WO2018103896A1 - Method, plant, and system for air improvement in a building - Google Patents

Method, plant, and system for air improvement in a building Download PDF

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WO2018103896A1
WO2018103896A1 PCT/EP2017/025359 EP2017025359W WO2018103896A1 WO 2018103896 A1 WO2018103896 A1 WO 2018103896A1 EP 2017025359 W EP2017025359 W EP 2017025359W WO 2018103896 A1 WO2018103896 A1 WO 2018103896A1
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WO
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air
building
oxygen
liquid
container
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Application number
PCT/EP2017/025359
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German (de)
French (fr)
Inventor
Benjamin Halde
Original Assignee
Linde Aktiengesellschaft
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Filing date
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/60Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by adding oxygen

Definitions

  • the invention relates to a method for air conditioning in a building, a corresponding system and a corresponding system according to the preambles of the independent claims.
  • air consumed is used in particular to refer to air with a reduced level of atmospheric air, due to human respiration or the activity of machines, in particular internal combustion engines
  • ambient air air that is drawn in from the environment of the building.
  • Conventional ventilation systems are thus made an exchange of air with the environment. This can be assisted by air circulation of the air in the building itself as well as suitable conditioning such as drying, humidification, heating, cooling or filtering.
  • the ambient air of a building may be so poorly contaminated that it is detrimental to human health or should not enter a building for other reasons such as odors people stay permanently.
  • treatment of the air for example by means of suitable adsorbers or filters, in particular using activated charcoal, washes and the like, can be carried out while it is sucked in and / or before it is distributed in the building.
  • a suitable treatment it is also possible, if appropriate, not to remove all unwanted components from the air.
  • EP 1 574 195 A2 discloses a common room for humans or animals. This can be kept at a slight overpressure.
  • Room air system can be supplied to the room air automatically or manually nitrogen-containing gas with a nitrogen content of more than 90 percent by volume or oxygen-containing gas with an oxygen content of more than 60 percent by volume. In this way, either hyperoxic or hypoxic room air atmospheres can be set in the common room.
  • EP 0 427 1 12 A1 proposes a process for producing a gaseous phase from a gas reservoir stored in its liquid phase. While conventionally the released refrigerant content is released in an evaporator to the ambient air, here the production of the gaseous phase to be coupled by a heat exchanger with a waste heat generating process, wherein the heat exchange over a phase transition exhibiting
  • Buffer medium takes place and the amount of heat exchanged is regulated as a function of the transition temperature of the phase transition.
  • EP 0 757 212 A2 proposes a device for controlling the temperature in a building for human or animal residence. It has a source of liquid oxygen and nitrogen as well as delivery means for distributing a vaporized mist of a life-supporting gas in the building.
  • the distributed mist which is at a much lower temperature than the ambient temperature, is expected to provide much faster and more effective cooling in the building than conventional systems.
  • the object of the present invention is to provide improved measures for improving the air quality. Disclosure of the invention
  • Air separation plants have distillation column systems which can be designed, for example, as two-column systems, in particular as classic Linde double-column systems, but also as three-column or multi-column systems.
  • distillation column systems which can be designed, for example, as two-column systems, in particular as classic Linde double-column systems, but also as three-column or multi-column systems.
  • Distillation columns for the recovery of nitrogen and / or oxygen in the liquid and / or gaseous state ie the distillation columns for nitrogen-oxygen separation, distillation columns for obtaining further air components, in particular the noble gases krypton, xenon and / or argon, can be provided.
  • the distillation columns of said distillation column systems are operated at different pressure levels.
  • Known double column systems have a so-called high-pressure column (also referred to as a pressure column, medium-pressure column or lower column) and a so-called low-pressure column (also referred to as the upper column).
  • the pressure level of the high pressure column is for example 4 to 6 bar, in particular about 5 bar.
  • the low-pressure column is at a pressure level of, for example, 1, 3 to 1, 7 bar, in particular about 1, 5 bar operated.
  • the pressures given here are in particular absolute pressures at the top of said columns.
  • an "air product” is any product that, at least, is compressed and cooled by air and particularly, but not necessarily, can be prepared by a subsequent cryogenic rectification.
  • these may be liquid or gaseous oxygen (LOX, GOX), liquid or gaseous nitrogen (LIN, GAN), liquid or gaseous argon (LAR, GAR), liquid or gaseous xenon, liquid or gaseous krypton, liquid or gaseous neon , liquid or gaseous helium, etc. but also, for example, liquid air (LAIR).
  • the present invention uses oxygen-containing liquid air products, such as, for example, pure liquid oxygen, oxygen-enriched liquid air, or merely liquefied air. Also, several air products, such as liquid
  • Oxygen and liquid nitrogen are mixed in the context of the present invention as needed and used accordingly.
  • Air liquefaction product, electricity, etc. is here understood to mean a liquid medium whose boiling point is significantly below the respective ambient temperature and, for example, 200 K or less, in particular 220 K or less.
  • cryogenic media are liquid air, liquid oxygen, liquid nitrogen in the above sense, liquid propane, etc. Advantages of the invention.
  • the present invention is based on a method for improving the air quality in a building, in which an oxygen-containing, gaseous fluid stream is supplied to the building and distributed in the building.
  • the method is similar to known ventilation methods in which corresponding air flows from ambient air are fed into buildings and by means of suitable ventilation devices in these
  • the oxygen-containing, gaseous fluid stream at least partially using one in a container
  • Air product is formed.
  • an oxygen-containing, liquid air product of defined purity and composition is used for the ventilation, and thus for improving the air quality.
  • suitable containers for example gas cylinders or tanks. If the oxygen-containing, liquid air product is consumed, a suitable container can be replaced with suitable dimensioning and replaced by a new, full container. It is also possible to fill a corresponding container on site, for example using a tanker vehicle.
  • the invention proposes that the building air taken, processed and re-supplied to the building, the treatment comprises an adsorptive removal of carbon dioxide optionally further undesirable components.
  • the treatment of the air taken from the building is made separately to provide the oxygen-containing, liquid air product stored in a container and taken from the container.
  • This is understood to mean that the preparation of the air taken from the building and the provision of the oxygen-containing, liquid air product and its further processing, in particular its subsequent explained evaporation or conversion into a supercritical state, is carried out by means of separate devices.
  • liquid air can be used as the liquefied, oxygen-containing air product. This can be done in one
  • Air liquefaction plant which does not have a distillation column system but only air-cooling facilities.
  • oxygen-containing air product enriched against atmospheric air oxygen, liquid air product.
  • This may be at least 30, 40, 50, 60, 70, 80 or 90 mole percent oxygen.
  • the content of oxygen may in particular also be 30 to 90, 40 to 80 or 50 to 70 mole percent.
  • an oxygen-enriched liquid English Enriched Liquid
  • Pressure column of an air separation plant which may have an oxygen content of 30 to 50 mole percent, in particular 35 to 40 mole percent.
  • Oxygen can be replaced faster and using lower feed amounts, so that smaller amounts of a corresponding liquid air product are needed.
  • Oxygen can be replaced faster and using lower feed amounts, so that smaller amounts of a corresponding liquid air product are needed.
  • Oxygen can be replaced faster and using lower feed amounts, so that smaller amounts of a corresponding liquid air product are needed.
  • Oxygen sensors are used and it can be supplemented with oxygen based on a corresponding value.
  • liquid oxygen can also be used, ie a cryogenic liquid which has at least 90, 95, 98 or 99 mole percent oxygen. It is also possible to use several liquid air products.
  • the oxygen-containing, gaseous fluid stream which is supplied to the building and distributed in the building, thereby using the stored in the container and the container extracted oxygen-containing, liquid air product and using a stored in another container and the other container removed further Air product, in particular a nitrogen-rich air product, for example, of pure
  • Nitrogen to be formed.
  • a mixture of nitrogen and oxygen with desired Sauerstoff,. Nitrogen content can be formed by means of which a reduced oxygen content in the building can be compensated.
  • the mentioned oxygen sensors can be used
  • the oxygen-containing, liquid air product used to form the oxygen-containing, gaseous fluid stream in particular in a heat exchanger, is heated and thereby vaporized or transferred from the liquid into the supercritical state at a correspondingly high pressure.
  • the heat exchanger may be in any suitable form, for example as
  • Flossenrohr Anlagen (2004) be designed for replacement with a gaseous environment or as a countercurrent heat exchanger. If an "evaporator" is mentioned below, all embodiments of heat exchangers which are suitable for evaporation are included here.
  • This heat exchanger or evaporator can be operated at least partially using ambient heat, solar heat and / or electric heat. The effect of ambient heat and solar heat can be controlled for example by a suitable cover or shading of an evaporator. Other heat sources, such as burners, may be used in the present invention.
  • heat exchanger or evaporator with heat exchange structures, which are integrated in a ventilation or air conditioning of the building.
  • fin pipes or other suitable heat exchange structures can be integrated into ventilation ducts of the ventilation or air conditioning system of the building, so that in this way causes a cooling and, for example, a
  • Air conditioning can be supported.
  • an amount of heating in the evaporator may be adjusted based on one or more temperatures in the building. This allows the use of the vaporized, oxygenated air product
  • Make building temperature in particular a cooling.
  • existing air conditioners and heaters can be used.
  • Carbon dioxide include. According to the invention, therefore, such adsorptive removal of carbon dioxide is proposed. In this way, unwanted components can be removed and, especially when using an oxygen-enriched liquid air product, the consumed oxygen can be replenished. If carbon dioxide is removed or reduced by the adsorption, only the reduced oxygen content needs to be compensated. For this purpose, in particular the aforementioned oxygen-rich air products such as liquid oxygen-enriched air and liquid oxygen can be used.
  • the removal or reduction of carbon dioxide makes it possible, with smaller feed quantities in the form of
  • oxygen-containing liquid air product so that, for example, supply and refill cycles for the corresponding containers can be reduced.
  • the actual oxygen content in the building or the supplied fluid flow can be continuously monitored and adjusted accordingly.
  • the carbon dioxide content is preferably continuously monitored to a
  • the adsorptive removal of such components has the particular advantage over, for example, condensing removal, that no low temperatures have to be used for removal. If an adsorptive removal of carbon dioxide is mentioned below, this does not preclude the removal of corresponding further gaseous components, even if they are not specifically mentioned in each case.
  • gaseous components may in particular include typical indoor pollutants, for example, in the building
  • indoor pollutants include, for example, components of tobacco smoke, such as aromatic hydrocarbons, which can also be eliminated from the air by adsorptive removal.
  • adsorptive removal can also air pollutants such as nitrogen oxides, which in particular from the potentially contaminated ambient air enter the building, but can also be emitted within buildings, discharged.
  • nitrogen oxides which in particular from the potentially contaminated ambient air enter the building, but can also be emitted within buildings, discharged.
  • corresponding gaseous components can also only be perceived as troublesome substances such as odor carriers
  • the other gaseous components may in particular comprise volatile organic hydrocarbons (TVOC). Also a removal of fine dust is possible.
  • TVOC volatile organic hydrocarbons
  • the adsorber containers may have an adsorption material suitable for adsorbing carbon dioxide and other undesired components, for example modified or unmodified activated carbon or molecular sieve.
  • an adsorption material suitable for adsorbing carbon dioxide and other undesired components for example modified or unmodified activated carbon or molecular sieve.
  • Adsorbable components adsorb to the adsorbent material until it is saturated or loaded so that the adsorption performance decreases to a no longer tolerable value.
  • the adsorber vessel through which the gas or fluid to be purified has previously been fed is therefore regenerated, and instead a previously regenerated adsorber vessel is now filled with the
  • a gas or fluid in particular after previous heating, is passed through the adsorber vessel to be regenerated and absorbs the adsorbed components. After a sufficient regeneration time, therefore, the corresponding adsorber is again available for use for purification.
  • an adsorber container not used in each case for the adsorptive removal of carbon dioxide can be regenerated using further air taken from the building.
  • air can advantageously be discharged from the building in a predetermined amount and processed to a first fraction in one of the adsorber containers of the adsorber and thereby freed from carbon dioxide.
  • This first share is then returned to the building.
  • the first fraction after the removal of the carbon dioxide, the oxygen-containing, liquid
  • Air product are added after its evaporation or transfer from the gaseous to the supercritical state.
  • Removal of carbon dioxide used adsorber can be used.
  • Adsorber variouser be regenerated using ambient air.
  • This ambient air can be prepared for this purpose, for example, brought to a suitable pressure level and heated.
  • the air taken from the building and subsequently treated, ie freed of carbon dioxide can also be exposed to ambient air. This is preferably done before the treatment and the removal of carbon dioxide. In this way, corresponding unwanted components from the ambient air can be removed. In particular, this ambient air can be freed from carbon dioxide in this way and thus does not lead to a further entry of carbon dioxide into the building.
  • the advantage of this embodiment is that no or only a smaller number of additional devices for conditioning the ambient air are required for the treatment of the ambient air.
  • a predetermined amount of additional air can be taken from the building and dissipated to the environment.
  • This portion and all other portions of the air taken from the building and supplied to the building may be heat exchanged with any other streams to either cool or heat further streams.
  • Further advantages of such heat integration have already been explained.
  • the air taken from the building is supplied in particular to one or more blowers and / or one or more compressors.
  • the blower or blowers and / or the compressor (s) can thereby be driven by using an electric motor and / or by using a relaxation machine, in which in turn at least part of the oxygen-containing air product vaporized in the evaporator is expanded. In the latter case, in particular released relaxation work can be used in an energy-saving manner for a compression.
  • Carbon dioxide used Adsorber notioner using other, the building air removed is regenerated, this additional air in one or more corresponding compressors or blowers can be subjected to a pressure increase.
  • air can be discharged from the building in a predetermined amount and treated to a first portion in one of the adsorber of the adsorber and thereby freed from carbon dioxide and a second portion can be used to regenerate the adsorber not used for the adsorptive removal of carbon dioxide.
  • the first and the second portion of the air taken from the building can in principle together increase the pressure, in particular in the or
  • Blowers subjected and then divided into partial streams corresponding to the first and the second portion.
  • the first and second portions are subjected to separate pressure increases, in particular in several separate blowers.
  • the first embodiment specified only one fan is required.
  • two blowers are required, although the first and the second portion of the feed air can each be brought to specifically adapted to the respective task pressure levels and can be performed on these for carbon dioxide removal or regeneration. This can be a preferred one
  • Evaporator is vaporized or transferred from the liquid to the supercritical state, then combined with at least part of the building removed and treated air and fed together with this the building. An example of this has already been explained above.
  • the present invention may in particular comprise the use of an air conditioning system, which may advantageously be designed as an integrated unit for heating, ventilation and air conditioning, that is to say as a so-called HVAC unit (heating, ventilating and air conditioning).
  • air conditioning system building air is supplied and conditioned in the air conditioning, for example, dried and / or tempered (ie cooled or heated).
  • the conditioned building air or a part of it can be returned to the building.
  • the oxygen-containing, gaseous fluid stream which is formed in the context of the present invention, at least partially using the stored in a container and the container withdrawn oxygen-containing, liquid air product can, in this case of the Air conditioning supplied building air supplied and conditioned together with this.
  • the oxygen-containing, gaseous fluid stream which is formed in the context of the present invention, at least partially using the stored in a container and the container removed oxygen-containing liquid air product, the already conditioned in the air conditioning building air or their in the Building returned part
  • a “compressor” is understood to mean a device which is set up for compressing at least one gaseous stream from at least one inlet pressure at which it is fed to the compressor to at least one final pressure at which it is taken from the compressor.
  • the compressor forms a structural unit, which, however, can have a plurality of "compressor stages” in the form of known piston, screw and / or Schaufelrad- or turbine assemblies.
  • these compressor stages are driven by means of a common drive, for example via a common shaft.
  • a “blower” is characterized in contrast to a compressor essentially by the fact that its main task is not the compression of a gas stream but primarily the conveying of a corresponding gas stream, for example by a heat exchanger or an adsorber.
  • a certain pressure ratio between inlet pressure and final pressure for example a pressure ratio of 1.3 to 3.0 (compared to a pressure ratio of more than 3.0 in a typical compressor), also arises on a fan.
  • a “fan” is a fan that is itself
  • the inventive method can be used in particular in a small building or a large building.
  • a small building is a single or smaller apartment building or a small one Commercial operation.
  • a large building is an office building of appropriate size, a skyscraper, a factory, a railway station, an airport, etc.
  • the above-described measures are not limited to a specific type of building or a specific size of a building.
  • the present invention further relates to a facility for air conditioning in a building, with means adapted to the building
  • the plant is adapted to at least partially store the oxygen-containing, gaseous fluid stream using an oxygen-containing liquid which is stored in a vessel and removed from the vessel
  • Air product to form is further adapted to remove air from the building, reprocess and re-supply the building, wherein the treatment comprises an adsorptive removal of carbon dioxide.
  • a system for improving the air which is also proposed according to the invention, comprises a building and the installation just described according to different embodiments.
  • a corresponding system and a corresponding system are arranged according to a particularly preferred embodiment for carrying out a method, as explained above.
  • the features and advantages explained above are therefore expressly referred to.
  • the invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawing, in the preferred embodiments of the invention schematically
  • FIG. 1 illustrates a system for improving air in accordance with a noninventive embodiment in the form of a schematic diagram.
