DE9215262U1

DE9215262U1 - Rieselbefeuchter, insbesondere als Luftbefeuchter für lüftungstechnische Anlagen

Info

Publication number: DE9215262U1
Application number: DE9215262U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-09-04
Filing date: 1992-11-10
Publication date: 1993-10-07
Anticipated expiration: 2002-11-11
Also published as: DE4329209A1; DE4329209C2

Description

PATENTANWÄLTE D^830 Gütereloh, Vennciraße 9-"

Teröen: <6 52 41) &zgr; JO SA'"

Dipl.-Ing. Gustav Meldau Datum: 9.11.92

Dipl.Phys. Dr. Hans-Jochen Strauß Unser Zeichen: H 2044

Herr

Hans Peter Heß

Gneisenaustraße 32

4830 Gütersloh 1

Rieseibefeuchter, insbesondere als Luftbefeuchter für lüftunqstechnische Anlagen

Die Erfindung betrifft einen Rieselbefeuchter, insbesondere als Luftbefeuchter für lüftungstechnische Anlagen mit einem Rieselraum, der mit einem Vorratsbehälter für Wasser verbunden ist, wobei der Vorratsbehälter über Mittel zum Halten eines einstellbaren Wasserstandes an eine Wasserversorgung anschließbar ist, und einen Eintrittsund einen Austrittsstutzen für zu befeuchtende bzw. die befeuchtete Luft aufweist.

Die Befeuchtung von Luft stellt an die Lüftungstechnik hohe Anforderungen, besonders weil in vielen Bereichen hohe und sogar sehr hohe

- 2 - * : H 2044

Anforderungen an die Hygiene gestellt werden. Zur Befeuchtung sind Luftwäscher bekannt, bei denen aus einem Wasservorrat entnommen und durch den Luftstrom hindurch verrieselt wird; derartige Anordnungen dienen auch regelmäßig dazu, die Temperatur der durchgeleiteten Luft abzusenken. Dabei dienen oftmals Einbauten zur Verbesserung des Befeuchtungs-Wirkungsgrades, wobei im allgemeinen Matten die Kontaktzeit zwischen der zu befeuchtenden Luft und dem verdüsten Wasser vergrößern sollen. Nachteilig bei diesen Wäschern ist, daß sich in deren Wasser eine Keimflora entwickelt, die mit dem umgewälzten Wasser zur Verrieselung gelangt, wobei es nicht zu verhindern ist, daß abgewehte Tröpfchen in das Kanalsystem gelangen, so daß eine Verkeimung nicht ausgeschlossen werden kann. Darüber hinaus wird hier die Luft auf den Taupunkt gekühlt, so daß diese (nahezu) gesättigt den Wäscher verläßt und zum Vermeiden unerwünschter Kondensationen unmittelbar nach dem Wäscher nachgeheizt werden muß. Das Einhalten einer vorgegebenen Feuchte ist wegen dessen großer Trägheit schwierig.

Weiter sind Dampfbefeuchter bekannt, bei denen Wasser zum Sieden und Verdampfen gebracht wird. Der so erzeugte Dampf wird dann in den zu befeuchtenden Luftstrom eingeleitet. Dabei ist das Auftreten einer örtlichen Übersättigung unvermeidbar, so daß Kondensationen im Kanalsystem unvermeidbar sind; darüber hinaus treten auch besonders in Teil!astbetrieb Störungen auf, die durch Kondensation von Dampf und Bildung von Wasserpfropfen in den Dampfzuführungs- und -ausblasleitungen bedingt sind. Weiter werden dem Wasser Additive zugesetzt, um Verkrustungen durch Härtebildner oder Korrosionsangriffe durch im Wasser gelösten Sauerstoff zu unterdrücken. Diese Additive können mit dem erzeugten Dampf in die zu befeuchtende Luft gelangen und bedeuten so ein Gefährdungspotential für die in dieser befeuchteten Luft arbeitenden Menschen. Zur Vermeidung eines Additiv-Zusatzes wurde auch vorgeschlagen, die Erhitzung des Wassers zum Sieden mittels Joule¹scher Wärme durchzuführen, unter direktem Stromdurchgang durch das Wasser, und ausfallende Härtebildner und ein Aufkonzentrieren von Salzen durch kontinuierliches oder intermittierendes Abschlämmen abzuführen bzw. in ihrem Konzentrations-Spiegel zu halten. Jedoch

- 3 - ~ ; H 2044

bietet auch dieses Vorgehen Probleme, die im Wesentlichen in der hohen Aufnahme von elektrischer Energie und der damit verbundenen Probleme zu sehen sind, wobei die direkte Verwendung elektrischer Energie die Betriebskosten extrem vergrößert.

In allen Fällen ist die zum Verdampfen des Wassers notwendige Wärmeenergie aufzubringen, so daß eine Energiezufuhr unumgänglich ist. Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, einen Rieselbefeuchter so weiter zu bilden, daß seine Betriebskosten bei einer einem Dampfbefeuchter entsprechenden Verfügbarkeit denen eines Wäschers entsprechen, wobei die Vorteile der Dampfbefeuchtung (z.B. Hygiene, Platzbedarf, Regelbarkeit) erhalten bleiben und der erreichbare Befeuchtungsgrad für einen Teil-Luftstrom ausreicht, um die der lüftungstechnischen Anlage zugeführte Luft auf den notwendigen Feuchtegrad anzufeuchten, und wobei weiter zur Zuführung der notwendigen Energie moderne Heiztechnik einsetzbar sein soll und nach Möglichkeit aus Abwärme genommen werden soll, und daß ein sicherer und wirtschaftlicher Betrieb ermöglicht wird.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe für einen gattungsgemäßen Rieselbefeuchter gelöst durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs aufgeführten Merkmale; vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsform beschreiben die Unteransprüche.

Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, daß der Rieselraum mit Mitteln zur Verteilung von Wasser versehen ist, daß über eine an eine Pumpe zum Umwälzen des Wasser aus dem Wasservorrat anschließbare Zuführungsleitung vorgesehen ist, an die die Mittel zum Verteilen des Wassers in den zu befeuchtenden Luftstrom angeschlossen sind, und daß in der Umwälzleitung ein Wärmetauscher vorgesehen ist, zum Erhitzen des umgewälzten Wassers vor dem Verrieseln auf eine über der Lufttemperatur jedoch unter dem Siedepunkt des Wassers liegende Vorlauftemperatur. Damit wird ein erwärmtes Wasser mit einem seiner Temperatur entsprechenden Dampfdruck verrieselt, so daß zum einem eine günstige Verdampfungsgeschwindigkeit erreicht wird, daß weiter

- 4 - - : &EEgr; 2044'

die zu befeuchtende Luft nicht abgekühlt, sondern vielmehr bis zumindest nahe an die Wassereintrittstemperatur erwärmt wird (abgesehen von dem Sonderfall, daß die zugeführte Luft auf eine Temperatur oberhalb der Wassereintrittstemperatur aufgeheizt ist, wobei diese Luft auf eine Temperatur nahe der Wassereintrittstemperatur abgekühlt wird), und daß schließlich ein Luftzustand erreicht wird, der hinreichend nahe an der Sättigungsgrenze liegt, so daß die Luft erhebliche Mengen an Wasserdampf zu transportieren in der Lage ist. Durch das Umwälzen des in einem Wärmetauscher erwärmten Wassers kann der Betrieb so eingestellt werden, daß zumindest in Abständen -etwa in Betriebspausen- das umgewälzte Wasser auf eine oberhalb eines für Mikroorganismen kritischen Wertes liegende Temperatur gebracht wird, so daß einer Verkeimung entgegengewirkt werden kann; dabei versteht es sich von selbst, daß dies auch bei einem Dauerbetrieb mit einer Wassertemperatur oberhalb dieses kritischen Wertes gegeben ist.

Nach einer Ausführungsform wird dabei vorteilhaft vorgesehen, daß die Mittel zum Verteilen des Wassers als Düsenstock mit Sprühdüsen ausgebildet sind. Damit kann das Wasser in den Luftstrom hinein verdüst werden, wobei auch hier Einbauten das verdüste Wasser auffangen und durch Abtropfen wieder abgeben, so daß die Kontaktzeit zwischen der zu befeuchtenden Luft und dem Wasser vergrößert wird. Durch das Verdüsen aufgeheizten Wassers wird die zum Anfeuchten der zu befeuchtenden Luft durch Verdampfung eines Teils des Wassers und zum Aufheizen der Luft notwendige Wärme mit dem Wasser eingebracht.

Nach einer weiteren Ausführungsform wird vorgesehen, daß in dem Rieselraum Einbauten vorgesehen sind, vorzugsweise mehrere Einbauten, die in voneinander getrennten Ebenen untereinander angeordnet sind. Dabei sind in einer Ausführungsalternativen die Einbauten als Mittel zum Verteilen des Wassers ausgebildet, wobei diese als blechartige Einbauten mit Riesel-Öffnungen zum Durchtropfen von Wasser aufweisen, und daß weiter eine oder einige Luft-Überströmöffnungen vorgesehen sind, die die Luftströmung mäanderförmig durch die Rieselkammer leiten, wobei vorzugsweise die Riesel-Öffnungen vertieft einge-

- 5 - ; ■ : H 2D44

prägt sind, so daß zwischen diesen Riesel-Öffnungen erhabene, ein Ablaufen des Wassers ermöglichende Rücken verbleiben. Bei Einbauten aus Blech (Edelstahl) sind die Öffnungen als vorzugsweise gestanzte Löcher zweckmäßig nach unten durchgedrückt, so daß "Rücken" zwischen den Öffnungen aufgewölbt sind und ein Zurückbleiben von Wasser auf den Einbauten verhindert ist. Dabei weisen die einzelnen Blechböden randständige oder radial verlaufende Ausnehmungen als Überströmöffnungen auf, die in den einzelnen Etagen gegeneinander versetzt angeordnet sind, so daß die durchströmende Luft zu einem etwa mäanderförmigen Durchströmen durch die Rieselkammer gezwungen wird. Es versteht sich von selbst, daß die Materialwahl und dadurch bedingt, andere Herstellungsformen hier keine Rolle spielen kann.

