DD144594A1

DD144594A1 - Vorrichtung zum befeuchten und thermischen behandeln von luft

Info

Publication number: DD144594A1
Application number: DD19738177A
Authority: DD
Inventors: Detlef Wunderlich
Original assignee: Detlef Wunderlich
Priority date: 1977-02-17
Filing date: 1977-02-17
Publication date: 1980-10-22

Abstract

) Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zura Befeuchten und thermischen Behandeln von Luft, insbesondere für Kühllagerräume, mit einer vor einem Rohr-Wärmeüberträger mit Oberflächenvergrößernden Elementen angeordneten Sprüheinrichtung sowie einem Lüfter. Bei dieser Vorrichtung erfolgt das Befeuchten nur bei außer Betrieb gesetztem Wärmeübertrager. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Druckverluste sowohl während des Kühl- oder Heizbetriebes als auch während des Befeuchtens zu vermindern. Die Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß der Wärmeübertrager mindestens vier hintereinanderliegende, vorzugsweise versetzt angeordnete Rohrreihen besitzt, daß das Verhältnis der gesamten luftbeaufschlagten Oberfläche des Wärmeübertragers zur Oberfläche seiner.Rohre größer als sechs ist und daß die Geschwindigkeit der strömenden Luft im Wärmeübertrager kleiner als die Durchbruchsgeschwindigkeit des Wärmeübertragers, aber um ein Vielfaches größer als die Sinkgeschwindigkeit der von der Sprüheinrichtung erzeugten Tropfen ist. Der Abscheidegrad ist so günstig, daß kein Tropfenabscheider mehr benötigt wird.

Description

Brfindungsbeschreibung

Vorrichtung zum Befeuchten und thermischen Behandeln von Luft

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befeuchten und thermischen Behandeln von Luft, insbesondere für Kühllager räume»

Es wurde in der DDR=®Pat ent schrift 1^3 386 ! ein Verfahren zur Klimatisierung von Räumen vorgeschlagen, bei dem das Befeuchten der Raumluft nur bei außer Betrieb gesetztem' Kühler erfolgt« Das Wasser zum Befeuchten wird mittels eines Scheibensprühaggregates dem Luftstrom aufgetragen und über der Kühler und nachgeordneten Lüfter zum Tropfenabscheider gefördert,» Im Tropfenabscheider müssen alle 7/assertropfen restlos abgeschieden werden« Zur restlosen Abscheidung dieser Wasser». tropfen ist der Einsatz von feinem Faservliesmaterial notw,en» digj wie in einer Veröffentlichungvon Heyde; Uhlmann; "Unter" suchungen an Rotationsbefeuchtern" Luft« und Kältetechnik? Jahrgang 1971* beschrieben wurde«.

Nachteilig bei dieser vorgeschlagenen Anordnung ist, daß der Luftstrom während des Kühlbetriebes durch den außer Punktion gebrachten feinen Tropfenabscheider und während des Befeuchtur betriebes durch den außer.Funktion gebrachten Kühler einen erheblichen Druckabfall erhält« Dadurch wird ein erhöhter Energd aufwand und eine gleichzeitige schädliche Erhöhung der technologischen Wärme im Kühlraum verursachte Außerdem ist der-mit;

Faservlies ausgestattete Tropfenabscheider störanfällig und wartungsaufwendig, da das zurückgehaltene Wasser bei "bestimmten Luftzuständes. gefrieren kann oder bei seiner Verdunstung infolge Staub« luid Salzablagerungen zur ·Zusetzung 'des'Faservliesmaterials'führt·

Der nützliche Effekt der Erfindung besteht darin, den Betrieb saufwand, den Energiebedarf sowie die Störanfälligkeit und den Wartungsaufwasd für Vorrichtungen zum Befeuchten und thermischen Behandeln von Luft zu verringern· .