  • FIG. 2 illustrates an air improvement system according to an embodiment of the invention in the form of a schematic diagram.
  • FIG. 3 illustrates a system for improving air in accordance with a further embodiment of the invention in the form of a schematic diagram.
  • FIG. 4 illustrates a system for improving air in accordance with a further embodiment of the invention in the form of a schematic diagram.
  • Figure 1 is a system for improving the air in the form of a schematic
  • the system 1 is for the improvement of air in a small building 10, in particular a single or
  • the system 1 comprises an air conditioning system, which is designated in Figure 1 as a whole with 100.
  • the air conditioning plant 100 is a liquid, oxygen-containing
  • Air product in particular under pressure and in the cryogenic state, provided in a container 101.
  • the container 101 may in particular be a gas cylinder of conventional type.
  • the use of thermally insulated containers 101 is possible.
  • the container 101 has dimensions that allow it to be transported in the usual way.
  • the container 101 is formed so that it can be replaced after consumption of the contained liquid, oxygen-containing air product by a filled container 101, which can be supplied to the small building 10.
  • a further air product stored in a further container 151 and taken from the further container 151 for example a nitrogen-rich air product, can furthermore be used.
  • the following explanations concerning the container 101 and the corresponding oxygen-rich air product also apply correspondingly to the container 151.
  • the connection of the container 151 is not shown in detail.
  • the container 101 is connected to a line 103, which in turn is coupled to an evaporator 104.
  • the liquid, oxygen-containing air product can be evaporated from the container 101. It is then supplied to the small building 10 and distributed here via an existing or provided as part of the system 1 ventilation system (not shown), for example, in different rooms of the small building 10.
  • a line 106 is provided, which may be coupled to a fan 107, for example one or more tube fans. Alternatively, it may also be provided a discharge of spent air and mass balance on one or more air vents, ventilation grille and the like. It can also be provided a plurality of corresponding lines 106 and blower 107. The exhausted air via the line (s) 106 and the blower or blowers 107 can be blown off via a line 108 into the environment.
  • the liquid, oxygen-containing air product is evaporated from the container 101 in the evaporator 104. At the same time, the temperature of the
  • vaporized, oxygen-containing air product can be adjusted so that the air freshening system 1 can be set up at the same time to set a certain room temperature in the small building 10.
  • a temperature controller 109 is provided, which is detected on the basis of one or more in the small building 10 Temperatures via a control line 1 10 can regulate the action of heat sources on the evaporator 104.
  • ambient heat 1 1 1, solar heat 1 12, electrical heat 1 13 are illustrated as heat sources in FIG. These and other heat sources,
  • a burner and the like can be brought to act on the evaporator 104 alternatively to each other or in any combination together to varying degrees.
  • sensible heat 152 of the building air of the small building 10 can be used, which can be led out for this purpose, for example, from the small building 10.
  • suitable heat exchange structures of the evaporator 104 into a ventilation system of the small building 10.
  • the use of the sensible heat 152 of the building air of the small building 10 may be under the control of the temperature controller 109.
  • a variable heating can be effected, or by means of different heating levels of
  • an adjustable heating can be achieved. It is understood that additional control and regulating devices can be provided for a corresponding heating. For example, a can also
  • Temperature of the vaporized, oxygen-containing air product in or directly downstream of the evaporator 104 are detected, so that optionally a faster
  • FIG. 2 illustrates a system for improving the air in accordance with an embodiment of the invention in the form of a schematic diagram and denoted overall by 2.
  • the system 2 is set up, in particular, to supply a large building 20, for example an office complex, a larger residential building or a larger commercial enterprise.
  • a large building 20 for example an office complex, a larger residential building or a larger commercial enterprise.
  • the air conditioning system is designated 200 for better distinctness.
  • To supply the large building 20 may be provided, in addition to or as an alternative to the relatively small container 101 a container 1 14 for the
  • oxygenated, liquefied air product This is in particular a thermally insulated large tank, for example
  • a tanker can be periodically filled by a tanker with the oxygen-containing, liquefied air product.
  • a tanker can be periodically filled by a tanker with the oxygen-containing, liquefied air product.
  • Air product can be removed from the container 1 14 via a line 1 16 and also fed to the evaporator 104.
  • a further larger container 153 to which a further air product, for example a nitrogen-rich air product, can be taken.
  • a further air product for example a nitrogen-rich air product
  • the corresponding explanations concerning the containers 101, 151 and 1 14 apply mutatis mutandis.
  • the connection of the container 152 is not shown in detail.
  • the temperature control which has already been explained with reference to Figure 1 with reference to the elements 109 to 1 13, may also be present in the air conditioning system 2 for the large building 20.
  • sensible heat 152 of the building air of the large building 20 can also be used here.
  • the vaporized, oxygen-rich air product in the line 105 is at least partially fed via a line 1 17 a relaxation machine 1 18, for example, a turboexpander, and there relaxed.
  • An amount of vaporized, oxygen-rich air product carried in line 105 can be adjusted via a valve 19.
  • a flow rate regulator 120 can be used, which can be connected via a control line 121 to a ventilation regulator 120a.
  • the ventilation controller 120a may sense air quality or one or more air parameters of the air in the large building 20.
  • the vaporized, oxygen-containing air product expanded in the expansion machine 118 can be fed by means of a line 121 to a heat exchanger 122, in FIG This heated, and over a line 123 with circulating air (see below) are combined in a line 124. After an optional humidification in a humidifier 125, the air can be fed via a line 126 into the large building 20 and distributed there, for example, via a ventilation system in several rooms.
  • Exhausted air (hereinafter referred to as the "circulating air" already mentioned above because it is returned to the large building 20) can be discharged from the large building 20 via a duct 127. This is fed to a compression in a mechanically coupled to the expansion machine 1 18 compressor 128. It is alternatively also possible to provide, for example, an electric drive for driving the compressor 128. In this case, it is possible to dispense with the expansion machine 1 18 and the vaporized, oxygen-containing
  • Air product from the line 1 17 are fed directly to the heat exchanger 122. Via a line 129, the compressed circulating air is supplied to the heat exchanger 122, where in particular the heat of compression can be dissipated. Subsequently, a portion of the circulating air is fed via a line 130 to an adsorber 131 and treated there in a suitable manner, for example, freed of water and carbon dioxide.
  • the adsorber 131 has a pair of adsorbent containers which are filled with a suitable adsorbent material and operated in alternating operation.
  • a further part of the circulating air can be used, which is supplied via a line 132 to an electric heater 133, where it is heated and fed to the adsorber via a further line 134.
  • an electric heater 133 For the function of a corresponding adsorber 131, reference should be made to the literature cited with reference to air separation plants, for example Häring, FIG. 2.3A and associated explanations.
  • the circulating air treated in the adsorber 131 is combined via the already mentioned line 124 with the vaporized, oxygen-containing air product in the line 123 and fed to the moistening in the moistener 125.
  • FIG. 3 illustrates a system for improving the air in accordance with an embodiment of the invention in the form of a schematic diagram and denoted by 3.
  • the system 3 illustrated in FIG. 3 is set up to supply a large building 20 in particular.
  • the air conditioning system is designated 300 in FIG. 3 for better distinctness.
  • the large building 3 has, for example, five offices of 30 square meters each and is usually occupied by 10 to 15 people.
  • the embodiment of the system 3 or of the system 300 illustrated in FIG. 3 represents a variant of the system 2 illustrated in FIG. 2 or of the system 200 illustrated there, which is also illustrated in greatly simplified form. Apart from the differences explained below, all of the components illustrated and explained in relation to the system 2 or the system 200 in FIG. 2 can also be present in the system 2 or the system 300.
  • the "circulating air" already mentioned above from the large building 20 can be executed via a line 127 ', which can essentially correspond to the line 127 of the system 2 or the system 200 according to FIG ,
  • an upstream compressor or blower 128 ' which otherwise can correspond to the compressor 128 of the system 2 or the system 200 according to FIG
  • Partial flow of the circulating air is branched off via a line 132 'and further compressed by means of a compressor or a blower 128 ".
  • a line 127 the remainder is passed to the adsorber designated here by 131'.
  • the partial flow in the line 132 ' is used for regeneration of the adsorber tank, which is not used in each case for the treatment of the air in the line 127 "
  • Adsorber purposeser designated 131 a. Following an optional supply of atmospheric air via line 324 (see also below), the air from line 127 "is fed to adsorption via line 127".
  • two compressors or fans 128 ', 128 are used here, the advantage being that they are each individually adapted to the required slight overpressures for adsorption (for example, approximately 1.1 Absolute pressure) and for regeneration (for example, about 1.05 bar absolute pressure)
  • a "compression" in a fan is understood to mean only a slight pressure increase in the scope explained at the outset for fans.
  • Regeneration of desorbed components from the adsorber tank 131 b is charged, for example, to be blown off to the environment via a line 132.
  • Another use and in particular heat recovery may be provided, but is not separately illustrated for reasons of clarity in FIG Regeneration, a corresponding proportion of the circulating air can also be additionally heated, in particular if the compression heat generated in the compressor or blower 128 "is insufficient.
  • the in the adsorber tank 131 a of unwanted components freed portion of the circulating air is via a line 124 ', which is substantially the line 124 of the
  • Systems 2 and the plant 200 according to Figure 2 may correspond, discharged. It is carried out via a line 124 ', which may essentially correspond to the line 124 of the system 2 or the system 200 according to FIG. 2, from the adsorber 131 and via a line 123', which is essentially the line 123 of the system 2 or can correspond to the plant 200 of Figure 2, with oxygen or vaporized applied to liquid air product.
  • a line 124 ' which may essentially correspond to the line 124 of the system 2 or the system 200 according to FIG. 2
  • a line 123' which is essentially the line 123 of the system 2 or can correspond to the plant 200 of Figure 2 with oxygen or vaporized applied to liquid air product.
  • FIG. 3 An evaporator, which may in principle be designed comparable to the evaporator 104 according to FIG. 2, is illustrated in simplified form and indicated by 104 '.
  • an air conditioning system 310 which can be designed, in particular, as an integrated unit for heating, ventilation and air conditioning, that is to say as a so-called HVAC unit (heating, ventilation and air conditioning).
  • the air conditioner 310 is via a vent line 321 air from the
  • Vent line 322 processed, in particular cooled, air to the large building 20.
  • the total of the vent line 321, which may also consist of several lines, is only partially supplied to the air conditioner 310.
  • Another part, as the circulating air already mentioned, passes the line 127 'for adsorption or adsorber regeneration to the adsorption unit 131'.
  • the oxygen-enriched air is fed via a line 126 ', which in turn may correspond substantially to the line 126 of the system 2 shown in Figure 2, in the vent line 321 and thus passed through the air conditioner 320.
  • excess heat of the oxygen-enriched air can be dissipated if the temperature of the oxygen-enriched air from the line 126 'is above a desired temperature. If the temperature of the oxygen-enriched air from the line 126 'below the target temperature, this heat can be supplied.
  • Words can be adjusted by means of the air conditioner 320, the temperature of the oxygen-enriched air from the line 126 'to the respective target temperature, wherein, depending on the temperature, the required cooling or heating power of the air conditioner 320 may optionally be lowered accordingly.
  • the oxygen-enriched air from the conduit 126 ' may also be supplied to the system
  • Ventilation strand 322 are fed. In this case can be separate
  • the invention can also be provided, which via the line 127 'from the Execute large building 20 executed circulating air separately to the vent line 321 of the air conditioner 320 from the large building 20 and / or supplied via the line 126 'provided oxygen-enriched air separately to the ventilation line 322 of the air conditioner 320 the large building 20.
  • exhaust air from the large building 20 is also carried out via a line 323, which is optionally present, and in particular discharged to the environment. Again, a heat integration can be made. Furthermore, optionally introduced via a line 324 to compensate for losses and in particular, if necessary, ambient air, which can be brought to a slightly superatmospheric pressure level of, for example, about 1, 10 bar absolute pressure. This is advantageously, as shown here, processed in the adsorber 131 'while guided by the compressor or the blower 128'.
  • the system 3 illustrated in FIG. 3 can in particular be based on an oxygen and / or carbon dioxide measurement by means of an oxygen and / or
  • Carbon dioxide sensors 325 work.
  • a control unit here illustrated in a highly simplified manner at 330, which may be in signal communication with any components of the system 3 via not shown wired and / or wireless communication links may in particular adjust an amount of vaporized air product metered in via the line 123 'based on a corresponding sensor signal ,
  • a setpoint is, for example, 21% oxygen and 600 ppm carbon dioxide. All percentage and ppm data refer to a molar fraction in the following explanations.
  • Absolute pressures p (in bar), temperatures T (in K) and carbon dioxide levels C0 2 (in ppm, exemplary data) in selected lines of the system 3 are illustrated. These are data from a pilot plant. These are therefore given by way of example only and are not necessarily directly transferable to larger systems.
  • the oxygen content is advantageously, but not necessarily, adjusted to a value corresponding to the content in atmospheric air by the metered addition of the vaporized air product.
  • the temperature of the Large building 20 via the line 323 running air is not regulated and also depends on unimpressable factors such as sunlight, insulation and the number of people in the large building 20 from.
  • FIG. 4 illustrates a system for improving the air in accordance with a further embodiment of the invention in the form of a schematic diagram and denoted by 4.
  • the system 4 essentially comprises the components of the system 3 illustrated in FIG. 3, which are therefore provided with identical reference symbols.
  • ambient air is used here for regeneration, which is made available via a line 132 "and processed accordingly as required 324 branch off. In this way, losses of already partially purified circulating air can be reduced.

Abstract

The invention relates to a method for air improvement in a building (20), wherein a gaseous fluid flow containing oxygen is supplied to the building (20) and distributed in the building (20). According to the invention, the gaseous fluid flow containing oxygen is formed at least in part using a fluid air product, which contains oxygen, is stored in a container (101, 114), and is taken from the container (101, 114), and air is extracted from the building (20), treated, and supplied back to the building (20) again, wherein the treatment comprises an adsorptive removal of carbon dioxide. The invention further relates to a corresponding plant (100, 200) and to a corresponding system (1, 2).

Description

Beschreibung  description
Verfahren, Anlage und System zur Luftverbesserunq in einem Gebäude Process, installation and system for air conditioning in a building
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Luftverbesserung in einem Gebäude, eine entsprechende Anlage und ein entsprechendes System gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche. The invention relates to a method for air conditioning in a building, a corresponding system and a corresponding system according to the preambles of the independent claims.
Stand der Technik State of the art
Zur Luftverbesserung in Gebäuden sind Belüftungsanlagen unterschiedlichster Art bekannt. Diese dienen in der Regel dazu, verbrauchte Luft durch Umgebungsluft zu ersetzen. Unter "verbrauchter Luft" wird dabei nachfolgend insbesondere Luft mit einem durch die menschliche Atmung bzw. die Aktivität von Maschinen, insbesondere Verbrennungskraftmaschinen, gegenüber atmosphärischer Luft vermindertem For air conditioning in buildings ventilation systems of various kinds are known. These are usually used to replace used air with ambient air. In the following, "air consumed" is used in particular to refer to air with a reduced level of atmospheric air, due to human respiration or the activity of machines, in particular internal combustion engines
Sauerstoff- und erhöhtem Kohlendioxidgehalt verstanden. Unter "Umgebungsluft" wird Luft verstanden, die aus der Umgebung des Gebäudes angesaugt wird. In Oxygen and elevated carbon dioxide content understood. By "ambient air" is meant air that is drawn in from the environment of the building. In
herkömmlichen Belüftungsanlagen wird damit ein Luftaustausch mit der Umgebung vorgenommen. Dies kann durch eine Luftumwälzung der Luft in dem Gebäude selbst sowie eine geeignete Konditionierung wie beispielsweise Trocknung, Befeuchtung, Erwärmung, Abkühlung oder Filterung unterstützt werden. Conventional ventilation systems are thus made an exchange of air with the environment. This can be assisted by air circulation of the air in the building itself as well as suitable conditioning such as drying, humidification, heating, cooling or filtering.
Insbesondere in stark industriell oder durch den motorisierten Straßenverkehr geprägten Regionen kann die Umgebungsluft eines Gebäudes gegebenenfalls durch Kontaminationen eine derart schlechte Qualität aufweisen, dass sie der menschlichen Gesundheit abträglich ist oder aus anderen Gründen, beispielsweise durch Gerüche, nicht in ein Gebäude gelangen sollte, in dem sich Menschen dauerhaft aufhalten. In solchen Fällen kann eine Aufbereitung der Luft, beispielsweise durch geeignete Adsorber oder Filter, insbesondere unter Verwendung von Aktivkohle, Wäschen und dergleichen, vorgenommen werden, während sie angesaugt und/oder bevor sie im Gebäude verteilt wird. Dies erweist sich jedoch in der Praxis als sehr aufwendig und teuer. Auch können mittels einer entsprechenden Aufbereitung auch gegebenenfalls nicht sämtliche unerwünschten Komponenten aus der Luft entfernt werden. Especially in heavily industrialized or motorized regions, the ambient air of a building may be so poorly contaminated that it is detrimental to human health or should not enter a building for other reasons such as odors people stay permanently. In such cases, treatment of the air, for example by means of suitable adsorbers or filters, in particular using activated charcoal, washes and the like, can be carried out while it is sucked in and / or before it is distributed in the building. However, this proves to be very expensive and expensive in practice. Also, by means of a suitable treatment, it is also possible, if appropriate, not to remove all unwanted components from the air.
