig.2) in Abhängigkeit von Schwankungen in der relativen Luftfeuchtigkeit und -temperatur.
  7. 7. Anlage nach Anspruch 6, bei der die Verdampfer in Reihe hintereinandergeschaltet sind, gekennzeichnet durch zwei hintereinandergeschalteteVentile (212,135, Fig.2), die durch einen Feuchtigkeitsregler (134) bzw. einen Wärmeregler (136) zur Regelung des Kältemittelstromes von dem einen Verdampfer (i i z) zu dem anderen Verdampfer (112) in Abhängigkeit von der Lufttemperatur und -feuchtigkeit gesteuert werden. B. Anlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei hintereinandergeschalteten Verdampfern eine Leitung (513, Fig.3) zur Parallelführung oder Umleitung des zweiten Verdampfers (530, Fig. 3) für die unmittelbare Abgabe von Kältemittel an den ersten Verdampfer und ein Ventil (575, Fig. 3) vorgesehen sind, wobei das Ventil durch einen Feuchtigkeitsregler (58i) zur Steuerung des Kältemittelflusses durch die Leitung geregelt wird. g. Anlage nach Anspruch 6 bis 8, da-.durch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Kältemittelverdichtern (837, 858, Fig.4) mit den Verdampfern (834, 850) verbunden und ein Ventil (853) vorgesehen ist, das durch einen Feuchtigkeitsregler (H) entsprechend der relativen Luftfeuchtigkeit derart gesteuert wird, daß der eine Verdichter (858) veranlaßt wird, eine stärkere Kältemittelumwälzung durch den einen Verdampfer (85o) zu bewirken. io. Anlage nach Anspruch 6 bis g mit einem Schrank, durch den .die zu kühlenden und zu entfeuchtenden Luftströme umlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftströme an dem Luftauslaß (27, Fig. 1) des Schrankes (25) vermengt werden.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1016726B (de) * 1955-02-23 1957-10-03 Gen Motors Corp Klimaanlage mit einer Kaeltemaschine
DE1176897B (de) * 1961-01-13 1964-08-27 Netzschkau Maschf Nema Verfahren zum Betrieb einer Wechsel-temperaturkammer
EP0091006A2 (de) * 1982-04-07 1983-10-12 BROWN, BOVERI & CIE Aktiengesellschaft Klimaanlage

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