EP1218673A1 - Method for regulating the climate in a room - Google Patents
Method for regulating the climate in a roomInfo
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- EP1218673A1 EP1218673A1 EP00979403A EP00979403A EP1218673A1 EP 1218673 A1 EP1218673 A1 EP 1218673A1 EP 00979403 A EP00979403 A EP 00979403A EP 00979403 A EP00979403 A EP 00979403A EP 1218673 A1 EP1218673 A1 EP 1218673A1
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- room
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- Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
Definitions
- the invention relates to a method for climate control of a room.
- the desired comfortable room climate is usually created by air conditioning and ventilation systems.
- Air conditioning systems Devices that condition the indoor climate in terms of temperature and humidity are commonly referred to as air conditioning systems.
- pollutants mainly the removal of anthropogenic CO 2 , but also other pollutants, such as smells, air pollutants, etc.
- water (steam) must be removed as a result of breathing, sweating, etc.
- heat must also be dissipated through the transmission of heat through human or mechanical heat sources in the room.
- the removal of these heat, moisture and pollutant loads is compensated for by a conditioned supply air into the room in order to maintain the desired room air condition.
- a conditioned supply air into the room in order to maintain the desired room air condition.
- the desired removal of pollutants requires the supply of clean air, which is usually taken from the outside as so-called outside air and the amount of which is determined by the increase in the indoor concentration depending on the concentration in the outside air.
- air conditioning systems which ensure a defined room air condition by supplying outside air, removing room air and by cooling and heating outside and / or room air.
- the object of the present invention is to provide a method for controlling the climate of a room with little expenditure on apparatus and little energy, which is improved in terms of its hygienic quality, in particular the carbon dioxide concentration) compared to previous air conditioning systems.
- the invention is based on the following consideration: by cooling only the supplied outside air, a desired (comfortable) value with regard to the temperature and air humidity can be obtained, to which supply air which is precisely defined in its state is supplied.
- the heat load can be specified as ⁇ h in kJ per kg and the moisture load as ⁇ x in grams of water per kilogram of dry air in the h, x diagram, these values can be represented as distances in the h, x diagram.
- the supply air condition must be selected in terms of temperature and humidity so that it can absorb the heat load ⁇ h and the moisture load ⁇ x.
- the mixing point of supply air and room air (mixed air) must therefore - based on the room air - be lower by ⁇ h and ⁇ x.
- the condition of the supply air with regard to air humidity is determined so that it is saturated with water vapor. If you connect the state point of the room air and the mixed air to each other in the diagram, you get a mixture line whose intersection with the saturation line corresponds to the state of the humid air (supply air state). Since only intensive quantities are given in the h, x diagram, the supply air quantity (as mass or volume flow in kg or m 3 per unit of time must be calculated separately. This shows that the supply air quantity is greater than the current hygienic rules regarding the The air in the room is not only at the desired temperature and humidity level, but is also poorer in carbon dioxide and therefore more hygienic.
- the use of a pumpable liquid / ice mixture creates the possibility of reaching an arbitrary state point of the air in the h, x diagram, an additional advantage being a small heat exchanger area.
- an outside air flow is divided into two air flows after passing a valve. Possibly. fans can be used to promote these air flows. Only a partial flow is cooled in a heat exchanger to such an extent that it can be mixed with the first partial flow in a mixing chamber, the temperature after passing through the heat exchanger and the partial flow ratio between the partial flows being selected so that the so-called fog region is reached in the mixing chamber becomes.
- the device dehumidifying the fog can e.g. work via capillary forces, as a wick or as a fiber mat or via so-called demister (regular or irregular) devices made of metal, plastic or fiber fabrics, which are also known as "so-called demister candles".
- demister candles regular or irregular devices made of metal, plastic or fiber fabrics
- the further desired cooling will be achieved in terms of energy efficiency if a coolant made of pumpable, liquid ice pulp is used as the cooling supply for the air cooler, which is generated anyway at temperatures below the freezing point of water and provides a strong cooling of the air here, so that a larger air flow can be fed directly to the dehumidifier without cooling that can.
- a coolant made of pumpable, liquid ice pulp is used as the cooling supply for the air cooler, which is generated anyway at temperatures below the freezing point of water and provides a strong cooling of the air here, so that a larger air flow can be fed directly to the dehumidifier without cooling that can.
- Such an ice slurry can be stored and therefore requires a low installed capacity.
- the supply air should not be introduced into the room in unmixed form, since the cold-dry air causes an uncomfortable feeling of a person in the room.
- it is proposed to allow the conditioned air to enter a nozzle through a control valve and to introduce it into the room as mixed air.
- a conical sleeve which can be moved along the extension of the nozzle, enables the so-called induction of room air.
- Another air jet outside along the sleeve will immediately mix with the induced air and form an air jet which is influenced in volume and temperature, but which essentially corresponds to room temperature.
- Upstream of the nozzle is a valve, by adjusting and determining the displacement of the sleeve, the volume introduced and the type and amount of the induced room air can be determined, whereby a desired room air condition is set in a residence zone.