Beispielsweise ein reduzierter Gehalt an Sauerstoff oder eine Erhöhung von For example, a reduced level of oxygen or an increase of
Kohlendioxid lässt sich auf diese Weise nicht ausgleichen. Aus der EP 1 574 195 A2 ist ein Aufenthaltsraum für Menschen oder Tiere bekannt. Dieser kann auf einem geringen Überdruck gehalten werden. Mittels einer Carbon dioxide can not be compensated in this way. EP 1 574 195 A2 discloses a common room for humans or animals. This can be kept at a slight overpressure. By means of a
Raumluftanlage kann der Raumluft automatisch oder manuell stickstoffhaltiges Gas mit einem Stickstoffanteil von mehr als 90 Volumenprozent oder sauerstoffhaltiges Gas mit einem Sauerstoffanteil von mehr als 60 Volumenprozent zugeführt werden. Auf diese Weise können in dem Aufenthaltsraum wahlweise hyperoxische oder hypoxische Raumluftatmosphären eingestellt werden. In der EP 0 427 1 12 A1 wird ein Verfahren zur Erzeugung einer gasförmigen Phase aus einem in seiner flüssigen Phase gelagerten Gasvorrat vorgeschlagen. Während herkömmlicherweise der dabei freiwerdende Kälteinhalt in einem Verdampfer an die Umgebungsluft abgegeben wird, soll hier die Erzeugung der gasförmigen Phase durch einen Wärmetauscher mit einem abwärmeerzeugenden Prozess gekoppelt werden, wobei der Wärmeaustausch über ein einen Phasenübergang aufweisendes Room air system can be supplied to the room air automatically or manually nitrogen-containing gas with a nitrogen content of more than 90 percent by volume or oxygen-containing gas with an oxygen content of more than 60 percent by volume. In this way, either hyperoxic or hypoxic room air atmospheres can be set in the common room. EP 0 427 1 12 A1 proposes a process for producing a gaseous phase from a gas reservoir stored in its liquid phase. While conventionally the released refrigerant content is released in an evaporator to the ambient air, here the production of the gaseous phase to be coupled by a heat exchanger with a waste heat generating process, wherein the heat exchange over a phase transition exhibiting
Puffermedium erfolgt und die ausgetauschte Wärmemenge in Abhängigkeit von der Umwandlungstemperatur des Phasenübergangs geregelt wird.  Buffer medium takes place and the amount of heat exchanged is regulated as a function of the transition temperature of the phase transition.
In der EP 0 757 212 A2 wird eine Vorrichtung zum Steuern der Temperatur in einem Gebäude für den Aufenthalt von Mensch oder Tier vorgeschlagen. Diese weist eine Quelle für flüssigen Sauerstoff und Stickstoff sowie Abgabemittel zum Verteilen eines verdampften Nebels eines Lebensfunktionen unterstützenden Gases in dem Gebäude auf. Der verteilte Nebel, der auf einer wesentlich geringeren Temperatur als die Umgebungstemperatur vorliegt, soll eine viel raschere und effektivere Kühlung in dem Gebäude als herkömmliche Systeme bewirken. EP 0 757 212 A2 proposes a device for controlling the temperature in a building for human or animal residence. It has a source of liquid oxygen and nitrogen as well as delivery means for distributing a vaporized mist of a life-supporting gas in the building. The distributed mist, which is at a much lower temperature than the ambient temperature, is expected to provide much faster and more effective cooling in the building than conventional systems.
Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, verbesserte Maßnahmen zur Luftverbesserung bereitzustellen. Offenbarung der Erfindung The object of the present invention is to provide improved measures for improving the air quality. Disclosure of the invention
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Luftverbesserung in einem Gebäude, eine entsprechende Anlage und ein entsprechendes System gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung. Vor der Erläuterung der Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deren Grundlagen und die verwendeten Begriffe erläutert. Die Herstellung von Luftprodukten in flüssigem oder gasförmigem Zustand durch Tieftemperaturzerlegung von Luft in Luftzerlegungsanlagen ist bekannt und This object is achieved by a method for air conditioning in a building, a corresponding system and a corresponding system according to the features of the independent claims. Embodiments are the subject of the dependent claims and the following description. Before explaining the features and advantages of the present invention, its principles and the terms used will be explained. The production of air products in the liquid or gaseous state by cryogenic separation of air in air separation plants is known and
beispielsweise bei H.-W. Häring (Hrsg.), Industrial Gases Processing, Wiley-VCH, 2006, insbesondere Abschnitt 2.2.5, "Cryogenic Rectification", beschrieben. Luftzerlegungsanlagen weisen Destillationssäulensysteme auf, die beispielsweise als Zweisäulensysteme, insbesondere als klassische Linde-Doppelsäulensysteme, aber auch als Drei- oder Mehrsäulensysteme ausgebildet sein können. Neben den for example, at H.-W. Häring (ed.), Industrial Gas Processing, Wiley-VCH, 2006, especially Section 2.2.5, "Cryogenic Rectification". Air separation plants have distillation column systems which can be designed, for example, as two-column systems, in particular as classic Linde double-column systems, but also as three-column or multi-column systems. In addition to the
Destillationssäulen zur Gewinnung von Stickstoff und/oder Sauerstoff in flüssigem und/oder gasförmigem Zustand, also den Destillationssäulen zur Stickstoff-Sauerstoff- Trennung, können Destillationssäulen zur Gewinnung weiterer Luftkomponenten, insbesondere der Edelgase Krypton, Xenon und/oder Argon, vorgesehen sein. Distillation columns for the recovery of nitrogen and / or oxygen in the liquid and / or gaseous state, ie the distillation columns for nitrogen-oxygen separation, distillation columns for obtaining further air components, in particular the noble gases krypton, xenon and / or argon, can be provided.
Die Destillationssäulen der genannten Destillationssäulensysteme werden auf unterschiedlichen Druckniveaus betrieben. Bekannte Doppelsäulensysteme weisen eine sogenannte Hochdrucksäule (auch als Drucksäule, Mitteldrucksäule oder untere Säule bezeichnet) und eine sogenannte Niederdrucksäule (auch als obere Säule bezeichnet) auf. Das Druckniveau der Hochdrucksäule beträgt beispielsweise 4 bis 6 bar, insbesondere etwa 5 bar. Die Niederdrucksäule wird auf einem Druckniveau von beispielsweise 1 ,3 bis 1 ,7 bar, insbesondere etwa 1 ,5 bar, betrieben. Bei den hier angegebenen Drücken handelt es sich insbesondere um Absolutdrücke am Kopf der genannten Säulen. The distillation columns of said distillation column systems are operated at different pressure levels. Known double column systems have a so-called high-pressure column (also referred to as a pressure column, medium-pressure column or lower column) and a so-called low-pressure column (also referred to as the upper column). The pressure level of the high pressure column is for example 4 to 6 bar, in particular about 5 bar. The low-pressure column is at a pressure level of, for example, 1, 3 to 1, 7 bar, in particular about 1, 5 bar operated. The pressures given here are in particular absolute pressures at the top of said columns.
Die in einer Luftzerlegungsanlage eingesetzten Vorrichtungen sind in der zitierten Fachliteratur, beispielsweise bei Häring in Abschnitt 2.2.5.6, "Apparatus", beschrieben. Sofern die nachfolgenden Definitionen nicht hiervon abweichen, wird daher zum Sprachgebrauch, der im Rahmen der vorliegenden Anmeldung verwendet wird, ausdrücklich auf die zitierte Fachliteratur verwiesen. The devices used in an air separation plant are described in the cited literature, for example in Haring in Section 2.2.5.6, "Apparatus". Insofar as the following definitions do not deviate from this, reference is expressly made to the cited technical literature for language use, which is used in the context of the present application.
Ein "Luftprodukt" ist im hier verwendeten Sprachgebrauch jedes Produkt, das zumindest durch Verdichten und Abkühlen von Luft und insbesondere, jedoch nicht notwendigerweise, durch eine anschließende Tieftemperaturrektifikation hergestellt werden kann. Insbesondere kann es sich hierbei um flüssigen oder gasförmigen Sauerstoff (LOX, GOX), flüssigen oder gasförmigen Stickstoff (LIN, GAN), flüssiges oder gasförmiges Argon (LAR, GAR), flüssiges oder gasförmiges Xenon, flüssiges oder gasförmiges Krypton, flüssiges oder gasförmiges Neon, flüssiges oder gasförmiges Helium usw. handeln, aber auch beispielsweise um Flüssigluft (LAIR). Die vorliegende Erfindung verwendet sauerstoffhaltige, flüssige Luftprodukte, also beispielsweise reinen flüssigen Sauerstoff, sauerstoffangereicherte Flüssigluft oder lediglich verflüssigte Luft. Auch können mehrere Luftprodukte, beispielsweise flüssiger As used herein, an "air product" is any product that, at least, is compressed and cooled by air and particularly, but not necessarily, can be prepared by a subsequent cryogenic rectification. In particular, these may be liquid or gaseous oxygen (LOX, GOX), liquid or gaseous nitrogen (LIN, GAN), liquid or gaseous argon (LAR, GAR), liquid or gaseous xenon, liquid or gaseous krypton, liquid or gaseous neon , liquid or gaseous helium, etc. but also, for example, liquid air (LAIR). The present invention uses oxygen-containing liquid air products, such as, for example, pure liquid oxygen, oxygen-enriched liquid air, or merely liquefied air. Also, several air products, such as liquid
Sauerstoff und flüssiger Stickstoff, im Rahmen der vorliegenden Erfindung nach Bedarf gemischt und entsprechend eingesetzt werden. Oxygen and liquid nitrogen are mixed in the context of the present invention as needed and used accordingly.
Unter einer "tiefkalten" Flüssigkeit, bzw. einem entsprechenden Fluid, Under a "cryogenic" liquid, or a corresponding fluid,
Luftverflüssigungsprodukt, Strom usw. wird hier ein flüssiges Medium verstanden, dessen Siedepunkt deutlich unterhalb der jeweiligen Umgebungstemperatur liegt und beispielsweise 200 K oder weniger, insbesondere 220 K oder weniger, beträgt. Air liquefaction product, electricity, etc. is here understood to mean a liquid medium whose boiling point is significantly below the respective ambient temperature and, for example, 200 K or less, in particular 220 K or less.
Beispiele für tiefkalte Medien sind flüssige Luft, flüssiger Sauerstoff, flüssiger Stickstoff im obigen Sinn, flüssiges Propan usw. Vorteile der Erfindung. Examples of cryogenic media are liquid air, liquid oxygen, liquid nitrogen in the above sense, liquid propane, etc. Advantages of the invention.
Die vorliegende Erfindung geht von einem Verfahren zur Luftverbesserung in einem Gebäude aus, bei dem dem Gebäude ein sauerstoffhaltiger, gasförmiger Fluidstrom zugeführt und in dem Gebäude verteilt wird. Insoweit ähnelt das Verfahren bekannten Belüftungsverfahren, bei denen entsprechende Luftströme aus Umgebungsluft in Gebäude eingespeist und mittels geeigneter Lüftungseinrichtungen in diesen The present invention is based on a method for improving the air quality in a building, in which an oxygen-containing, gaseous fluid stream is supplied to the building and distributed in the building. In that regard, the method is similar to known ventilation methods in which corresponding air flows from ambient air are fed into buildings and by means of suitable ventilation devices in these
Gebäuden, beispielsweise in mehrere Räume, verteilt werden. Buildings, for example, in several rooms, be distributed.
Erfindungsgemäß ist jedoch vorgesehen, dass der sauerstoffhaltige, gasförmige Fluidstrom zumindest teilweise unter Verwendung eines in einem Behälter According to the invention, however, it is provided that the oxygen-containing, gaseous fluid stream at least partially using one in a container
gespeicherten und dem Behälter entnommenen sauerstoffhaltigen, flüssigen stored and removed from the container oxygenated, liquid
Luftprodukts gebildet wird. Air product is formed.
Auf diese Weise braucht für die Belüftung des Gebäudes keine möglicherweise ungeeignete, weil beispielsweise kontaminierte, Umgebungsluft verwendet werden. Stattdessen wird für die Belüftung, und damit zur Luftverbesserung, ein sauerstoffhaltiges, flüssiges Luftprodukt mit definierter Reinheit und Zusammensetzung eingesetzt. Dieses kann in Form geeigneter Behälter, beispielsweise Gaszylindern oder Tanks, bereitgehalten werden. Ist das sauerstoffhaltige, flüssige Luftprodukt verbraucht, kann ein entsprechender Behälter bei geeigneter Dimensionierung ausgetauscht und durch einen neuen, vollen Behälter ersetzt werden. Es ist auch möglich, einen entsprechenden Behälter vor Ort, beispielsweise unter Verwendung eines Tankfahrzeugs, zu befüllen. Ferner wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass dem Gebäude Luft entnommen, aufbereitet und dem Gebäude erneut zugeführt wird, wobei die Aufbereitung eine adsorptive Entfernung von Kohlendioxid optional weiterer unerwünschter Komponenten umfasst. Zu den besonderen Vorteilen dieser erfindungsgemäß vorgeschlagenen Maßnahmen wird auf die entsprechenden Erläuterungen weiter unten verwiesen. Wie aus diesen Erläuterungen hervorgeht, wird die Aufbereitung der dem Gebäude entnommenen Luft separat zur Bereitstellung des in einem Behälter gespeicherten und dem Behälter entnommenen sauerstoffhaltigen, flüssigen Luftprodukts vorgenommen. Hierunter sei verstanden, dass die Aufbereitung der dem Gebäude entnommenen Luft und die Bereitstellung des sauerstoffhaltigen, flüssigen Luftprodukts und dessen weitere Bearbeitung, insbesondere dessen nachfolgend erläuterte Verdampfung oder Überführung in einen überkritischen Zustand, mittels separater Vorrichtungen vorgenommen wird. In this way, for the ventilation of the building no potentially unsuitable, for example because contaminated, ambient air is used. Instead, an oxygen-containing, liquid air product of defined purity and composition is used for the ventilation, and thus for improving the air quality. This can be kept in the form of suitable containers, for example gas cylinders or tanks. If the oxygen-containing, liquid air product is consumed, a suitable container can be replaced with suitable dimensioning and replaced by a new, full container. It is also possible to fill a corresponding container on site, for example using a tanker vehicle. Further, the invention proposes that the building air taken, processed and re-supplied to the building, the treatment comprises an adsorptive removal of carbon dioxide optionally further undesirable components. For the particular advantages of this proposed measures according to the invention, reference is made to the corresponding explanations below. As can be seen from these explanations, the treatment of the air taken from the building is made separately to provide the oxygen-containing, liquid air product stored in a container and taken from the container. This is understood to mean that the preparation of the air taken from the building and the provision of the oxygen-containing, liquid air product and its further processing, in particular its subsequent explained evaporation or conversion into a supercritical state, is carried out by means of separate devices.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann als das verflüssigte, sauerstoffhaltige Luftprodukt beispielsweise Flüssigluft verwendet werden. Diese kann in einer In the context of the present invention, for example, liquid air can be used as the liquefied, oxygen-containing air product. This can be done in one
Luftzerlegungsanlage der zuvor beschriebenen Art, aber auch in einer reinen Air separation plant of the type described above, but also in a pure
Luftverflüssigungsanlage, die nicht über ein Destillationssäulensystem, sondern nur über Einrichtungen zur Luftverflüssigung verfügt, erzeugt werden. Mit besonderem Vorteil wird als das verflüssigte, sauerstoffhaltige Luftprodukt ein gegenüber atmosphärischer Luft an Sauerstoff angereichertes, flüssiges Luftprodukt verwendet. Dieses kann mindestens 30, 40, 50, 60, 70, 80 oder 90 Molprozent Sauerstoff aufweisen. Der Gehalt von Sauerstoff kann insbesondere auch 30 bis 90, 40 bis 80 oder 50 bis 70 Molprozent betragen. In besonderer Weise eignet sich hierfür eine sauerstoffangereicherte Flüssigkeit (engl. Enriched Liquid) aus der (Hoch-) Drucksäule einer Luftzerlegungsanlage, die einen Sauerstoffgehalt von 30 bis 50 Molprozent, insbesondere 35 bis 40 Molprozent, aufweisen kann. Bei der Verwendung eines an Sauerstoff angereicherten, flüssigen Luftprodukts kann verbrauchter Air liquefaction plant which does not have a distillation column system but only air-cooling facilities. With particular advantage is used as the liquefied, oxygen-containing air product enriched against atmospheric air oxygen, liquid air product. This may be at least 30, 40, 50, 60, 70, 80 or 90 mole percent oxygen. The content of oxygen may in particular also be 30 to 90, 40 to 80 or 50 to 70 mole percent. In particular, an oxygen-enriched liquid (English Enriched Liquid) from the (high) is suitable for this purpose. Pressure column of an air separation plant, which may have an oxygen content of 30 to 50 mole percent, in particular 35 to 40 mole percent. When using an oxygen-enriched, liquid air product may be consumed
Sauerstoff schneller und unter Verwendung geringerer Einspeisemengen ersetzt werden, so dass geringere Mengen eines entsprechenden flüssigen Luftprodukts benötigt werden. In diesem Zusammenhang können insbesondere auch Oxygen can be replaced faster and using lower feed amounts, so that smaller amounts of a corresponding liquid air product are needed. In this context, in particular, too
Sauerstoffsensoren eingesetzt werden und es kann eine Ergänzung an Sauerstoff auf Grundlage eines entsprechenden Werts erfolgen. Grundsätzlich ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch möglich, einen Sauerstoffgehalt in der Gebäudeluft auf einen Wert oberhalb jenes in atmosphärischer Luft einzustellen. Oxygen sensors are used and it can be supplemented with oxygen based on a corresponding value. In principle, it is also possible within the scope of the present invention to set an oxygen content in the building air to a value above that in atmospheric air.