Eine zweite Ausführungsalternative ist dadurch geben, daß die Einbauten eine Anzahl von untereinander angeordneter und gegeneinander geneigter Führungsbleche aufweisen, die je mit einem diese untergreifenden Fangblech versehen sind, wobei das Fangblech an dem höher gelegenen Ende des Führungsblechs vorgesehen ist, und das tiefer gelegene Ende im Abstand vor der gegenüberliegenden Wand des Rieselraumes endet und wobei das Wasser mittels der Mittel zum Verteilen des Wassers auf das oberste der Führungsbleche bzw. dessen Fangblech aufgegeben wird. Das auf die Fangbleche gegebene Wasser strömt dabei unter den Führungsblechen ab und tropft in den zwischen den Führungsblechen verlaufenden Luftstrom, um von dem darunter angeordneten Führungsblech aufgenommen zu werden. Zumindest am freien Ende eines jeden der Führungsbleche wird das dort ankommende Wasser auf das darunter angeordnete Fangblech übergeben, um erneut unter das (nun tiefere) Führungsblech zu gelangen. Dieses setzt sich fort, bis das vom letzten der Führungsbleche abgegebene Wasser in den Wasservorrat zurückgeführt wird. Dabei sind die Führungsbleche in ihrer Form auf die im allgemeinen rechteckige Form des Rieselbefeuchters abgestellt. Diese Anordnung eignet sich in einer Weiterbildung vorteilhaft auch zur Verwendung in zylindrischen Rieselbefeuchtern, wobei scheibenförmige Führungsbleche abwechselnd mit nach innen und nach außen gerichteter Neigung vorgesehen sind, deren Überströmöff-

- 6 - ; ' : R ZD44

nungen bei den nach innen geneigten Führungsblechen zentral und bei den nach außen geneigten Führungsblechen peripher angeordnet sind, wobei deren Fangbleche umgekehrt vorgesehen sind, also bei den nach innen geneigten Führungsblechen an der Peripherie und bei den mit einer nach außen gerichteten Neigung im Zentrum, so daß die zu befeuchtende Luft im ersten Fall durch eine zentrale Öffnung und im zweiten Fall durch einen peripheren Ringspalt im Gegenstrom zu Wasser überströmen kann.

Bei einer dritten Ausführungsalternative bilden schließlich die Einbauten ein durchgehendes, um ein zentrales Rohr spiralig verlaufendes Führungsblech, auf das das Wasser mittels der Mittel zum Verteilen des Wassers aufgegeben wird. Hier fließt das Wasser längs der Spiralbahn und verdampft aus dem Wasser-Film. Der Vorteil ist, daß bei dieser Ausführungsform der Einsatz mittels des Zentralrohres in einfacher Weise entnehmbar ist. Es versteht sich von selbst, daß das spiral ig verlaufende Führungsblech mit Rieselöffnungen versehen sein kann, und/oder daß das spiral ige Führungsblech unterbrochen ist, jeweils ein Fangblech unter den Unterbrechungen aufweist, das das zugeordnete Stück des spiral igen Führungsblechs untergreift und das von dem Ende des vorgehenden Stücks des spiral igen Führungsblechs abtropfenden Wassers übernimmt. Dabei wird der spiral ige Einsatz vorteilhaft so geformt, daß die zur äußeren Wand des Gehäuses des Rieselbefeuchters und die zum zentralen Rohr weisenden Kanten des/ der Führungsblechs/Führungsbleche aufwärts gebogen sind, um den Wasserfilm zu führen und einen hinreichend dichten Abschluß zu den Vertikalwänden zu geben.

Vorteilhaft ist der Wärmetauscher in dem Behälter für den Wasservorrat angeordnet. Alternativ dazu ist der Wärmetauscher in der von dem Behälter für den Wasservorrat ausgehenden Rohrleitung angeordnet. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Erwärmung im Sumpf des Rieselbefeuchters erfolgt, oder das zur Verrieselung umgepumpte Wasser über einen Wärmetauscher geführt wird. Bei Erwärmung im Sumpf kann die Temperatur über längere Zeit oberhalb einer für die Abtötung von Kei-

- 7 - * : H 2044

men notwendigen Grenztemperatur gehalten werden, als vorbeugende Maßnahme gegen ein Keimwachstum in dem in dem Sumpf vorliegenden Wasservorrat.

Für den Rieselbefeuchter selbst sind alle geeigneten Materialien einsetzbar, die Dauerbeanspruchung mit Wasser und die Temperaturen aushalten. Vorteilhaft ist es schließlich, zumindest ein Teil der blechartigen Einbauten als an eine äußere Wärmequelle anschließbarer Wärmetauscher auszubilden, und diese an eine derartige Wärmequelle anzuschließen. Durch diese zusätzliche Heizung wird erreicht, daß der
Wärmeverlust des Befeuchtungs-Wassers während des Rieseins durch den Rieselbefeuchter zumindest zum Teil ausgeglichen werden kann.

Mit einem im Zuluft- bzw. im Abluftstutzen vorgesehenen, dem Rieselbefeuchter vor- bzw. nachgeschalteten Gebläse wird erreicht, daß ein gesonderter Luftstrom durch den Rieselbefeuchter gedrückt werden
kann, womit ein ständiges "Spülen" des Systems erreicht wird, so daß im Befeuchter selbst ein Luftwechsel erfolgt, und auch in der angeschlossenen Zu- und Abführungsleitung.

Zur Vergrößerung des Abstandes zwischen Trockenthermometer-Temperatur der Luft und deren Nebel grenze ist in dem Austrittsstutzen, vorzugsweise der selbstschließenden Klappe nachgeschaltet, ein Nacherhitzer angeordnet. Mittels dieses Nacherhitzers wird die Trockenthermometer-Temperatur angehoben, wobei diese Anhebung so erfolgen
kann, daß die beim Einmischen der Feuchtluft in die Lüftungsluft erfolgende Abkühlung die Kühlgrenztemperatur nicht unterschreitet und somit auch örtliche Nebelbildungen unterdrückt werden.

Weiter ist es vorteilhaft, wenn der Eintrittsstutzen des Rieselbefeuchters eine selbstschließende Klappe aufweist; vorteilhaft ist
weiter, wenn auch der Austrittsstutzen des Rieselbefeuchters eine
selbstschließende Klappe aufweist. Mit der bzw. den selbstschließenden Klappe/-n kann der durch den Rieselbefeuchter gehende Strang abgeschlossen werden, etwa bei Betriebsruhe oder zu Reparaturzwecken.

