DE69403448T2

DE69403448T2 - Luftklimatisierung und unterdrucksetzungverfahren und anlage für einen teilweise gesclossenenen raum

Info

Publication number: DE69403448T2
Application number: DE69403448T
Authority: DE
Inventors: Jacques Signoret
Original assignee: LIEBHERR AEROSPACE GmbH
Current assignee: LIEBHERR AEROSPACE GmbH
Priority date: 1993-03-11
Filing date: 1994-03-11
Publication date: 1997-09-18
Anticipated expiration: 2014-03-12
Also published as: FR2702547B1; EP0683744A1; WO1994020363A1; EP0683744B1; FR2702547A1; DE69403448D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Klimatisierung und zum Unter-Druck-Setzen eines halbgeschlossenen Raums, insbesondere einer Flugzeug- oder Zugkabine.
Ein Mittel zum Transportieren von Fahrgästen besteht aus einem halbgeschlossenen Raum, in welchem zur Sicherstellung des normalen Lebens und des Wohlbefindens der Insassen die Notwendigkeit der Lufiklimatisierung besteht. Diese Klimatisierung wird im allgemeinen erreicht durch in den Raum eingeblasene Luft mit einer geregelten Temperatur und einer verringerten Feuchtigkeit. Die eingeblasene Luft durchstreicht den halbgeschlossenen Raum und führt zu Wärmeaustauschvorgängen, die die Einstellung der gewünschten Temperatur gestatten. Diese eingeblasene Luft besteht im allgemeinen aus einem Gemisch aus Frischluft, die aus der Außenumgebung stammt, und von wiederverwendeter Luft, die in dem halbgeschlossenen Raum entnommen wird. Nach dem Durchstreichen des halbgeschlossenen Raums wird die bewegte Luft nach Außen geleitet, und zwar über feste Düsen oder Düsen mit veränderlichem Querschnitt, falls die Notwendigkeit besteht, den halbgeschlossenen Raum unter Druck zu setzen, wie es zum Beispiel bei Flugzeugkabinen oder Kabinen von Schnellzügen der Fall ist. Häufig ist der halbgeschlossene Raum in mehrere Zonen aufgeteilt, die unterschiedliche Behandlung erfordern.
Die frische oder wiederverwendete Luft wird umgewälzt und komprimiert, sei es durch Kompressoren als Bestandteil des Hauptantriebsmotors des Transportmittels, sei es mit Hilfe von Hilfskompressoren, die mit einem thermischen Motor, einer Turbine oder einem Elektromotor ausgestattet sind. Wenn der halbgeschlossene Raum unter Druck gesetzt werden muß, setzt sich die komprimierte Luft aus einem Teil Frischluft zusammen, um Verluste zu kompensieren und zu gewährleisten, daß es einen Druckabfall zwischen dem halbgeschlossenen Raum und der Außenumgebung gibt, um das Ausleiten zu ermöglichen. Der Druck steigert die Temperatur der Luft die Regulierung der Temperatur der bewegten Luft ergibt sich aus der mehr oder weniger starken Abkühlung der komprimierten Luft vor der Vermischung mit wiederverwendeter Luft. Während des Abkühlvorgangs sind Mittel vorgesehen, um einen Teil des in der komprimierten Luft enthaltenen Wassers abzuziehen und so den Luftfeuchtigkeitsgehalt in dem Raum, in den die Luft eingeblasen wird, zu senken.
Die konventionellen Kühleinrichtungen sind manigfaltig und verwenden entweder die Phasenänderung eines Fluids auf dem Niveau eines Verdampfers, wie es zum Beispiel bei den "Freon"-Gruppen (Marke) der Fall ist, oder mit Arbeit verbundene Expansion der komprimierten Luft beim Durchgang durch eine Turbine, wie es der Fall bei den Luftkompressions- und Luftentspannungs-Geräten der Fall ist. Die modernen Kühlgeräte sind insbesondere beschrieben in der Zeitschrift "Flight International, 25. Dezember 1991, Seite 33".