Ferner kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch flüssiger Sauerstoff eingesetzt werden, also eine tiefkalte Flüssigkeit, die wenigstens 90, 95, 98 oder 99 Molprozent Sauerstoff aufweist. Es ist auch möglich, mehrere flüssige Luftprodukte einzusetzen. Insbesondere kann der sauerstoffhaltige, gasförmige Fluidstrom, der dem Gebäude zugeführt und in dem Gebäude verteilt wird, dabei unter Verwendung des in dem Behälter gespeicherten und dem Behälter entnommenen sauerstoffhaltigen, flüssigen Luftprodukts sowie unter Verwendung eines in einem weiteren Behälter gespeicherten und dem weiteren Behälter entnommenen weiteren Luftprodukts, insbesondere eines stickstoffreichen Luftprodukts, beispielsweise von reinem Furthermore, in the context of the present invention, liquid oxygen can also be used, ie a cryogenic liquid which has at least 90, 95, 98 or 99 mole percent oxygen. It is also possible to use several liquid air products. In particular, the oxygen-containing, gaseous fluid stream which is supplied to the building and distributed in the building, thereby using the stored in the container and the container extracted oxygen-containing, liquid air product and using a stored in another container and the other container removed further Air product, in particular a nitrogen-rich air product, for example, of pure
Stickstoff, gebildet werden. Beispielsweise kann dadurch im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Gemisch aus Stickstoff und Sauerstoff mit gewünschtem Sauerstoffbzw. Stickstoffgehalt gebildet werden, mittels dessen ein reduzierter Sauerstoffgehalt in dem Gebäude ausgeglichen werden kann. Auch in diesem Zusammenhang können die erwähnten Sauerstoffsensoren eingesetzt werden  Nitrogen, to be formed. For example, in the context of the present invention, a mixture of nitrogen and oxygen with desired Sauerstoffbzw. Nitrogen content can be formed by means of which a reduced oxygen content in the building can be compensated. Also in this context, the mentioned oxygen sensors can be used
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird das zur Bildung des sauerstoffhaltigen, gasförmigen Fluidstroms verwendete sauerstoffhaltige, flüssige Luftprodukt, insbesondere in einem Wärmetauscher, erwärmt und dadurch verdampft bzw. bei entsprechend hohem Druck vom flüssigen in den überkritischen Zustand überführt. Der Wärmetauscher kann in beliebiger geeigneter Form, beispielsweise als In the context of the present invention, the oxygen-containing, liquid air product used to form the oxygen-containing, gaseous fluid stream, in particular in a heat exchanger, is heated and thereby vaporized or transferred from the liquid into the supercritical state at a correspondingly high pressure. The heat exchanger may be in any suitable form, for example as
Flossenrohrwärmetauscher zum Austausch mit einer gasförmigen Umgebung oder als Gegenstromwärmetauscher ausgebildet sein. Ist nachfolgend von einem "Verdampfer" die Rede, sind sämtliche Ausführungsformen von Wärmetauschern, die sich zur Verdampfung eignen, hiervon umfasst. Dieser Wärmetauscher bzw. Verdampfer kann dabei zumindest teilweise unter Verwendung von Umgebungswärme, Solarwärme und/oder Elektrowärme betrieben werden. Die Einwirkung von Umgebungswärme und Solarwärme kann beispielsweise durch eine geeignete Abdeckung bzw. Abschattung eines Verdampfers gesteuert werden. Auch andere Wärmequellen, beispielsweise Brenner, können im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Flossenrohrwärmetauscher be designed for replacement with a gaseous environment or as a countercurrent heat exchanger. If an "evaporator" is mentioned below, all embodiments of heat exchangers which are suitable for evaporation are included here. This heat exchanger or evaporator can be operated at least partially using ambient heat, solar heat and / or electric heat. The effect of ambient heat and solar heat can be controlled for example by a suitable cover or shading of an evaporator. Other heat sources, such as burners, may be used in the present invention.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es auch möglich, einen entsprechenden Wärmetauscher bzw. Verdampfer zumindest teilweise unter According to an advantageous embodiment of the invention, it is also possible, at least partially under a corresponding heat exchanger or evaporator
Verwendung von fühlbarer Wärme von Gebäudeluft des Gebäudes zu betreiben. Diese Gebäudeluft kann dabei aus dem Gebäude heraus- und anschließend wieder in das Gebäude zurückgeführt werden. Sie erfährt beim Wärmetausch eine Abkühlung, so dass eine Energieeinsparung in vorhandenen Klimaanlagen erzielt werden kann. Use of sensible heat to operate from building air of the building. This building air can be removed from the building and then returned to the building. It undergoes cooling during the heat exchange, so that energy savings can be achieved in existing air conditioning systems.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann auch vorgesehen sein, einen In the context of the present invention can also be provided, a
entsprechenden Wärmetauscher bzw. Verdampfer mit Wärmetauschstrukturen auszubilden, die in eine Belüftungs- bzw. Klimaanlage des Gebäudes integriert sind. Beispielsweise können Flossenrohre oder andere geeignete Wärmetauschstrukturen in Belüftungskanäle der Belüftungs- bzw. Klimaanlage des Gebäudes integriert sein, so dass auch auf diese Weise eine Abkühlung bewirkt und beispielsweise eine form corresponding heat exchanger or evaporator with heat exchange structures, which are integrated in a ventilation or air conditioning of the building. For example, fin pipes or other suitable heat exchange structures can be integrated into ventilation ducts of the ventilation or air conditioning system of the building, so that in this way causes a cooling and, for example, a
Klimaanlage unterstützt werden kann. Air conditioning can be supported.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Umfang der Erwärmung in dem Verdampfer auf Grundlage einer oder mehrerer Temperaturen in dem Gebäude eingestellt werden. Dies erlaubt es, unter Verwendung des verdampften, sauerstoffhaltigen Luftprodukts eine According to a particularly preferred embodiment of the present invention, an amount of heating in the evaporator may be adjusted based on one or more temperatures in the building. This allows the use of the vaporized, oxygenated air product
Gebäudetemperierung vorzunehmen, insbesondere eine Kühlung. Zusätzlich können jedoch beispielsweise vorhandene Klimaanlagen und Heizungen eingesetzt werden.  Make building temperature, in particular a cooling. In addition, however, for example, existing air conditioners and heaters can be used.
Insbesondere bei einem kleineren Gebäude könnte dem Gebäude Luft in einer Menge, die einer Menge des dem Gebäude zugeführten sauerstoffhaltigen, gasförmigen Fluidstroms entspricht, entnommen und in die Umgebung abgeblasen werden. Auf diese Weise könnte eine besonders einfache Massebilanzierung vorgenommen werden. Insbesondere bei einem größeren Gebäude kann es sich dagegen als wirtschaftlicher erweisen, wenn dem Gebäude Luft entnommen, aufbereitet und dem Gebäude erneut zugeführt wird. Dies wird daher, wie erwähnt, erfindungsgemäß vorgeschlagen. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen können jedoch auch bei kleineren Gebäuden wie Einfamilienhäusern oder kleinen Bürogebäuden vorteilhaft sein, weshalb die vorliegende Erfindung nicht auf Großgebäude beschränkt ist. Die Aufbereitung solcher "Umluft" kann dabei insbesondere eine Adsorption zur Trocknung und Entfernung bzw. Reduzierung unerwünschter Komponenten, beispielsweise und insbesondere Particularly in the case of a smaller building, air could be taken from the building in an amount that corresponds to an amount of the oxygen-containing, gaseous fluid flow supplied to the building, and be blown off into the surroundings. In this way, a particularly simple mass balance could be made. In particular, in a larger building, however, it may turn out to be more economical if the building air taken, processed and re-supplied to the building. This is therefore proposed according to the invention, as mentioned. However, the measures according to the invention may also be advantageous for smaller buildings such as single-family homes or small office buildings, which is why the present invention is not limited to large buildings. The preparation of such "circulating air" can in particular adsorption for drying and removal or reduction of undesirable components, for example, and in particular
Kohlendioxid, umfassen. Erfindungsgemäß wird daher eine derartige adsorptive Entfernung von Kohlendioxid vorgeschlagen. Auf diese Weise können unerwünschte Komponenten entfernt und, insbesondere bei der Verwendung eines an Sauerstoff angereicherten flüssigen Luftprodukts, der verbrauchte Sauerstoff ergänzt werden. Wird Kohlendioxid durch die Adsorption entfernt oder reduziert, braucht nur noch der reduzierte Sauerstoffgehalt ausgeglichen zu werden. Hierzu können insbesondere die zuvor erwähnten sauerstoffreichen Luftprodukte wie flüssige sauerstoffangereicherte Luft und flüssiger Sauerstoff eingesetzt werden. Die Entfernung bzw. Reduzierung von Kohlendioxid erlaubt es, mit geringeren Zuspeisemengen in Form des Carbon dioxide, include. According to the invention, therefore, such adsorptive removal of carbon dioxide is proposed. In this way, unwanted components can be removed and, especially when using an oxygen-enriched liquid air product, the consumed oxygen can be replenished. If carbon dioxide is removed or reduced by the adsorption, only the reduced oxygen content needs to be compensated. For this purpose, in particular the aforementioned oxygen-rich air products such as liquid oxygen-enriched air and liquid oxygen can be used. The removal or reduction of carbon dioxide makes it possible, with smaller feed quantities in the form of
sauerstoffhaltigen, flüssigen Luftprodukts auszukommen, so dass sich beispielsweise Liefer- und Nachfüllzyklen für die entsprechenden Behälter reduzieren lassen. Der tatsächliche Sauerstoffgehalt in dem Gebäude oder dem zugeführten Fluidstrom kann dabei kontinuierlich überwacht und entsprechend eingestellt werden. Auch der Kohlendioxidgehalt wird vorzugsweise kontinuierlich überwacht, um eine oxygen-containing liquid air product, so that, for example, supply and refill cycles for the corresponding containers can be reduced. The actual oxygen content in the building or the supplied fluid flow can be continuously monitored and adjusted accordingly. Also, the carbon dioxide content is preferably continuously monitored to a
Funktionsfähigkeit der Absorptionsanlage sicherzustellen. Bei Bedarf kann diese stillgelegt und das Gebäude kurzfristig nur mit dem oder den Luftprodukten, oder im Notfall mit Umgebungsluft, versorgt werden. Ensuring the functionality of the absorption system. If necessary, it can be shut down and the building can only be supplied with the air product (s) in the short term, or with ambient air in an emergency.
Es ist auch möglich, im Rahmen der Adsorption unerwünschte Feuchtigkeit abzuführen. Auch auf diese Weise wird es möglich, die Leistung einer Klimaanlage in dem Gebäude zu reduzieren, da bekanntermaßen für trockene Luft eine geringere Abkühlleistung erforderlich ist als für feuchte Luft. Als Adsorber für die Adsorption können insbesondere Molsiebadsorber eingesetzt werden, wie sie aus dem Bereich der Luftzerlegung zur Aufbereitung der Einsatzluft verwendet werden können. Durch eine nachfolgende Befeuchtung kann der Wassergehalt der Luft in dem Gebäude auf einen verträglichen Wert eingestellt werden. Als unerwünschte Komponenten der dem Gebäude entnommenen Luft können insbesondere auch weitere gasförmige Komponenten in der Aufbereitung adsorptiv entfernt werden. Hierbei kann es sich insbesondere um Komponenten handeln, die einen tieferen Siedepunkt als Wasser und insbesondere einen höheren Siedepunkt als Kohlendioxid aufweisen. Die adsorptive Entfernung derartiger Komponenten hat gegenüber einer beispielsweise kondensativen Entfernung den besonderen Vorteil, dass keine tiefen Temperaturen zur Entfernung eingesetzt werden müssen. Ist nachfolgend von einer adsorptiven Entfernung von Kohlendioxid die Rede, ist hierdurch nicht ausgeschlossen, dass auch entsprechende weitere gasförmige Komponenten entfernt werden, selbst wenn diese nicht jeweils spezifisch genannt sind. It is also possible to dissipate unwanted moisture as part of the adsorption. In this way too, it becomes possible to reduce the performance of an air conditioner in the building, as it is known that dry air requires less cooling than humid air. As Adsorber for the adsorption Molsiebadsorber can be used in particular, as they can be used from the field of air separation for the treatment of the feed air. Subsequent humidification allows the water content of the air in the building to be adjusted to an acceptable level. In particular, other gaseous components in the treatment can also be removed by adsorption as unwanted components of the air taken from the building. These may in particular be components which have a lower boiling point than water and in particular a higher boiling point than carbon dioxide. The adsorptive removal of such components has the particular advantage over, for example, condensing removal, that no low temperatures have to be used for removal. If an adsorptive removal of carbon dioxide is mentioned below, this does not preclude the removal of corresponding further gaseous components, even if they are not specifically mentioned in each case.
Entsprechende weitere gasförmige Komponenten können insbesondere typische Innenraumschadstoffe umfassen, die beispielsweise aus in dem Gebäude Corresponding further gaseous components may in particular include typical indoor pollutants, for example, in the building
verwendeten Materialien ausgasen, insbesondere Lösungsmittel oder Weichmacher, Formaldehyd und Benzol. Weitere Innenraumschadstoffe umfassen beispielsweise Komponenten von Tabakrauch wie aromatische Kohlenwasserstoffe, die mittels der adsorptiven Entfernung ebenfalls aus der Luft eliminiert werden können. Durch die adsorptive Entfernung können ferner Luftschadstoffe wie Stickoxide, die insbesondere aus der möglicherweise kontaminierten Umgebungsluft in das Gebäude gelangen, aber auch gebäudeintern emittiert werden können, ausgeschleust werden. Neben klassischen Innenraumschadstoffen können entsprechende gasförmige Komponenten aber auch lediglich als lästig empfundene Substanzen wie Geruchsträger aus used materials, in particular solvents or plasticizers, formaldehyde and benzene. Other indoor pollutants include, for example, components of tobacco smoke, such as aromatic hydrocarbons, which can also be eliminated from the air by adsorptive removal. By adsorptive removal can also air pollutants such as nitrogen oxides, which in particular from the potentially contaminated ambient air enter the building, but can also be emitted within buildings, discharged. In addition to classic indoor pollutants, however, corresponding gaseous components can also only be perceived as troublesome substances such as odor carriers
Speisebereichen oder Aufenthaltsräumen entfernt werden. Die weiteren gasförmigen Komponenten können insbesondere flüchtige organische Kohlenwasserstoffe (TVOC) umfassen. Auch eine Entfernung von Feinstaub ist möglich. Dining areas or lounges are removed. The other gaseous components may in particular comprise volatile organic hydrocarbons (TVOC). Also a removal of fine dust is possible.
Mit besonderem Vorteil wird die adsorptive Entfernung von Kohlendioxid unter With particular advantage, the adsorptive removal of carbon dioxide is under
Verwendung eines Adsorbers durchgeführt, der zwei oder zumindest zwei im Using an adsorber, the two or at least two in
Wechselbetrieb betriebene Adsorberbehälter aufweist. Die Adsorberbehälter können insbesondere ein zur Adsorption von Kohlendioxid und weiterer unerwünschter Komponenten geeignetes Adsorptionsmaterial, beispielsweise modifizierte oder unmodifizierte Aktivkohle oder Molsieb aufweisen. Zur Funktion von im Wechselbetrieb betriebenen Adsorbern sei auf die bereits bezüglich Luftzerlegungsanlagen zitierte Literatur, beispielsweise Häring, Figur 2.3A und zugehörige Erläuterungen, verwiesen. In einem derartigen Wechselbetrieb wird stets einer der Adsorberbehälter mit dem aufzureinigenden Gas bzw. Fluid durchströmt und die darin enthaltenen, Has alternating operation adsorber container. In particular, the adsorber containers may have an adsorption material suitable for adsorbing carbon dioxide and other undesired components, for example modified or unmodified activated carbon or molecular sieve. For the function of adsorbers operated in alternation, reference is made to the literature already cited with reference to air separation plants, for example Häring, FIG. 2.3A and associated explanations. In such a change operation is always one of the adsorber with the flows through the gas or fluid to be cleaned and the contained therein,
adsorbierbaren Komponenten adsorbieren an das Adsorptionsmaterial, bis dieses gesättigt bzw. derart beladen ist, dass die Adsorptionsleistung auf einen nicht mehr tolerierbaren Wert abnimmt. Der zuvor mit dem aufzureinigenden Gas bzw. Fluid durchströmte Adsorberbehälter wird daher einer Regeneration zugeführt und stattdessen wird ein zuvor regenerierter Adsorberbehälter nun mit dem Adsorbable components adsorb to the adsorbent material until it is saturated or loaded so that the adsorption performance decreases to a no longer tolerable value. The adsorber vessel through which the gas or fluid to be purified has previously been fed is therefore regenerated, and instead a previously regenerated adsorber vessel is now filled with the
aufzureinigenden Gas bzw. Fluid durchströmt. Zur Regeneration wird ein Gas bzw. Fluid, insbesondere nach vorheriger Erwärmung, durch den zu regenerierenden Adsorberbehälter geführt und nimmt die adsorbierten Komponenten auf. Nach einer ausreichenden Regenerationszeit steht daher der entsprechende Adsorberbehälter wieder für eine Nutzung zur Aufreinigung zur Verfügung. flows through to be cleaned gas or fluid. For regeneration, a gas or fluid, in particular after previous heating, is passed through the adsorber vessel to be regenerated and absorbs the adsorbed components. After a sufficient regeneration time, therefore, the corresponding adsorber is again available for use for purification.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann ein jeweils nicht zur adsorptiven Entfernung von Kohlendioxid verwendeter Adsorberbehälter unter Verwendung von weiterer, dem Gebäude entnommener Luft regeneriert werden. According to a particularly preferred embodiment of the invention, an adsorber container not used in each case for the adsorptive removal of carbon dioxide can be regenerated using further air taken from the building.