- 8 - ' l· 2044

Dabei weist vorteilhaft die Rieselkammer einen Bypaß auf, der mittels einer Klappe verschließ- bzw. offenbar ist, wobei vorzugsweise im Bypaß ein an eine äußere Wärmequelle anschließbarer Wärmetauscher vorgesehen ist. Mittels dieses Bypasses ist es möglich, die an den Rieselbefeuchter angeschlossene Leitung zu spülen; bei Einsatz eines kleinen Wärmetauschers in diesem Bypaß kann diese Leitung sogar auf Temperatur gehalten werden.

Der Rieselbefeuchter wird vorteilhaft so ausgebildet, daß der den Wasservorrat enthaltende Behälter mittels einer Trennplatte von der Rieselkammer getrennt ist, wobei die Trennplatte eine Abflußöffnung aufweist, die mit einem kraftbelasteten Ventil so abgeschlossen ist, daß das Ventil durch eine vorgebbare Wasserhöhe offenbar ist. Mit dieser Trennung wird auch ein Abschluß des Luftraumes der Rieselkammer erreicht. Weiter wird, um einem verdampfungsbedingten Versalzen des Vorratswassers entgegenzuwirken, vorgeschlagen, daß die Ablaßspitze des Behälters für den Wasservorrat einen Abschlämm-Abgang aufweist, der über ein Stell ventil offen- und schließbar ist. Dieser Abschlämm-Abgang kann dabei in einfacher Weise als Stellventil ein Überlauf-Ventil aufweisen, dessen Überlaufhöhe einstellbar ist, wobei für die die Höheneinstellung des Überlauf-Ventils ein Stellglied, vorzugsweise ein Stellmotor vorgesehen ist. Damit kann der Wasser-Ablauf so eingestellt werden, daß zusammen mit dem von der Höhe des Wasserstandes im Vorratsbehälter gesteuerten Wasser-Zufluß der Salz-Spiegel unter einem kritischen Wert gehalten werden kann. Vorteilhaft ist zur Steuerung ein Konzentrationsmeßgerät mit entsprechendem Meßfühler für die Härtebildner und/oder gelöste Salze, vorzugsweise als Leitfähigkeitsmeßgerät, vorgesehen, dessen Ausgang mit dem Stell ventil des Abschlämm-Abganges bzw. dem Stellglied des Überlaufventils zusammenwirkt. Zum Abziehen selbst ist das Stellventil in vorteilhafter Weise ein Überlauf-Ventil, dessen Überlaufhöhe einstellbar ist. Dabei ist in vorteilhafter Weiterbildung für die Höheneinstellung des Überlauf-Ventils ein Stellglied, vorzugsweise ein Stellmotor vorgesehen. Die Einstellung der Überlaufhöhe wird in einfacher Weise dadurch erreicht, daß ein biegsamer Schlauch mit

- 9 - - Fl 2044-

freiem Auslauf (z.B. mit einen Faltenbalg) so von dem Stellglied gehoben bzw. gesenkt wird, daß die Konzentration in dem Wasser des Behälters durch das Nachspeisen einer der Menge des in der Zeiteinheit abgezogenen und der in der Zeiteinheit verdampften Wassers entsprechenden Wassermenge aus dem Anschluß an die Wasserversorgung auf dem gewünschten Spiegel gehalten werden kann. Dazu ist vorteilhaft ein Konzentrationsmeßgerät mit entsprechendem Meßfühler für Härtebildner und/oder gelöste Salze, vorzugsweise als Leitfähigkeitsmeßfühler, vorgesehen, dessen Ausgang mit dem Stellglied des Überlaufventils zusammenwirkt. Für das Verstellen der Überlauf-Höhe des Überlaufventils ist ein Stellglied, vorzugsweise ein Stellmotor vorgesehen.

Die durch die Rieselkammer strömende Luft nimmt die von dem erwärmten Wasser abgegebenen Feuchte mit, wobei die Verdampfungswärme dem Wasser entnommen wird. Sie kann direkt in einen Lüftungskanal eingespeist werden, wobei eine Aufteilung auf verschiedene Kanäle ebenfalls möglich ist, sogar so, daß die Aufteilung von der gewünschten Feuchte in der betreffenden Lüftungsleitung gesteuert wird. Dazu sind Stellklappen an den einzelnen Abgängen vorgesehen, die mit entsprechenden Fühlern zusammenwirken. Bei diesem Betrieb mit Wasser-Vorlauftemperaturen über 60 ⁰C, vorzugsweise oberhalb 70 ⁰C, wird der zu befeuchtenden Luft eine hohe Feuchte aufgedrückt; da diese Luft gleichzeitig Wärme aufnimmt und so auch die Lufttemperatur (Trockenthermometer) angehoben wird, ist diese so befeuchtete Luft in der Lage, diese Feuchte ohne Nebelbildung zu tragen. Diese so mit hoher Feuchte bis nahe der Sättigungsgrenze versehene Luft wird in einen aufbereiteten Luftstrom eine Lüftungs- oder einer Klimaanlage oder aber direkt in die zu befeuchtende Luft eines Raumes eingemischt, wie bei bekannten Dampfbefeuchtungssystemen, wobei das Mischungsverhältnis von der vorzunehmenden Anfeuchtung der aufbereiteten Luft bzw. der Raumluft einerseits und den thermodynamisehen Zustandswerten der vom Rieselbefeuchter abströmenden Feuchtluft andererseits bestimmt. Wird z.B. eine Temperatur der befeuchteten Luft von 80 ⁰C (Trockenthermometer) zugrunde gelegt, trägt diese Luft etwa 500 g Dampf je Kilogramm Luft; bei einem gewünschten Anheben der