Das Schema einer konventionellen Klimatisier- und Unter-Druck-Setz- Anlage für einen halbgeschlossenen Raum ist in Fig. 1 gezeigt. Eine derartige Anlage, ausgelegt zur Klimatisierung von Luft eines halbgeschlossenen Raums E', der durch beispielsweise drei Zonen Z'&sub1;, Z'&sub2; und Z'&sub3; gebildet wird, enthält einen Kompressor 1, der mechanisch von einer mit einem Motor 2 gekoppelten Welle angetrieben wird. Der Kompressor 1 ist mit einer Reguliereinrichtung für die Einlaßmenge ausgestattet. Der Kompressor saugt Frischluft, zurückgeführte Luft oder ein Gemisch von beidem an. Die von dem Kompressor 1 abgegebene Luft wird durch die Komprimierung erwärmt und in einer Kühleinrichtung 4 abgekühlt. Zur wirtschaftlichen Realisierung des benötigten Durchsatzes an komprimierter Luft ist es wesentlich, daß die komprimierte Luft die Kühleinheit mit möglichst niedriger Temperatur verläßt, im allgemeinen -12ºC, sowie einem Druck, der durch den Druckabfall in dem stromabwärts liegenden Verteilerkreis 10 bestimmt wird. Die auf -12ºC befindliche Luft wird in einer Mischkammer 5 mit Umluft vermischt, die den verschiedenen Zonen Z'&sub1;, Z'&sub2;, Z'&sub3; des halbgeschlossenen Raums E' über Filter 7 mit Hilfe eines Gebläses 6 abgezogen wird. Das Gemisch wird in der Weise gebildet, daß die Temperatur der Luft am Ausgang der Kammer 5 in der Größenordnung von +3ºC liegt. Die Verteilerrohrleitungen 10 verteilen diese Luft in die verschiedenen Zonen. Die Wärmeaustauschvorgänge, die sich zwischen den Rohrleitungen und der warmen Umgebung einstellen, heben die Temperatur der dort umgewälzten Luft bis auf eine Temperatur beispielsweise in der Gegend von +8ºC im Bereich der Mündungen 11 an. Von dem Kompressor 1 gehen direkt Warmluft-Zumischeinrichtungen 8 ab, die eine Feinregulierung der Temperatur in jeder Zone ermöglichen. Ein Ventil 9 ermöglicht das Ausleiten der nicht umgewälzten Luft nach außen.
Dieser bekannte Anlagentyp besitzt einen Hauptnachteil, der die Wirtschaftlichkeit des Systems beeinträchtigt. Die komprimierte Luft bleibt mit Wasser beladen, welches sich unterhalb von 0ºC in Eis verwandelt. Die Ablagerung von Eis zwischen dem Kühlgerät 4 und der Mischkammer 5 läßt sich vermeiden, wenn man eine spezielle Ausgestaltung für die Rohrleitungen verwendet (kurze Rohre spezieller Form). Allerdings ist dies nicht möglich für den Verteilerkreis 10, der sehr lang und unregelmäßig ausgebildet ist. Folglich ist es wesentlich, Luft nicht mit Minustemperaturen in dem Verteilerkreis 10 zu transportieren, vorzugsweise wird nicht unter 3ºC gegangen. Aufgrund seiner Länge sind die Verluste durch Aufheizung entlang des Kreises 10 unumgänglich, wobei eine Wärmeisolierung in einem Transportmittel nur leicht sein darf. Wenn man in einer solchen Anlage beispielsweise und zwecks klarer Darstellung von Feuchtigkeit befreite Luft betrachtet, beträgt die in dem halbgeschlossenen Raum zu regulierende Temperatur etwa 24ºC. Die in den halbgeschlossenen Raum eingespeiste Kühlleistung wird ausgedrückt durch die Relation P = DS (hE - hS), wobei DS der Durch- Satz der bewegten Luft, hE die Enthalpie des halbgeschlossenen Raums und hS die Enthalpie der bewegten Luft ist. Bei trockener Luft stimmen Enthalpie und Temperatur überein. Es ergibt sich unmittelbar, daß für die bewegte Luft mit 3ºC am Eingang des Verteilerkreises 10 eine Anhebung um 5ºC bei der Verteilung (24-3)/(24-8), also 24% der verfügbaren Leistung verbraucht. Ein Erreichen von 100% ist nur möglich durch Steigern des komprimierten Durchsatzes um 24%, was zu einer Erhöhung der Baugröße, der Masse und der aufgenommenen Leistung, die direkt proportional zum Durchsatz ist, also zu einer Erhöhung der Anlagenkosten führt.