Vorteilhafterweise kann dabei Luft in einer vorgegebenen Menge aus dem Gebäude ausgeleitet und zu einem ersten Anteil in einem der Adsorberbehälter des Adsorbers aufbereitet und dabei von Kohlendioxid befreit werden. Dieser erste Anteil wird anschließend in das Gebäude zurückgeführt. Insbesondere kann hierbei dem ersten Anteil nach der Entfernung des Kohlendioxids das sauerstoffhaltige, flüssige In this case, air can advantageously be discharged from the building in a predetermined amount and processed to a first fraction in one of the adsorber containers of the adsorber and thereby freed from carbon dioxide. This first share is then returned to the building. In particular, in this case the first fraction after the removal of the carbon dioxide, the oxygen-containing, liquid
Luftprodukt nach dessen Verdampfung bzw. Überführung vom gasförmigen in den überkritischen Zustand zugegeben werden. Mit anderen Worten kann also in einer derartigen Ausgestaltung zumindest ein Teil des sauerstoffhaltigen, flüssigen  Air product are added after its evaporation or transfer from the gaseous to the supercritical state. In other words, in such an embodiment, at least a portion of the oxygen-containing, liquid
Luftprodukts, das in dem Verdampfer verdampft oder aus dem flüssigen in den überkritischen Zustand überführt wird, anschließend mit einem Teil der dem Gebäude entnommenen und aufbereiteten Luft, hier des ersten Anteils, vereinigt, und zusammen mit dieser dem Gebäude zugeführt werden. Zu einem zweiten Anteil kann die dem Gebäude entnommene Luft zur Regeneration des jeweils nicht zur adsorptiven Air product that is vaporized in the evaporator or transferred from the liquid to the supercritical state, then with a part of the building taken and treated air, here the first share, united, and fed together with this the building. For a second share, the air taken from the building for the regeneration of each not adsorptive
Entfernung von Kohlendioxid verwendeten Adsorbers eingesetzt werden. Removal of carbon dioxide used adsorber can be used.
Alternativ oder zusätzlich zur Verwendung von aus dem Gebäude entnommener Luft kann der nicht zur adsorptiven Entfernung von Kohlendioxid verwendete Alternatively or in addition to the use of air taken out of the building, it can not be used for the adsorptive removal of carbon dioxide
Adsorberbehälter auch unter Verwendung von Umgebungsluft regeneriert werden. Diese Umgebungsluft kann hierzu entsprechend vorbereitet, beispielsweise auf ein geeignetes Druckniveau gebracht und erwärmt, werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die dem Gebäude entnommene und anschließend aufbereitete, d.h. von Kohlendioxid befreite, Luft auch mit Umgebungsluft beaufschlagt werden. Dies erfolgt vorzugsweise vor der Aufbereitung und der Entfernung von Kohlendioxid. Auf diese Weise können auch entsprechende unerwünschte Komponenten aus der Umgebungsluft entfernt werden. Insbesondere kann diese Umgebungsluft auf diese Weise von Kohlendioxid befreit werden und führt damit nicht zu einem weiteren Eintrag von Kohlendioxid in das Gebäude. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist der, dass für die Aufbereitung der Umgebungsluft keine oder nur eine geringere Anzahl zusätzlicher Einrichtungen zur Aufbereitung der Umgebungsluft erforderlich sind. Adsorberbehälter be regenerated using ambient air. This ambient air can be prepared for this purpose, for example, brought to a suitable pressure level and heated. According to a further embodiment of the present invention, the air taken from the building and subsequently treated, ie freed of carbon dioxide, can also be exposed to ambient air. This is preferably done before the treatment and the removal of carbon dioxide. In this way, corresponding unwanted components from the ambient air can be removed. In particular, this ambient air can be freed from carbon dioxide in this way and thus does not lead to a further entry of carbon dioxide into the building. The advantage of this embodiment is that no or only a smaller number of additional devices for conditioning the ambient air are required for the treatment of the ambient air.
In sämtlichen Fällen kann dem Gebäude ein vorgegebener Anteil weiterer Luft entnommen und an die Umgebung abgeführt werden. Dieser Anteil und sämtliche weitere Anteile der dem Gebäude entnommenen und dem Gebäude zugeführten Luft können mit beliebigen weiteren Strömen einem Wärmetausch unterworfen werden, um entweder weitere Ströme abzukühlen oder zu erwärmen. Weitere Vorteile einer derartigen Wärmeintegration wurden bereits erläutert. Vor der Adsorption wird die dem Gebäude entnommene Luft insbesondere einem oder mehreren Gebläsen und/oder einem oder mehreren Verdichtern zugeführt. Das oder die Gebläse und/oder der oder die Verdichter können dabei unter Verwendung eines Elektromotors und/oder unter Verwendung einer Entspannungsmaschine angetrieben werden, in welcher ihrerseits zumindest ein Teil des in dem Verdampfer verdampften, sauerstoffhaltigen Luftprodukts entspannt wird. In letzterem Fall kann insbesondere freiwerdende Entspannungsarbeit in energiesparender Weise für eine Verdichtung verwendet werden. In all cases, a predetermined amount of additional air can be taken from the building and dissipated to the environment. This portion and all other portions of the air taken from the building and supplied to the building may be heat exchanged with any other streams to either cool or heat further streams. Further advantages of such heat integration have already been explained. Before adsorption, the air taken from the building is supplied in particular to one or more blowers and / or one or more compressors. The blower or blowers and / or the compressor (s) can thereby be driven by using an electric motor and / or by using a relaxation machine, in which in turn at least part of the oxygen-containing air product vaporized in the evaporator is expanded. In the latter case, in particular released relaxation work can be used in an energy-saving manner for a compression.
Wenn, wie zuvor erläutert, ein jeweils nicht zur adsorptiven Entfernung von If, as explained above, each one not for adsorptive removal of
Kohlendioxid verwendeter Adsorberbehälter unter Verwendung von weiterer, dem Gebäude entnommener Luft regeneriert wird, kann auch diese weitere Luft in einem oder mehreren entsprechenden Verdichtern bzw. Gebläsen einer Druckerhöhung unterworfen werden. Wie erwähnt, kann Luft in einer vorgegebenen Menge aus dem Gebäude ausgeleitet und zu einem ersten Anteil in einem der Adsorberbehälter des Adsorbers aufbereitet und dabei von Kohlendioxid befreit werden und ein zweiter Anteil kann zur Regeneration des jeweils nicht zur adsorptiven Entfernung von Kohlendioxid verwendeten Adsorbers eingesetzt werden. Carbon dioxide used Adsorberbehälter using other, the building air removed is regenerated, this additional air in one or more corresponding compressors or blowers can be subjected to a pressure increase. As mentioned, air can be discharged from the building in a predetermined amount and treated to a first portion in one of the adsorber of the adsorber and thereby freed from carbon dioxide and a second portion can be used to regenerate the adsorber not used for the adsorptive removal of carbon dioxide.
Der erste und der zweite Anteil der dem Gebäude entnommenen Luft können grundsätzlich gemeinsam einer Druckerhöhung, insbesondere in dem oder denThe first and the second portion of the air taken from the building can in principle together increase the pressure, in particular in the or
Gebläsen, unterworfen und dann in Teilströme aufgeteilt werden, die dem ersten und dem zweiten Anteil entsprechen. Alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass der erste und der zweite Anteil getrennt voneinander Druckerhöhungen, insbesondere in mehreren getrennten Gebläsen, unterworfen werden. In der zuerst angegebenen Ausgestaltung ist dabei nur ein Gebläse erforderlich. In der zuletzt angegebenen Ausführungsform sind zwei Gebläse erforderlich, wobei allerdings der erste und der zweite Anteil der Einsatzluft jeweils auf spezifisch an die jeweilige Aufgabe angepasste Druckniveaus gebracht werden können und auf diesen zur Kohlendioxidentfernung bzw. Regeneration geführt werden können. Dies kann zu einer bevorzugten Blowers, subjected and then divided into partial streams corresponding to the first and the second portion. Alternatively, it can also be provided that the first and second portions are subjected to separate pressure increases, in particular in several separate blowers. In the first embodiment specified only one fan is required. In the last-mentioned embodiment, two blowers are required, although the first and the second portion of the feed air can each be brought to specifically adapted to the respective task pressure levels and can be performed on these for carbon dioxide removal or regeneration. This can be a preferred one
Adsorptions- bzw. Regenerationsleistung führen, die den zusätzlichen Aufwand für ein weiteres Gebläse rechtfertigen kann. Adsorption or regeneration performance lead, which can justify the additional effort for another blower.
In sämtlichen Fällen kann, ungeachtet des für die Regeneration des jeweils nicht zur adsorptiven Entfernung von Kohlendioxid verwendeten Adsorbers eingesetzten Fluids zumindest ein Teil des sauerstoffhaltigen, flüssigen Luftprodukts, das in dem In any event, irrespective of the fluid used to regenerate the adsorbent not used for the adsorptive removal of carbon dioxide, at least a portion of the oxygen-containing, liquid, air product contained in the
Verdampfer verdampft oder aus dem flüssigen in den überkritischen Zustand überführt wird, anschließend mit zumindest einem Teil der dem Gebäude entnommenen und aufbereiteten Luft vereinigt und zusammen mit dieser dem Gebäude zugeführt werden. Ein Beispiel hierfür wurde bereits zuvor erläutert.  Evaporator is vaporized or transferred from the liquid to the supercritical state, then combined with at least part of the building removed and treated air and fed together with this the building. An example of this has already been explained above.
Die vorliegende Erfindung kann insbesondere die Verwendung einer Klimaanlage umfassen, die vorteilhafterweise als integrierte Einheit zur Beheizung, Ventilation und Klimatisierung, also als sogenannte HVAC-Einheit (engl. Heating, Ventilating and Air Conditioning), ausgebildet sein kann. Einer derartigen Klimaanlage wird Gebäudeluft zugeführt und in der Klimaanlage konditioniert, beispielsweise getrocknet und/oder temperiert (d.h. gekühlt oder erwärmt). Die konditionierte Gebäudeluft oder ein Teil davon kann dem Gebäude wieder zugeführt werden. Der sauerstoffhaltige, gasförmige Fluidstrom, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung zumindest teilweise unter Verwendung des in einem Behälter gespeicherten und dem Behälter entnommenen sauerstoffhaltigen, flüssigen Luftprodukts gebildet wird, kann dabei der der Klimaanlage zugeführten Gebäudeluft zugeführt und zusammen mit dieser konditioniert werden. Alternativ dazu ist es auch möglich, den sauerstoffhaltigen, gasförmigen Fluidstrom, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung zumindest teilweise unter Verwendung des in einem Behälter gespeicherten und dem Behälter entnommenen sauerstoffhaltigen, flüssigen Luftprodukts gebildet wird, der bereits in der Klimaanlage konditionierten Gebäudeluft oder deren in das Gebäude rückgeführtem Teil The present invention may in particular comprise the use of an air conditioning system, which may advantageously be designed as an integrated unit for heating, ventilation and air conditioning, that is to say as a so-called HVAC unit (heating, ventilating and air conditioning). Such air conditioning system building air is supplied and conditioned in the air conditioning, for example, dried and / or tempered (ie cooled or heated). The conditioned building air or a part of it can be returned to the building. The oxygen-containing, gaseous fluid stream, which is formed in the context of the present invention, at least partially using the stored in a container and the container withdrawn oxygen-containing, liquid air product can, in this case of the Air conditioning supplied building air supplied and conditioned together with this. Alternatively, it is also possible, the oxygen-containing, gaseous fluid stream, which is formed in the context of the present invention, at least partially using the stored in a container and the container removed oxygen-containing liquid air product, the already conditioned in the air conditioning building air or their in the Building returned part
zuzuführen, insbesondere wenn eine zusätzliche Konditionierung vorgenommen wird. Auch eine getrennte Zuführung der dem Gebäude entnommenen, aufbereiteten und dadurch von Kohlendioxid befreiten Luft und eines verdampften bzw. in den feed, especially if additional conditioning is applied. Also, a separate supply of the building taken, processed and thus freed of carbon dioxide and a vaporized or in the
überkritischen Zustand überführten flüssigen Luftprodukts zu der der Klimaanlage zugeführten und dort konditionierten Gebäudeluft oder zu der in der Klimaanlage konditionierten Gebäudeluft ist grundsätzlich möglich. supercritical state transferred liquid air product to the air conditioning supplied and conditioned there building air or to the conditioned in the air conditioning building air is basically possible.
Unter einem "Verdichter" wird eine Vorrichtung verstanden, die zum Verdichten wenigstens eines gasförmigen Stroms von wenigstens einem Eingangsdruck, bei dem dieser dem Verdichter zugeführt wird, auf wenigstens einen Enddruck, bei dem dieser dem Verdichter entnommen wird, eingerichtet ist. Der Verdichter bildet dabei eine bauliche Einheit, die jedoch mehrere "Verdichterstufen" in Form bekannter Kolben-, Schrauben- und/oder Schaufelrad- bzw. Turbinenanordnungen aufweisen kann. A "compressor" is understood to mean a device which is set up for compressing at least one gaseous stream from at least one inlet pressure at which it is fed to the compressor to at least one final pressure at which it is taken from the compressor. The compressor forms a structural unit, which, however, can have a plurality of "compressor stages" in the form of known piston, screw and / or Schaufelrad- or turbine assemblies.
Insbesondere werden diese Verdichterstufen mittels eines gemeinsamen Antriebs, beispielsweise über eine gemeinsame Welle, angetrieben. In particular, these compressor stages are driven by means of a common drive, for example via a common shaft.
Ein "Gebläse" zeichnet sich im Gegensatz zu einem Verdichter im Wesentlichen dadurch aus, dass seine Hauptaufgabe nicht die Verdichtung eines Gasstroms sondern primär das Fördern eines entsprechenden Gasstroms, beispielsweise durch einen Wärmetauscher oder einen Adsorber, ist. Auch an einem Gebläse stellt sich ein gewisses Druckverhältnis zwischen Eingangsdruck und Enddruck, beispielsweise ein Druckverhältnis von 1 ,3 bis 3,0 (gegenüber einem Druckverhältnis von mehr als 3,0 bei einem typischen Verdichter) ein. Ein "Ventilator" ist ein Gebläse, das sich A "blower" is characterized in contrast to a compressor essentially by the fact that its main task is not the compression of a gas stream but primarily the conveying of a corresponding gas stream, for example by a heat exchanger or an adsorber. A certain pressure ratio between inlet pressure and final pressure, for example a pressure ratio of 1.3 to 3.0 (compared to a pressure ratio of more than 3.0 in a typical compressor), also arises on a fan. A "fan" is a fan that is itself
typischerweise durch ein nochmals geringeres Druckverhältnis, insbesondere im Bereich von 1 ,0 bis 1 ,3, auszeichnet. typically characterized by a further lower pressure ratio, in particular in the range of 1, 0 to 1, 3, characterized.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere bei einem Kleingebäude oder einem Großgebäude eingesetzt werden. Bei einem Kleingebäude handelt es sich insbesondere um ein Ein- oder kleineres Mehrfamilienhaus oder einen kleinen Gewerbebetrieb. Ein Großgebäude ist insbesondere ein Bürogebäude entsprechender Größe, ein Hochhaus, eine Fabrikhalle, ein Bahnhof, ein Flughafen usw. Die vorstehend erläuterten Maßnahmen sind nicht auf einen spezifischen Gebäudetyp oder eine spezifische Gebäudegröße beschränkt. The inventive method can be used in particular in a small building or a large building. In particular, a small building is a single or smaller apartment building or a small one Commercial operation. In particular, a large building is an office building of appropriate size, a skyscraper, a factory, a railway station, an airport, etc. The above-described measures are not limited to a specific type of building or a specific size of a building.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Anlage zur Luftverbesserung in einem Gebäude, mit Mitteln, die dafür eingerichtet sind, dem Gebäude einen The present invention further relates to a facility for air conditioning in a building, with means adapted to the building
sauerstoffhaltigen, gasförmigen Fluidstrom zuzuführen und in dem Gebäude zu verteilen. Erfindungsgemäß ist die Anlage dafür eingerichtet, den sauerstoffhaltigen, gasförmigen Fluidstrom zumindest teilweise unter Verwendung eines in einem Behälter gespeicherten und dem Behälter entnommenen sauerstoffhaltigen, flüssigen supply oxygen-containing gaseous fluid stream and distribute it in the building. According to the invention, the plant is adapted to at least partially store the oxygen-containing, gaseous fluid stream using an oxygen-containing liquid which is stored in a vessel and removed from the vessel
Luftprodukts zu bilden. Die Anlage ist erfindungsgemäß ferner dafür eingerichtet, dem Gebäude Luft zu entnehmen, aufzubereiten und dem Gebäude erneut zuzuführen, wobei die Aufbereitung eine adsorptive Entfernung von Kohlendioxid umfasst. Air product to form. The system according to the invention is further adapted to remove air from the building, reprocess and re-supply the building, wherein the treatment comprises an adsorptive removal of carbon dioxide.