- 10 - . : :H 2044:

Feuchte der aufbereiteten Luft oder der Raumluft um 5 g pro Kilogramm beträgt das Verdünnungsverhältnis 1:100, dabei ist der Wärme-Eintrag in die aufbereitete Luft bzw. in die Raumluft ohne Bedeutung. Wegen des hohen Verdünnungsverhälnisses kann auch der Strom der so befeuchteten Luft klein gehalten werden, es gibt keine bedeutsamen Probleme mit der Wärmedämmung, so daß Leitungs-Kondensationen unterbunden sind. Für einen intermittierenden Anlagenbetrieb ist es empfehlenswert, einen Bypaß zum Rieselbefeuchter vorzusehen, so daß mittels des dem Rieselbefeuchter vorgeschalteten Gebläses der Strang durchgeblasen werden kann, um die Luft mit hoher Feuchte gegen solche mit normaler Feuchte auszutauschen.

Durch das Umwälzen eines auf über etwa 60 ⁰C erwärmten Wassers (Umwasser) durch einen Rieselbefeuchter entsteht in der Luft im Rieselbefeuchter ein nahezu gesättigter Zustand, wobei durch entsprechendes Einstellen von dem Rieselbefeuchter durchsetzendem Luftstrom, dem Umwasserstrom und der Umwassertemperatur möglich ist, alle Zustände auf der Sättigungslinie eines I,X-Diagramms einzustellen, wobei bei einer Wassertemperatur ab 86 ⁰C der Dampfanteil den Luftanteil überwiegt. Diese Luftbefeuchtung mit einem mit Heißwasser betriebenen Rieselverdampfer stellt eine Zwischenlösung zwischen der Luftbefeuchtung mittels Dampf und der in einem konventionellen Luftwäscher dar. Durch diesen Einsatz wird erreicht, daß alle bekannten Warmwasserheizsysteme als Wärmequelle und somit die gleichen, wie für die Lufterwärmung und statische Raumheizung nutzbar gemacht werden können. Die erzeugte Feuchtluft neigt im Gegensatz zu Sattdampf nicht zu Kondensationen, wobei eine geringe Aufheizung eine Kondensatbildung unterdrückt und so nachgeschaltete Leitungen und Verteiler schützt und eine Nachfilterung ermöglicht.

Mit dem hohen Wasserdampf-Partial druck wird eine schnelle und effektive Verdampfung erreicht und somit auch eine hohe Feuchte der Luft, wobei es keiner Feinzerstäubung bedarf. Daher kann auch der Rieselbefeuchter für einen relativ kleinen Luftstrom ausgelegt werden, und daher ergibt sich eine kompakte Bauweise und ein geringer Energiebe-

^:H '2044

darf für das den Teil luftstrom durch den Rieselbefeuchter förderndes Gebläse. Der Wasserinhalt stellt dabei einen Speicher und Puffer dar, zum Ausgleich kurzfristiger Lastspitzen. Werden etwa die Wände und/oder die Rieselböden als Latentwärmespeicher ausgebildet, lassen sich auch Speicherungen über mehrere Tage erreichen. Der Rieselbefeuchter ist eigensicher, er ist für alle Leistungsgrößen geeignet, er erlaubt eine schnelle und exakte Leistungsreglung und ein schnelles Anpassen an Bedarfsänderungen und ist unabhängig vom Primärenergieträger. Sein Luftwiderstand ist gegenüber beispielsweise konventionellen Luftwäschern gering. Eine Wartung auch im laufenden Betrieb ist möglich.

Das Wesen der Erfindung wird an Hand der Figuren 1 bis 9 beispielhaft näher erläutert; dabei zeigen

Fig. 01: Eine Schema-Darstellung eines Rieselbefeuchters mit Sprühdüsen und quer liegenden Rieselböden;

Fig. 02: Die Einzelheit "A" mit zwei Rieselböden (abgebrochen);

Fig. 03: Eine Schema-Darstellung eines Rieselbefeuchters mit gegeneinander geneigten, gelochten Rieselböden;

Fig. 04: Die Einzelheit "A" mit zwei Rieselböden (abgebrochen);

Fig. 05: Eine Schema-Darstellung eines zylindrischen Rieselbefeuchters mit radial verlaufenden, geneigten Rieselböden mit Führungs- und Fangblechen;

Fig. 06: Einzelheit der Wasserübergabe von einem Führungsblech auf das darunter angeordnete Fangblech;

Fig. 07: Schema-Darstellung eines zylindrischen Rieselbefeuchters mit innerem Rohreinsatz und spiral ig verlaufendem Riese!boden;

Fig. 08: Einzelheit der Wasserverteilung, Querschnitt; Fig. 09: Einzelheit der Wasserverteilung, Ansicht.

