WO2010088893A1 - Method and apparatus for cooling and dehumidifying air - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a method and a device for air cooling and dehumidification.
  • Ventilation systems for workplaces and meeting rooms are often used to maintain not only indoor air quality, but also thermal comfort.
  • these systems are usually equipped with system components so that at least three thermodynamic air treatments can be performed: heating, cooling and dehumidifying.
  • the installations must be controlled and controlled in such a way that both objectives (maintenance of indoor air quality and thermal comfort) are achieved, although there may well be varying thermal loads and material loads in the room and for persons in the room an external air mass flow necessary for hygienic reasons must be complied with.
  • the comfort zone in air-conditioned workplaces is defined in terms of temperature and humidity.
  • DIN EN ISO 7730 the operating temperature for the cooling case for category B office premises is given in a range of 24,5 0 C ⁇ 1,5 K.
  • the DIN EN 13779 of 2007 proposes for the summer for the moisture loading a range between 6 and 12 g / kg.
  • the room air temperature and the relative humidity should be run over the year according to a setpoint program that provides higher values for room air temperature in summer and higher relative humidity values than in winter. This sliding operation takes into account the seasonal cooling and moisture loads.
  • thermodynamics of humid air is called psychrometry.
  • the air is a gas-vapor mixture in which the component is referred to as vapor, which can condense in the temperature and pressure range under consideration as a liquid or as a solid.
  • the other components are added to the component group "Gas”. summarized and remain unchanged for the temperature range considered in their amount.
  • moist air can be regarded as a mixture of ideal gases. Since at random temperature not arbitrary amounts of steam mix with the non-condensing gas, three states are distinguished. In the unsaturated state, only the gas phase is present. The partial pressure of the vapor is less than the saturation pressure of the vapor in the mixture. In the saturated state, the partial pressure of the steam is just the saturation pressure of the vapor in the mixture. Gas phase and incipient condensate phase have the same temperature T (thermal equilibrium) and the same total pressure (mechanical equilibrium). In the supersaturated state gas and condensate phase are present. In the gas phase, the relations of the saturated state apply.
  • the cooling and dehumidification of the air in central ventilation systems is usually carried out by means of air cooler, which are flowed through by a coolant.
  • the power control takes place either on the air side or on the coolant side by means of a suitable hydraulic circuit.
  • hydraulic power control which is usually realized by changing the coolant flow at a constant coolant flow temperature (volume-controlled cooling).
  • volume-controlled cooling a control method known from heating technology, in which the coolant flow temperature is regulated by means of admixture from the coolant return (mixture-controlled cooling).
  • the desired degree of dehumidification determines the air outlet temperature from the air cooler, or, the necessary cooling determines the degree of dehumidification of the air.
  • the desired end point for temperature and humidity can therefore not be precisely adjusted with the air cooler alone.
  • the air flow to the air cooler must therefore be either heated (dehumidification determines the cooling), or the air flow must be moistened (cooling determines the dehumidification).
  • Each of the two known circuits changes the capacity control of the air cooler exactly one size of the coolant flow.
  • the mass flow (the quantity) is regulated.
  • the coolant flow temperature is controlled according to the performance requirements.
  • both known circuits have advantages and disadvantages.
  • a reheating of the air flow may be necessary, or an air humidification.
  • the mixture-controlled air cooler must almost always be cooled lower than the cooling load requires. The operation of an air reheater is therefore imperative to obtain the desired air condition.
  • the object of the invention is to provide a method and a device for air cooling and dehumidification by means of an air conditioning system, which enables a targeted and energy-efficient adjustment of a target air condition characterized by air humidity and air temperature.
  • a method of air cooling and dehumidification by means of an air conditioning system wherein air is controlled with an initial air condition by means of an air cooler and optionally dehumidified to set a predetermined target air condition characterized by humidity and air temperature, by a coolant supply associated with the air cooler for a coolant supplied to the air cooler, both a coolant mass flow and a coolant inlet temperature are regulated in accordance with the outlet air state and the predetermined target air state.
  • an apparatus for air cooling and dehumidification comprising: an air cooler configured to cool and optionally dehumidify air having an outlet air condition to set a predetermined target air condition characterized by air humidity and air temperature; and a coolant supply device for a coolant to be supplied to the air cooler, which is configured to regulate both a coolant mass flow and a coolant inlet temperature according to the output air state and the predetermined target air state.
  • the proposed techniques are used for air conditioning, in particular room air conditioning.
  • Air coolers with conventional hydraulic circuits are only partially able to set desired air conditions in the case of cooling.
  • Known quantity-controlled air coolers are e eergetic then inefficient, if the desired cooling capacity leads to an unnecessarily high dehumidification performance.
  • mixing-controlled air coolers always waste cooling energy when dehumidification is necessary in addition to the pure cooling capacity.
  • these disadvantages are now overcome.
  • a precise control of air cooling and - dehumidification is made in thedemittezu slaughterhouse.
  • Both the quantity and the inlet temperature of the coolant for the air cooler are included in the coolant supply. guiding device regulated. This allows energy-efficient manner a precise adjustment of a desired Ziel Kunststofftechnikes.
  • a preferred development of the invention provides that the regulation of the coolant mass flow and the coolant inlet temperature is carried out with the aid of a hydraulic circuit of the coolant supply device.
  • the regulation of the coolant mass flow and the coolant inlet temperature is carried out with the aid of an integrated control circuit comprised of the coolant supply device, in which a mixture-controlled circuit is formed with a delivery-controlled pump device.
  • an integrated control circuit is formed, which represents an integration of the mixing-controlled circuit and the quantity-controlled circuit.
  • the coolant supplied to the air cooler is determined with respect to the quantity (coolant mass flow) by the delivery-regulated pump and with respect to the temperature by the coolant return admixture.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that the regulation of the coolant mass flow and the coolant inlet temperature is carried out with the aid of a series connection of a mixture-controlled and a quantity-controlled circuit encompassed by the coolant supply device. It can be provided that the coolant supply device consists only of the mixing-controlled and the quantity-controlled circuit.
  • the regulation of the coolant mass flow and the coolant inlet temperature is carried out with the aid of an integrated control circuit comprising the coolant supply device, in which a pump device with constant delivery pressure and a valve control device are formed.
  • An embodiment of the invention provides that the regulation of the coolant mass flow and the coolant inlet temperature is carried out with the aid of an integrated control circuit comprised of the coolant supply device, in which a pump device with constant rotational speed and a bypass device are formed.
  • the bypass device preferably comprises a regulated bypass. Description of preferred embodiments of the invention
  • Fig. 2 is a schematic representation of the known change in state of humid air in
  • FIG. 3 is a schematic representation of a device for air cooling and dehumidification with an integrated hydraulic circuit consisting of a derischgeregelten circuit with a direct flow rate controlled pumping device,
  • FIG. 4 is a schematic representation of a device for air cooling and dehumidification with an integrated hydraulic circuit consisting of a derischge- regulated circuit with an indirectly flow rate controlled pumping device,
  • FIG. 5 is a schematic representation of a device for air cooling and dehumidification with an integrated hydraulic circuit consisting of a derischgeregelten circuit with an unregulated pumping device with controlled bypass,
  • FIG. 6 is a schematic representation of a device for air cooling and dehumidification with an integrated hydraulic circuit consisting of a series circuit of derischgeregelter circuit with unregulated pumping device and a volume-controlled circuit,
  • FIG. 7 shows symbols for elements of the analagenic scheme in FIGS. 3 to 6 and FIG. 8, FIG.
  • FIG. 8 is a simplified system diagram of an air-only system with heat recovery and recirculation path, wherein a humidification using a steam humidifier,
  • FIGS. 3 to 6 shows a schematic representation of a control strategy for the devices for air cooling and dehumidification in FIGS. 3 to 6 in the simplified Mollier diagram;
  • FIG. 10 is a simplified control diagram for the hydraulic circuit according to FIG. 3;
  • FIG. 11 is another simplified control diagram for the hydraulic circuit according to FIG. 3;
  • FIG. 13 is another simplified control diagram for the hydraulic circuit of FIG. 3, and 14 shows a further simplified control diagram for the hydraulic circuit according to FIG. 3.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a device for air conditioning (cooling and dehumidification) with an integrated control circuit, in which a delivery-controlled pumping device is integrated into a delivery-controlled circuit.
  • the integrated circuit is executed in the illustrated embodiment as a hydraulic circuit, which can also be referred to as "Optimized Dehumidification Control Loop" (OpDeCoLo), they the targeted adjustment of a characterized by humidity and air temperature Ziel KunststoffSches using a liquid-cooled air cooler with the least possible energy use (cooling and conveying energy) allows.
  • OFCoLo Optimized Dehumidification Control Loop
  • a coolant supply device 11 is coupled to an air cooler 10, which is formed with a mixing valve 12 and a speed-controlled pump 13.
  • the mixing valve 12 connects a chilled water supply 14 provided by a refrigerator (not shown) with the admixture of a coolant return 15 for the coolant supply 16 to be fed into the air cooler 10 with the desired temperature and quantity.
  • the state of the air emerging from the air cooler 10 becomes detected by a temperature measuring device 17 and a humidity measuring device 18.
  • the circuit in Fig. 3 corresponds to the derischgeregelten circuit, but in which instead of a pump with a constant flow rate, the variable-speed pump 13 is installed.
  • the mixing valve 12, which defines three ways, is provided with an actuator 19.
  • the speed control of the variable-speed pump 13 can be done by means of a frequency converter (not shown).
  • a frequency converter not shown.
  • the air cooler 10 and the coolant mass flow are designed so that the cooling capacity is provided with a coolant inlet temperature above the respective dew point of the moist air. In many cases, this requires a larger-sized air cooler than in the case of a volume-controlled hydraulic circuit or a derischgeregelten circuit with humid cooling.