Wesen der Erfindung

5

Der Erfibdung liegt die technische Aufgabe zugrunde, die. Druckverluste sowohl während des Kühl- oder Heizbetrie.bes als auch während des Befeucht ens zu vermindern.-

Die Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß der Wärmeübertrager eine so große Anzahl von hintereinander liegenden Rohr-» reihen besitzt, so daß beim Befeuchten durch vielfache Umlenkung des Luftstromes eine Abscheidung der mitgeführten Wassertröpfchen erzielt wird.^ daß das Verhältnis der gesaraten luftbeaufschlagten Oberfläche des Wärmeübertragers zur Oberfläche seiner Rohre größer als Sechs ist, und daß die Geschwindigkeit der strömenden Luft im Wärmeübertrager kleiner als die Durchbruchsgeschv/indigkeit des Wärmeübertragers _s aber -um ein Vielfaches größer als die Sinkgeschwindigkeit der von der Sprüheinrichtung erzeugten Tropfen ist· Versuche haben gezeigt, daß schon mit vier Rohrreifeen ein guter Abscheidegrad erzielt wer~ den könnte„ Zur Erreichung besserer Abscheideeffekte ist jedoch der Einsatz von melrr als vier Rohrreihen notwendige Die Geschwindigkeit der strömenden Luft im Wärmeübertrager beträgt vorzugsweise 50 bis 90 Prozent der Durchbruchsgeschwindigkeit des Wärmeübertragersβ Zur Erhöhung des Abscheidegrades können die Bohrreihen des Warneübertragers versetzt angeordnet sein-·- Die oberfläclienvergrößernden Elemente weisen in zweckmäßiger Ausbildung der Erfindung Prägungen, WellungenjSinscHnitte

oder Auskragungen zur Aufrechterhaltung einer turbulenten Strömung auf und umschließen alle in Strömungsrichtung hintereinander liegenden Rohrreihen· Als Versprüheinrichtung;wird bevorzugt ein Scheibensprühaggregat eingesetzt, welches in einem senkrecht vom Luftstrom von unten nach oben durchströmten Standluftkühler integriert ist« Das vom Wärmeübertrager zurückfließende - oder -tropfende Wasserwird außerhalb des eigentlichen Luftstromes gesammelt· Während des Befeuchtens kann die thermische Behandlung der Luft durch einen in dieser Phase nicht mit Sprühwasser beaufschlagten Wärmeübertrager einer anderen Luftbehandlungeinheit aufrecht erhalten werden·

Durch die erfindungsgemäße Lösung ist der Wärmeübertrager in der Lage5 außer seiner bisherigen Punktion des Kühlens oder Heizens in der Kühl- oder Heizphase auch die Punktion'des Tropfenabscheiders während der Befeuchtungsphase zu übernehmen«. Der Abscheidegrad von Waasertröpfchen im Wärmeübertra- . ger ist so günstig, daß kein Tropfenabscheider mehr benötigt wird« Die Druckverluste während des Kühl- oder Heizbetriebes als auch während der Befeuchtung werden dadurch erheblich vermindert, wodurch der Energieaufwand und die technologische Wärme im Kühlraum gesenkt werden* Durch den Wegfall des im Tropfenabscheider bisher notwendigen Faservliesmaterials wird gleichzeitig die Störanfälligkeit und der Wartungsaufwand beseitigt» .

In einem Standluftkühler nach Pig» 1, bestehend aus Gestell T Verdampfer 2, Lüfter 3„Tauwasserfangv/anne 4, Kanal 5 und Ansaugkrümmer 6 ist ein Befeuchtungoeinschub, bestehend aus Sprühscheibenaggregat 7» Sprühscheibenhalterung 8^ Wassersammelbecken 9$ 'Umwälzpumpe 10, Überlauf 1T,'-Seiten- und Rückwandbeplankung 12 sowie Schwimmerregelung 13 integriert* Der Kanal 5 und Ausblaskrümmer 6 dient der Luftverteilung im Kühlraum* Die lüfter 3 saugen die Luft über die Vorderseite des Standluftl-cühlars, die mit nicht gezeichneten Einlaßgittern versehen sein kann, über die. Sprühscheibenaggregate 7

- > .4 - if JSIi 1 ... .

und den Verdampf ex* 2 an und drückt sie über den Kanal 5 und AusbXaskrümriier 6 als .Ereistrahl wieder in den Kühlraum«

Beim Kühlbetrieb wird der Verdampfer 2 mit Kältemittel beaufschlagt, wodurch die Luft gekühlt wird* Anfallendes Tauwasser tropft von dem Verdampfer 2 in die Tauwasserfangwanne 4 und läuft in das'.Wassersanümelbecken 9> wo es schließlich über den Überlauf 11 den Standluftkühler verläßt«