Ein System zur Luftverbesserung, das erfindungsgemäß ebenfalls vorgeschlagen wird, umfasst ein Gebäude und die soeben erläuterte Anlage gemäß unterschiedlicher Ausführungsformen. Eine entsprechende Anlage und ein entsprechendes System sind gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform zur Durchführung eines Verfahrens eingerichtet, wie es zuvor erläutert wurde. Auf die zuvor erläuterten Merkmale und Vorteile wird daher ausdrücklich verwiesen. Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert, in der bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung schematisch A system for improving the air, which is also proposed according to the invention, comprises a building and the installation just described according to different embodiments. A corresponding system and a corresponding system are arranged according to a particularly preferred embodiment for carrying out a method, as explained above. The features and advantages explained above are therefore expressly referred to. The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawing, in the preferred embodiments of the invention schematically
veranschaulicht sind. are illustrated.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
In Figur 1 ist ein System zur Luftverbesserung gemäß einer nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltung in Form eines schematischen Diagramms veranschaulicht. FIG. 1 illustrates a system for improving air in accordance with a noninventive embodiment in the form of a schematic diagram.
In Figur 2 ist ein System zur Luftverbesserung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in Form eines schematischen Diagramms veranschaulicht. In Figur 3 ist ein System zur Luftverbesserung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in Form eines schematischen Diagramms veranschaulicht. In Figur 4 ist ein System zur Luftverbesserung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in Form eines schematischen Diagramms veranschaulicht. FIG. 2 illustrates an air improvement system according to an embodiment of the invention in the form of a schematic diagram. FIG. 3 illustrates a system for improving air in accordance with a further embodiment of the invention in the form of a schematic diagram. FIG. 4 illustrates a system for improving air in accordance with a further embodiment of the invention in the form of a schematic diagram.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen In den nachfolgenden Figuren sind Systeme zur Luftverbesserung gemäß einer nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltung sowie gemäß besonders bevorzugter DETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In the following figures, systems for air improvement according to an embodiment not according to the invention and according to particularly preferred
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht und werden auf Grundlage der Figuren beschrieben. Für gleiche oder gleich wirkende Elemente werden dabei identische Bezugszeichen verwendet und der Übersichtlichkeit halber nicht wiederholt erläutert. Embodiments of the present invention are illustrated and described based on the figures. Identical reference symbols are used for identical or identically acting elements and are not explained repeatedly for the sake of clarity.
Werden nachfolgend Systeme zur Luftverbesserung beschrieben, gelten die entsprechenden Erläuterungen jeweils sinngemäß für entsprechende Einrichtungen bzw. Anlagen und Verfahren zur Luftverbesserung, wobei durch die dargestellten Komponenten in entsprechenden Verfahren jeweils Verfahrensschritte implementiert sein können, wie sie zuvor ausführlich erläutert wurden. If air-conditioning systems are described below, the corresponding explanations apply mutatis mutandis to corresponding devices and systems and methods for improving the air, wherein in each case method steps can be implemented by the components shown in corresponding methods, as they were previously explained in detail.
In Figur 1 ist ein System zur Luftverbesserung in Form eines schematischen In Figure 1 is a system for improving the air in the form of a schematic
Diagramms veranschaulicht und insgesamt mit 1 bezeichnet. Das System 1 ist für die Luftverbesserung in einem Kleingebäude 10, insbesondere einem Ein- oder Diagram illustrated and designated overall by 1. The system 1 is for the improvement of air in a small building 10, in particular a single or
Mehrfamilienhaus, einem kleineren Gewerbebetrieb und dergleichen vorgesehen und umfasst ein solches Kleingebäude 10. Ferner umfasst das System 1 eine Anlage zur Luftverbesserung, die in Figur 1 insgesamt mit 100 bezeichnet ist. In der Anlage 100 zur Luftverbesserung wird ein flüssiges, sauerstoffhaltiges  Multi-family house, a smaller business enterprise and the like provided and includes such a small building 10. Further, the system 1 comprises an air conditioning system, which is designated in Figure 1 as a whole with 100. In the air conditioning plant 100 is a liquid, oxygen-containing
Luftprodukt, insbesondere unter Druck und in tiefkaltem Zustand, in einem Behälter 101 bereitgestellt. Bei dem Behälter 101 kann es sich insbesondere um einen Gaszylinder üblicher Art handeln. Auch die Verwendung von thermisch isolierten Behältern 101 ist möglich. Insbesondere weist der Behälter 101 Dimensionen auf, die es erlauben, ihn auf üblichem Weg zu transportieren. Insbesondere ist der Behälter 101 derart ausgebildet, dass er nach dem Verbrauch des enthaltenen flüssigen, sauerstoffhaltigen Luftprodukts durch einen befüllten Behälter 101 ersetzt werden kann, der zu dem Kleingebäude 10 geliefert werden kann. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann ferner ein in einem weiteren Behälter 151 gespeichertes und dem weiteren Behälter 151 entnommenes weiteres Luftprodukt, beispielsweise ein stickstoffreiches Luftprodukt, eingesetzt werden. Die nachfolgenden Erläuterungen betreffend den Behälter 101 und das entsprechende sauerstoffreiche Luftprodukt gelten entsprechend auch für den Behälter 151 . Die Anbindung des Behälters 151 ist nicht im Detail gezeigt. Air product, in particular under pressure and in the cryogenic state, provided in a container 101. The container 101 may in particular be a gas cylinder of conventional type. The use of thermally insulated containers 101 is possible. In particular, the container 101 has dimensions that allow it to be transported in the usual way. In particular, the container 101 is formed so that it can be replaced after consumption of the contained liquid, oxygen-containing air product by a filled container 101, which can be supplied to the small building 10. In the context of the present invention, a further air product stored in a further container 151 and taken from the further container 151, for example a nitrogen-rich air product, can furthermore be used. The following explanations concerning the container 101 and the corresponding oxygen-rich air product also apply correspondingly to the container 151. The connection of the container 151 is not shown in detail.
Beispielsweise über einen optional vorgesehenen Druckminderer 102 ist der Behälter 101 an eine Leitung 103 angebunden, die ihrerseits mit einem Verdampfer 104 gekoppelt ist. In dem Verdampfer 104 kann, wie auch nachfolgend noch erläutert, das flüssige, sauerstoffhaltige Luftprodukt aus dem Behälter 101 verdampft werden. Es wird anschließend dem Kleingebäude 10 zugeführt und hier über eine vorhandene oder als Teil des Systems 1 bereitgestellte Belüftungsanlage (nicht gezeigt) beispielsweise in unterschiedliche Räume des Kleingebäudes 10 verteilt. Zum Abführen verbrauchter Luft und zum Massenausgleich zu der über die Leitung 105 zugeführten Luft ist eine Leitung 106 vorgesehen, die mit einem Gebläse 107, beispielsweise einem oder mehreren Rohrventilatoren, gekoppelt sein kann. Alternativ dazu kann auch vorgesehen eine Abfuhr verbrauchter Luft und einen Massenausgleich über einen oder mehrere Luftabzüge, Lüftungsgitter und dergleichen vorzunehmen. Es können auch mehrere entsprechender Leitungen 106 und Gebläse 107 vorgesehen sein. Die über die Leitung(en) 106 und das oder die Gebläse 107 abtransportierte verbrauchte Luft kann über eine Leitung 108 in die Umgebung abgeblasen werden. For example, via an optionally provided pressure reducer 102, the container 101 is connected to a line 103, which in turn is coupled to an evaporator 104. In the evaporator 104, as also explained below, the liquid, oxygen-containing air product can be evaporated from the container 101. It is then supplied to the small building 10 and distributed here via an existing or provided as part of the system 1 ventilation system (not shown), for example, in different rooms of the small building 10. For discharging spent air and for mass balance to the air supplied via the line 105, a line 106 is provided, which may be coupled to a fan 107, for example one or more tube fans. Alternatively, it may also be provided a discharge of spent air and mass balance on one or more air vents, ventilation grille and the like. It can also be provided a plurality of corresponding lines 106 and blower 107. The exhausted air via the line (s) 106 and the blower or blowers 107 can be blown off via a line 108 into the environment.
Wie erwähnt, wird das flüssige, sauerstoffhaltige Luftprodukt aus dem Behälter 101 in dem Verdampfer 104 verdampft. Hierbei kann zugleich die Temperatur des As mentioned, the liquid, oxygen-containing air product is evaporated from the container 101 in the evaporator 104. At the same time, the temperature of the
verdampften, sauerstoffhaltigen Luftprodukts eingestellt werden, so dass das System 1 zur Luftverbesserung zugleich zur Einstellung einer bestimmten Raumtemperatur in dem Kleingebäude 10 eingerichtet sein kann. Hierzu ist ein Temperaturregler 109 vorgesehen, der auf Grundlage einer oder mehrerer in dem Kleingebäude 10 erfasster Temperaturen über eine Regelleitung 1 10 eine Einwirkung von Wärmequellen auf den Verdampfer 104 regeln kann. vaporized, oxygen-containing air product can be adjusted so that the air freshening system 1 can be set up at the same time to set a certain room temperature in the small building 10. For this purpose, a temperature controller 109 is provided, which is detected on the basis of one or more in the small building 10 Temperatures via a control line 1 10 can regulate the action of heat sources on the evaporator 104.
Als Wärmequellen sind in Figur 1 exemplarisch Umgebungswärme 1 1 1 , Solarwärme 1 12, Elektrowärme 1 13 veranschaulicht. Diese und weitere Wärmequellen, By way of example, ambient heat 1 1 1, solar heat 1 12, electrical heat 1 13 are illustrated as heat sources in FIG. These and other heat sources,
beispielsweise ein Brenner und dergleichen, können alternativ zueinander oder in beliebiger Kombination gemeinsam in unterschiedlichem Ausmaß zur Einwirkung auf den Verdampfer 104 gebracht werden. Als weitere Wärmequelle kann beispielsweise fühlbare Wärme 152 der Gebäudeluft des Kleingebäudes 10 verwendet werden, die zu diesem Zweck beispielsweise aus dem Kleingebäude 10 herausgeführt werden kann. Jedoch ist es, wie ebenfalls erwähnt, auch möglich, geeignete Wärmetauschstrukturen des Verdampfers 104 in ein Lüftungssystem des Kleingebäudes 10 zu integrieren. Wenngleich nicht im Detail gezeigt, kann auch die Nutzung der fühlbaren Wärme 152 der Gebäudeluft des Kleingebäudes 10 unter Kontrolle des Temperaturreglers 109 stehen. Beispielsweise kann in einer Solarheizeinrichtung durch variable Abschattung oder Verstellung gegenüber einer Einstrahlrichtung des Sonnenlichts eine variable Aufheizung bewirkt werden, oder mittels unterschiedlicher Heizstufen eines For example, a burner and the like, can be brought to act on the evaporator 104 alternatively to each other or in any combination together to varying degrees. As a further heat source, for example, sensible heat 152 of the building air of the small building 10 can be used, which can be led out for this purpose, for example, from the small building 10. However, as also mentioned, it is also possible to integrate suitable heat exchange structures of the evaporator 104 into a ventilation system of the small building 10. Although not shown in detail, the use of the sensible heat 152 of the building air of the small building 10 may be under the control of the temperature controller 109. For example, in a solar heater by variable shading or adjustment with respect to a direction of incidence of the sunlight, a variable heating can be effected, or by means of different heating levels of
elektrischen Heizers kann eine einstellbare Erwärmung erzielt werden. Es versteht sich, dass für eine entsprechende Erwärmung auch weitere Steuer- und Regeleinrichtungen vorgesehen sein können. Beispielsweise kann auch eine electric heater, an adjustable heating can be achieved. It is understood that additional control and regulating devices can be provided for a corresponding heating. For example, a can also
Temperatur des verdampften, sauerstoffhaltigen Luftprodukts in oder direkt stromab des Verdampfers 104 erfasst werden, so dass gegebenenfalls eine schnellere Temperature of the vaporized, oxygen-containing air product in or directly downstream of the evaporator 104 are detected, so that optionally a faster
Steuerung bzw. Regelung möglich ist. Control is possible.
In Figur 2 ist ein System zur Luftverbesserung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in Form eines schematischen Diagramms veranschaulicht und insgesamt mit 2 bezeichnet. Im Gegensatz zu dem in Figur 1 veranschaulichten System 1 ist das System 2 insbesondere zur Versorgung eines Großgebäudes 20, beispielsweise eines Bürokomplexes, eines größeren Wohnhauses oder eines größeren Gewerbebetriebs eingerichtet. Allerdings sind die in Figur 2 und den nachfolgenden Figuren FIG. 2 illustrates a system for improving the air in accordance with an embodiment of the invention in the form of a schematic diagram and denoted overall by 2. In contrast to the system 1 illustrated in FIG. 1, the system 2 is set up, in particular, to supply a large building 20, for example an office complex, a larger residential building or a larger commercial enterprise. However, those in Figure 2 and the following figures
veranschaulichten Maßnahmen nicht auf die Verwendung mit einem Großgebäude 20 beschränkt. Die Anlage zur Luftverbesserung ist der besseren Unterscheidbarkeit halber mit 200 bezeichnet. Zur Versorgung des Großgebäudes 20 kann vorgesehen sein, zusätzlich oder alternativ zu dem relativ kleinen Behälter 101 einen Behälter 1 14 für das Measures not limited to use with a large building 20. The air conditioning system is designated 200 for better distinctness. To supply the large building 20 may be provided, in addition to or as an alternative to the relatively small container 101 a container 1 14 for the
sauerstoffhaltige, verflüssigte Luftprodukt einzusetzen. Es handelt sich hierbei insbesondere um einen beispielsweise thermisch isolierten Großtank, der use oxygenated, liquefied air product. This is in particular a thermally insulated large tank, for example
beispielsweise periodisch von einem Tankfahrzeug mit dem sauerstoffhaltigen, verflüssigten Luftprodukt befüllt werden kann. Es können auch mehrere For example, can be periodically filled by a tanker with the oxygen-containing, liquefied air product. There can also be several
entsprechender Großtanks vorhanden sein. Aus Redundanzgründen können kleinere Behälter 101 weiter vorhanden sein und beispielsweise dann verwendet werden, wenn der Behälter 1 14 wie erläutert über ein Tankfahrzeug neu befüllt wird. Der Behälter 1 14 kann über eine Leitung 1 15 befüllt werden. Das sauerstoffhaltige, verflüssigte appropriate large tanks be present. For reasons of redundancy, smaller containers 101 can continue to be present and be used, for example, when the container 1 14 is refilled via a tanker vehicle as explained. The container 1 14 can be filled via a line 1 15. The oxygenated, liquefied
Luftprodukt kann dem Behälter 1 14 über eine Leitung 1 16 entnommen und ebenfalls zu dem Verdampfer 104 geführt werden.  Air product can be removed from the container 1 14 via a line 1 16 and also fed to the evaporator 104.