  • a pump 40 with constant delivery pressure together and a controlled passage valve 41 (see Fig. 4) or a pump 50 with constant speed with a bypass 51 (see Fig. 5) may be provided, which is preferably carried out regulated.
  • the dehumidification of the air is determined by selecting the cooling water inlet temperature, the cooling capacity, however, by means of the coolant mass flow. The respective total cooling power from cooling and dehumidification of the air cooler 10 thus results as a combination of coolant mass flow and coolant inlet temperature.
  • FIG. 6 shows a schematic representation of an apparatus for air conditioning (cooling and dehumidification) with an integrated control circuit consisting of a series circuit of derischgeregelter circuit 60 with non-flow rate controlled pumping device 61 and a quantity-controlled circuit 62.
  • a series circuit of derischgeregelter circuit 60 with non-flow rate controlled pumping device 61 and a quantity-controlled circuit 62.
  • the volume-controlled air cooler is much more efficient in the case of desired dehumidification than the mixed-air cooler.
  • the savings potential for the device for air conditioning according to FIGS. 3 to 6 compared with the known volume-controlled air cooler is obtained in particular for the following cases:
  • An air-only system with regenerative heat recovery (WRG) and a recirculation damper control corresponds to the state of the art for ventilation systems that have to dissipate high thermal loads with changing occupancy.
  • WRG regenerative heat recovery
  • a recirculation system was selected for heat recovery, which can be easily bridged if necessary by switching off the pump and, in addition, offers the possibility of being able to conduct outside air and exhaust air flow in separate locations. Existing plants are often retrofitted with such systems.
  • Table 1 Boundary conditions for determining the energy requirement for air cooling as a function of the hydraulic circuit of the air cooler
  • the ventilation system should be operated in such a way that the heat recovery system is only active for the summer, when the temperature of the outside air (ODA) exceeds that of the exhaust air (EHA).
  • ODA outside air
  • EHA exhaust air
  • PODA pretreated outside air
  • RCA mixing chamber only recirculated air
  • PODA pretreated outside air flow
  • the moisture content of the circulating air was assumed to be 1 g / kg higher than that of the outside air due to humidity sources in the room.
  • the boundary conditions of the comparison are shown in Table 1.
  • the recirculating air admixture not only reduces the temperature reduction to be provided by the air cooler, but also reduces the difference between the moisture content of the outside air and the set point after the air cooler.
  • the device for air conditioning according to FIG. 3 produces a combination of both types of circuit, wherein in the boundary region there is either a mixture-controlled or a quantity-controlled cooler.
  • Fig. 7 shows symbols for elements of the plant scheme in Figs. 3 to 6 and Fig. 8.
  • an air-only system with heat recovery and recirculation path is shown in simplified, wherein a humidification by means of a steam humidifier.
  • FIG. 8 shows a complete air-only installation, only the cooling energy requirement (air cooling and dehumidification) is included in the estimation of the energy-saving potential. Neither Reheating or humidification are considered in this comparison. Also not included were the energy costs for operating the pumps. Again, the hydraulic circuit shown in Fig. 3 cuts off better than the two base circuits and the circuits of Figs. 4 to 6.
  • Table 2 Specific annual cooling energy requirement for a mass air flow of 1 kg / h for climatic data for Mannheim
  • a speed-controlled pump is used on the hardware side in one of the embodiments described above.
  • the concept of an associated control technology that not only the coolant mass flow or the coolant inlet temperature, but also the respective optimum of coolant inlet temperature and coolant telematic power is shown below.
  • the speed control of the pump can be carried out either by means of a frequency converter (see FIG. 3) or, as shown in FIG. 4, by means of a change in the flow resistance with the aid of a valve.
  • the hydraulic circuits of Fig. 5 and Fig. 6 with unregulated pumping devices are also able to achieve the cooling energy savings according to Table 2, but are characterized by higher delivery costs.
  • the surface temperature of the cooler When cooling without dehumidification, the surface temperature of the cooler must never be equal to or lower than the dew point temperature of the moist air to be cooled. Therefore, in this case, the flow temperature of the cooling fluid for the air cooler must not fall below the dew point temperature of the moist air. Since the cooling capacity depends on the average surface temperature of the air cooler, the air can not be cooled down to the saturation line. Therefore, in this case, the air cooler is operated at a high pump speed, the power adjustment being done by changing the refrigerant return admixture.
  • the water vapor loading of the air is regulated.
  • both the pump speed and the coolant return admixture are changed so that the target point of the air is achieved at the radiator outlet.
  • the flow rate (pump speed), the flow rate control and the coolant inlet temperature (coolant return admixture) takes over the admixing.
  • the delivery mass flow at constant coolant temperature determines the slope of the state change in the Mollier diagram; At constant flow, the coolant inlet temperature determines the sensible cooling capacity.
  • the two parameters are not independent of each other because the effective surface temperature also changes due to the influence on the coolant return temperature as the coolant inlet temperature and the mass flow rate changes both has an influence on the sensitive cooling performance and the dehumidification of the airflow.
  • the effective surface temperature also changes due to the influence on the coolant return temperature as the coolant inlet temperature and the mass flow rate changes both has an influence on the sensitive cooling performance and the dehumidification of the airflow.

Abstract

The invention relates to a method for air conditioning by way of a ventilation system, wherein, in order to set a specified target air state characterized by air humidity and air temperature, air having an initial air state is cooled and dehumidified with the help of an air cooler (10), in that a coolant supply apparatus assigned to the air cooler (10) for a coolant supplied to the air cooler (10) regulates both a coolant mass flux and a coolant inlet temperature in accordance with the initial air state and the specified target air state. Moreover, an apparatus for air conditioning is provided.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Luftkühlung und Luftentfeuchtung Method and device for air cooling and dehumidification
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Luftkühlung und Luftentfeuchtung.The invention relates to a method and a device for air cooling and dehumidification.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Lufttechnische Anlagen für Arbeitsstätten und Versammlungsräume werden häufig zur Aufrechterhaltung nicht nur der Raumluftqualität, sondern auch der thermischen Behaglichkeit eingesetzt. Dafür werden diese Anlagen in der Regel mit Anlagenkomponenten so ausgerüstet, dass damit wenigstens drei thermodynamische Luftbehandlungen durchgeführt werden können: Erwärmen, Kühlen und Entfeuchten. Die Anlagen müssen so geregelt und gesteuert werden, dass beide Ziele (Aufrechterhaltung der Raumluftqualität und der thermische Behaglichkeit) erreicht werden, obgleich im Raum durchaus wechselnde thermische Lasten und Stofflasten vorhanden sein können und für die sich im Raum befindlichen Personen ein aus hygienischen Gründen notwendiger Außenluftmassenstrom eingehalten werden muss.Ventilation systems for workplaces and meeting rooms are often used to maintain not only indoor air quality, but also thermal comfort. For this, these systems are usually equipped with system components so that at least three thermodynamic air treatments can be performed: heating, cooling and dehumidifying. The installations must be controlled and controlled in such a way that both objectives (maintenance of indoor air quality and thermal comfort) are achieved, although there may well be varying thermal loads and material loads in the room and for persons in the room an external air mass flow necessary for hygienic reasons must be complied with.
Der Behaglichkeitsbereich in klimatisierten Arbeitsstätten ist bezüglich der Temperatur und der Luftfeuchte definiert. So wird in der einschlägigen Norm von 2006, der DIN EN ISO 7730 die operative Temperatur für den Kühlfall für Büroräume der Kategorie B in einem Bereich von 24,50C ±1,5 K angegeben. Die DIN EN 13779 von 2007 schlägt für den Sommer für die Feuchtebeladung einen Bereich zwischen 6 und 12 g/kg vor.The comfort zone in air-conditioned workplaces is defined in terms of temperature and humidity. For example, in the relevant standard of 2006, DIN EN ISO 7730, the operating temperature for the cooling case for category B office premises is given in a range of 24,5 0 C ± 1,5 K. The DIN EN 13779 of 2007 proposes for the summer for the moisture loading a range between 6 and 12 g / kg.
Aus Gründen der Energieeinsparung und der Reduktion der Betriebskosten sollten die Raum- lufttemperatur und die relative Feuchte über das Jahr nach einem Sollwertprogramm gefahren werden, das im Sommer höhere Werte für die Raumlufttemperatur und auch höhere Werte für die relative Feuchte als im Winter vorsieht. Durch diese gleitende Fahrweise wird den jahreszeitlich bedingten Kühl- und Feuchtelasten Rechnung getragen.For reasons of saving energy and reducing operating costs, the room air temperature and the relative humidity should be run over the year according to a setpoint program that provides higher values for room air temperature in summer and higher relative humidity values than in winter. This sliding operation takes into account the seasonal cooling and moisture loads.
Die Thermodynamik der feuchten Luft wird als Psychrometrie bezeichnet. Hierbei stellt die Luft ein Gas-Dampf-Gemisch dar, in dem als Dampf diejenige Komponente bezeichnet wird, die im betrachteten Temperatur- und Druckbereich als Flüssigkeit oder als Festkörper kondensieren kann. Die übrigen Komponenten werden zu der Komponentengruppe „Gas" zu- sammengefasst und bleiben für den betrachteten Temperaturbereich in ihrer Menge unverändert.The thermodynamics of humid air is called psychrometry. In this case, the air is a gas-vapor mixture in which the component is referred to as vapor, which can condense in the temperature and pressure range under consideration as a liquid or as a solid. The other components are added to the component group "Gas". summarized and remain unchanged for the temperature range considered in their amount.