Ein zweiter Nachteil, der besonders gravierend in Anlagen der Luftfahrt ist, liegt in der Größe des Ausleitventils 9. Am Boden muß es einen Druckabfall von 1 mb (10² Pa) zwischen Innenseite und Außenseite gewährleisten, unterwegs jedoch beträgt dieser Druckabfall 600 mb (6 x 10&sup4; Pa). Die Bemessung des Ventils kann folglich nicht optimiert werden, die Querschnitte liegen bei einer Relation von 100.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die oben angesprochenen Nachteile vorhandener Systeme zu beseitigen. Zu diesem Zweck zielt die Erfindung ab auf ein Verfahren zum Klimatisieren und Unter-Druck-Setzen eines mehrere Zonen aufweisenden, halbgeschlossenen Raums, bei dem man Luft komprimiert, diese dann einer stromaufwärtigen Kühlung unterzieht, sie in mehrere Ströme aufteilt und sie zu jeder Zone des halbgeschlossenen Raums leitet. Erfindungsgemäß
- wird die komprimierte Luft global nach dem Komprimieren einer ersten Abkühlung unter geeigneten Bedingungen unterzogen, die geeignet sind, ihren oberen Druck auf demjenigen des halbgeschlossenen Raums zu halten,
- wird nach dem Aufteilen in mehrere Ströme die zu jeder Zone des halbgeschlossenen Raums geleitete Luft lokal einer Entspannung am Eingang der betreffenden Zone unterzogen.
Unter "Zone" versteht man jedes Volumen wie zum Beispiel eine Kabine, einen Teil einer Kabine, eines Wagons, der baulich oder auch nicht von einer Nachbarzone getrennt ist; unter "mehrere Zonen" versteht man mindestens zwei Zonen oder mehr.
Die durch das oben angegebene Verfahren realisierte Anlage enthält eine stromaufwärtige Kompressions- und Kühleinrichtung für Luft sowie einen stromabwärtigen Verteilerkreis, der mit Verteilerenden ausgestattet ist, die zu jeder Zone des halbgeschlossenen Raums führen. Gekennzeichnet ist sie dadurch, daß sie mehrere Turbomaschinen aufweist, die an den Verteilerkreis angeschlossen sind, und von denen jede Turbomaschine an einem Verteilerende am Eingang jeder Zone angeordnet ist, um unter Leistung von Arbeit der in die betreffende Zone eingebrachten Luftmenge eine lokale Entspannung zu verleihen.
Auf diese Weise macht bei dem Verfahren und der Anlage gemäß der Erfindung die von der stromaufwärtigen Kompressionseinrichtung komprimierte Luft auf der stromaufwärtigen Seite keine totale Entspannung durch, was die Möglichkeit bietet, einen Teil des Entspannungs- und mithin Abkühlpotentials auf der lokalen, stromabwärtigen Seite am Eingang jeder der Zonen des halbgeschlossenen Raums zu erhalten. Die Erhöhung der Temperatur aufgrund der Wärmeaustauschvorgänge entlang dem Verteilerkreis läßt sich also kompensieren durch eine geringfügige Steigerung der Entspannung, die auf der stromabwärtigen Seite durch jede Turbomaschine erfolgt, wobei es sich um eine Betriebsweise handelt, die bezüglich der verbrauchten Leistung, der Masse und der Kosten wirtschaftlicher ist als ein gesteigerter Durchsatz.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Verfahren derart beschaffen, daß man einen Teil der jede Zone des halbgeschlossenen Raums durchstreichenden Luft nach außen ableitet und man einen Teil der die Zonen durchstreichenden Luft umwälzt, indem man sie mit Frischluft mischt, wobei das umgewälzte Gemisch komprimiert, anschließend global auf der stromaufwärtigen Seite zumindest einer Abkühlung unterzogen wird, bevor sie jeder Zone des halbgeschlossenen Raums zugeleitet wird, und einer lokalen Entspannung unter Leistung von Arbeit am Eingang jeder der Zonen unterzieht.
