DE4423851C2

DE4423851C2 - Luftentfeuchter für schwer belüftbare oder nicht beheizbare Innenräume

Info

Publication number: DE4423851C2
Application number: DE19944423851
Authority: DE
Inventors: Manfred Ostertag
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-07-07
Filing date: 1994-07-07
Publication date: 2000-08-17
Anticipated expiration: 2014-07-08
Also published as: DE4423851A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Luftentfeuchter für schwer belüftbare oder nicht beheizbare Innenräume. Das Gerät eignet sich zur Trockenhaltung bzw. Entfeuchtung von Lager- und Abstellräumen, Garagen, Kellern, Schiffsinnenräumen, schwer belüftbaren Zimmern, Schrank- bzw. Gehäuseinnenräumen mit feuchtigkeitsempfindlichem Inhalt u. a., in denen eine Trocknung nach den im folgenden beschriebenen Verfahren nicht in Betracht kommt.

Die Verringerung der Luftfeuchtigkeit ist ein wirksames Mittel beispielsweise gegen Korrosion, Holzfäulnis, Bildung von Spor und durch Feuchtigkeit bedingte Funktionsstörungen von elektrischen Geräten. Die Luftentfeuchtung in Innenräumen ist üblicherweise mit großem Energieaufwand (Beheizung) oder apparativem Aufwand (stationäre Klimaanlagen mit Verdampfer- Kältemaschinen) verbunden. Der Luftentfeuchter soll auf wirtschaftliche Weise die Luftfeuchtigkeit in schwer belüftbaren oder nicht beheizbaren Innenräumen senken.

Ein gängiges Verfahren zur Reduzierung der Luftfeuchtigkeit in Innenräumen ist die Raumbeheizung in Verbindung mit einer begrenzten Entlüftung der erwärmten Luft. Dieses Verfahren ist jedoch mit einem hohen Energieverbrauch verbunden und für schwer bzw. nicht belüftbare oder nicht beheizbare Innenräume unmöglich.

Klimaanlagen mit Verdampfer-Kältemaschinen entfeuchten die Raumluft durch Kondensation von Luftfeuchtigkeit an einer gekühlten Fläche. Diese Luftentfeuchter besitzen große Entfeuchtungsleistungen und werden heutzutage häufig zur Entfeuchtung von Schwimmhallen eingesetzt. Sie sind aber wegen des benötigten Kompressors und der benötigten Verdampferflüssigkeitsleitungen aufwendig in der Herstellung und aufgrund ihres Gewichts meist nur stationär einsetzbar. Das Verfahren der Verdampfer- Kältemaschinen gestattet keine wirtschaftliche Anpassung an kleinere Entfeuchtungsleistungen, wie sie in den oben genannten Anwendungsgebieten benötigt werden.

Hygroskopische Salze oder Flüssigkeiten können ebenfalls zur Entfeuchtung von Innenräumen verwendet werden. Die Entsorgung der dabei anfallenden Stoffe bzw. Erneuerung des hygroskopischen Stoffes ist jedoch mit einem hohen Wartungsaufwand verbunden.

Ein Luftentfeuchter für unbeheizbare Innenräume, der auf der Anwendung von Peltier-Elementen beruht, wird in der DE 42 27 148 A1 beschrieben. Dabei erfolgt die Luftentfeuchtung an einer Oberfläche, die durch ein Peltier-Element gekühlt wird. Die zu trocknende Luft streicht durch Konvektionsbewegung zunächst an der durch ein Peltier-Element gekühlten Oberfläche vorbei, verliert dabei einen Teil ihrer Feuchtigkeit, streicht sodann durch Konvektion entlang der durch das Peltier- Element erwärmten Oberfläche und nimmt die Verlustwärme des Peltier-Elements auf. Dabei muß das als Wärmepumpe betriebene Peltier-Element die zu entfeuchtende Luft unter den Taupunkt abkühlen und die, durch Kondensation von Luftfeuchtigkeit an der gekühlten Oberfläche freiwerdende Energie abführen, so daß die kleine Kühlleistung des Peltier-Elements nicht ausreichen kann, die Luftfeuchtigkeit im gewünschten Maß zu verringern bzw. ein Peltier-Element mit größerer Kühlleistung verwendet werden muß. Desweiteren wird die Abwärme des Peltier-Elements nur an die entfeuchtete Luft abgegeben. Dieser Luftstrom reicht jedoch alleine nicht aus, um die an der Warmseite des Peltier-Elements entstehende Wärme effektiv abzuführen. Beim Betrieb des Luftentfeuchters wird sich deshalb an der Warmseite des Peltier-Elements eine Temperatur einstellen, die wesentlich höher ist als die Temperatur der zu entfeuchtenden Luft. Da die Kühlleistung der Peltier- Elemente mit zunehmender Temperaturdifferenz zwischen Kalt- und Warmseite des Peltier-Elements sinkt, führt die oben beschriebene Methode der Verlustwärmeabführung zu einer wesentlichen Verschlechterung der Entfeuchtungsleistung des Luftentfeuchters.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Luftfeuchtigkeit in schwer belüftbaren oder nicht beheizbaren Innenräumen wirtschaftlich zu senken.