Bei dem in der Prozess- und Raumlufttechnik vorliegenden Temperatur- und Druckbereich kann feuchte Luft als ein Gemisch idealer Gase angesehen werden. Da sich bei vorgegebener Temperatur nicht beliebige Dampfmengen mit dem nicht-kondensierenden Gas mischen, werden drei Zustände unterschieden. Beim ungesättigten Zustand liegt nur die Gasphase vor. Der Partialdruck des Dampfes ist kleiner als der Sättigungsdruck des Dampfes im Gemisch. Im gesättigten Zustand entspricht der Partialdruck des Dampfes gerade dem Sättigungsdruck des Dampfes im Gemisch. Gasphase und beginnende Kondensatphase haben dieselbe Temperatur T (thermisches Gleichgewicht) und denselben Gesamtdruck (mechanisches Gleichgewicht). Im übersättigten Zustand liegen Gas- und Kondensatphase vor. In der Gasphase gelten die Beziehungen des gesättigten Zustands.With the temperature and pressure range available in process and room air technology, moist air can be regarded as a mixture of ideal gases. Since at random temperature not arbitrary amounts of steam mix with the non-condensing gas, three states are distinguished. In the unsaturated state, only the gas phase is present. The partial pressure of the vapor is less than the saturation pressure of the vapor in the mixture. In the saturated state, the partial pressure of the steam is just the saturation pressure of the vapor in the mixture. Gas phase and incipient condensate phase have the same temperature T (thermal equilibrium) and the same total pressure (mechanical equilibrium). In the supersaturated state gas and condensate phase are present. In the gas phase, the relations of the saturated state apply.
Zur Darstellung der Luftzustände feuchter Luft und der Zustandsänderungen werden verschiedene Diagramme verwendet. Die bekanntesten Diagrammformen sind das Mollierdi- agramm (Europa) und das Carrierdiagramm (Amerika). Bei Mollier wird die Enthalpie (hi+x) des Gemisches als Ordinate und die Feuchtebeladung x als Abszisse gewählt. Die Enthalpie hängt sowohl für den ungesättigten Bereich als auch für den übersättigten Bereich linear von der Temperatur ab. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines vereinfachten Mollierdi- agramms für einen vorgegebenen Gesamtdruck.Various diagrams are used to represent the humid air states and state changes. The best-known diagrams are the Mollier diagram (Europe) and the carrier diagram (America). In Mollier the enthalpy (hi + x ) of the mixture is chosen as the ordinate and the moisture loading x as the abscissa. The enthalpy depends linearly on the temperature for the unsaturated region as well as for the supersaturated region. 1 shows a schematic representation of a simplified Mollierdi- agramms for a given total pressure.
Die Kühlung und die Entfeuchtung der Luft in zentralen lufttechnischen Anlagen erfolgt in der Regel mittels Luftkühler, die von einem Kühlmittel durchströmt werden. Die Leistungsre- gelung erfolgt entweder auf der Luftseite oder kühlmittelseitig mittels einer geeigneten hydraulischen Schaltung. Im Falle der hydraulischen Leistungsregelung wird die in der Regel durch Veränderung des Kühlmittelstroms bei gleich bleibender Kühlmittelvorlauftemperatur (mengengeregelte Kühlung) verwirklicht. Seltener findet eine aus der Heiztechnik bekannte Regelmöglichkeit Anwendung, bei der die Kühlmittelvorlauftemperatur mittels Beimischung aus dem Kühlmittelrücklauf geregelt wird (beimischgeregelte Kühlung).The cooling and dehumidification of the air in central ventilation systems is usually carried out by means of air cooler, which are flowed through by a coolant. The power control takes place either on the air side or on the coolant side by means of a suitable hydraulic circuit. In the case of hydraulic power control, which is usually realized by changing the coolant flow at a constant coolant flow temperature (volume-controlled cooling). Less commonly used is a control method known from heating technology, in which the coolant flow temperature is regulated by means of admixture from the coolant return (mixture-controlled cooling).
Es ergeben sich für die hydraulische Regelung der Kühlleistung zwei unterschiedliche hydraulische Schaltungen, die auch unterschiedliche Zustandsänderungen der Luft beim Durch- strömen des Wärmeübertragers (Luftkühlers) hervorrufen. Es handelt sich einerseits um ein System, bei dem der Luftkühler mit einer Mengenregelung versehen ist. Bei konstanter Kühlmittelvorlauftemperatur wird die dem Luftkühler zugeführter Kühlmittelmenge geregelt. Andererseits sind Systeme bekannt, bei denen der Luftkühler mit einer Beimischregelung ver- sehen ist. Hierbei wird die Vorlauftemperatur des in den Luftkühler eingespeisten Kühlmittels geregelt.There are two different hydraulic circuits for the hydraulic control of the cooling power, which also different state changes of the air at the cause the heat exchanger (air cooler) to flow. It is on the one hand a system in which the air cooler is provided with a volume control. At constant coolant flow temperature, the amount of coolant supplied to the air cooler is regulated. On the other hand, systems are known in which the air cooler is provided with an admixing control. Here, the flow temperature of the coolant fed into the air cooler is controlled.
Bei einem mengengeregelten Luftkühler findet im Kühlfall bei einer Wasserdampfbeladung oberhalb eines Grenzwertes, der unter anderem von der Vorlauftemperatur des Kühlmittels abhängig ist, immer eine Entfeuchtung statt, da die Kühlmittelvorlauftemperatur, unabhängig von der Gebäudekühl last, als konstant angenommen werden kann (vgl. Fig. 2, Strecke 1 - 4). Demzufolge ist die Oberflächentemperatur des Luftkühlers am Kühlmitteleintritt nahe der durch die Kältemaschine zur Verfügung gestellten Kaltwasservorlauftemperatur. In der Regel liegt diese Vorlauftemperatur bei konventionellen Anlagen bei etwa 60C. Der Endpunkt der Zustandsänderung der gemischten Teilströme der Luft liegt theoretisch auf der Verbindungslinie zwischen dem Zustandspunkt des Luftstroms vor dem Kühler (Punkt 1 in Fig. 2) und der effektiven Oberflächentemperatur des Luftkühlers (Punkt to,eff in Fig. 2). Die Steigung der Zustandsänderung im Mollierdiagramm ist bei gegebener Kühlerkonstruktion für jeden Ausgangspunkt der feuchten Luft also nur vom Ausgangspunkt selbst und von der effektiven O- berflächentemperatur des Luftkühlers (Punkt to,eff in Fig. 2) abhängig.In the case of a volume-controlled air cooler, dehumidification always takes place in the case of a water vapor charge above a limit, which depends inter alia on the flow temperature of the coolant, since the coolant flow temperature, independent of the building cooling load, can be assumed to be constant (cf. 2, route 1 - 4). As a result, the surface temperature of the air cooler at the coolant inlet is close to the chilled water supply temperature provided by the refrigerator. In general, this flow temperature is in conventional systems at about 6 0 C. The end point of the change in state of the mixed partial flows of air is theoretically on the connecting line between the state point of the air flow upstream of the radiator (point 1 in Fig. 2) and the effective surface temperature of the Air cooler (point to , eff in Fig. 2). The slope of the state change in the Mollier diagram for a given radiator design for each starting point of the humid air thus depends only on the starting point itself and on the effective surface temperature of the air cooler (point to , e ff in Fig. 2).
Es kann bei dieser bekannten Schaltungsart zwischen zwei Betriebsarten unterschieden werden. Entweder, der gewünschte Grad der Entfeuchtung bestimmt die Luftaustrittstemperatur aus dem Luftkühler, oder, die notwendige Kühlung bestimmt den Entfeuchtungsgrad der Luft. Der gewünschte Endpunkt für Temperatur und Feuchte lässt sich also nicht allein mit dem Luftkühler punktgenau einstellen. Um einen fixen Luftzustand zu erreichen, muss der Luftstrom nach dem Luftkühler also entweder erwärmt werden (Entfeuchtung bestimmt die Kühlung), oder der Luftstrom muss befeuchtet werden (Kühlung bestimmt die Entfeuchtung).It can be distinguished in this known circuit type between two modes. Either, the desired degree of dehumidification determines the air outlet temperature from the air cooler, or, the necessary cooling determines the degree of dehumidification of the air. The desired end point for temperature and humidity can therefore not be precisely adjusted with the air cooler alone. To achieve a fixed air condition, the air flow to the air cooler must therefore be either heated (dehumidification determines the cooling), or the air flow must be moistened (cooling determines the dehumidification).
Mit einem beimischgeregelten Luftkühler wird ein Luftstrom völlig ohne Entfeuchtung gekühlt, wenn die Eintrittstemperatur des Kühlmediums in den Luftkühler die Taupunkttemperatur der feuchten Luft nicht unterschreitet (vgl. Fig. 2, Strecke 1 - 2). Erst wenn die Kühlmittelvorlauftemperatur infolge Drosselung der Kühlmittelrücklaufbeimischung unterhalb der Taupunkttemperatur der feuchten Luft liegt, setzt eine Kondensation von Wasserdampf, also eine Entfeuchtung, für einen Teilluftstrom ein (vgl. Fig. 2, Strecke 2 - 3).With a derischgeregelten air cooler, an air flow is completely cooled without dehumidification, if the inlet temperature of the cooling medium in the air cooler does not fall below the dew point temperature of the humid air (see Fig. 2, track 1 - 2). Only when the coolant flow temperature due to throttling the Kühlmittelrücklaufbeimischung below the Dew point temperature of the moist air is a condensation of water vapor, ie a dehumidification, for a partial air flow (see Fig. 2, route 2 - 3).
Idealisiert ergibt sich, dass bei unendlichem Kühlmittelmassenstrom der gesamte Luftmassen- ström bis zum Taupunkt abgekühlt werden muss, bevor der Entfeuchtungsvorgang überhaupt einsetzt. Wird nach dieser Vorstellung Wasserdampf aus dem Luftmassenstrom kondensiert, so muss die gesamte Luftmenge bis zum Taupunkt der gewünschten Feuchtebeladung abgekühlt werden, was in der Regel eine Unterkühlung des Luftmassenstromes zur Folge hat und dadurch energetisch ungünstig ist (vgl. Fig. 2, Punkte 3 und 4). Die notwendige Erwärmung des unterkühlten Luftmassenstromes erfordert zusätzliche Energie, wodurch sich die Wirtschaftlichkeit eines beimischgeregelten Kühlers weiterhin verschlechtert.Ideally, with infinite coolant mass flow, the entire air mass flow has to be cooled down to the dew point before the dehumidification process actually starts. If, according to this concept, steam is condensed from the air mass flow, then the entire amount of air must be cooled down to the dew point of the desired moisture loading, which generally results in subcooling of the air mass flow and is therefore unfavorable in terms of energy (compare FIG. 2, points 3 and 4). The necessary heating of the supercooled air mass flow requires additional energy, whereby the economy of a mixed-controlled cooler continues to deteriorate.