Die Figur 1 gibt eine Übersicht über den Rieselbefeuchter 1 mit seinen Baukomponenten. In dem Rieselbefeuchter 1 ist ein Düsenstock 2

- 12 - * &EEacgr; 2Ö44

mit den Düsen 2.1 vorgesehen, wobei die Form des Düsenstocks 2 und die Anzahl der Düsen von den Anforderungen bestimmt sind. Das von den Düsen 2.1 verdüste Wasser sammelt sich auf den Rieselböden 4, die mit Tropflöchern 4.1 und Überströmöffnungen 7 (beides Fig. 2) versehen sind. Beim Durchfallen des Luftraumes zwischen den Rieselböden 4 verdampft ein Teil des Wassers und steigert den Feuchtegehalt der durch den Rieselbefeuchter strömenden Luft an. Um ein Ansammeln von Wasser auf diesen Rieselböden 4 zu verhindern, sind die Zwischenräume 4.2 zwischen Tropflöchern 4.1 aufgewölbt (s. Fig. 2). Die in den Rieselböden 4 vorgesehenen -hier randständig dargestellten- Überströmöffnungen 7 gestatten ein Überströmen der Luft von Etage zu Etage, wobei dieser Überströmöffnungen 7 in den einzelnen übereinander liegenden Rieselböden 4 gegeneinander so versetzt sind, daß die Luft mäanderförmig strömen muß. Das ablaufende Wasser sammelt sich auf dem Zwischenboden 8, und fließt, wenn die selbstschließende Verschlußklappe 9 gegen die Kraft des Gegengewichts 9.1 öffnet, in den Sammelbehälter mit der Schlammspitze 10, aus der das Wasser mittels der Pumpe 12 über die Rückführungsleitung 15 zum Düsenstock zurück geführt wird, in die ein über seine Primär-Anschlüsse 14 an eine Wärmequelle, in vorteilhafter Weise eine Abwärmequelle angeschlossener Wärmetauscher 13 eingeschaltet ist, in dem das Umlaufwasser aufgeheizt wird, zum Erhöhen seiner Temperatur mit dem Ziel, den Dampfdruck und damit die Verdampfungsgeschwindigkeit zu steigern und einem Wärmeentzug der zu befeuchtenden Luft (und damit ein Absenken deren Temperatur) vorzubeugen. Durch die im Regelfall bei bzw. über 70° C liegende Temperatur wird auch in hygienischer Hinsicht erreicht, daß Keime abgetötet werden, so daß dieser Rieselbefeuchter auch bei hohen hygienischen Anforderungen einsetzbar ist.

Die zu befeuchtende Luft -im allgemeinen ein Teilstrom der aufbereiteten Luft- wird mittels des Gebläses 25 über die Zuluftleitung 25 in den Rieselbefeuchter 1 gedrückt, den sie über die Feuchtluftleitung 28 verläßt. Sowohl in der Zuluftleitung 15 als auch in dem Abluftstutzen bzw. der Feuchtluftleitung 28 sind vorzugsweise selbstschließende Klappen 27 und 29 vorgesehen, mit denen der Rieselver-

- 13 - : - * 'H -2Ö44

dämpfer zumindest während eines Stillstands der Anlage abgeschlossen ist; dies gilt auch für die selbstschließende Verschlußklappe 9 in dem Zwischenboden 8. Damit ist der Rieselverdampfer 1 während eines Stillstandes abgeschlossen, so daß Wasserdampf nicht austreten kann und eine schleichende Leitungskondensation verhindert wird.

Das im Umlauf befindliche Wasser wird durch den verdampften Anteil in Bezug auf gelöste Salze, darunter auch Härtebildner, aufkonzentriert. Um hier entgegenzuwirken, wird Wasser über die Wassereinspeisung 23 zugegeben, einmal zum Ersatz des verdampften Anteils, zum anderen aber auch, um ein Ausschleusen von Wasser zu ermöglichen, wodurch der Spiegel der Salzkonzentration gehalten werden kann. Dieses Ausschleusen erfolgt über einen an einen Überlaufbogen 18 angeschlossenen Schlammabzug 16, wobei die Höhenlage des Überlaufbogens 18 gegenüber dem Wasserstand in der Schlammspitze 10 die in der Zeiteinheit auslaufende Wassermenge bestimmt, die aus dem Überlaufbogen 18 frei in einen Auffangbehälter, der zum Vermeiden von Spritzwasser mit einem Faltenbalg versehen sein kann, und über einen Syphon 19 ablaufen kann, so daß hier ein direkter Kontakt mit der Umgebung und somit auch eine Beeinflussung durch den Umgebungsdruck verhindert wird. Vorteilhaft ist es, eine Einstellbarkeit der Überlaufmenge durch eine Höhenverstellbarkeit des Überlaufbogens 18 vorzusehen, mit der auch eine Regelung des Abzuges erreicht werden kann: Ein auf Konzentration ansprechendes Meßgerät, etwa ein Leitfähigskeitsmeßgerät 22 wird mit einem Antrieb 20 der Höhenverstellung gekoppelt, so daß die Höhenlage des Überlaufbogens 18 über eine Spindel mit Arm 21 in Anhängigkeit von der Konzentration so einstellbar ist, daß der Überlaufbogen mit steigender Konzentration abgesenkt und so die in der Zeiteinheit über den Schlammabzug 16 abgezogenen Menge an Wasser gesteigert werden kann, und umgekehrt, bei sinkender Konzentration. Da der Wasserspiegel durch die mit einem Schwimmerventil 24 versehene Wassereinspeisung 23 nahezu konstant gehalten wird, ergibt sich so eine einfache Möglichkeit, den Spiegel der Konzentration zu halten bzw. zu begrenzen, wobei diese Begrenzung auch bei konstantem Ablauf über eine Zulauf-Reglung erreichbar ist.