Wie zu Figur 1 und dem weiteren kleineren Behälter 151 erläutert, kann auch ein weiterer größerer Behälter 153 eingesetzt werden, dem ein weiteres Luftprodukt, beispielsweise ein stickstoffreiches Luftprodukt, entnommen werden kann. Auch hier gelten die entsprechenden Erläuterungen betreffend die Behälter 101 , 151 und 1 14 sinngemäß. Auch die Anbindung des Behälters 152 ist nicht im Detail gezeigt. Die Temperaturregelung, die bereits zu Figur 1 unter Bezugnahme auf die Elemente 109 bis 1 13 erläutert wurde, kann auch in dem System 2 zur Luftverbesserung für das Großgebäude 20 vorhanden sein. Als weitere Wärmequelle kann auch hier fühlbare Wärme 152 der Gebäudeluft des Großgebäudes 20 verwendet werden. Das verdampfte, sauerstoffreiche Luftprodukt in der Leitung 105 wird zumindest zum Teil über eine Leitung 1 17 einer Entspannungsmaschine 1 18, beispielsweise einem Turboexpander, zugeführt und dort entspannt. Eine Menge des in der Leitung 105 geführten verdampften, sauerstoffreichen Luftprodukts kann dabei über ein Ventil 1 19 eingestellt werden. Hierzu kann ein Flussratenregler 120 verwendet werden, der über eine Regelleitung 121 mit einem Lüftungsregler 120a verbunden sein kann. Der Lüftungsregler 120a kann beispielsweise eine Luftqualität oder einen oder mehrere Luftparameter der Luft in dem Großgebäude 20 erfassen. As explained with reference to FIG. 1 and the further smaller container 151, it is also possible to use a further larger container 153 to which a further air product, for example a nitrogen-rich air product, can be taken. Again, the corresponding explanations concerning the containers 101, 151 and 1 14 apply mutatis mutandis. The connection of the container 152 is not shown in detail. The temperature control, which has already been explained with reference to Figure 1 with reference to the elements 109 to 1 13, may also be present in the air conditioning system 2 for the large building 20. As a further heat source, sensible heat 152 of the building air of the large building 20 can also be used here. The vaporized, oxygen-rich air product in the line 105 is at least partially fed via a line 1 17 a relaxation machine 1 18, for example, a turboexpander, and there relaxed. An amount of vaporized, oxygen-rich air product carried in line 105 can be adjusted via a valve 19. For this purpose, a flow rate regulator 120 can be used, which can be connected via a control line 121 to a ventilation regulator 120a. For example, the ventilation controller 120a may sense air quality or one or more air parameters of the air in the large building 20.
Das in der Entspannungsmaschine 1 18 entspannte verdampfte, sauerstoffhaltige Luftprodukt kann mittels einer Leitung 121 einem Wärmetauscher 122 zugeführt, in diesem erwärmt, und über eine Leitung 123 mit Umluft (siehe unten) in einer Leitung 124 vereinigt werden. Nach einer optionalen Befeuchtung in einem Befeuchter 125 kann die Luft über eine Leitung 126 in das Großgebäude 20 eingespeist und dort beispielsweise über ein Lüftungssystem in mehrere Räume verteilt werden. The vaporized, oxygen-containing air product expanded in the expansion machine 118 can be fed by means of a line 121 to a heat exchanger 122, in FIG This heated, and over a line 123 with circulating air (see below) are combined in a line 124. After an optional humidification in a humidifier 125, the air can be fed via a line 126 into the large building 20 and distributed there, for example, via a ventilation system in several rooms.
Über eine Leitung 127 kann verbrauchte Luft (die nachfolgend als die bereits oben erwähnte "Umluft" bezeichnet wird, weil sie in das Großgebäude 20 zurückgeführt wird) aus dem Großgebäude 20 ausgeführt werden. Diese wird einer Verdichtung in einem mit der Entspannungsmaschine 1 18 mechanisch gekoppelten Verdichter 128 zugeführt. Es ist alternativ auch möglich, zum Antreiben des Verdichters 128 beispielsweise einen elektrischen Antrieb bereitzustellen. In diesem Fall kann auf die Entspannungsmaschine 1 18 verzichtet und das verdampfte, sauerstoffhaltige Exhausted air (hereinafter referred to as the "circulating air" already mentioned above because it is returned to the large building 20) can be discharged from the large building 20 via a duct 127. This is fed to a compression in a mechanically coupled to the expansion machine 1 18 compressor 128. It is alternatively also possible to provide, for example, an electric drive for driving the compressor 128. In this case, it is possible to dispense with the expansion machine 1 18 and the vaporized, oxygen-containing
Luftprodukt aus der Leitung 1 17 direkt dem Wärmetauscher 122 zugeführt werden. Über eine Leitung 129 wird die verdichtete Umluft dem Wärmetauscher 122 zugeführt, wo insbesondere die Verdichtungswärme abgeführt werden kann. Anschließend wird ein Teil der Umluft über eine Leitung 130 einem Adsorber 131 zugeführt und dort in geeigneter weise behandelt, beispielsweise von Wasser und Kohlendioxid befreit. Der Adsorber 131 weist ein Paar von Adsorberbehältern auf, die mit einem geeigneten Adsorptionsmaterial befüllt sind und im Wechselbetrieb betrieben werden. Air product from the line 1 17 are fed directly to the heat exchanger 122. Via a line 129, the compressed circulating air is supplied to the heat exchanger 122, where in particular the heat of compression can be dissipated. Subsequently, a portion of the circulating air is fed via a line 130 to an adsorber 131 and treated there in a suitable manner, for example, freed of water and carbon dioxide. The adsorber 131 has a pair of adsorbent containers which are filled with a suitable adsorbent material and operated in alternating operation.
Zur Regeneration des jeweils nicht zur Behandlung der Umluft aus der Leitung 130 verwendeten Adsorberbehälters kann ein weiterer Teil der Umluft verwendet werden, der über eine Leitung 132 einem elektrischen Heizer 133 zugeführt, dort erwärmt und über eine weitere Leitung 134 dem Adsorber zugeführt wird. Zur Funktion eines entsprechenden Adsorbers 131 sei auf die bezüglich Luftzerlegungsanlagen zitierte Literatur, beispielsweise Häring, Figur 2.3A und zugehörige Erläuterungen, verwiesen. For regeneration of the adsorber tank not used in each case to treat the circulating air from the line 130, a further part of the circulating air can be used, which is supplied via a line 132 to an electric heater 133, where it is heated and fed to the adsorber via a further line 134. For the function of a corresponding adsorber 131, reference should be made to the literature cited with reference to air separation plants, for example Häring, FIG. 2.3A and associated explanations.
Die in dem Adsorber 131 behandelte Umluft wird über die bereits erwähnte Leitung 124 mit dem verdampften, sauerstoffhaltigen Luftprodukt in der Leitung 123 vereinigt und der Befeuchtung in dem Befeuchter 125 zugeführt. The circulating air treated in the adsorber 131 is combined via the already mentioned line 124 with the vaporized, oxygen-containing air product in the line 123 and fed to the moistening in the moistener 125.
Über einen Bypass 135 und ein Ventil 136 kann das verdampfte, sauerstoffhaltige Luftprodukt zu einem Teil auch direkt aus der Leitung 105 in die Leitung 132 überführt und damit zur Regeneration des Adsorbers 131 eingesetzt werden. In Figur 3 ist ein System zur Luftverbesserung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in Form eines schematischen Diagramms veranschaulicht und mit 3 bezeichnet. Im Gegensatz zu dem in Figur 1 veranschaulichten System 1 und wie das in Figur 2 veranschaulichte System 2 ist das in Figur 3 veranschaulichte System 3 insbesondere zur Versorgung eines Großgebäudes 20 eingerichtet. Die Anlage zur Luftverbesserung ist in Figur 3 der besseren Unterscheidbarkeit halber mit 300 bezeichnet. Das Großgebäude 3 weist beispielsweise fünf Büros von jeweils 30 Quadratmetern auf und ist im Regelfall mit 10 bis 15 Personen besetzt. Via a bypass 135 and a valve 136, the vaporized, oxygen-containing air product can also be transferred in part directly from the line 105 into the line 132 and thus used for the regeneration of the adsorber 131. FIG. 3 illustrates a system for improving the air in accordance with an embodiment of the invention in the form of a schematic diagram and denoted by 3. In contrast to the system 1 illustrated in FIG. 1 and the system 2 illustrated in FIG. 2, the system 3 illustrated in FIG. 3 is set up to supply a large building 20 in particular. The air conditioning system is designated 300 in FIG. 3 for better distinctness. The large building 3 has, for example, five offices of 30 square meters each and is usually occupied by 10 to 15 people.
Die in Figur 3 veranschaulichte Ausführungsform des Systems 3 bzw. der Anlage 300 stellt eine Variante des in Figur 2 veranschaulichten Systems 2 bzw. der dort veranschaulichten Anlage 200 dar, das zudem stark vereinfacht veranschaulicht ist. Bis auf die nachstehend erläuterten Unterschiede können sämtliche der in Figur 2 bezüglich des Systems 2 bzw. der Anlage 200 veranschaulichten und erläuterten Komponenten auch in dem System 2 bzw. der Anlage 300 vorhanden sein. The embodiment of the system 3 or of the system 300 illustrated in FIG. 3 represents a variant of the system 2 illustrated in FIG. 2 or of the system 200 illustrated there, which is also illustrated in greatly simplified form. Apart from the differences explained below, all of the components illustrated and explained in relation to the system 2 or the system 200 in FIG. 2 can also be present in the system 2 or the system 300.
Auch in dem System 3 bzw. der Anlage 300 kann über eine Leitung 127', die im Wesentlichen der Leitung 127 des Systems 2 bzw. der Anlage 200 gemäß Figur 2 entsprechen kann, die bereits oben erwähnte "Umluft" aus dem Großgebäude 20 ausgeführt werden. Abweichend zu dem System 2 bzw. der Anlage 200 gemäß Figur 2 wird hier jedoch bereits stromauf eines Verdichters bzw. Gebläses 128', der bzw. das im Übrigen dem Verdichter 128 des Systems 2 bzw. der Anlage 200 gemäß Figur 2 entsprechen kann, ein Teilstrom der Umluft über eine Leitung 132' abgezweigt und über einen Verdichter bzw. ein Gebläse 128" weiter verdichtet. In einer Leitung 127" wird der verbleibende Rest zu dem hier mit 131 ' bezeichneten Adsorber geführt. Der Teilstrom in der Leitung 132' wird zur Regeneration des Adsorberbehälters eingesetzt, der jeweils nicht zur Behandlung der Luft in der Leitung 127" verwendet wird. Der momentan regenerierte Adsorberbehälter ist in Figur 3 zusätzlich mit 131 b, der momentan zur Behandlung der Umluft aus der Leitung 127' verwendete Also in the system 3 or the system 300, the "circulating air" already mentioned above from the large building 20 can be executed via a line 127 ', which can essentially correspond to the line 127 of the system 2 or the system 200 according to FIG , In contrast to the system 2 or the system 200 according to FIG. 2, however, an upstream compressor or blower 128 ', which otherwise can correspond to the compressor 128 of the system 2 or the system 200 according to FIG Partial flow of the circulating air is branched off via a line 132 'and further compressed by means of a compressor or a blower 128 ". In a line 127", the remainder is passed to the adsorber designated here by 131'. The partial flow in the line 132 'is used for regeneration of the adsorber tank, which is not used in each case for the treatment of the air in the line 127 " Line 127 'used
Adsorberbehälter mit 131 a bezeichnet. Nach einer optionalen Zuspeisung von atmosphärischer Luft über eine Leitung 324 (siehe auch unten) wird die Luft aus der Leitung 127" über eine Leitung 127"' der Adsorption zugeführt. Im Gegensatz zu dem in Figur 2 dargestellten System 2 werden hier also zwei Verdichter bzw. Gebläse 128', 128" eingesetzt. Der Vorteil kann darin bestehen, dass diese jeweils individuell an die erforderlichen leichten Überdrücke zur Adsorption (beispielsweise ca. 1 ,1 1 bar Absolutdruck) und zur Regeneration (beispielsweise ca. 1 ,05 bar Absolutdruck) angepasst werden können. Allgemein wird hier unter einer "Verdichtung" in einem Gebläse nur eine leichte Druckerhöhung in dem eingangs für Gebläse erläuterten Umfang verstanden. Adsorberbehälter designated 131 a. Following an optional supply of atmospheric air via line 324 (see also below), the air from line 127 "is fed to adsorption via line 127". In contrast to the system 2 shown in Figure 2, two compressors or fans 128 ', 128 "are used here, the advantage being that they are each individually adapted to the required slight overpressures for adsorption (for example, approximately 1.1 Absolute pressure) and for regeneration (for example, about 1.05 bar absolute pressure) Generally, a "compression" in a fan is understood to mean only a slight pressure increase in the scope explained at the outset for fans.
Wie allgemein bekannt und zuvor erwähnt, erfolgt nach einer entsprechenden As is well known and previously mentioned, an appropriate one is used
Betriebsphase, in der der Adsorberbehälter 131 a zur zur Luftreinigung eingesetzt und der Adsorberbehälter 131 b regeneriert wird, eine Umschaltung. Nach der Umschaltung wird sodann der Adsorberbehälter 131 a regeneriert und der Adsorberbehälter 131 b zur Luftreinigung eingesetzt. Ein entsprechender Wechselbetrieb kann durch in Figur 3 nicht gesondert veranschaulichte Ventile und eine geeignete Ansteuerung ermöglicht werden. Es versteht sich, dass neben den zwei in Figur 3 veranschaulichten Operating phase in which the adsorber 131 a used for air purification and the adsorber tank 131 b is regenerated, a switching. After switching, the adsorber 131 a is then regenerated and the adsorber 131 b used for air purification. A corresponding alternating operation can be made possible by valves which are not separately illustrated in FIG. 3 and suitable control. It is understood that in addition to the two illustrated in Figure 3
Adsorberbehältern 131 a und 131 b auch weitere Adsorberbehälter verwendet und einem entsprechenden Wechselbetrieb unterworfen werden können.  Adsorber containers 131 a and 131 b and other adsorber used and can be subjected to a corresponding alternating operation.
Nach der Verwendung zur Regeneration des Adsorberbehälters 131 b kann der hierzu über die Leitung 132' abgezweigte Anteil der Umluft, der mit den im Zuge der After use for the regeneration of the adsorbent container 131 b, the portion of the circulating air diverted via the line 132 'can be used
Regeneration desorbierten Komponenten aus dem Adsorberbehälter 131 b beladen ist, über eine Leitung 132" beispielsweise an die Umgebung abgeblasen werden. Auch eine anderweitige Verwendung und insbesondere eine Wärmerückgewinnung kann vorgesehen sein, ist jedoch aus Übersichtlichkeitsgründen in Figur 3 nicht gesondert veranschaulicht. Vor der Verwendung zur Regeneration kann ein entsprechender Anteil der Umluft auch zusätzlich erwärmt werden, insbesondere falls die in dem Verdichter bzw. Gebläse 128" erzeugte Verdichtungswärme nicht ausreicht.  Regeneration of desorbed components from the adsorber tank 131 b is charged, for example, to be blown off to the environment via a line 132. Another use and in particular heat recovery may be provided, but is not separately illustrated for reasons of clarity in FIG Regeneration, a corresponding proportion of the circulating air can also be additionally heated, in particular if the compression heat generated in the compressor or blower 128 "is insufficient.
Der in dem Adsorberbehälter 131 a von unerwünschten Komponenten befreite Anteil der Umluft wird über eine Leitung 124', die im Wesentlichen der Leitung 124 desThe in the adsorber tank 131 a of unwanted components freed portion of the circulating air is via a line 124 ', which is substantially the line 124 of the
Systems 2 bzw. der Anlage 200 gemäß Figur 2 entsprechen kann, abgeführt. Sie wird über eine Leitung 124', die im Wesentlichen der Leitung 124 des Systems 2 bzw. der Anlage 200 gemäß Figur 2 entsprechen kann, aus dem Adsorber 131 ausgeführt und über eine Leitung 123', die im Wesentlichen der Leitung 123 des Systems 2 bzw. der Anlage 200 gemäß Figur 2 entsprechen kann, mit Sauerstoff oder verdampftem flüssigem Luftprodukt beaufschlagt. Der Einfachheit halber sind hier die zur Systems 2 and the plant 200 according to Figure 2 may correspond, discharged. It is carried out via a line 124 ', which may essentially correspond to the line 124 of the system 2 or the system 200 according to FIG. 2, from the adsorber 131 and via a line 123', which is essentially the line 123 of the system 2 or can correspond to the plant 200 of Figure 2, with oxygen or vaporized applied to liquid air product. For the sake of simplicity, here are the
Verdampfung des flüssigen Luftprodukts verwendeten Komponenten, die im Evaporation of the liquid air product used in the components
Wesentlichen jenen der Figur 2 entsprechen können, hier mit 310 bezeichnet. Ein Verdampfer, der grundsätzlich vergleichbar wie der Verdampfer 104 gemäß Figur 2 ausgebildet sein kann, ist vereinfacht veranschaulicht und mit 104' angegeben. Substantially may correspond to those of Figure 2, here designated 310. An evaporator, which may in principle be designed comparable to the evaporator 104 according to FIG. 2, is illustrated in simplified form and indicated by 104 '.
In dem System 3 gemäß Figur 3 ist ferner eine Klimaanlage 310, die insbesondere als integrierte Einheit zur Beheizung, Ventilation und Klimatisierung, also als sogenannte HVAC-Einheit (engl. Heating, Ventilating and Air Conditioning) ausgebildet sein kann. Der Klimaanlage 310 wird über einen Entlüftungsstrang 321 Luft aus dem In the system 3 according to FIG. 3, there is furthermore an air conditioning system 310, which can be designed, in particular, as an integrated unit for heating, ventilation and air conditioning, that is to say as a so-called HVAC unit (heating, ventilation and air conditioning). The air conditioner 310 is via a vent line 321 air from the
Großgebäude 20 zugeführt und die Klimaanlage 310 führt über einen Belüftungsstrang 322 bearbeitete, insbesondere gekühlte, Luft dem Großgebäude 20 zu. Die insgesamt über den Entlüftungsstrang 321 , der auch aus mehreren Leitungen bestehen kann, wird nur zum Teil der Klimaanlage 310 zugeführt. Ein weiterer Teil wird als die bereits erwähnte Umluft die Leitung 127' zur Adsorption bzw. Adsorberregeneration zu der Adsorptionseinheit 131 ' geleitet.  Large building 20 supplied and the air conditioner 310 leads via a ventilation line 322 processed, in particular cooled, air to the large building 20. The total of the vent line 321, which may also consist of several lines, is only partially supplied to the air conditioner 310. Another part, as the circulating air already mentioned, passes the line 127 'for adsorption or adsorber regeneration to the adsorption unit 131'.