Jede der beiden bekannten Schaltungen verändert zur Leistungsregelung des Luftkühlers jeweils genau eine Größe des Kühlmittelstromes. Bei der mengengeregelten Schaltung wird der Massenstrom (die Menge) geregelt. Bei der beimischgeregelten Schaltung wird die Kühlmittelvorlauftemperatur gemäß den Leistungsanforderungen geregelt. Für die Erzielung eines gewünschten Luftzustandes bezüglich der Temperatur und der Wasserdampfbeladung haben beide bekannten Schaltungen Vor- und Nachteile. Im Falle des mengengeregelten Luftkühlers kann, je nach gewünschtem Luftzustand, entweder eine Nacherwärmung des Luftstromes notwendig werden, oder eine Luftbefeuchtung. Beim beimischgeregelten Luftkühler muss im Entfeuchtungsfall fast immer tiefer gekühlt werden, als es die Kühllast erfordert. Das Betreiben eines Luft-Nacherwärmers ist also zwingend notwendig, um den gewünschten Luftzustand zu erhalten.Each of the two known circuits changes the capacity control of the air cooler exactly one size of the coolant flow. In the quantity-controlled circuit, the mass flow (the quantity) is regulated. In the mixed-control circuit, the coolant flow temperature is controlled according to the performance requirements. To achieve a desired air condition with respect to temperature and water vapor loading both known circuits have advantages and disadvantages. In the case of the volume-controlled air cooler, depending on the desired air condition, either a reheating of the air flow may be necessary, or an air humidification. In the case of a dehumidification case, the mixture-controlled air cooler must almost always be cooled lower than the cooling load requires. The operation of an air reheater is therefore imperative to obtain the desired air condition.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Luftkühlung und Luftentfeuchtung mittels einer lufttechnischen Anlage anzugeben, die eine zielgenaue und ener- gie-effiziente Einstellung eines durch Luftfeuchte und Lufttemperatur charakterisierten Ziel- luftzustandes ermöglicht.The object of the invention is to provide a method and a device for air cooling and dehumidification by means of an air conditioning system, which enables a targeted and energy-efficient adjustment of a target air condition characterized by air humidity and air temperature.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Luftkühlung und Luftentfeuchtung nach dem unabhängigen Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung zur Luftkonditio- nierung nach dem unabhängigen Anspruch 7. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Unteransprüchen.This object is achieved by a method for air cooling and dehumidification according to the independent claim 1 and a device for Luftkonditio- nierung according to independent claim 7. Advantageous embodiments of the invention are the subject of dependent subclaims.
Nach einem Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Luftkühlung und Luftentfeuchtung mittels einer lufttechnischen Anlage geschaffen, bei dem zum Einstellen eines durch Luftfeuchte und Lufttemperatur charakterisierten vorgegebenen Zielluftzustandes Luft mit einem Ausgangsluftzustand mit Hilfe eines Luftkühlers gekühlt und wahlweise entfeuchtet wird, indem eine dem Luftkühler zugeordnete Kühlmittelzuführeinrichtung für ein dem Luftkühler zugeführtes Kühlmittel sowohl einen Kühlmittelmassenstrom als auch eine Kühlmittelein- trittstemperatur dem Ausgangsluftzustand und dem vorgegebenen Zielluftzustand entsprechend regelt.According to one aspect of the invention, there is provided a method of air cooling and dehumidification by means of an air conditioning system wherein air is controlled with an initial air condition by means of an air cooler and optionally dehumidified to set a predetermined target air condition characterized by humidity and air temperature, by a coolant supply associated with the air cooler for a coolant supplied to the air cooler, both a coolant mass flow and a coolant inlet temperature are regulated in accordance with the outlet air state and the predetermined target air state.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Luftkühlung und Luftentfeuchtung geschaffen, die folgende Merkmale aufweist: einen Luftkühler, welcher konfigu- riert ist, zum Einstellen eines durch Luftfeuchte und Lufttemperatur charakterisierten vorgegebenen Zielluftzustandes Luft mit einem Ausgangsluftzustand zu kühlen und wahlweise zu entfeuchten, und eine an den Luftkühler angeschlossene Kühlmittelzuführeinrichtung für ein dem Luftkühler zuzuführendes Kühlmittel, welche konfiguriert ist, sowohl einen Kühlmittelmassenstrom als auch eine Kühlmitteleintrittstemperatur dem Ausgangsluftzustand und dem vorgegebenen Zielluftzustand entsprechend zu regeln.According to a further aspect of the invention there is provided an apparatus for air cooling and dehumidification comprising: an air cooler configured to cool and optionally dehumidify air having an outlet air condition to set a predetermined target air condition characterized by air humidity and air temperature; and a coolant supply device for a coolant to be supplied to the air cooler, which is configured to regulate both a coolant mass flow and a coolant inlet temperature according to the output air state and the predetermined target air state.
Mithilfe der vorgeschlagenen Techniken erfolgt eine Luftkonditionierung, insbesondere eine Raumluftkonditionierung.The proposed techniques are used for air conditioning, in particular room air conditioning.
Luftkühler mit herkömmlichen hydraulischen Schaltungen sind im Kühlfall nur bedingt in der Lage, gewünschte Luftzustände einzustellen. Bekannte mengengeregelte Luftkühler sind e- nergetisch dann ineffizient, wenn die gewünschte Kühlleistung zu einer unnötig hohen Entfeuchtungsleistung führt. Dagegen verschwenden beimischgeregelte Luftkühler Kühlenergie immer dann, wenn neben der reinen Kühlleistung auch eine Entfeuchtung notwendig wird. Mit der Erfindung werden diese Nachteile nun überwunden. Bei dem vorgeschlagenen Verfahren und bei der Vorrichtung wird eine punktgenaue Regelung von Luftkühlung und - entfeuchtung vereint in der Kühlmittezuführeinrichtung vorgenommen. Sowohl die Menge als auch die Eintrittstemperatur des Kühlmittels für den Luftkühler werden in der Kühlmittelzu- führeinrichtung geregelt. Dies ermöglicht auf energie-effiziente Art und Weise eine punktgenaue Einstellung eines gewünschten Zielluftzustandes.Air coolers with conventional hydraulic circuits are only partially able to set desired air conditions in the case of cooling. Known quantity-controlled air coolers are e eergetic then inefficient, if the desired cooling capacity leads to an unnecessarily high dehumidification performance. On the other hand, mixing-controlled air coolers always waste cooling energy when dehumidification is necessary in addition to the pure cooling capacity. With the invention, these disadvantages are now overcome. In the proposed method and in the device a precise control of air cooling and - dehumidification is made in the Kühlmittezuführeinrichtung. Both the quantity and the inlet temperature of the coolant for the air cooler are included in the coolant supply. guiding device regulated. This allows energy-efficient manner a precise adjustment of a desired Zielluftzustandes.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Regeln des Kühlmittelmas- senstroms und der Kühlmitteleintrittstemperatur mit Hilfe einer hydraulischen Schaltung der Kühlmittelzuführeinrichtung ausgeführt wird.A preferred development of the invention provides that the regulation of the coolant mass flow and the coolant inlet temperature is carried out with the aid of a hydraulic circuit of the coolant supply device.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Regeln des Kühlmittelmassenstroms und der Kühlmitteleintrittstemperatur mit Hilfe einer von der Kühlmittelzuführeinrichtung umfassten, integrierten Regelschaltung ausgeführt wird, bei der eine beimischgeregelte Schaltung mit einer fördermengengeregelten Pumpeinrichtung gebildet ist. Bei dieser Ausführungsform ist eine integrierte Regelschaltung gebildet, welche eine Integration der beimischgeregelten Schaltung sowie der mengengeregelten Schaltung darstellt. Das dem Luftkühler zugeführte Kühlmittel wird bezüglich der Menge (Kühlmittelmas- senstrom) durch die fördermengengeregelte Pumpe und bezüglich der Temperatur durch die Kühlmittelrücklaufbeimischung bestimmt.In an expedient embodiment of the invention, it can be provided that the regulation of the coolant mass flow and the coolant inlet temperature is carried out with the aid of an integrated control circuit comprised of the coolant supply device, in which a mixture-controlled circuit is formed with a delivery-controlled pump device. In this embodiment, an integrated control circuit is formed, which represents an integration of the mixing-controlled circuit and the quantity-controlled circuit. The coolant supplied to the air cooler is determined with respect to the quantity (coolant mass flow) by the delivery-regulated pump and with respect to the temperature by the coolant return admixture.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, das Regeln des Kühlmittelmassenstroms und der Kühlmitteleintrittstemperatur mit Hilfe einer von der Kühlmittelzuführein- richtung umfassten Reihenschaltung einer beimischgeregelten und einer mengengeregelten Schaltung ausgeführt wird. Es kann vorgesehen sein, dass die Kühlmittelzuführeinrichtung nur aus der beimischgeregelten und der mengengeregelten Schaltung besteht.An advantageous embodiment of the invention provides that the regulation of the coolant mass flow and the coolant inlet temperature is carried out with the aid of a series connection of a mixture-controlled and a quantity-controlled circuit encompassed by the coolant supply device. It can be provided that the coolant supply device consists only of the mixing-controlled and the quantity-controlled circuit.