- 14 - :. : H-ZWi

Die Figuren 3 und 4 zeigen eine alternative Ausführungsform, bei der die Rieselböden 4' als gelochte Blechböden ausgebildet sind, die gegeneinander geneigt angeordnet, jeweils am tiefen Ende die Überströmöffnung 7 aufweisen. Das Wasser rieselt über diese Blechböden 4 herunter und tropft durch die vorgesehenen Öffnungen 4.1 auf den darunter angeordneten Blechboden, der nicht durchgetropfte Wasseranteil tropft am tiefen Ende des Blechbodens ab und gelangt ebenfalls auf diesen darunter liegenden Blechboden. Die zu befeuchtende Luft strömt im Gegenstrom und wird durch die versetzt angeordneten Überströmöffnungen 7 gezwungen, mäanderförmig durch die eingebauten Rieselböden 4 zu strömen. Bei dieser Ausführungsform können die Tropflöcher in einem ebenen Rieselboden 4 vorgesehen sein, da die Neigung der Rieselböden keine stehende Wasseransammlung erlaubt.

Die Figuren 5 und 6 zeigen eine weitere alternative Ausführungsform, die hier als zylindrischer Rieselbefeuchter dargestellt ist, ohne auf eine zylindrische Form beschränkt zu sein. Die Rieselböden sind hier gebildet von Führungsblechen 5 und Fangblechen 5.1, wobei die Fangbleche 5.1 die Führungsbleche 5 unter Bildung eines engen Spaltes untergreifen. Das Wasser wird über die -hier ringförmig den Rieselbefeuchter umgebende- Wasserverteilung 3¹ auf das oberste der Fangbleche 5.1 aufgebracht, es fließt dann unter das zugeordnete, geneigte Führungsblech 5, um zum einen als Wasserfilm zu dessen tieferen Rand zu fließen und zum anderen auf das darunter befindliche Führungsblech abzutropfen.

Die Figuren 7, 8 und 9 zeigen schließlich eine dritte alternative Ausführungsform, bei der in einem zylindrischen Gehäuse ein heraushebbarer Rieselboden-Einsatz vorgesehen ist, der gebildet ist von einem zentralem Rohr 6, das umgeben ist von einem spiral ig verlaufenden Führungsblech 4¹, auf dem an seinem oberen Ende eine radial verlaufende Wasserverteilung 3¹ angeordnet ist. Diese Wasserverteilung besteht im wesentlichen aus einer radial verlaufenden (nicht näher bezeichnete) Rinne, in die die Wasserzuleitung 15 über deren Mündung 15' das geförderte Wasser einspeist, wobei sich das Wasser in der Rinne über die gesamten Breite des spiral ig verlaufenden Führungsblechs verteilt, einem (nicht näher bezeichneten) Überlaufwehr,

- 15 - - - *H -2Ö44^:

das das Wasser über die gesamte Breite auf das Führungsblech übertreten läßt, und einem zwischen der Wasserverteilung 3¹ und dem Führungsblech 4' gebildeten (ebenfalls nicht näher bezeichneten) Spalt, durch den der auf dem Führungsblech 4' abwärts fließende Wasserfilm austritt, auf diesem abwärts fließt und auch durch die Tropflöcher durchtropfend von einer "Etage" zur darunter liegenden gelangen kann. Es versteht sich von selbst, daß das Führungsblech auch unterteilt sein kann, wobei jeder der Teile eine eigene Wasserverteilung aufweist, es versteht sich weiter von selbst, daß die Führungsbleche mit zugeordneten Fangblechen versehen sein können, so daß der Wasserfilm in vorbeschriebener Weise auf der Unterseite des vorgehenden Führungsblechs fließt und teilweise auf die Oberfläche des folgenden Führungsblechs abtropft, und der nicht abgetropfte Teil des Wassers am Ende dieses Führungsblechs abläuft und dem Fangblech des folgenden Führungsblechs zugeleitet wird und längs dessen Unterseite abläuft. Besonders bei dieser doppelseitigen Beaufschlagung der Führungsbleche mit Wasser zeigt sich der Vorteil, der durch die Ausbildung zumindest eines der Führungsbleche als an eine äußere Wärmequelle angeschlossener Wärmetauscher gegeben ist.

Claims

PATENTANWÄLTE ■ D^83Öt3ütere!oh, Vennstraße 9-

Telefon: (0 52 41) 1 SO 54

Dipl.-Ing. Gustav Meldau Datum: 9.11.92

Dipl.Phys. Dr. Hans-Jochen Strauß Unser Zeichen: H 2044

Schutzansprüche

01. Rieselbefeuchter, insbesondere als Luftbefeuchter für lüftungstechnische Anlagen mit einem Rieselraum, der mit einem Vorratsbehälter für Wasser verbunden ist, wobei der Vorratsbehälter über Mittel zum Halten eines einstellbaren Wasserstandes an eine Wasserversorgung anschließbar ist, und einen Eintritts- und einen Austrittsstutzen für zu befeuchtende bzw. die befeuchtete Luft aufweist, dadurch ge kennzeichnet, daß der Rieselraum des Rieselbefeuchters (1) mit Mitteln zur Verteilung von Wasser versehen ist, daß eine über eine an eine Pumpe (12) zum Umwälzen des Wasser aus dem Wasservorrat anschließbare Zuführungsleitung (15) vorgesehen ist, an die die Mittel zum Verteilen des Wassers in den zu befeuchtenden Luftstrom angeschlossen sind, wobei ein Wärmetauscher (13) vorgesehen ist, zum Erhitzen des umgewälzten Wassers vor dem Verrieseln auf eine über der Lufttemperatur jedoch unter dem Siedepunkt des Wassers liegende Vorlauftemperatur.

02. Rieselbefeuchter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Verteilen des Wassers als Düsenstock (2) mit Sprühdüsen (2.1) ausgebildet sind.