Die Befeuchtung erfolgt bei außer Betrieb gesetztem Verdamp- fer 2«, Die Sprühschexfoenaggregate 7 werden durch die Umwälzpumpe 10 mit Wasser aue dem Wassersammelbecken 9 beaufschlagt, wodurch ein Aerosol entsteht, daß der Luftbefeuchtung diente. Auf Grund der Ausbildung des Verdampfers 2 mit zwölf Rohrreihen in Luftströmungsrichtung 21 und einer Teilung der über den gesamten Verdampfer 2 gehenden großflächigen Lamellen 22 von 8'mm,, das 'entspricht einein Verhältnis seiner gesamten luftbeaufscblagten Oberfläche zu der Oberfläche seiner Rohre 23 von 10:1, . übernimmt der Verdampfer 2 die Punktion des bislier notwendigen Tropfenabscheiders« Die Luftgeschwindigkeit ist dabei so-gewählt, daß sie im Wärmeübertrager -etwa · zwischen 50 und 90 Prozent der Durchbruchgeschwindigkeit liegt« Wird sie zu gering gewählt, steigt das Aerosol durch den Verdampfer 2, ohne sich an ihm vollständig niederzuschlagen* Wird sie zu hoch gewählt, wird die Durchbruchgeschwin» digkeit des Verdampfers 2 überschritten und an der Verdampferfläche haftendes Wasser in den Luftstrom mitgerissen bzw* das Aerosol nicht genug abgeschieden, sondern aus dem Verdampfer 2 ausgetragen»

Die Abscheidewirkung^;&es Verdampfers 2 besteht darin, v/ie in Pig* 2 gezeigt j daß durch mehrfaches Umlenken der Stromfäden 24 beim Passieren der Rohre 23 sowie dabei und an den Lamellen 22 erzeugte Turbulenz, also Querbewegung zur Luftetrömungsrichtung 21.,· auch durch die Rückströrnung in den Totwassergebieten 25 hinter den Rohren 23 die feinen Tröpfchen mit den luftbeaufschlagten Oberflächen der-Iiamellen 22 und Rohre 23 in Berührimg kommen und daran haften bleiben.

'.- . ; : - 5 - 1 97,38.1,- '

einen-.Wasserfilm bilden und schließlich als Wasserfilm entgegen Luftströmungsrichtung abfließen und von den lamellen» unterkanten abtropfen·

Prägungen der Lamellen 22, z. B. fischgrätenartig, können die Abscheidewirkung unterstützen·

Dabei ist zu beachten, daß die in Pig, 2 dargestellten Stromfäden 24 Mittellagen darstellen, während Augenblickswerte wegen der schon genannten Turbulenz sowohl in Bildebene als auch senkrecht zur Bildebene schnell wechselnd parallel verschoben sind, wodurch eine Berührung aller Wassertröpfchen mit Oberflächen .entsteht; dabei spielt die Trägheit der Tröpfchen (Beibehalten der jeweiligen örtlichen Strömungsrichtung) noch eine gewisse Rolle«

Bei Einhaltung der erfindungsgemäßen Bedingungen wird das nicht verdunstete Aerosol restlos im Verdampfer 2 abgeschieden₅ der ..gleichzeitig-mit seinen nassen Flächen zur Befeuchtung beiträgt, und tropft zurück in die Tauwasserfangwanne 4« Um das Eindicken des Umlaufwassers zu beschränken, wird ein. Teil des Umlaufwassers abgeschlämmt· Die Wassermenge im -Was™ sersammelbecken 9 wird durch die Schwimmerregelung 13 durch : Zuführung von Frischwasser konstant gehalten«

Durch Einsatz einer elektronischen Regelung mit geringen Schaltdifferenzen und damit häufigem aber kurzem .Kühl- bzw« Befeuchtungsbetrieb, entsteht durch das Hintereinanderschäl- ten der Funktion Kühlen und-Befeuchten kein Nachteil, da der Befehl "Befeuchten" oft erst nach erfolgter Abschaltung des Kühlbetriebes erfolgt* Bei dominierender Feuchteregelung am Gerät kann der Kühlbetrieb aber auch durch einen anderen Verdampfer aufrechterhalten werden.