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Regeln des Kühl- mittelmassenstroms und der Kühlmitteleintrittstemperatur mit Hilfe einer von der Kühlmittelzuführeinrichtung umfassten, integrierten Regelschaltung ausgeführt wird, bei der eine Pumpeinrichtung mit konstantem Förderdruck und eine Ventilregeleinrichtung gebildet sind.In one embodiment of the invention, it can be provided that the regulation of the coolant mass flow and the coolant inlet temperature is carried out with the aid of an integrated control circuit comprising the coolant supply device, in which a pump device with constant delivery pressure and a valve control device are formed.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Regeln des Kühlmittelmassenstroms und der Kühlmitteleintrittstemperatur mit Hilfe einer von der Kühlmittelzuführeinrichtung umfassten, integrierten Regelschaltung ausgeführt wird, bei der eine Pumpeinrichtung mit konstanter Drehzahl und eine Bypasseinrichtung gebildet ist. Die Bypasseinrichtung umfasst bevorzugt einen geregelten Bypass. Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der ErfindungAn embodiment of the invention provides that the regulation of the coolant mass flow and the coolant inlet temperature is carried out with the aid of an integrated control circuit comprised of the coolant supply device, in which a pump device with constant rotational speed and a bypass device are formed. The bypass device preferably comprises a regulated bypass. Description of preferred embodiments of the invention
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Figuren der Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to embodiments with reference to figures of the drawing. Hereby show:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines bekannten Mollierdiagramms für einen vorgegebenen Gesamtdruck,1 is a schematic representation of a known Mollier diagram for a given total pressure,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der bekannten Zustandsänderung von feuchter Luft imFig. 2 is a schematic representation of the known change in state of humid air in
Falle einer Kühlung, Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Luftkühlung und Luftentfeuchtung mit einer integrierten hydraulischen Schaltung bestehend aus einer beimischgeregelten Schaltung mit einer direkt fördermengengeregelten Pumpeinrichtung,3 is a schematic representation of a device for air cooling and dehumidification with an integrated hydraulic circuit consisting of a derischgeregelten circuit with a direct flow rate controlled pumping device,
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Luftkühlung und Luftentfeuchtung mit einer integrierten hydraulischen Schaltung bestehend aus einer beimischge- regelten Schaltung mit einer indirekt fördermengengeregelten Pumpeinrichtung,4 is a schematic representation of a device for air cooling and dehumidification with an integrated hydraulic circuit consisting of a derischge- regulated circuit with an indirectly flow rate controlled pumping device,
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Luftkühlung und Luftentfeuchtung mit einer integrierten hydraulischen Schaltung bestehend aus einer beimischgeregelten Schaltung mit einer ungeregelten Pumpeinrichtung mit geregeltem Bypass,5 is a schematic representation of a device for air cooling and dehumidification with an integrated hydraulic circuit consisting of a derischgeregelten circuit with an unregulated pumping device with controlled bypass,
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Luftkühlung und Luftentfeuch- tung mit einer integrierten hydraulischen Schaltung bestehend aus einer Reihenschaltung aus beimischgeregelter Schaltung mit ungeregelter Pumpeinrichtung und einer mengengeregelter Schaltung,6 is a schematic representation of a device for air cooling and dehumidification with an integrated hydraulic circuit consisting of a series circuit of derischgeregelter circuit with unregulated pumping device and a volume-controlled circuit,
Fig. 7 Symbole für Elemente des Analagenschemas in den Fig. 3 bis 6 sowie Fig. 8,7 shows symbols for elements of the analagenic scheme in FIGS. 3 to 6 and FIG. 8, FIG.
Fig. 8 ein vereinfachtes Anlagenschema einer Nur-Luft-Anlage mit Wärmerückgewinnung und Umluftpfad, wobei eine Befeuchtung mittels eines Dampfbefeuchters erfolgt,8 is a simplified system diagram of an air-only system with heat recovery and recirculation path, wherein a humidification using a steam humidifier,
Fig. 9 eine schematische Darstellung für eine Regelstrategie zu den Vorrichtungen zur Luftkühlung und Luftentfeuchtung in den Fig. 3 bis 6 im vereinfachten Mollierdi- agramm,9 shows a schematic representation of a control strategy for the devices for air cooling and dehumidification in FIGS. 3 to 6 in the simplified Mollier diagram;
Fig. 10 ein vereinfachtes Regelschema für die hydraulische Schaltung gemäß Fig. 3, Fig. 11 ein weiteres vereinfachtes Regelschema für die hydraulische Schaltung gemäß Fig. 3,10 is a simplified control diagram for the hydraulic circuit according to FIG. 3; FIG. 11 is another simplified control diagram for the hydraulic circuit according to FIG. 3;
Fig. 12 ein weiteres vereinfachtes Regelschema für die hydraulische Schaltung gemäß Fig. 3,12 is another simplified control diagram for the hydraulic circuit of FIG. 3,
Fig. 13 ein weiteres vereinfachtes Regelschema für die hydraulische Schaltung gemäß Fig. 3, und Fig. 14 ein weiteres vereinfachtes Regelschema für die hydraulische Schaltung gemäß Fig. 3.13 is another simplified control diagram for the hydraulic circuit of FIG. 3, and 14 shows a further simplified control diagram for the hydraulic circuit according to FIG. 3.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Luftkonditionierung (Kühlung und Entfeuchtung) mit einer integrierten Regelschaltung, bei der eine fördermengenge- regelten Pumpeinrichtung in eine beimischgeregelte Schaltung integriert ist. Die integrierte Schaltung ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als eine hydraulische Schaltung ausgeführt, die auch als „Optimized Dehumidification Control Loop" (OpDeCoLo) bezeichnet werden kann, die sie die zielgenaue Einstellung eines durch Luftfeuchte und Lufttemperatur charakterisierten Zielluftzustandes mit Hilfe eines flüssigkeitsgekühlten Luftkühlers mit dem geringst möglichen Energieeinsatz (Kühl- und Förderenergie) ermöglicht.3 shows a schematic representation of a device for air conditioning (cooling and dehumidification) with an integrated control circuit, in which a delivery-controlled pumping device is integrated into a delivery-controlled circuit. The integrated circuit is executed in the illustrated embodiment as a hydraulic circuit, which can also be referred to as "Optimized Dehumidification Control Loop" (OpDeCoLo), they the targeted adjustment of a characterized by humidity and air temperature Zielluftzustandes using a liquid-cooled air cooler with the least possible energy use (cooling and conveying energy) allows.
Bei der Vorrichtung in Fig. 3 ist an einen Luftkühler 10 eine Kühlmittelzufuhreinrichtung 11 gekoppelt, die mit einem Mischventil 12 sowie einer drehzahl geregelten Pumpe 13 gebildet ist. Das Mischventil 12 verbindet einen von einer Kältemaschine (nicht dargestellt) zur Ver- fügung gestellten Kaltwasservorlauf 14 mit der Beimischung eines Kühlmittelrücklaufs 15 zum mit der gewünschten Temperatur und Menge in den Luftkühler 10 einzuspeisenden Kühlmittelvorlauf 16. Der Zustand der aus dem Luftkühler 10 austretenden Luft wird mittels einer Temperaturmesseinrichtung 17 und eine Luftfeuchtemesseinrichtung 18 erfasst.In the device in Fig. 3, a coolant supply device 11 is coupled to an air cooler 10, which is formed with a mixing valve 12 and a speed-controlled pump 13. The mixing valve 12 connects a chilled water supply 14 provided by a refrigerator (not shown) with the admixture of a coolant return 15 for the coolant supply 16 to be fed into the air cooler 10 with the desired temperature and quantity. The state of the air emerging from the air cooler 10 becomes detected by a temperature measuring device 17 and a humidity measuring device 18.
Die Schaltung in Fig. 3 entspricht der beimischgeregelten Schaltung, bei der aber anstelle einer Pumpe mit konstanter Fördermenge die drehzahlgeregelte Pumpe 13 installiert ist. Das Mischventil 12, welches drei Wege definiert, ist mit einem Stellantrieb 19 versehen.The circuit in Fig. 3 corresponds to the derischgeregelten circuit, but in which instead of a pump with a constant flow rate, the variable-speed pump 13 is installed. The mixing valve 12, which defines three ways, is provided with an actuator 19.
Die Drehzahlregelung der drehzahlgeregelten Pumpe 13 (vgl. Fig. 3) kann mit Hilfe eines Frequenzumrichters (nicht dargestellt) erfolgen. Im Falle einer gewünschten trockenen Kühlung, werden der Luftkühler 10 und der Kühlmittelmassenstrom so ausgelegt, dass die Kühlleistung mit einer Kühlmitteleintrittstemperatur oberhalb des jeweiligen Taupunkts der feuchten Luft erbracht wird. Dies erfordert in vielen Fällen einen größer dimensionierten Luftkühler als im Fall einer mengengeregelten hydraulischen Schaltung oder einer beimischgeregelten Schaltung mit feuchter Kühlung.The speed control of the variable-speed pump 13 (see Fig. 3) can be done by means of a frequency converter (not shown). In the case of a desired dry cooling, the air cooler 10 and the coolant mass flow are designed so that the cooling capacity is provided with a coolant inlet temperature above the respective dew point of the moist air. In many cases, this requires a larger-sized air cooler than in the case of a volume-controlled hydraulic circuit or a derischgeregelten circuit with humid cooling.