Diese Aufgabe wird durch einen Luftentfeuchter mit den im Patentanspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Die Entfeuchtung der Luft in schwer belüftbaren oder nicht beheizbaren Innenräumen erfolgt durch Kondensation an einer Oberfläche, die durch ein oder mehrere Peltier- Elemente gekühlt wird. Anschließend wird durch die entfeuchtete und gekühlte Luft über einen Wärmetauscher die zu entfeuchtende Luft vorgekühlt. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Verwendung eines Wärmetauschers, in dem die entfeuchtete und gekühlte Luft Wärme von der zu entfeuchtenden Luft aufnimmt, das als Wärmepumpe betriebene Peltier-Element im idealen Fall nur die, durch Kondensation von Luftfeuchtigkeit an der gekühlten Oberfläche freiwerdende Energie abführen und nicht die zu entfeuchtende Luft noch zusätzlich unter den Taupunkt abkühlen muß. Damit ist die Entfeuchtungsleistung des Luftentfeuchters insbesondere bei geringem Feuchtigkeitsgehalt der Raumluft sehr hoch. Aufgrund der Verwendung eines Wärmetauschers wird die eingesetzte elektrische Energie optimal ausgenutzt, so daß die Entfeuchtung der Luft wirtschaftlich erfolgt und die an der Warmseite des Peltier-Elements entstehende Abwärme in der Regel zu keiner nennenswerten Aufheizung der Raumluft führt. Desweiteren erfolgt die Entfeuchtung der Raumluft im Gegensatz zu einer Raumbeheizung in Verbindung mit einer begrenzten Entlüftung der erwärmten Luft unter geringem Energieaufwand und damit wirtschaftlich. Eine gesonderte Be- und Entlüftung des Innenraumes ist nicht erforderlich, wodurch das zu trocknende Luftvolumen begrenzt bleibt und bereits eine geringe Kühlleistung des oder der Peltier-Elemente in Verbindung mit einem Wärmetauscher ausreicht, um bei kontinuierlichem Betrieb die Luftfeuchtigkeit dauerhaft zu senken. Weiterhin lassen sich mit der Erfindung, durch die Anwendung der kleinen Peltier-Elemente, kompakte Geräte konstruieren, die tragbar und flexibel an wechselnden Orten einsetzbar sind. Da im Gegensatz zu Raumluftentfeuchtern mit Verdampfer-Kältemaschinen keine Kompressoren und Verdampferflüssigkeitsleitungen benötigt werden, ist der unter Patentanspruch 1 beschriebene Luftentfeuchter günstiger herzustellen und aufgrund der wenigen Komponenten wartungsfrei und somit für einen Dauereinsatz geeignet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 8 angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung als Skizze dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Abb. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die zu entfeuchtende Raumluft tritt durch die Lufteintrittsöffnung 9 oben in den ersten Kanal 13 des Gehäuses 12 ein und gelangt in den Wärmetauscher. Sie umströmt darin die Kühlrippen eines Kühlkörpers 6, der in der Abbildung durch eine kammartige Struktur schematisch dargestellt ist. Diese Kühlrippen sind so ausgebildet, daß die zu entfeuchtende Luft effektiv gekühlt werden kann. Die abgekühlte Luft streicht anschließend über die Oberfläche, die durch ein oder mehrere Peltier-Elemente 1 unter den Taupunkt der Luft gekühlt wird. Diese Oberfläche wird durch die Oberfläche eines Kühlkörpers mit Kühlrippen 7 gebildet und ist durch eine kammartige Struktur schematisch dargestellt. Die durch Kondensation von Luftfeuchtigkeit an der gekühlten Oberfläche entstehenden Wassertropfen werden mit einer trichterförmigen Vorrichtung in einem Abfluß 3 gesammelt. Nach dem Vorbeistreichen der Luft an den Kühlrippen 7, gelangt die nun kalte und entfeuchtete Luft nochmals in den Wärmetauscher. Sie umströmt darin die Kühlrippen eines Kühlkörpers 8, der in der Abbildung durch eine kammartige Struktur schematisch dargestellt ist. Im Wärmetauscher sind die Kühlkörper 6 und 8 wärmeleitend verbunden, so daß die entfeuchtete und gekühlte Luft durch die Aufnahme von Wärme der zu entfeuchtenden Luft erwärmt wird. Die entfeuchtete und wieder erwärmte Luft tritt durch die Öffnung 11 und wird durch den elektrischen Lüfter 4 aus dem Gehäuse 12 geblasen. Durch eine Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Öffnung 9 oder 11 kann die Durchflußmenge der zu entfeuchtenden Luft und damit die Verweildauer der zu entfeuchtenden Luft im Luftentfeuchter variiert werden. Die an dem Peltier-Element 1 entstehende Abwärme wird an einen Kühlkörper mit Kühlrippen 5 abgegeben. Der Kühlkörper ist durch eine kammartige Struktur schematisch dargestellt. Durch den elektrischen Lüfter 4 wird an der Lufteintrittsöffnung 10 im unteren Teil des Gehäuses 12 Luft in den zweiten Kanal 14 angesaugt.