Vorzugsweise bewirkt man im Zuge der stromaufwärtigen Abkühlung eine teilweise Trocknung der komprimierten Luft, zu welchem Zweck die Anlage mit einer Wasserabzieheinrichtung ausgestattet ist, die zu der stromaufwärtigen Kompressions- und Kühlanordnung gehört.
Angewendet werden kann die Erfindung im Bereich des Transportwesens zum Klimatisieren von Flugzeugkabinen von Großraumflugzeugen, insbesondere für mehr als 100 Passagiere, oder von Mehrwagon-Zügen (insbesondere Turbozügen, Train Grande Vitesse) oder in jedem anderen Bereich, um spezielle Lokalitäten zu klimatisieren (Schutzräume, Aufenthaltsräume bei der Mineral- oder Ölsuche...).
Weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, die beispielhaft und ohne Beschränkung Ausführungsformen darstellen. Es zeigen:
- die bereits besprochene Fig. 1 eine klassische Anlage zum Klimatisieren und zum Unter-Druck-Setzen,
- Fig. 2 ein Bauschema einer erfindungsgemäßen Anlage,
- Fig. 3 eine bevorzugte Ausführungsform der stromaufwärtigen Kompressions- und Kühleinrichtung, und
- Fig. 4 eine bevorzugte Ausführungsform von Turbomaschinen, die sich am Eingang jeder Zone des halbgeschlossenen Raums befinden.
Die in Fig. 2 dargestellte Anlage dient zum Klimatisieren und zum Unter- Druck-Setzen der Luft eines halbgeschlossenen Raums E, der durch mehrere Zonen Z&sub1;, Z&sub2; und Z&sub3; gebildet wird. Diese Anlage enthält eine stromaufwärtige Kompressions- und Kühleinrichtung CR, die in einen stromabwärtigen Verteilerkreis 22 einen Luftstrom mit positiver Temperatur bei mäßigem Druck einspeist. Dieser Luftstrom wird in der Nähe des halbgeschlossenen Raums in mehrere Ströme aufgeteilt, um parallel Turbomaschinen TM zugeleitet zu werden, von denen jede Turbomaschine TM sich an einem Ende des Verteilerkreises am Eingang jeder Zone Z&sub1;, Z&sub2; und Z&sub3; des halbgeschlossenen Raums befindet. (Der Ausdruck "Am Eingang jeder Zone" soll in umfangreicher Bedeutung derart verstanden werden, daß die Turbomaschine sich in unmittelbarer Nähe der Zone befindet, sie sich im inneren der Zone befindet, daß sie sich außerhalb der Zone befindet oder daß sie teilweise in die Zone hineinragt).
Die stromaufwärtige Einrichtung CR enthält einen Kompressor 13, der mechanisch von einer mit einem Motor 14 gekoppelten Welle angetrieben wird. Der Kompressor ist mit einer Einlaßdurchsatz-Reguliereinrichtung 15 ausgestattet. Der Kompressor 13 ist mit einer Kühleinrichtung 16 gekoppelt, welche ihrerseits mit dem stromabwärtigen Verteilerkreis 22 gekoppelt ist. Eine ein Ventil 21 aufweisende Abzweigung verläuft im Nebenschluß zu der Kühleinrichtung 16, um eine Temperaturregelung der zu dem stromabwärtigen Kreis 22 gelieferten Luft zu ermöglichen; diese Regulierung erfolgt dadurch, daß man die Mischanteile seitens des Nebenschlusses und der Kühleinrichtung einstellt.