03. Rieselbefeuchter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rieselraum Einbauten (4; 5) vorgesehen sind, vorzugsweise mehrere Einbauten, die in voneinander getrennten Ebenen untereinander angeordnet sind.

- 2 - * H 2C44

04. Rieselbefeuchter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten als Mittel zum Verteilen des Wassers ausgebildet sind, wobei diese als blechartige Einbauten (4) mit Riesel-Öffnungen (4.1) zum Durchtropfen von Wasser, und daß weiter eine oder einige Luft-Überströmöffnungen

(7) vorgesehen sind, die die Luftströmung mäanderförmig durch die Rieselkammer des Rieselbefeuchters (1) leiten, wobei vorzugsweise die Riesel-Öffnungen (4.1) vertieft eingeprägt sind, so daß zwischen diesen Riesel-Öffnungen erhabene, ein Ablaufen des Wassers ermöglichende Rücken (4.2) verbleiben.

05. Rieselbefeuchter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten eine Anzahl von untereinander angeordneter und gegeneinander geneigter Führungs-Bleche (5) aufweisen, die je mit einem diese untergreifenden Fangblech (5.1) versehen sind, wobei das Fangblech (5.1) an dem höher gelegenen Ende des Führungsblechs (5) vorgesehen ist, das tiefer gelegene Ende im Abstand vor der gegenüberliegenden Wand des Rieselraumes des Rieselbefeuchter (1) endet und wobei Zuströmmittel (3) zum Verteilen des Wassers auf das oberste der Führungsbleche (5) bzw. dessen Fangblech (5.1) vorgesehen sind.

06. Rieselbefeuchter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbleche (5, 5¹) scheibenförmig ausgebildet sind, die abwechselnd mit einer nach innen und nach außen gerichteten Neigung angeordnet sind, wobei jedes der nach innen geneigten Führungsbleche (5) mit einer zentralen Luft-Überströmöffnung (7) und peripheren Fangblechen 5.1, und jedes der nach außen geneigten Führungsbleche (5¹) mit einer peripheren Luft-Überströmöffnung (7¹) und zentralen Fangblechen (5.1') versehen sind.

- 3 - ; H 2044

07. Rieselbefeuchter nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten ein um ein zentrales Rohr (6) spiralig verlaufenden Führungsblech (4¹) bilden, auf das Wasser mittels der Zuströmmittel (3') aufgebbar ist.

08. Rieselbefeuchter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (13) in der von dem Wasservorrat des Rieselbefeuchters (1) ausgehenden Rohrleitung (15) angeordnet ist.

09. Rieselbefeuchter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (13) in dem Wasservorrat des Rieselbefeuchters (1) angeordnet ist.

10. Rieselbefeuchter nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der blechartigen Einbauten (4; 5) als an eine äußere Wärmequelle anschließbarer, zusätzlicher Wärmetauscher ausgebildet ist.

11. Rieselbefeuchter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da durch gekennzeichnet, daß im Zuluftstutzen (25) bzw. im Abluftstutzen (28) ein dem Rieselbefeuchter (1) vor bzw. nachgeschaltetes Gebläse (26) vorgesehen ist.

12. Rieselbefeuchter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da durch gekennzeichnet, daß eine selbstschließende Klappe (27; 29) zumindest in dem Eintrittsstutzen (25), vorzugsweise auch in dem Austrittsstutzen (28) des Rieselbefeuchters (1) vorgesehen ist.

13. Rieselbefeuchter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da durch gekennzeichnet, daß in dem Austrittsstutzen (28), vorzugsweise der selbstsschließenden Klappe (29) nachgeschaltet ein Nacherhitzer (30) angeordnet ist.

- 4 - * ^: H 2044

14. Rieselbefeuchter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da durch gekennzeichnet, daß der Rieselbefeuchter (1) einen Bypaß (33) aufweist, der mittels einer Klappe (34) verschließ- bzw. offenbar ist, wobei vorzugsweise im Bypaß (33) ein an eine äußere Wärmequelle anschließbarer Wärmetauscher vorgesehen ist.

15. Rieselbefeuchter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da durch gekennzeichnet, daß der den Wasservorrat enthaltende Behälter des Rieselbefeuchters (1) mittels einer Trennplatte (8) von der Rieselkammer getrennt ist, wobei die Trennplatte (8) eine Abflußöffnung aufweist, die mit einem kraftbelasteten Ventil (9) so abgeschlossen ist, daß das Ventil (9) durch eine vorgebbare Wasserhöhe offenbar ist.

16. Rieselbefeuchter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, da durch gekennzeichnet, daß die Ablaßspitze (10) des Behälters für den Wasservorrat des Rieselbefeuchters (1) einen Abschlämm-Abgang (16) aufweist, der über ein Stellventil offen- und schließbar ist.

17. Rieselbefeuchter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellventil ein Überlauf-Ventil (16) ist, dessen Überlaufhöhe einstellbar ist, wobei für die die Höheneinstellung des Überlauf-Ventils (18) ein Stellglied (20), vorzugsweise ein Stellmotor vorgesehen ist.

18. Rieselbefeuchter nach Anspruch 16 oder 17, dadurch ge kennzeichnet, daß ein Konzentrationsfühler (22) für die Härtebildner und/oder gelöste Salze, vorzugsweise als Leitfähigkeitsmeßfühler, vorgesehen ist, dessen Ausgang mit dem Stellventil (18) des Abschlämm-Abganges (16) bzw. dem Stellglied (21) des Überlaufventils (18) zusammenwirkt.