Alternativ hierzu kann eine Pumpe 40 mit konstantem Förderdruck zusammen und einem geregelten Durchgangsventil 41 (vgl. Fig. 4) oder eine Pumpe 50 mit konstanter Drehzahl mit einem Bypass 51 (vgl. Fig. 5) vorgesehen sein, welcher vorzugsweise geregelt ausgeführt ist. Stark vereinfacht ausgedrückt wird die Entfeuchtung der Luft mittels Wahl der Kühlwassereintrittstemperatur, die Kühlleistung hingegen mittels des Kühlmittelmassenstroms bestimmt. Die jeweilige Gesamtkühlleistung aus Kühlung und Entfeuchtung des Luftkühlers 10 ergibt sich also als eine Kombination aus Kühlmittelmassenstrom und Kühlmitteleintrittstemperatur.Alternatively, a pump 40 with constant delivery pressure together and a controlled passage valve 41 (see Fig. 4) or a pump 50 with constant speed with a bypass 51 (see Fig. 5) may be provided, which is preferably carried out regulated. Expressed in simple terms, the dehumidification of the air is determined by selecting the cooling water inlet temperature, the cooling capacity, however, by means of the coolant mass flow. The respective total cooling power from cooling and dehumidification of the air cooler 10 thus results as a combination of coolant mass flow and coolant inlet temperature.
Mit den vorgeschlagenen Schaltungen lassen sich Zustandsänderungen erzielen, die sich in einer anderen Ausführungsform auch mit einer Reihenschaltung aus einem mengengeregelten und einem beimischgeregelten Schaltungsanteil verwirklichen lassen (vgl. Fig. 6), jedoch mit deutlich geringerem Energieaufwand. Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Luftkonditionierung (Kühlung und Entfeuchtung) mit einer integrierten Regelschaltung, bestehend aus einer Reihenschaltung aus beimischgeregelter Schaltung 60 mit nicht fördermengengeregelter Pumpeinrichtung 61 und einer mengengeregelten Schaltung 62. Für gleiche Merkmale werden in Fig. 6 dieselben Bezugszeichen wie in den Fig. 3 bis 5 verwendet.State changes can be achieved with the proposed circuits, which in another embodiment can also be realized with a series connection of a quantity-controlled and a mixed-mode circuit component (compare FIG. 6), but with significantly lower energy consumption. Fig. 6 shows a schematic representation of an apparatus for air conditioning (cooling and dehumidification) with an integrated control circuit consisting of a series circuit of derischgeregelter circuit 60 with non-flow rate controlled pumping device 61 and a quantity-controlled circuit 62. For the same features in Fig. 6, the same reference numerals as used in Figs. 3-5.
Energetisch gesehen ist der mengengeregelte Luftkühler im Falle gewünschter Entfeuchtung sehr viel effizienter als der beimischgeregelte Luftkühler. Das Einsparpotenzial für die Vor- richtung zur Luftkonditionierung nach den Fig. 3 bis 6 gegenüber dem bekannten mengengeregelten Luftkühler ergibt sich insbesondere für die folgenden Fälle:In terms of energy, the volume-controlled air cooler is much more efficient in the case of desired dehumidification than the mixed-air cooler. The savings potential for the device for air conditioning according to FIGS. 3 to 6 compared with the known volume-controlled air cooler is obtained in particular for the following cases:
- Für alle Ausgangsluftzustände, die eine Kühlung erfordern und deren Feuchtebeladung unterhalb der maximalen Feuchtebeladung im Zielzustand liegen, zum Beispiel aus Behaglichkeitsgründen, und deren Taupunkt oberhalb der Kühlmitteleintrittstemperatur einer herkömmlichen mengengeregelten hydraulischen Schaltung liegt. Gerade in diesem Bereich, der aus Behaglichkeitsgründen keine Entfeuchtung benötigt, wäre ein beimischgeregelter Luftkühler energetisch günstiger als ein mengengeregelter Luftkühler.- For all output air conditions that require cooling and their moisture content below the maximum moisture content in the target state, for example, for comfort reasons, and whose dew point is above the coolant inlet temperature of a conventional volume-controlled hydraulic circuit. Especially in this area, which does not require dehumidification for reasons of comfort, a demischgeregelter air cooler would be energetically cheaper than a volume-controlled air cooler.
- Für Ausgangsluftzustände, deren Feuchtebeladung oberhalb der maximalen Luftfeuchte im Zielluftzustand liegt. Hier ist der Abstand der Feuchtebeladung des Ausgangsluftzustandes von der maximal zulässigen Feuchtebeladung und der Temperatur des Zielbereichs für das- For outlet air conditions whose moisture load is above the maximum air humidity in the target air condition. Here is the distance of the humidity loading of the outlet air condition from the maximum permissible humidity load and the temperature of the target area for the
Einsparpotenzial ausschlaggebend. Ausgangsluftzustände mit hoher Lufttemperatur aber geringer Entfeuchtungslast führen bei mengengeregelter Schaltung in der Regel zu einer überhöhten Entfeuchtung. Dagegen fuhren Ausgangszustände mit hoher Feuchtebeladung bei nur geringer Temperaturdifferenz zum Zielbereich bei allen hydraulischen Schaltungen zu einer Unterkühlung des Luftmassenstromes, die durch Nacherhitzen zu kompensieren ist.Savings potential crucial. Output air conditions with a high air temperature but low dehumidification load usually lead to excessive dehumidification in the case of volume-controlled switching. In contrast, starting conditions with high moisture content with only a slight temperature difference to the target area in all hydraulic circuits to a supercooling of the air mass flow, which is to be compensated by reheating.
Nachfolgend werden die Auswirkungen der hydraulischen Schaltung des Luftkühlers auf den spezifischen Kühlenergiebedarf für eine lufttechnische Anlage untersucht.The effects of the hydraulic circuit of the air cooler on the specific cooling energy requirements for a ventilation system are examined below.
Für den Vergleich wurde eine Nur-Luft-Anlage (vgl. Fig. 8) mit einer rekuperativen Wärme- rückgewinnung und einer Umluftsteuerung (Economϊzer Mode) gewählt. Das Einsparpotenzial der Vorrichtung zur Luftkonditionierung nach Fig. 3 wird sowohl auf den beimischgeregelten als auch auf den mengengeregelten Luftkühler bezogen. Der gegebenenfalls zur Nacherwärmung oder Befeuchtung erforderliche Energiebedarf wird in diesem Vergleich zur Vereinfachung nicht betrachtet, wodurch sich das errechnete Einsparpotenzial gegenüber dem Real- fall verringert.For the comparison, an air-only system (see Fig. 8) with a recuperative heat recovery and a recirculation control (Economϊzer Mode) was selected. The savings potential of the device for air conditioning according to FIG. 3 is related to both the mixture-controlled and the quantity-controlled air cooler. The energy requirement, which may be required for reheating or moistening, is not considered in this comparison for the sake of simplification, which reduces the calculated potential for savings compared with the real case.
Eine Nur-Luft-Anlage mit regenerativer Wärmerückgewinnung (WRG) und einer Umluftklappensteuerung entspricht dem Stand der Technik für lufttechnische Anlagen, die hohe thermische Lasten bei wechselnder Personenbelegung abzuführen haben. Für diesen Ver- gleich wurde als Wärmerückgewinnung ein Kreislaufverbundsystem gewählt, das sich bei Bedarf durch Abschalten der Pumpe leicht überbrücken lässt und darüber hinaus die Möglichkeit bietet, Außenluft- und Fortluftstrom räumlich getrennt führen zu können. Vorhandene Anlagen werden häufig mit solchen Systemen nachgerüstet.An air-only system with regenerative heat recovery (WRG) and a recirculation damper control corresponds to the state of the art for ventilation systems that have to dissipate high thermal loads with changing occupancy. For this comparison, a recirculation system was selected for heat recovery, which can be easily bridged if necessary by switching off the pump and, in addition, offers the possibility of being able to conduct outside air and exhaust air flow in separate locations. Existing plants are often retrofitted with such systems.
Tabelle 1 : Randbedingungen zur Bestimmung des Energiebedarfs zur Luftkühlung in Abhängigkeit der hydraulischen Schaltung des LuftkühlersTable 1: Boundary conditions for determining the energy requirement for air cooling as a function of the hydraulic circuit of the air cooler
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Betrieben werden soll die lufttechnische Anlage so, dass für den Sommerfall die WRG nur dann aktiv ist, wenn die Temperatur der Außenluft (ODA) die der Fortluft (EHA) übersteigt. Der vorbehandelten Außenluft (PODA) nach der WRG wird in der Mischkammer nur dann Umluft (RCA) beigemischt, wenn die Umluft eine geringere Temperatur als der vorbehandelte Außenluftstrom (PODA) aufweist. Die Feuchtebeladung der Umluft wurde infolge von Feuchtequellen im Raum um jeweils 1 g/kg höher als die der Außenluft angenommen. Die Randbedingungen des Vergleichs sind in Tabelle 1 dargestellt.The ventilation system should be operated in such a way that the heat recovery system is only active for the summer, when the temperature of the outside air (ODA) exceeds that of the exhaust air (EHA). The pretreated outside air (PODA) after WRG is mixed in the mixing chamber only recirculated air (RCA), if the circulating air has a lower temperature than the pretreated outside air flow (PODA). The moisture content of the circulating air was assumed to be 1 g / kg higher than that of the outside air due to humidity sources in the room. The boundary conditions of the comparison are shown in Table 1.
Die Umluftbeimischung reduziert nicht nur die durch den Luftkühler zu erbringende Temperaturabsenkung, sondern verringert auch die Differenz zwischen der Feuchtebeladung der Außenluft und dem Sollwert nach dem Luftkühler.The recirculating air admixture not only reduces the temperature reduction to be provided by the air cooler, but also reduces the difference between the moisture content of the outside air and the set point after the air cooler.