Der stromabwärtige Verteilerkreis ist an den Eingang 23 jeder Turbomaschine TM angeschlossen, die sich am Eingang jeder Zone Z&sub1;, Z&sub2; und Z&sub3; befindet.
Jede Turbomaschine enthält eine Turbinenstufe, beispielsweise ein Turbinenrad 29, welches auf derselben Welle sitzt wie ein Gebläse oder Kompressor 28. Ein elektrischer Hilfsmotor/-Generator 27 ist mit dieser Welle gekoppelt. Jede Turbomaschine TM enthält außerdem ein Filter 24, durch das hindurch der Abzug von Luft aus der jeweiligen Zone erfolgt, eine Kammer 30, wo der Teil der umgewälzten und der von der Turbinenstufe abgegebenen Luft gemischt werden, eine Leitung 26 zum Einleiten des Gemisches in die betreffende Zone, und ein nach außen führendes Ausleitventil 25.
Der Kompressor 13 saugt Luft (Frischluft, Umluft oder ein Gemisch aus beiden) an und liefert komprimierte Luft in die Kühleinrichtung 16, in der die Luft auf eine positive Temperatur abgekühlt wird, die sich in der Größenordnung von 3ºC befinden kann. Der Druck am Ausgang der Kühleinrichtung ist gemäßigt und liegt oberhalb des Drucks im halbgeschlossenen Raum (beispielsweise bei einem Überdruck von 200 mb (2 10&sup4; Pa) bezüglich dieses Raums). Diese Luft strömt in dem Verteilerkreis 22 zu jeder der Turbomaschinen TM, in welcher sie einer lokalen Entspannung in der Höhe der Turbinenstufe unterzogen wird, woraufhin sie mit der Luft vermischt wird, die aus der entsprechenden Zone abgezogen wird, bevor sie in diese Zone eingeleitet wird. Die von dem Turbinenrad 29 geleistete Arbeit wird von dem Kompressor 28 aufgenommen, der für den Abzug der Luft aus der Zone über das Filter 24 sorgt, dann für ein Umwälzen dieser abgezogenen Luft entweder in die Mischkammer 30 oder zu dem Ausleitventil 25. Der nach außen hin stattfindende Durchsatz beinhaltet einen beträchtlichen Anteil der Kompressionsleistung, so daß die allgemeine Bilanz am Ausgang jeder Turbomaschine TM einer Abkühlung entspricht.
Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der stromaufwärtigen Kompressions- und Kühleinrichtung. Bei dieser Ausführungsform enthält die Einrichtung einen Kompressor 31, der mechanisch von einer Welle angetrieben wird, die mit einem thermischen Motor oder einem Elektromotor 34 und einer Entspannungsturbine 33 gekoppelt ist. Der Kompressor 31 ist mit einer Durchsatzreguliereinrichtung 32 ausgestattet. Die Einrichtung enthält außerdem ein Kühlgerät, welches gebildet wird durch einen Wärmetauscher 35, dessen zu kühlender Primärstrom die von dem Kompressor 31 abgegebene komprimierte Luft ist, und dessen kühlender Sekundärstrom aus Außenluft besteht, die mit Hilfe eines von dem Motor 34 angetriebenen Gebläses 36 zugeblasen wird. Ein Ventil 37 ermöglicht das Regulieren des Außenluftstroms und mithin der Kühlung der Primärluft. Der Primärkreis eines Lufterhitzers 38 ist an den Ausgang des Wärmetauschers 35 angeschlossen und liefert Luft zu einem Kondensator 39. Der Sekundärkreis des Lufterhitzers 38 ist einerseits an die Turbine 33 und andererseits an den Ausgang des Kondensators 39 über einen Kondenswasserabzug 40 angeschlossen. Am Ausgang der Turbine 33 kühlt die Luft den Kondensator 39 und wird in den stromabwärtigen, mit 51 in Fig. 3 bezeichneten Verteilerkreis geleitet. Ein Nebenschluß mit einem Ventil 37 verbindet den Kompressor 31 mit der Mündung der Turbine 33, um dieser einen schwachen Entfrostungsstrom zuzuleiten.