Durch Vorbeistreichen der Luft an den erwärmten Kühlrippen 5 nimmt die Luft die Abwärme des Peltier- Elements 1 auf und wird beim elektrischen Lüfter 4 oben aus dem Gehäuse 12 geblasen. In dem Ausführungsbeispiel wird der Luftstrom, der nacheinander über den Kühlkörper 6, die Kühlrippen 7 und den Kühlkörper 8 geführt wird und der Luftstrom, der nur über die Kühlrippen 5 geführt wird nur durch einen elektrischen Lüfter erzeugt. Der elektrische Lüfter 4 bläst die entfeuchtete Luft und die zur Abführung der Abwärme benutzte Luft aus dem Gehäuse 12 und vermischt sie dabei. Der Wärmetauscher und die Oberfläche, die durch ein oder mehrere Peltier-Elemente 1 gekühlt wird, sind durch die Isolierung 2 von der Umgebung und der Warmseite des Peltier-Elements bzw. dem Kühlkörper an der Warmseite des Peltier-Elements thermisch getrennt.

Claims

1. Luftentfeuchter für schwer belüftbare oder nicht beheizbare Innenräume unter Verwendung mindestens eines mit Rippen versehenen Peltier-Elementes mit

- einem Gehäuse (12) mit
- einer Lufteintrittsöffnung (9) für zu entfeuchtende Luft und daran anschließendem U- förmigen ersten Kanal (13), in dem ein Wärmetauscher (Kühlkörper 6; 8) und Kühlrippen (7) der kalten Seite des mindestens einen Peltier- Elementes (1) angeordnet sind,
- einer Eintrittsöffnung (10) für Luft und daran anschließendem zweiten Kanal (14), in dem Kühlrippen (5) der warmen Seite des mindestens einen Peltier-Elementes (1) angeordnet sind,
- einer Luftaustrittsöffnung mit darin angeordnetem elektrischen Lüfter (4),
- einer Öffnung (11) zum Verbinden von erstem Kanal (13) und zweitem Kanal (14), wobei
- der erste Kanal (13) im Bereich des Wärmetauschers (Kühlkörper 6; 8) und der kalten Seite des mindestens einen Peltier-Elementes (1) eine thermische Isolierung (2) und an seinem tiesten Punkt einen Abfluß (3) für Kondensat aufweist, wobei
- durch den elektrischen Lüfter (4) angesaugte zu entfeuchtende Raumluft durch die Lufteintrittsöffnung (9) in den ersten Kanal (13) eintritt, die Kühlrippen des Kühlkörpers (6) des Wärmetauschers, die Kühlrippen (7) der kalten Seite des mindestens einen Peltier-Elementes (1) und die Kühlrippen des Kühlkörpers (8) des Wärmetauschers durchströmt und durch die Öffnung (11) in den zweiten Kanal (14) gelangt,
- durch den elektrischen Lüfter (4) angesaugte Luft durch die Lufteintrittsöffnung (10) in den zweiten Kanal (14) eintritt, die Kühlrippen des Kühlkörpers (5) der warmen Seite des mindestens einen Peltier-Elementes (1) umströmt und mit der durch die Öffnung (11) eintretenden entfeuchteten Luft vermischt in den zu entfeuchteten Raum gelangt.

2. Luftentfeuchter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Lufteintrittsöffnung (9) und/oder der Öffnung (11) einstellbar ist.

3. Luftentfeuchter nach einem oder mehreren der Patentansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (5) ein Körper mit darin strömendem Kühlmittel ist.

4. Luftentfeuchter nach einem oder mehreren der Patentansprüche 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät modular aufgebaut ist.

5. Luftentfeuchter nach einem oder mehreren der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Sensor die Luftfeuchtigkeit im zu entfeuchtenden Raum bestimmbar und durch das so erhaltene Signal die Peltier-Kühlleistung und/oder die Durchflußmenge der zu entfeuchtenden Luft steuerbar ist.

6. Luftentfeuchter nach einem oder mehreren der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Temperaturfühlers die Temperatur der durch das mindestens eine Peltier-Element (1) gekühlten Oberfläche (Kühlrippen 7) bestimmbar und durch das so erhaltene Signal die Peltier- Kühlleistung und/oder die Durchflußmenge der zu entfeuchtenden Luft steuerbar ist.

7. Luftentfeuchter nach einem oder mehreren der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Temperaturfühler die Temperatur der durch das mindestens eine Peltier-Element (1) erwärmten Oberfläche (Kühlkörper 5) bestimmbar und durch das so erhaltene Signal die Peltier- Kühlleistung und/oder die Kühlleistung des Kühlkörpers (5) steuerbar ist.

8. Luftentfeuchter nach einem oder mehreren der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Sensoren erhaltenen Signale direkt oder nach deren Verarbeitung anzeigbar sind.