-
Vorrichtung zum Entfeuchten von Luft oder Gasen Die vorliegende Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum Entfeuchten von Luft oder Gasen unter Venvendung einer
hygroskopischen Flüssigkeit.
-
Es sind derartige Vorrichtungen bekannt, bei denen die zu entfeuchtende
Luft mit dar hygroskopischen Flüssigkeit im Gleichstrom fließt; jedoch findet bei
diesen Vorrichtungen keine Kühlung der hygroskopiscben Flüssig. keit statt, so daß
sowohl die Luft als auch die Flüssigkeit sich erwärmen können, wo durch die Feuchtigkeitsübertragung
aus der Luft auf die Flüssigkeit stark vermindert wird.
-
Dabei ist zu berücksichtigen, daß verhältnismäßig große Wärmemengen
frei werden, wenn man aus Luft oder anderen Gasen Feuchtigkeit mittels Entfeuchtungsvorrichtungen
entfernt.
-
Es sind ferner Vorrichtungen bekannt, bei denen Luft und die hygroskopische
Flüssigkeit im Gegenstrom zueinander geführt werden, wobei auch Kühlmittel, wie
z. B. Kühlschlangen, Anwendung fanden. Eine btesonders weitgehende Unberteilung
der Luft und der Flüssigkeit in fein verteilte Ströme wurde dabei nicht vorgenommen.
Die Führung der zu entfeuchtenden Luft mit der hygroskopischen Flüssigkeit im Gegenstrom
hat eine Reihe beträchtlicher Nachteile. Reim Verlassen des Kühlaggregats kommt
die Luft mit der versprühten Flüssigkeit in Berührung, wodurch sie von der Flüssigkeit
mitgerissen und von ihr schwierig zu trennen ist. Der dem Luftstrom sich entgegenbewegende
Flüssigkeitsstrom wirkt, besonders wenn die Durchgänge eng sind, als Widerstand,
so daß die Durchgänge leicht teilweise versperrt und die Geschwindigkeit des Luftstromes
vermindert wird. Dadurch ist ein höherer Energieaufwand bedingt, und die Leistung
der Vorrichtung wird vermindert.
-
Zur Vermeidung dieser Nachteile wird bei der Vorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindùng, bei der die Luft oder die Gase in
Berührung
mit dünnen Schichten einer hygroskopischen Flüssigkeit zum Zweck der Entfernung
der durch Feuchtigkeitsabsorption gebildeten Wärme über gekühlte Flächen geleitet
werden, die-Luft oder die Gase und die skopische Flüssigkeit im Gleichstrom gefü@@@
und zwar durch ein Aggregat hindurch, das aus Kühlelementen besteht, die verhältnismäßig
enge Durchgangsöffnungen aufweisen.
-
Mit besonderem Vorteil wird durch diese Kühlelemente hindurch im
Gegenstrom zu der Luft oder den Gasen und der hygroskopischen Flüssigkeit eine Kühflüssigkeit
geleitet. Die Einrichtungen zum Verteilen der hygroskopischen Flüssigkeit in die
zu entfeuchtende Luft oder Gase sind zweckmäßig in Richtung der Gasströmung vor
den Kühlenelementen angeordnet.
-
Dadurch, da?< die Luft oder die Gase und die hygroskopische Flüssigkeit
durch ein aus Kühlelementen bestehendes Aggregat hindurchgeführt werden, wird die
sich bildende Wärme weitgehend an dem Ort ihrer Entstehung entfernt, so daß die
Temperaturen sowohl der Luft als auch der Feuchtigkeit absorbierenden Flüssigkeit
niedrig bleiben. wodurch die Flüssigkeit ein Maximum an Feuchtigkeit aus der Luft
oder den Gasen entnehmen kann.