Der Kompressor 31 saugt die Luft (im allgemeinen ein Gemisch aus Frischluft und Umluft) an und liefert komprimierte Luft in den Wärmetauscher-Kühler 35, in welchem die Luft von der Außenluft gekühlt wird, die über das Gebläse 36 angesaugt wird. Die Luft wird gekühlt. Der am Wärmeaustauscher austretende Luftstrom gelangt in den Lufterhitzer 38, anschließend in den Kondensator 39, wo er von einem Teil seines Wassers befreit wird. Der Lufterhitzer macht es möglich, das Temperaturniveau am Eingang der Turbine 33 anzuheben, um in einigen Anwendungsfällen eine Vereisung zu vermeiden. Nach einem erneuten Durchlauf durch den Lufterhitzer gelangt die Luft über die Turbine 33, wo sie unter Arbeitsleistung entspannt wird, also erneut eine Abkühlung erfährt. Die entspannte und abgekühlte Luft durchläuft den Kondensator 39, den sie kühlt. Am Ausgang des Kondensators wird die Luft, die nun eine positive Temperatur und einen gemäßigten Druck aufweist, von dem Verteilernetz 51 zu den Turbomaschinen geleitet, die sich an den Eingängen jeder Zone des halbgeschlossenen Raums befinden.
Es sei angemerkt, daß der Kondensator aufgrund eines Sekündäreffekts, weil die Entspannung nicht vollständig ist, heißer ist als in den bekannten Prozessen, und seine Wandtemperaturen höher sind, was das Risiko einer internen Vereisung mindert.
Fig. 4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform für eine der Turbomaschinen. In dieser Figur ist ein Raum mit zwei Zonen Z&sub1; und Z&sub2; dargestellt. Ein Zweig des Verteilerkreises 51 ist mit jeder der Turbomaschinen TM gekoppelt, um diese mit Luft zu speisen. Jede Turbomaschine TM besitzt einen Lufteinlaß 52, der mit dem Kreis 51 verbunden ist, und eine Turbinenstufe, die die von dem Einlaß kommende Luft aufnimmt. Diese Stufe wird gebildet durch einen Einbläser 43, der mit dem Lufteinlaß und einer Turbine in Form einer auf einer Welle 44 gelagerten Flügelscheibe 41 verbunden ist. Ein Verdichter 46 und ein Gebläse 42 werden von derselben Welle angetrieben, wobei das Gebläse in einer speziellen Ausführungsform gemeinsam mit der Turbinenscheibe ausgebildet ist. Ein elektrischer Motor-Generator 45 ist mit der Welle 44 gekoppelt, um die Flügelscheibe 41 abzubremsen und das Gebläse 42 sowie den Verdichter 46 anzutreiben. Jede Turbomaschine TM besitzt außerdem ein Filter 49, ein Ventil 48 stromabwärts bezüglich des Verdichters zum Durchlassen eines Teils des komprimierten Stroms, ein nach außen hin führendes Ausleitventil 47 und eine Mischkammer 50, die in die betreffende Zone mündet.