Im dargestellten Beispiel wird die mit Sauerstoff angereicherte Luft über eine Leitung 126', die wiederum im Wesentlichen der Leitung 126 des in Figur 2 dargestellten Systems 2 entsprechen kann, in den Entlüftungsstrang 321 eingespeist und damit durch die Klimaanlage 320 geführt. Auf diese Weise kann insbesondere überschüssige Wärme der mit Sauerstoff angereicherten Luft abgeführt werden, falls die Temperatur der sauerstoffangereicherten Luft aus der Leitung 126' oberhalb einer Solltemperatur liegt. Liegt die Temperatur der sauerstoffangereicherten Luft aus der Leitung 126' unterhalb der Solltemperatur, kann dieser Wärme zugeführt werden. Mit anderenIn the illustrated example, the oxygen-enriched air is fed via a line 126 ', which in turn may correspond substantially to the line 126 of the system 2 shown in Figure 2, in the vent line 321 and thus passed through the air conditioner 320. In this way, in particular excess heat of the oxygen-enriched air can be dissipated if the temperature of the oxygen-enriched air from the line 126 'is above a desired temperature. If the temperature of the oxygen-enriched air from the line 126 'below the target temperature, this heat can be supplied. With others
Worten kann mittels der Klimaanlage 320 die Temperatur der sauerstoffangereicherten Luft aus der Leitung 126' an die jeweilige Solltemperatur angepasst werden, wobei, je nach Temperatur, die erforderliche Kühl- oder Heizleistung der Klimaanlage 320 ggf. entsprechend abgesenkt werden kann. Words can be adjusted by means of the air conditioner 320, the temperature of the oxygen-enriched air from the line 126 'to the respective target temperature, wherein, depending on the temperature, the required cooling or heating power of the air conditioner 320 may optionally be lowered accordingly.
Alternativ zu der in Figur 3 veranschaulichten Ausführungsform des Systems 3 kann die mit Sauerstoff angereicherte Luft aus der Leitung 126' jedoch auch dem Alternatively to the embodiment of the system 3 illustrated in FIG. 3, however, the oxygen-enriched air from the conduit 126 'may also be supplied to the system
Belüftungsstrang 322 zugespeist werden. In diesem Fall können separate Ventilation strand 322 are fed. In this case can be separate
Temperierungsmittel vorgesehen sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann auch vorgesehen sein, die über die Leitung 127' aus dem Großgebäude 20 ausgeführte Umluft separat zu dem Entlüftungsstrang 321 der Klimaanlage 320 aus dem Großgebäude 20 auszuführen und/oder die über die Leitung 126' bereitgestellte sauerstoffangereicherte Luft separat zu dem Belüftungsstrang 322 der Klimaanlage 320 dem Großgebäude 20 zuzuführen. Be provided tempering. According to a further embodiment of the invention can also be provided, which via the line 127 'from the Execute large building 20 executed circulating air separately to the vent line 321 of the air conditioner 320 from the large building 20 and / or supplied via the line 126 'provided oxygen-enriched air separately to the ventilation line 322 of the air conditioner 320 the large building 20.
Im dargestellten Beispiel wird ferner über eine Leitung 323, die optional vorhanden ist, Abluft aus dem Großgebäude 20 ausgeführt und insbesondere an die Umgebung abgegeben. Auch hier kann eine Wärmeintegration vorgenommen werden. Ferner wird optional über eine Leitung 324 zum Ausgleich von Verlusten und insbesondere bei Bedarf, Umgebungsluft eingebracht, die hierzu auf ein leicht überatmosphärisches Druckniveau von beispielsweise ca. 1 ,10 bar Absolutdruck gebracht werden kann. Diese wird vorteilhafterweise, wie hier dargestellt, in dem Adsorber 131 ' bearbeitet und dabei durch den Verdichter bzw. das Gebläse 128' geführt. Das in Figur 3 veranschaulichte System 3 kann insbesondere auf Grundlage einer Sauerstoff- und/oder Kohlendioxidmessung mittels eines Sauerstoff- und/oder In the example shown, exhaust air from the large building 20 is also carried out via a line 323, which is optionally present, and in particular discharged to the environment. Again, a heat integration can be made. Furthermore, optionally introduced via a line 324 to compensate for losses and in particular, if necessary, ambient air, which can be brought to a slightly superatmospheric pressure level of, for example, about 1, 10 bar absolute pressure. This is advantageously, as shown here, processed in the adsorber 131 'while guided by the compressor or the blower 128'. The system 3 illustrated in FIG. 3 can in particular be based on an oxygen and / or carbon dioxide measurement by means of an oxygen and / or
Kohlendioxidsensors 325 arbeiten. Eine Steuereinheit, hier stark vereinfacht mit 330 veranschaulicht, die mit beliebigen Komponenten des Systems 3 über nicht gezeigte kabelgebundene und/oder kabellose Kommunikationsstrecken in Signalverbindung stehen kann, kann insbesondere eine Menge des über die Leitung 123' zudosierten verdampften Luftprodukts auf Grundlage eines entsprechenden Sensorsignals einstellen. Ein Sollwert beträgt dabei beispielsweise 21 % Sauerstoff und 600 ppm Kohlendioxid. Alle Prozent- und ppm-Angaben beziehen sich in den nachfolgenden Erläuterungen auf einen molaren Anteil. Carbon dioxide sensors 325 work. A control unit, here illustrated in a highly simplified manner at 330, which may be in signal communication with any components of the system 3 via not shown wired and / or wireless communication links may in particular adjust an amount of vaporized air product metered in via the line 123 'based on a corresponding sensor signal , A setpoint is, for example, 21% oxygen and 600 ppm carbon dioxide. All percentage and ppm data refer to a molar fraction in the following explanations.
Lediglich zur Veranschaulichung der Funktion des in Figur 3 gezeigten Systems 3, aber in keiner Weise den Erfindungsgedanken einschränkend, werden in der nachfolgenden Tabelle 1 Mengenströme M (in Normkubikmetern pro Stunde), Only in order to illustrate the function of the system 3 shown in FIG. 3, but in no way limit the scope of the invention, in the following Table 1, mass flows M (in standard cubic meters per hour),
Absolutdrücke p (in bar), Temperaturen T (in K) und Kohlendioxidgehalte C02 (in ppm, beispielhafte Angaben) in ausgewählten Leitungen des Systems 3 veranschaulicht. Es handelt sich dabei um Daten aus einer Pilotanlage. Diese sind daher lediglich als Beispiel angegeben und nicht notwendigerweise direkt auf größere Systeme übertragbar. Der Sauerstoffgehalt wird vorteilhafterweise, aber nicht notwendigerweise, durch die Zudosierung des verdampften Luftprodukts auf einen Wert eingestellt, der dem Gehalt in atmosphärischer Luft entspricht. Die Temperatur der aus dem Großgebäude 20 über die Leitung 323 ausgeführten Luft ist nicht reguliert und hängt auch von nicht beeinflussbaren Faktoren wie der Sonneneinstrahlung, der Isolierung und der Personenanzahl in dem Großgebäude 20 ab. Absolute pressures p (in bar), temperatures T (in K) and carbon dioxide levels C0 2 (in ppm, exemplary data) in selected lines of the system 3 are illustrated. These are data from a pilot plant. These are therefore given by way of example only and are not necessarily directly transferable to larger systems. The oxygen content is advantageously, but not necessarily, adjusted to a value corresponding to the content in atmospheric air by the metered addition of the vaporized air product. The temperature of the Large building 20 via the line 323 running air is not regulated and also depends on unimpressable factors such as sunlight, insulation and the number of people in the large building 20 from.
Tabelle 1 Leitung 124' 126' 127' 127" 127"' 132' 323 324 Table 1 Line 124 '126' 127 '127 "127"' 132 '323 324
M 550 550 500 370 550 130 50 180 p 1 ,00 1 ,00 1 ,00 1 ,00 1 ,1 1 1 ,05 1 ,00 1 ,1  M 550 550 500 370 550 130 50 180 p 1, 00 1, 00 1, 00 1, 00 1, 1 1 1, 05 1, 00 1, 1
T 290 286 285 285 290 290 n.d. 286  T 290 286 285 285 290 290 n.d. 286
C02 0 0 600 600 550 600 600 450 C0 2 0 0 600 600 550 600 600 450
In Figur 4 ist ein System zur Luftverbesserung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in Form eines schematischen Diagramms veranschaulicht und mit 4 bezeichnet. Das System 4 umfasst im Wesentlichen die Komponenten des in Figur 3 veranschaulichten Systems 3, die daher mit identischen Bezugszeichen versehen sind. FIG. 4 illustrates a system for improving the air in accordance with a further embodiment of the invention in the form of a schematic diagram and denoted by 4. The system 4 essentially comprises the components of the system 3 illustrated in FIG. 3, which are therefore provided with identical reference symbols.
Alternativ zu der in Figur 3 veranschaulichten Regenerierung des Adsorbers 31 mit der Luft aus der Leitung 132' wird hier zur Regeneration Umgebungsluft verwendet, die über eine Leitung 132" bereitgestellt und bei Bedarf entsprechend aufbereitet wird. Die Leitung 132" kann insbesondere auch von der Leitung 324 abzweigen. Auf diese Weise lassen sich Verluste an bereits teilweise gereinigter Umluft reduzieren. As an alternative to the regeneration of the adsorber 31 with the air from the line 132 'illustrated in FIG. 3, ambient air is used here for regeneration, which is made available via a line 132 "and processed accordingly as required 324 branch off. In this way, losses of already partially purified circulating air can be reduced.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Verfahren zur Luftverbesserung in einem Gebäude (20), bei dem dem Gebäude (20) ein sauerstoffhaltiger, gasförmiger Fluidstrom zugeführt und in dem Gebäude (20) verteilt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der sauerstoffhaltige, gasförmige Fluidstrom zumindest teilweise unter Verwendung eines in einem1 . A method of improving air in a building (20) in which the building (20) is supplied with an oxygen-containing, gaseous fluid stream and distributed in the building (20), characterized in that the oxygen-containing, gaseous fluid stream is at least partially using one in one
Behälter (101 , 1 14) gespeicherten und dem Behälter (101 , 1 14) entnommenen sauerstoffhaltigen, flüssigen Luftprodukts gebildet wird, und dass dem Gebäude (20) Luft entnommen, aufbereitet und dem Gebäude (20) erneut zugeführt wird, wobei die Aufbereitung eine adsorptive Entfernung von Kohlendioxid umfasst. Container (101, 1 14) stored and the container (101, 1 14) removed oxygen-containing, liquid air product is formed, and that the building (20) air taken, processed and the building (20) is fed again, the preparation of a adsorptive removal of carbon dioxide.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem die adsorptive Entfernung von Kohlendioxid unter Verwendung eines Adsorbers (131 ) durchgeführt wird, der zwei im 2. The method of claim 1, wherein the adsorptive removal of carbon dioxide using an adsorber (131) is performed, the two in the
Wechselbetrieb betriebene Adsorberbehälter (131 a, 131 b) aufweist.  Alternating adsorber container operated (131 a, 131 b).
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem ein jeweils nicht zur adsorptiven Entfernung von Kohlendioxid verwendeter Adsorberbehälter (131 b) unter Verwendung von weiterer, dem Gebäude (20) entnommener Luft regeneriert wird. 3. The method of claim 2, wherein each not used for the adsorptive removal of carbon dioxide adsorbent container (131 b) using other, the building (20) removed air is regenerated.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dem ein jeweils nicht zur adsorptiven Entfernung von Kohlendioxid verwendeter Adsorberbehälter (131 b) unter Verwendung von4. The method according to claim 2, wherein a not used for adsorptive removal of carbon dioxide adsorbent container (131 b) using
Umgebungsluft regeneriert wird. Ambient air is regenerated.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem als das flüssige, sauerstoffhaltige Luftprodukt Flüssigluft, ein gegenüber atmosphärischer Luft an Sauerstoff angereichertes, flüssiges Luftprodukt oder flüssiger Sauerstoff verwendet wird. 5. A method according to any one of the preceding claims, wherein liquid air, an atmospheric air enriched with oxygen, liquid air product or liquid oxygen is used as the liquid, oxygen-containing air product.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das zur Bildung des sauerstoffhaltigen, gasförmigen Fluidstroms verwendete sauerstoffhaltige, flüssige Luftprodukt in einem Verdampfer (104) verdampft oder aus dem flüssigen in den überkritischen Zustand überführt wird. A process according to any one of the preceding claims wherein the oxygen-containing liquid air product used to form the oxygen-containing gaseous fluid stream is vaporized in an evaporator (104) or transferred from the liquid to the supercritical state.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem zumindest ein Teil des sauerstoffhaltigen, flüssigen Luftprodukts, das in dem Verdampfer (104) verdampft oder aus dem flüssigen in den überkritischen Zustand überführt wird, anschließend mit zumindest einem Teil der dem Gebäude (20) entnommenen und aufbereiteten Luft vereinigt und zusammen mit dieser dem Gebäude (20) zugeführt wird. 7. The method of claim 6, wherein at least a portion of the oxygen-containing, liquid air product which evaporates in the evaporator (104) or from the liquid is transferred into the supercritical state, then combined with at least part of the building (20) taken and treated air and fed together with this the building (20).
8. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Verdampfer (104) zumindest teilweise unter Verwendung von Umgebungswärme (1 1 1 ), Solarwärme (1 12), 8. The method of claim 4, wherein the evaporator (104) at least partially using ambient heat (1 1 1), solar heat (1 12),
Elektrowärme (1 13) und/oder fühlbarer Wärme von Gebäudeluft des  Electric heat (1 13) and / or sensible heat from building air of the building
Gebäudes (20) betrieben wird.  Building (20) is operated.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Aufbereitung ferner eine adsorptive Trocknung und/oder eine Befeuchtung umfasst. 9. The method according to any one of the preceding claims, wherein the treatment further comprises an adsorptive drying and / or moistening.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die dem Gebäude entnommene Luft im Rahmen der Aufbereitung wenigstens einem Verdichter (128, 128') und/oder wenigstens einem Gebläse zugeführt wird. 10. The method according to any one of the preceding claims, wherein the air taken from the building in the context of processing at least one compressor (128, 128 ') and / or at least one fan is supplied.
1 1 . Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der wenigstens eine Verdichter (128, 128') und/oder das wenigstens eine Gebläse unter Verwendung eines Elektromotors und/oder unter Verwendung einer Entspannungsmaschine (1 18) angetrieben wird, welche unter Verwendung zumindest eines Teils des in dem Verdampfer (104) verdampften, sauerstoffhaltigen Luftprodukts angetrieben wird. 1 1. The method of claim 10, wherein the at least one compressor (128, 128 ') and / or the at least one blower is driven using an electric motor and / or using a relaxation machine (118), which is made using at least a portion of the in the evaporator (104) vaporized, oxygen-containing air product is driven.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Gebäude ein Kleingebäude oder ein Großgebäude (20) ist. 12. The method according to any one of the preceding claims, wherein the building is a small building or a large building (20).
13. Anlage zur Luftverbesserung in einem Gebäude ( 20), mit Mitteln, die dafür 13. Air conditioning plant in a building (20), with funds for it
eingerichtet sind, dem Gebäude (20) einen sauerstoffhaltigen, gasförmigen Fluidstrom zuzuführen und in dem Gebäude (20) zu verteilen, dadurch  are adapted to the building (20) to supply an oxygen-containing, gaseous fluid stream and in the building (20) to distribute, characterized
gekennzeichnet, dass die Anlage dafür eingerichtet ist, den sauerstoffhaltigen, gasförmigen Fluidstrom zumindest teilweise unter Verwendung eines in einem characterized in that the apparatus is adapted to at least partially convert the oxygen-containing gaseous fluid stream using one in one
Behälter (101 , 1 14) gespeicherten und dem Behälter (101 , 1 14) entnommenen sauerstoffhaltigen, flüssigen Luftprodukts zu bilden, und dass die Anlage ferner dafür eingerichtet ist, dem Gebäude (20) Luft zu entnehmen, aufzubereiten und dem Gebäude (20) erneut zuzuführen, wobei die Aufbereitung eine adsorptive Entfernung von Kohlendioxid umfasst. Container (101, 1 14) and formed to the container (101, 1 14) removed oxygen-containing, liquid air product, and that the system is further adapted to the building (20) to extract air, recycle and the building (20) recycle, wherein the treatment comprises adsorptive removal of carbon dioxide.
14. Anlage nach Anspruch 13, die zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 eingerichtet ist. 14. Plant according to claim 13, which is adapted to carry out a method according to one of claims 1 to 12.
15. System (2, 3, 4) zur Luftverbesserung, die ein Gebäude (20) aufweist, 15. An air freshening system (2, 3, 4) comprising a building (20),
gekennzeichnet durch eine Anlage nach Anspruch 13 oder 14.  characterized by a system according to claim 13 or 14.
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