-
Infolge des Arbeitens im Gleichstrom hehindern sich Luft oder Gase
und hygroskopische Flüssigkeit gegenseitig nicht, so daß selbst bei verhältnismäßig
engen Durchgangsöffnungen der Kühlelemente eine hoh Ströme mungsgeschwindigkeit
beider Medien eingehalten werden kann. Die Entfeuchtungsapparatur kann auf diese
Weise in ihren Ausmaßen klein gehalten werden. Der Gleichstrom der Luft oder Gase
und der hygrosliopischen Flüssigkeit hat weiter den Vorteil, daß das durch die Kühlelemente
gegebenenfalls fließende Kühlmittel sowohl zu der Luft oder den Gasen als auch zu
der hygroskopischen Flüssigkeit im Gegenstrom geleitet werden kann. was zu einer
besonders wirksamen Kühlung beider Medien führt. Werden die Luft und die hygroskopische
Flüssigkeit im Gegenstrom geführt, so kann immer nur eines dieser Medien im Gegenstrom
zu dem Kühlmittel geleitet werden.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung, in der folgenden Beschribung als
FlüssigkeitsphasetroclKnungszone bezeichnet, kann sowohl für sich allein als auch
iii Verbindung mit bekannten Behandlungsvorrichtungen, in denen die zu entfeuchtende.
Luft durch trockene hygroskopische Materialien, wie z. B. Calciulmchlorid, strömt,
im folgenden mit Festephasetrocknungszone bezeichnet, venvendet werden.
-
Im folgenden soll die neue Vorrichtung an Hand einiger Zeichnungen,
die lediglich- esne bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen, näher erläutert
werden, wobei bedeuten: Fig. 1 einen verükalen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße
Vorrichtung, die mit einer Festphasetrocknungszone verbunden ist, Fig. 2 einen Schnitt
durch die Flüssigkeitsphasetrocknungszone gemäß der Linie II-II der Fig. I, Fig.
3 einen senkrechten Transversalschnitt längs der Linie IV-IV der Fig. l. wobei Einzelheiten
weggelassen sind, Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie V-V der Fig. I- und Fig.
5 eine Einzelheit einer der Spritzplatten.
-
Die Luft tritt in die Flüssigkeitsphasetrocknungszone 9 bei 21 ein
und wird mittels eines Gebläses hindurchbewegt. Sie kommt in Berührung mit einer
hygroskopischen Flüssigkeit, z. B. einer Calciumchloridlösung, und einem Wärmeaustauscher
22 mit großer Oberfläche. z. 13. einem Rippenrohrradiator, oder einer Kühlvorrichtung,
die enge Durchgangsöffnungen besitzt. Während die Luft diesen Wärmeaustauscher umspült,
kommt sie in innige Berührung mit der hygroskopischen Flüssigkeit. die auf der Oberfläche
des Wärmeaustauschers durch die Zerstäubungsdüsen 23 aufgesprüht und durch die Spritzplatten
24 verteilt wird Wie aus Fig. 5 ersichtlich, sind die Spritzplatten 24 zweckmäßig
mit Schäften versehen, die in die Dichtungsglieder 24a hineinpassen.
-
Statt mittels der Düsen 23 und der Spritzplatten 24 kann auch in
anderer geeigneter Weise eine gleichmäßige Verteilung d-r Fliissigkeit über die
Rippen des Wärmeaustauschers 22 vorgenommen werden.
-
Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich, werden die Luft und die hygroskopische
Flüssigkeit in eine Mehrzahl kleiner Ströme aufgeteilt, die zwischen den wärmeleitenden
Obarflächen des Wärmeaustauschers 22 fließen. In der dargestellten Ausführungsform
sind die aus sehr dünnen Metallflächen bestehenden Rippenglieder 22(: vorzugsweise
in einer Anzahl von sechs oder mehr je Zoll angeordnet.