Die teilweise entspannte Luft, die durch den Kreis 51 transportiert wird, tritt über den Einbläser 43 in die Turbomaschine ein und erfährt eine zweite Entspannung in der Turbinenstufe 41. Das Gebläse 42 saugt die Luft aus der betreffenden Zone über das Filter 49 an. Diese Luft mischt sich in der Kammer 50 mit der den Ausbläser 43 verlassenden Luft nach Entspannung und Abkühlung in der Turbine 41. Das sich ergebende Gemisch, welches in die betreffende Zone des halbgeschlossenen Raums eingeblasen wird, hat speziell eine Temperatur von +3ºC. Das Verdichterrad 46 komprimiert einen Bruchteil der über das Filter 49 abgezogenen Luft, um diesen Anteil über das Ventil 47 nach außen zu leiten. Der Verdichter 46 dient zur Gewährleistung einer ergänzenden Abbremsung und zum Ausleiten eines Teils der von der Turbine 41 im Zuge des Entspannungsvorgangs gelieferten Leistung nach außen. Anzumerken ist, daß durch das Ausleiten der Luft nach dem Durchgang durch den Verdichter 46 man die Mängel bekannter Anlagen vermeidet, die in der Unmöglichkeit der Optimierung der Ausleitventile liegen. Das Ventil 48 ermöglicht das Mischen eines Teils der den Verdichter 46 verlassenden heißen Luft mit dem der Zone abgezogenen Umluftanteil in der Weise, daß lokal in sehr genauer Weise die Temperatur der die Turbomaschine verlassenden Luft eingestellt werden kann.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen betreffen teilweise verschlossene Räume mit zwei oder drei Zonen. Die erfindungsgemäße Anlage kann natürlich auch bei jeder Anzahl von Zonen eingesetzt werden, wobei jede Zone in ähnlicher Weise mit einer Turbomaschine ausgestattet ist.
Bei der erfindungsgemäßen Anlage kann die Luft in dem Verteilerkreis mit positiver Temperatur ohne Nachteile bewegt werden, da Verluste durch Erhitzung anschließend auf lokaler Ebene kompensiert werden. Die Bildung und der Niederschlag von Eis in diesem Netz, dessen Rohrleitungen im allgemeinen lang und unregelmäßig verlaufen, werden folglich vollständig ausgeschlossen. Anzumerken ist, daß die lokalen Entspannungs- Turbomaschinen sehr mäßigen Temperaturen ausgesetzt sind und folglich billig und mit geringer Masse ausgebildet sein können, indem man konventionelle thermoplastische Werkstoffe und handelsübliche selbstschmierende Wälzlager verwendet.

Claims

1. Verfahren zum Klimatisieren und Unter-Druck-Setzen eines mehrere Zonen aufweisenden halbgeschlossenen Raums durch Luftzirkulation, wobei Luft komprimiert und einer als stromaufwärtige Kühlung bezeichneten Kühlung unterzogen wird, bevor sie in mehrere Ströme unterteilt und zu jeder Zone des halbgeschlossenen Raums geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß

- die komprimierte Luft nach der Kompression einer allgemeinen stromaufwärtigen Abkühlung unter solchen Bedingungen unterzogen wird, die dazu geeignet sind, ihren Druck über dem Druck des halbgeschlossenen Raums zu halten,

- nach dem Aufteilen in mehrere Ströme die zu jeder Zone des halbgeschlossenen Raums geleitete Luft lokal einer Entspannung am Eingang der betreffenden Zone unterzogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem man einen Teil der die Zonen durchstreichenden Luft erneut verwendet, indem man sie mit Frischluft mischt, wobei das wiederverwendete Gemisch komprimiert, anschließend einer stromaufwärtigen Abkühlung unterzogen wird, bevor es der jeweiligen Zone des halbgeschlossenen Raums zugeleitet, und einer lokalen Entspannung mit Leistung von Arbeit am Eingang jeder dieser Zonen unterzogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem man einen Teil der jede Zone des halbgeschlossenen Raums durchstreichenden Luft nach außen abläßt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 und 3, bei dem man eine teilweise Trocknung der komprimierten Luft nach der stromaufwärtigen Abkühlung vornimmt.