Die Berechnung der Luftzustände, die sich nach dem Luftkühler einstellen, beruht auf verein- fachten Ansätzen. Für den beimischgeregelten Luftkühler, wurde angenommen, dass derThe calculation of the air conditions that occur after the air cooler is based on simplified approaches. For the derischgeregelten air cooler, it was assumed that the
Kühlvorgang bis zum Erreichen der Taupunkttemperatur ohne Kondensatausfall erfolgt. Für den Fall der weiteren Kühlung folgt die Zustandsänderung der Sättigungslinie. Im Falle des mengengeregelten Luftkühlers wurde angenommen, dass die Zustandsänderung jeweils auf einer Geraden zwischen dem Ausgangspunkt und einer der effektiven Oberflächentemperatur des Kühlers to.eff proportionalen Temperatur liegt. Die Vorrichtung zur Luftkonditionierung nach Fig. 3 stellt eine Kombination aus beiden Schaltungsarten her, wobei im Grenzbereich entweder ein beimischgeregelter oder ein mengengeregelter Kühler vorliegt.Cooling process until the dew point temperature is reached without condensate failure. In the case of further cooling, the state change follows the saturation line. In the case of the volume-controlled air cooler, it was assumed that the state change in each case on a straight line between the starting point and one of the effective surface temperature of the radiator to. rms proportional temperature. The device for air conditioning according to FIG. 3 produces a combination of both types of circuit, wherein in the boundary region there is either a mixture-controlled or a quantity-controlled cooler.
Fig. 7 zeigt Symbole für Elemente des Anlagenschemas in den Fig. 3 bis 6 sowie Fig. 8. Hierbei ist eine Nur-Luft-Anlage mit Wärmerückgewinnung und Umluftpfad vereinfacht dargestellt, wobei eine Befeuchtung mittels eines Dampfbefeuchters erfolgt.Fig. 7 shows symbols for elements of the plant scheme in Figs. 3 to 6 and Fig. 8. Here, an air-only system with heat recovery and recirculation path is shown in simplified, wherein a humidification by means of a steam humidifier.
Obgleich Fig. 8 eine vollständige Nur-Luft-Anlage zeigt, geht in die Abschätzung des Energieeinsparpotenzials nur der Kühlenergiebedarf (Luftkühlung und Entfeuchtung) ein. Weder Nacherwärmung noch Befeuchtungsleistungen werden in diesem Vergleich berücksichtigt. Ebenfalls nicht berücksichtigt wurden die Energiekosten zum Betreiben der Pumpen. Auch hier schneidet die in Fig. 3 dargestellte hydraulische Schaltung besser ab, als die zwei Basisschaltungen und die Schaltungen der Fig. 4 bis 6.Although FIG. 8 shows a complete air-only installation, only the cooling energy requirement (air cooling and dehumidification) is included in the estimation of the energy-saving potential. Neither Reheating or humidification are considered in this comparison. Also not included were the energy costs for operating the pumps. Again, the hydraulic circuit shown in Fig. 3 cuts off better than the two base circuits and the circuits of Figs. 4 to 6.
Für den vorliegenden Anlagentyp wurde der Kühlenergiebedarf für drei hydraulische Schaltungen für verschiedene deutsche Klimata untersucht. Dazu wurden statistische Wetterdaten gemäß DIN 4710 von 2003 für die Außenluftwerte gewählt und der jährliche spezifische Kühlenergiebedarf miteinander verglichen. Im Folgenden werden die Ergebnisse für Mannheim zusammengefasst (vgl. Tabelle 2).For the present type of installation, the cooling energy requirement for three hydraulic circuits for different German climates was investigated. For this purpose, statistical weather data according to DIN 4710 of 2003 were selected for the outdoor air values and the annual specific cooling energy demand compared. The following summarizes the results for Mannheim (see Table 2).
Tabelle 2: Spezifischer Jahreskühlenergiebedarf für einen Luftmassenstrom von 1 kg/h für Klimadaten für MannheimTable 2: Specific annual cooling energy requirement for a mass air flow of 1 kg / h for climatic data for Mannheim
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Bei den getroffenen Annahmen für die Randbedingungen zeigt sich gegenüber den herkömmlichen Schaltungen deutlich die Überlegenheit des OpDeCoLo, weil jeweils nur dann entfeuchtet wird, wenn dies aus Behaglichkeitsgründen wirklich erforderlich ist.The assumptions made for the boundary conditions clearly show the superiority of the OpDeCoLo over the conventional circuits, because only dehumidification is required if this is really necessary for reasons of comfort.
Für die Erlangung des Einsparpotenzials wird in einer der oben beschriebenen Ausführungsformen hardwareseitig eine drehzahlgeregelte Pumpe eingesetzt. Das Konzept einer zugehörigen Regeltechnik die nicht nur den Kühlmittelmassenstrom oder die Kühlmitteleintrittstemperatur, sondern auch das jeweilige Optimum aus Kühlmitteleintrittstemperatur und Kühlmit- telmassenstrom einstellt ist unten dargestellt. Die Drehzahlregelung der Pumpe kann entweder über einen Frequenzumformer (vg. Fig. 3) oder, wie in Fig. 4 gezeigt, mittels Veränderung des Strömungswiderstands mit Hilfe eines Ventils erfolgen. Die hydraulischen Schaltungen der Fig. 5 und Fig. 6 mit ungeregelten Pumpeinrichtungen sind ebenfalls in der Lage, die Kühlenergieeinsparung gemäß Tabelle 2 zu erzielen, zeichnen sich aber durch höhere Förderenergiekosten aus.To achieve the savings potential, a speed-controlled pump is used on the hardware side in one of the embodiments described above. The concept of an associated control technology that not only the coolant mass flow or the coolant inlet temperature, but also the respective optimum of coolant inlet temperature and coolant telematic power is shown below. The speed control of the pump can be carried out either by means of a frequency converter (see FIG. 3) or, as shown in FIG. 4, by means of a change in the flow resistance with the aid of a valve. The hydraulic circuits of Fig. 5 and Fig. 6 with unregulated pumping devices are also able to achieve the cooling energy savings according to Table 2, but are characterized by higher delivery costs.
Fig. 9 zeigt eine schematische Darstellung für eine Regelstrategie zu den vorangehend beschriebenen Luftkühlern im vereinfachten Mollierdiagramm. Anders als bei herkömmlichen Regelschaltungen von Luftkühlern werden bei den hier vorgeschlagenen Schaltungen immer sowohl die Kühlmittelmenge als auch deren Eintrittstemperatur geregelt.9 shows a schematic representation of a control strategy for the air coolers described above in the simplified Mollier diagram. Unlike conventional control circuits of air coolers, both the coolant quantity and its inlet temperature are always regulated in the circuits proposed here.
Nachfolgend wird das Regelkonzept näher beschrieben.The control concept is described in more detail below.
Bei der Kühlung ohne Entfeuchtung darf die Oberflächentemperatur des Kühlers an keinem Ort gleich oder unterhalb der Taupunkttemperatur der zu kühlenden feuchten Luft liegen. Deshalb darf in diesem Fall die Vorlauftemperatur des Kühlfluids für den Luftkühler die Taupunkttemperatur der feuchten Luft nicht unterschreiten. Da die Kühlleistung von der mittleren Oberflächentemperatur des Luftkühlers abhängig ist, kann die Luft nicht bis zur Sättigungsli- nie abgekühlt werden. Deshalb wird der Luftkühler in diesem Fall mit hoher Pumpendrehzahl betrieben, wobei die Leistungsanpassung durch Veränderung der Kühlmittelrücklaufbeimischung erfolgt.When cooling without dehumidification, the surface temperature of the cooler must never be equal to or lower than the dew point temperature of the moist air to be cooled. Therefore, in this case, the flow temperature of the cooling fluid for the air cooler must not fall below the dew point temperature of the moist air. Since the cooling capacity depends on the average surface temperature of the air cooler, the air can not be cooled down to the saturation line. Therefore, in this case, the air cooler is operated at a high pump speed, the power adjustment being done by changing the refrigerant return admixture.
Kühlmittelseitig ergibt sich:On the coolant side:
-A'uft/en = m Kuhlmittel * C pkuhhmlκι * K RucklauJ ~ ' Vorlauf ) C U mit-A'uft / en = m Coolant * C p kuhhmlκ ι * K RucklauJ ~ 'flow) CU with
«Men Kühlleistung des Luftkühlers [W]«Men cooling capacity of the air cooler [W]
^1 KuMmIiWi Kühlmittelmassenstrom [kg/s] c pKuMmiiici spezifische Wärmekapazität des Kühlmittels [kJ/(kg*K)] V ituckhuf ~ ^oriau/ ) Temperaturdifferenz des Kühlmittels vor und nach dem Luftkühler [K] und tVrιrιauj ≥ traupunkl ^ 1 KuMmI i W i Coolant mass flow [kg / s] c pKuMm iii c i specific heat capacity of the coolant [kJ / (kg * K)] V i tuckhuf ~ ^ or i au / ) temperature difference of the coolant before and after the air cooler [K] and t Vrιr ι auj ≥ t urba
Luftseitig bestimmt sich die Kühlleistung gemäß Gleichung (3) unter Zuhilfenahme von Glei- chung (2) zu:On the air side, the cooling capacity is determined according to equation (3) with the aid of equation (2):
MKuhkAxx *(ro +SD *fι)+c PL *O-Uκ*(>O +^ *tLK)+cpL *tLK) (2)M Kuhk A x x * ( r o + S D * f i) + c PL * O-Uκ * (> O + ^ * t LK ) + c pL * t LK ) (2)
mitWith
ro Verdampfungswärme von Wasser bei O0C [kJ/kg]ro Heat of evaporation of water at O 0 C [kJ / kg]
CpD spezifische Wärmekapazität des Wasserdampfes [kJ/(kg*K)]C pD specific heat capacity of water vapor [kJ / (kg * K)]
CpL spezifische Wärmekapazität der trockenen Luft [kJ/(kg*K)]C pL specific heat capacity of dry air [kJ / (kg * K)]
uhlen = "1M * MKMen (3) mitmills = "1 M * M kmen (3)
mlufι Luftmassenstrom [kg/s] ΔhKMm Enthalpiedifferenz; hier bei konstanter Feuchtebeladung der Luft [kJ/kg]m lufi air mass flow [kg / s] Δh KMm enthalpy difference ; here at constant humidity loading of the air [kJ / kg]
Bei der Kühlung mit Entfeuchtung wird neben der Luftaustrittstemperatur aus dem Kühler auch die Wasserdampfbeladung der Luft geregelt. Dazu werden sowohl die Pumpendrehzahl als auch die Kühlmittelrücklaufbeimischung so verändert, dass der Zielpunkt der Luft am Kühleraustritt erzielt wird. Hierbei übernimmt der Fördermassenstrom (Pumpendrehzahl) die Mengenregelung und die Kühlmitteleintrittstemperatur (Kühlmittelrücklaufbeimischung) die Beimischregelung. Sehr vereinfacht ausgedrückt bestimmt der Fördermassenstrom bei konstanter Kühlmitteltemperatur die Steigung der Zustandsänderung im Mollierdiagramm; bei konstantem Förderstrom bestimmt die Kühlmitteleintrittstemperatur die sensible Kühlleis- tung. Allerdings sind die beiden Parameter nicht unabhängig voneinander, da sich wegen des Einflusses auf die Kühlmittelrücklauftemperatur bei Änderung der Kühlmitteleintrittstemperatur und des Fördermassenstrom ebenfalls die effektive Oberflächentemperatur ändert - was sowohl Einfluss auf die sensible Kühlleistung und die Entfeuchtung des Luftstromes hat. Für einen vorgegebenen Austrittsluftzustand gibt es in Abhängigkeit vom Ausgangszustand gerade eine Kombination von Fördermassenstrom und Kühlmitteleintrittstemperatur.In cooling with dehumidification, in addition to the air outlet temperature from the radiator, the water vapor loading of the air is regulated. For this purpose, both the pump speed and the coolant return admixture are changed so that the target point of the air is achieved at the radiator outlet. Here, the flow rate (pump speed), the flow rate control and the coolant inlet temperature (coolant return admixture) takes over the admixing. Expressed in very simplified terms, the delivery mass flow at constant coolant temperature determines the slope of the state change in the Mollier diagram; At constant flow, the coolant inlet temperature determines the sensible cooling capacity. However, the two parameters are not independent of each other because the effective surface temperature also changes due to the influence on the coolant return temperature as the coolant inlet temperature and the mass flow rate changes both has an influence on the sensitive cooling performance and the dehumidification of the airflow. For a given outlet air condition, depending on the initial condition, there is a combination of mass flow rate and inlet temperature.