-
Die Rohrglieder 22b, in denen gegebenenfalls Kühlwasser oder eine
andere Kühlflüssigkeit umlaufen dann, weisen etwa einen Durchmesser von ¼ Zoll auf
und sind in bezug auf ihre Mitte etwa 1 Zoll auseinander, so daß auf diese Weise
die Luft in eine Mehrzahl dünner Ströme und die hygroskopische Flüssigkeit in eine
Mehrzahl dünner Filme aufgeteilt werden. Die Ströme sind in inniger Berührung miteinander,
und die Flüssigkeitsfilme stehen in Wärmekontakt mit den wärmeableitenden Rippen
22a und den Röhren 22b des Wärmeaustauschers 22, so daß die bei der Entfernung der
Feuchtigkeit aus der Luft
gebildete Wärme durch- die Berührung mit
der hygroskopischen Flüssigkeit fast unmittelbar entfernt wird. Das Kühlmittel läßt
man zweckmäßig an dem unteren Teil des Wärmeaustauschers bei 39 eintreten und an
dem oberen Teil bei 40 austreten.
-
Beim Verlassen des unteren Teils des -Wärmeaustauschers 22 scheiden
sich die Luft und die Flüssigkeit infolge der Schwerkraft in weitgehendem Maße,
und die Flüssigkeit fällt - auf die Platte 25 und fließt in das Reservoir 8 ab.
Von der Luft mitgerissene versprühte Flüssigkeit wird durch den Trop£enfänger 27
zurückgehalten. Der Raum unter dem Wärmeaustauscher 22 kann teilweise oder ganz
mit Raschigringen oder anderen Füllkörpern gefüllt werden, die dazu dienen, das
Spritzen der niederfallenden Flüssigkeit zu vermeiden.
-
Wird gemeinsam mit der Flüssigkeitsphasetrocknungszone, wie in Fig.
I dargestellt, eine Festephasetrocknungszone verwendet, so wird die aus dem Wärmeaustauscher
22 kommende Luft durch die Abteilungen -5, 6 und 7, die festes hygroskopisches Material
enthalten, und durch die in Reihe liegenden Wärmeaustauscher 14 und 15 hindurchgeschickt,
worauf sie über die Platte 26 durch den Tropfenfänger 27a zu dem Ausgang 28 und
dem Gebläse 20 gelangt, von wo sie zu dem Verteilungsrohr 28a abgegeben wird. Die
Luft kann aber auch durch eine Nebenleitung direkt zu- dem oberhalb der Platte 26
gelegenen Raum mittels des Rohres 28b und des angelenkten Dämpfers 44 und der Gleitdämpfer
45 und 45a geführt werden. Das Gebläse 20 wird durch den Motor 29 augetrieben.
-
Wenn die Luft direkt aus der Flüssigkeitsphasetrocknungszone g zu
dem Gebläse 20 geleitet und von dem Rohr 2 8a in den Raum, dessen Luft behandelt
werden soll, abgegeben wird, dann werden die den Durchfluß der Luft kontrollierenden
Dämpfer 45 und 45a in geschlossene Stellung gebracht. Der Dämpfer 44, der in das
Rohr 28b führt, wird geöffnet, so daß die aus dem unteren Teil des Wärmeaustauschers
22 austretende entfeuchtete Luft zunächst durch die Raschigringe teilweise von mitgerissener
Flüssigkeit getrennt und durch das Gebläse 20 in den Raum, dessen Luft behandelt
werden soll, abgegeben wird.
-
Wenn die Flüssigkeitsphasetrocknungszone allein verwendet wird, ist
es möglich, Luft von einer relativen Feuchtigkeit von etwa 39% über einen weiten
Temperaturbereich zu erhalten, falls eine 40%ige Calciumchloridlösung verwendet
wird. Erforderlichenfalls können auch andere hygroskopische Lösungen mit niedrigen
Dampfdrucken verwendet werden. Bei gleichzeitiger Verwendung der Flüssigkeitsphase-
und Festephasetrocknungszone ist es leicht möglich, die relative Feuchtigkeit der
abgegebenen Luft auf 25 bis 28% .einzustellen.