5. Anlage zum Klimatisieren und zum Unter-Druck-Setzen eines mehrere Zonen aufweisende halbgeschlossenen Raums, umfassend eine stromaufwärtige Luftkompressions- und Kühleinrichtung (CR) und einen stromabwärtigen Luftverteilerkreis (22), der mit Verteilerenden ausgestattet ist, die zu jeder Zone des halbgeschlossenen Raums führen, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere Turbomaschinen (TM) aufweist, die mit dem Verteilerkreis verbunden sind, und von denen jede Turbomaschine (TM) an einem Verteilerende am Eingang jeder Zone angeordnet ist, um die zu der betreffenden Zone geleitete Zuluft einer lokalen Entspannung mit Leistung von Arbeit zu unterziehen.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Turbomaschine (TM) am Eingang einer Zone des halbgeschlossenen Raums eine Lufteinlaßeinrichtung (23) aufweist, die mit dem Verteilerkreis (22) verbunden ist, ferner eine Turbinenstufe (29) zum Entspannen und zum Kühlen der von der Einlaßeinrichtung gelieferten Luft, eine Einrichtung (24, 28) zum Abziehen von Luft aus der betreffenden Zone des halbgeschlossenen Raums, eine Einrichtung (25) zum Ausleiten eines Teils der abgezogenen Luft nach außen, eine Einrichtung (30) zum Mischen des verbliebenen Teils der abgezogenen Luft, das heißt des wiederverwendeten Anteils, mit der von der Turbinenstufe ausgegebenen Luft, und eine Einrichtung (26) zum Leiten des Gemisches in die betreffende Zone.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinenstufe einen mit einer Lufteintrittseinrichtung (52) gekoppelten Einblaser (43), eine dem Einblaser gegenüberliegend angeordnete Flügelscheibe (41) und einen Motor-Generator (45) aufweist, der die Flügelscheibe abzubremsen vermag.

8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzieheinrichtung ein Gebläse (42), das von dem Motor-Generator (45) antreibbar ist, die Einrichtung zum Ausleiten ein Verdichterrad (46) aufweist, welches von dem Motor-Generator (45) antreibbar ist.

9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ausgang des Verdichterrads (46) eine Luftanzapfeinrichtung (48) angeordnet ist, derart, daß sie in den Teil der wiederverwendeten Luft mündet, damit ein Teil der komprimierten Luft sich mit dem wiederverwendeten Anteil vermischen kann.

10. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 9, bei der die stromaufwärtige Kompressions- und Abkühleinheit einen Kompressor (41) zum Komprimieren der Frischluft gegebenenfalls gemischt mit der wiederverwendeten Luft und eine Einrichtung (33, 35) zum Kühlen und teilweisen Entspannen der von dem Kompressor gelieferten komprimierten Luft aufweist.

11. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 10, bei der die stromaufwärtige Kompressions- und Kühleinheit (CR) mit einer Einrichtung (39, 40) ausgestattet ist, die der komprimierten Luft Wasser entzieht.

12. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die stromaufwärtige Kompressions- und Kühleinrichtung (CR) einen Kompressor (13) aufweist, der von einem Motor (14) angetrieben wird, ferner eine Einrichtung (15) zum Regulieren der Eintrittsluftmenge in den Kompressor, eine Kühleinrichtung (16) zum Empfangen der von dem Kompressor abgegebenen Luft und zum Ausgeben von gekühlter Luft in den stromabwärtigen Verteilerkreis, und eine Einrichtung (21) zum Regulieren der Temperatur und des Drucks der in den Verteilerkreis gelieferten Luft, wobei dieser Kreis derart ausgebildet ist, daß er die am Eingang der Zonen des halbgeschlossenen Raums befindlichen Turbomaschinen (TM) parallel speist.

13. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die stromaufwärtige Kompressions- und Kühleinheit (CR) am Ausgang des Kompressors (31) eine Kühl- und Entspannungsschleife mit einem Tauscher (35) aufweist, mit dessen Hilfe die komprimierte Luft durch Zirkulation von Außenluft in seinem Sekundärkreis gekühlt wird, einen Lufterhitzer (38), einen Kondensator (39) in Verbindung mit einem Wasserentzieher (40), und eine Entspannungsturbine (33), die auf der Achse des Kompressors (31) gelagert ist und dazu dient, den Kondensator zu kühlen und Luft in den stromabwärtigen Verteilerkreis einzuspeisen, wobei der Primärkreis des Lufterhitzers (38) mit dem Ausgang des Tauschers (35) und dem Eingang des Kondensators gekoppelt ist, während der Sekündärkreis des Lufterhitzers (38) mit dem Ausgang des Kondensators (39) und dem Eingang der Entspannungsturbine (33) verbunden ist.