Fig. 10 bis 14 vereinfachte Regelschemata für die hydraulische Schaltung gemäß Fig. 3. Die Buchstaben „R" und „N" bezeichnen eine Rücklaufbeimischung und eine Pumpendrehzalre- gelung. In Verbindung mit diesen Regelgrößen angegebene Pfeile zeigen eine Regelung zur Vergrößerung (Pfeil aufwärts) oder zur Verkleinerung (Pfeil abwärts) der jeweilige Größe an. Die Größen Tson und TjSt bezeichnen eine Soll- und eine Ist-Temperatur der gekühlten / ent- feuchteten Luft. In gleicher Weise bezeichnen Xson und Xjst bezeichnen eine Soll- und eine Ist-Luftfeuchte. Die Ziffern „11", „21", ... dienen zur Bezugnahme zwischen den Regelschemata in den Figuren 10 bis 14.10 to 14 simplified control diagrams for the hydraulic circuit of FIG. 3. The letters "R" and "N" denote a Rücklaufbeimischung and a Pumpendrehzahlschal-. Arrows indicated in conjunction with these control variables indicate a regulation for enlargement (arrow up) or for reduction (arrow down) of the respective size. The variables T so n and Tj St denote a setpoint and an actual temperature of the cooled / dehumidified air. In the same way as X denote n and Xj st designate a target and an actual air humidity. The numerals "11", "21", ... serve to refer between the control schemes in FIGS. 10 to 14.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung offenbarten Merk- male der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen von Bedeutung sein. The features of the invention disclosed in the above description, the claims and the drawing may be of significance both individually and in any combination for the realization of the invention in its various embodiments.

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren zur Luftkonditionierung mittels einer lufttechnischen Anlage, bei dem zum Einstellen eines durch Luftfeuchte und Lufttemperatur charakterisierten vorgegebenen Zielluftzustandes Luft mit einem Ausgangsluftzustand mit Hilfe eines Luftkühlers (10) gekühlt und entfeuchtet wird, indem eine dem Luftkühler (10) zugeordnete Kühlmittelzuführeinrichtung für ein dem Luftkühler (10) zugeführtes Kühlmittel sowohl einen Kühlmittelmassenstrom als auch eine Kühlmitteleintrittstemperatur dem Ausgangsluftzustand und dem vorgegebenen Zielluftzustand entsprechend regelt.1. A method for air conditioning by means of an air conditioning system, wherein for setting a characterized by humidity and air temperature predetermined target air condition air with an outlet air condition using an air cooler (10) is cooled and dehumidified by the air cooler (10) associated with a coolant supply for a Coolant (10) supplied coolant controls both a coolant mass flow and a coolant inlet temperature according to the outlet air condition and the predetermined target air condition.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Regeln des Kühlmittelmassenstroms und der Kühlmitteleintrittstemperatur mit Hilfe einer hydraulischen Schaltung der Kühlmittelzuführeinrichtung ausgeführt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the regulation of the coolant mass flow and the coolant inlet temperature by means of a hydraulic circuit of the coolant supply device is performed.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Regeln des Kühlmittelmassenstroms und der Kühlmitteleintrittstemperatur mit Hilfe einer von der Kühlmittelzuführeinrichtung umfassten, integrierten Regelschaltung ausgeführt wird, bei der eine beimischgeregelte Schaltung mit einer fördermengengeregelten Pumpeinrichtung (13) gebildet ist.3. The method of claim 1 or 2, characterized in that the rules of the coolant mass flow and the coolant inlet temperature is carried out by means of an integrated from the coolant supply, integrated control circuit, in which a derischgeregelte circuit with a flow rate controlled pumping device (13) is formed.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Regeln des Kühlmittelmassenstroms und der Kühlmitteleintrittstemperatur mit Hilfe einer von der Kühlmittelzuführeinrichtung umfassten Reihenschaltung einer beimischgeregelten und einer mengengeregelten Schaltung (60, 62) ausgeführt wird.4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the regulation of the coolant mass flow and the coolant inlet temperature by means of one of the Kühlmittelzuführeinrichtung included series connection of a derischgeregelten and a quantity-controlled circuit (60, 62) is executed.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Regeln des Kühlmittelmassenstroms und der Kühlmitteleintrittstemperatur mit Hilfe einer von der Kühlmittelzuführeinrichtung umfassten, integrierten Regelschaltung ausgeführt wird, bei der eine Pumpeinrichtung (40) mit konstantem Förderdruck und eine Ventilregeleinrich- tung (41 ) gebildet sind.5. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the regulation of the coolant mass flow and the coolant inlet temperature is carried out by means of an integrated by the coolant supply, integrated control circuit, in which a pumping device (40) with constant delivery pressure and a Ventilregeleinrich- device (41 ) are formed.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Regeln des Kühlmittelmassenstroms und der Kühlmitteleintrittstemperatur mit Hilfe einer von der Kühlmittelzuführeinrichtung umfassten, integrierten Regelschaltung ausgeführt wird, bei der eine Pumpeinrichtung (50) mit konstanter Drehzahl und eine Bypasseinrichtung (51) gebildet ist.6. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the regulation of the coolant mass flow and the coolant inlet temperature by means of one of the Coolant supply means included, integrated control circuit is executed, in which a pump device (50) is formed at a constant speed and a bypass device (51).
7. Vorrichtung zur Luftkonditioniemng, mit:7. Apparatus for air conditioning, comprising:
- einem Luftkühler (10), welcher konfiguriert ist, zum Einstellen eines durch Luftfeuchte und Lufttemperatur charakterisierten vorgegebenen Zielluftzustandes Luft mit einem Ausgangsluftzustand zu kühlen und zu entfeuchten, undan air cooler (10) configured to cool and dehumidify air having an outlet air condition to set a predetermined target air condition characterized by humidity and air temperature, and
- einer an den Luftkühler (10) angeschlossene Kühlmittelzuführeinrichtung für ein dem Luftkühler zuzuführendes Kühlmittel, welche konfiguriert ist, sowohl einen Kühlmittelmassenstrom als auch eine Kühlmitteleintrittstemperatur dem Ausgangsluftzustand und dem vorgegebenen Zielluftzustand entsprechend zu regeln.a coolant supply means connected to the air cooler for a coolant to be supplied to the air cooler, which is configured to control both a coolant mass flow and a coolant inlet temperature according to the output air state and the predetermined target air state.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelzu- führeinrichtung mit einer hydraulischen Schaltung gebildet ist, die konfiguriert ist, den8. The device according to claim 7, characterized in that the coolant supply device is formed with a hydraulic circuit, which is configured, the
Kühlmittelmassenstrom und die Kühlmitteleintrittstemperatur zu regeln.To regulate the coolant mass flow and the coolant inlet temperature.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelzuführeinrichtung mit einer integrierten Regelschaltung ausgeführt ist, bei der eine beimischgeregelte Schaltung mit einer fördermengengeregelten Pumpeinrichtung gebildet ist und die konfiguriert ist, den Kühlmittelmassenstrom und die Kühlmitteleintrittstemperatur zu regeln.9. Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the coolant supply device is designed with an integrated control circuit, in which a derischgeregelte circuit is formed with a flow rate controlled pumping device and which is configured to control the coolant mass flow and the coolant inlet temperature.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmit- telzuführeinrichtung mit einer Reihenschaltung ausgeführt ist, bei der eine beimischgeregelte und eine mengengeregelte Schaltung in Reihe geschaltet sind. 10. Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the Kühlmit- telzuführeinrichtung is carried out with a series circuit in which a derischgeregelte and a quantity-controlled circuit are connected in series.
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