-
Glcihgültig, ob die Festephasetrocknungszone verwendet wird oder
nicht, werden die Gasen 23 mit Flüssigkeit aus der Pumpe 30, die durch den Treibriemen
3I angetrieben wird, über das Rohr 32 beschickt. Die Flüssigkeit wird durch die
Pumpe 30 durch die Röhren 33 und 33a und zweckmäßigerweise durch ein Sieb oder Filter
34 aus dem Reservoir 8 entnommen. Das Flüssigkeitsentleerungsrohr 32 weist eine
Verzweigung auf, um die Flüssigkeit durch das Rohr 32a zu leiten, wenn das elektromagnetisch
gesteuerte Ventil 35 geöffnet ist. Ist dieses Ventil offen, so wird die Flüssigkeit
durch das Rohr 3 5a ins Freie bzw. in eine Konzentrierungsanlage, die nicht dargestellt
ist, geleitet. Das Öffnen und Schließen des Ventils 35 wird mittels eines in der
Flüssigkeit des Reservoirs 8 angeordneten Schwimmers 36 kontrolliert. Wenn der Flüssigkeitsspiegel
steigt und den Schwimmer 36 emporhebt, wird der Arm 37 niedergedrückt und dadurch
vermittels der Kontaktstellen 38 ein elektrischer Stromkreis geschlossen. Hierdurch
wird das elektromagnetisch gesteuerte Ventil 35 geöffnet und Flüssigkeit so lange
durch die Pumpe 30 über die,-Leitung 35a entleert, bis die Flüssigkeit in dem Reservoir
auf einen vorbestimmten Flüssigkeitsstand vermindert ist. Ist dieses - der Fall,
dann hebt sich der Arm 37 wieder hoch, die Kontaktstellen 38 werden ausgeschaltet,
und das elektromagnetisch gesteuerte Ventil 35 wird geschlossen. Die Größe des -
Mund stückes des elektromagnetisch gesteuerten Ventils ist derart bemessen, daß
nur ein kleiner Teil der durch die Pumpe 30 geförderten Flüssigkeit durch das geöffnete
Mundstück hindurchfließen kann. Die Folge davon ist, daß stets eine große Flüssigkieitsmenge
aus der Pumpe 30 durch die Düsen 23 abgegeben wird, wenn die Pumpe in Betrieb ist.
Bei Einrichtungen, wo nur die - Flüssig-, keitsphasetrocknungszone verwendet oder
die Festephasetrocknungszone nur bei außergewöhnlichen Witterungsverhältnissen benutzt
wird, kann es zweckmäßig sein, die Leitung 33, die Pumpe 30 und die Verbindungsröhren
näher, als in Fig. I dargestellt, an denjenigen Teil der Apparatur, der die Flüssigkeitsphasezone
enthält, heranzurücken. -Eine wärmeabführende Flüssigkeit, wie z. B.
-
Wasser, tritt durch die Leitung 39 in die Röhren des Wärmeaustauschers
22 ein. Nachdem sie diesen durchflossen hat, gelangt sie durch die in Reihe geschalteten
Teile, wie Leitung 40, Radiator 15, Lei.ung4I, Radiator I4, und Leitung 42, entweder
ins Freie oder
sie wird von neuem verwendet, wenn die Festephasetrocknungszone
schon in Verwendung ist. Ist dieses nicht der Fall, dann kann der Dreiwegebahn 40b
so eingestellt werden, daß das Wasser oder eine andere Kühlflüssigkeit durch die
Leitung 40Q zu der Entleerungsleitung 42 geht. Der Fluß durch die Leitung 39 kann
durch ein e1ektromagnetisch gesteuertes Ventil 43 kontrolliert werden, das, wenn
es geschlossen ist, das Einströmen der KühlflüssibCkeit in den Wärmeaustauscher
22 verhindert und das, wenn es durch elektrische Betätigung geöffnet ist, das Einströmen
des Wassers ermöglicht. Die elektrischen Leitungsdrähte von dem elektromagnetisch
gesteuerten Ventil 43 und dem Motor 29 führen zweckmäßigerweise zu einem Feuchtigkeitsmeß-
bzw. Kontrollinstrument (in der Zeichnung nicht dargestellt). Dieses Instrument
ist in dem Raum, der die in trockenem Zustand zu haltende Luft oder das Gas enthält,
in einer solchen Weise angeordnet, daß, wenn der Feuchtigkeitsgehalt der Luft oder
des Gases über die Einstellmarke des Kontrollinstrumentes hinausgeht, der Motor
29 in Betrieb gesetzt und das Ventil 43 geöffnet wird.