Auf Grund der relativ kurzen Befeuchtungszeiten und der relativ großen Teilung der Lamellen 23 ist ein bei bestimmten Zu» luft zLis t and en möglicher. Eisansatz .am Verdampfer 2 unproble~ matiseh« Außerdem kann dann bei kritischer Vereisung das sowieso für den Kühlbetrieb notwendige Abtausystemdes Verdampfers 2 ZUEi Abtauen genutzt werden*

Mit der erfindungsgemäßen Lösung ergibt sich ein relativ einfaches Gerät, da die Befeuchtung voll in den bisher angewendeten Standluftkühler integriert werden kann. Die Vorteile treten, auf bei Konstruktion, Fertigung, Transport, Montage . and Wartung«, Das'störanfällige'"-Bauteil iEropfenabscheider wird eingespart,» Der zusätzliche Druckabfall des Luftstromes wird vermieden» Die Arbeitsbedingungen des Lüfters 3 sind durch Wegfall des Tropfenfluges besser, da die Lüfter 3 nicht mehr im mit Befeuchtungswasser angereicherten Raum angeordnet sind*

Claims

Erfind ungsanapr uch

1* Vorrichtung zum Befeuchten und thermischen Behandeln von Loft, insbesondere für Kühllagerräume, mit einer vor einem Rohr-Wärmeübertrager mit oberflächenvergrößernden Elementen angeordneten Sprüheinrichtung sowie einem Lüfter, bei der das Befeuchten nur bei außer Betrieb gesetztem Wärmeübertrager erfolgtfc dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübertrager eine so große Anzahl von Rohrreihen besitzt, so daß beim Befeuchten durch vielfache Umlenkung des Luftstromes eine Abscheidung der mitgeführten Wassertröpfchen erzielt wird, daß das Verhältnis der gesamten luftbeaufschlagten Oberfläche des Wärmeübertragers zur Oberfläche seiner Rohre größer als Sechs ist, und daß die Geschwindigkeit der strömenden Luft im Wärmeübertrager kleiner als die Durchbruchsgeschwindigkeit des Wärmeübertragers> aber um ein Vielfaches größer als die Sinkgeschwindigkeit aer von der Sprüheinrichtung erzeugten Tropfen ist.

Vorrichtung zum Befeuchten und thermischen Behandeln von Luft, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübertrager mindestens vier .Rohrreihen besitzt.

3» Vorrichtung zum Befeuchten und thermischen Behandeln von Luft, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der strömenden Luft im Wärmeübertrager 50 bis 90 Prozent der Durchbruchsgeschwindigkeit des Wärmeüberträgers beträgt«,

4. Vorrichtung zum Befeuchten und thermischen Behandeln von ΐ Luft, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrreihen des meübertragere versetzt angeordnet sind.

5φ Vorrichtung zum Befeuchten und thermischen Behandeln von Luft, dadurch gekennzeichnet, daß die oberflächenvergrößernden Elemente alle in Strömungsrichtung hintereinanderliegenden Rohrreihen umschließen. . . ·

6» Vorrichtung zum Befeuchten und thermischen Behandeln von Luft _s dadurch gekennzeichnet, daß die oberf lächenver'gr ö- , Bernden Elemente Prägungen, Wellungen» Einschnitte oder
Auskragungen besitzen* .

7V Vorrichtung zum Befeuchten und thermischen Behandeln von Luft, dadurch gekennzeichnetV daß die Sprüheinrichtung,
ein Scheibensprühaggregat ist_e

8* Vorrichtung zum Befeuchten und thermischen Behandeln von luft j dadurch gekennzeichnet, daß die Befeuchtung in einem senkrecht vom Luftstrom durchströmten Standluftkühler integriert ist«

9· Vorrichtung zum'Befeuchten und thermischen Behandeln von .Luftj dadurch gekennzeichnet, daß das vom Wärmeübertrager zurückfließende oder -tropfende Wasser außerhalb des
eigentlichen Luftstromes gesammelt wird«

10«, Vorrichtung zum Befeuchten und thermischen Behandeln von .Luft, dadurch gekennzeichnet, daß während des Befeuchtens die. thermische Behandlung der Luft durch einen nicht mit Sprühwasser beaufschlagten Wärmeübertrager einer anderen Luftbehandlungseinheit aufrechterhalten wird·

Hierzu 2 Seiten Sefchniingen