-
Wenn die Feuchtigkeit der Luft oder des Gases auf den gewünschten
Wert erniedrigt ist, schaltet das Kontrollinstrument den Motor 29 und das Ventil
43 aus. Selbstverständlich kann die Steuerung auch mit der Hand bewirkt werden.
In diesem Falle tritt ein einfacher Schalter an Stelle des Feuchtigkeitskontrollinstrumentes.
-
Statt eines senkrecht nach unten erfolgenden gemeinsamen Laufes von
Luft und hygroskopischer Flüssigkeit durch den Wärmeaustauscher 22 kann der Vorteil
des gemeinsamen und gleichgerichteten Strömens von Luft und hygroskopischer Flüssigkeit
auch durch eine solche Anordnung des Wärmeaustauschers 22 erzielt werden, bei der
die Luft horizontal und die hygroskopische Flüssigkeit entweder darübergesprüht
oder über die Seite des Wärmeaustauschers abwärts fließt. Durch die Stärke des Luftstromes
wird sie ganz oder teilweise durch den Wärmeaustauscher hindurchgetragen.
-
In der von der zu enffeuchtenden Luft gegebenenfalls zusätzlich durchströmten
Festephasetrocknungszone wird hygroskopisches -Material, wie z.B. stückförmiges
Calciumchlorid, in die in den Abteilungen 5, 6 und 7 befindlichen Körbe 5a, pa und
7a und ferner in die Behälter 2, 3 und 4 eingefüllt. Die erwähnten Körbe besitzen
an der Vorderseitc Türen 5b, 6b und 7b, durch die das Calciumchlorid leicht herausgenommen
werden kann.
-
Die Behälter 2, 3 und 4 sind durch die schrägen Scheidewände 10 und
11 getrennt, die sich zwischen senkrechter Vorder- und Rückwand quer durch das Gehäuse
I erstrecken und an diesen befestigt sind. Die Behälter 2 und 4 sind von dem oberen
Teil des Gehäuses I durch schräge Seitenwände 12 und I3 abgetrennt. In das Reservoir
8 wird eine Calciumchloridlösung eingeführt. Um zu verhindern, daß die Luft längs
der Oberfläche der in dem Reservoir 8 befindlichen Lösung fließt, sind aus Metallblech
gebildete Vorhänge 19 an den Wärmeaustauschern Iq und 15 und an den Platten 25 und
26 befestigt.
-
Ähnliche Vorhänge 19' können gegebenenfalls an den Böden der Körbe
5a, 6a und 7a befestigt sein, die in diesem Fall aus wärmeisolierendem Material
bestehen.
-
Der obere Teil des Gehäuses 1 ist durch einen Deckel 16 geschlossen.
In geschlossenem Zustand wird er durch Beschläge 17, die gegen die Winkel I7a gedrückt
werden, abgedichtet.
-
PATENTANSPROCHE: I. Vorrichtung zum Entfeuchten von Luft oder Gasen,
bei der die Luft oder die Gase in Berührung mit dünnen Schichten einer hygroskopischen
Flüssigkeit über gekühlte Flächen geführt werden und die durch Feuchtigkeitsabsorption
gebildete Wärme entfernt wird, gekennzeichnet durch ein vom Gas bzw. von der Luft
und der hygroskopischen Flüssigkeit im Gleichstrom durchflossenes Aggregat, das
aus verhältnismäßig enge Durchgangsöffnungen aufweisenden Kühlelementen hc steht.