- the insertion nozzles can preferably be attached to the ceiling, whereby a so-called air shower can also be provided in the room of the entrance doors, which means that people who enter the room with high temperatures can quickly get used to a cooler room climate, since they are already some distance away from the door is more mixed with the room air. At the same time, the known door effects, namely the penetration of warm air, can be avoided. If necessary, both the valve regulating the supply and the adjustable displacement of the cone can be influenced by means of a remote control.
- the mixing line should run between the point of the desired room air condition (characterized by air pressure, room air temperature and humidity) and the point of the air condition of the outside air cooled to moisture saturation.
- a slope is realized that can be described by ⁇ / ⁇ x , where q is the heat load in kJ / kg and ⁇ x is the moisture load in grams of H 2 O per kilogram of dry air.
- FIG. 1 shows the schematic structure of an air conditioning system according to the invention
- FIG. 2 shows an h, x diagram for the air conditioning system according to FIG. 1,
- FIG. 4 shows an h, x diagram for conventional air conditioning systems according to FIG. 3,
- FIG. 6 shows an h, x diagram for cooling with an air conditioning system of the structure according to FIG. 5,
- Fig. 7 is a schematic representation of the cooling process for the air.
- Fig. 8 is a schematic representation of the discharge nozzle for the air conditioned in this way.
- An air flow of the outside air designated 7, for example, a temperature of 27 ° C. and 73% relative humidity is drawn in for a room.
- the volume flow will result at the end of the calculation.
- this air is cooled below the dew point via an air cooler which is operated with a liquid ice mixture, condensate forming, which is removed (FIG. 1).
- the outside air flow and the amount of condensate discharged are chosen so that a desired comfortable air temperature and humidity of, for example, 23 ° C and 40% relative humidity is maintained in the room by the cooled and dehumidified air can exactly absorb the heat load ⁇ h and the moisture load ⁇ x.
- Part of the room air is discharged as exhaust air to the extent that outside air is supplied to the room.
- the supplied outside air is cooled and thus dehumidified in a heat exchanger, i.e. to a saturation temperature, which results in the h, x diagram (at the intersection of the saturation curve of the moist air and the extension of a straight line through the state point of the desired room air, this straight line passing through must pass a point that results from the Room air condition point is reduced in ⁇ h (thermal load) and this resulting condition point is reduced by ⁇ x (moisture load).
- Cooled and dehumidified outside air can be supplied to the room either directly or by mixing in recirculated air (air flow 4) indirectly as supply air, the supply to the room having to be carried out in such a way that there are no unwanted drafts caused by excessively high air speed and / or low air temperature ,
- the cooled and dehumidified air 5 is advantageously mixed with a recirculated partial room air stream, this mixed air entering the room as supply air.
- the circulating air volume flow is arbitrary.
- the determination of the supply air status in the h, x diagram is the same (FIG. 2).
- the slope and position of the mixture line is determined from a triangle 10, 12 and 14. Starting from a point 12, which represents the roughness condition to be maintained, the point 10 is determined from the thermal load h by reducing 12 by the amount ⁇ h.
- the point 14 is determined from the moisture load ⁇ x by reducing 10 by the amount ⁇ x. This results in point 14.
- Point 16 is the required state point for the cooled and dehumidified air, which enters the room with direct supply as supply air 3 or 6 or enters the mixing chamber with indirect supply as 5 and is then supplied to the room as supply air , Point 16 thus specifies the (low) saturation temperature to which the outside air must be cooled in order to maintain the required indoor air conditions.
- Fig. 4 shows the course of the changes in the state of the air flows in the h, x diagram, outside air from state 20 and recirculated air from state 30 (identical in temperature and humidity to the room air) and reach the mixing point 32.
- This mixed air must have a water vapor content brought, which corresponds to that of points 24 and 26 respectively.
- the required state of the supply air flow - starting from room air 30 - is determined by correction by ⁇ h (point 28) and ⁇ x (point 26).
- This point 26 is accordingly achieved in that air is brought from state 32 to state 24 by cooling (-> 22) and water vapor condensation (-> 24).
- the air, which is now too cold, from state 24 must be brought to the state according to 26 by reheating.
- FIG. 5 A variant of the invention is shown in FIG. 5. The difference lies in the fact that the outside air flow is divided into two partial flows, a part (7) remaining untreated, a part (8) being cooled so far that the fog region is reached when these partial flows are mixed in a mixing chamber 9.
- FIG. 6 shows how, when two air flows of states 34 (partial flow 7 of the outside air in FIG. 5) and 36 (partial flow 8 of the cooled outside air in FIG. 5) are mixed, a mixing point is reached on the mixing line, which - viewed geometrically - is below the saturation line.
- water vapor also precipitates in liquid form (namely, as a "mist"), which can be removed from FIG. 5, which results in an end point 38 which arises from the mixing point.
- This point 38 is identical in terms of temperature and air humidity (saturated) to the air state 16 in FIG. 2.
- the advantage of this embodiment is that an even smaller air volume flow has to be cooled.
- the invention according to FIGS. 1 and 2 or FIGS. 5 and 6 has the advantage that, based on the exemplary numbers and in comparison with the conventional method, only about a third of the air volume has to be cooled, approximately 2.5 -fold higher outside air rate is supplied, which considerably improves the hygienic conditions, while at the same time 20% less cooling power and no heating power are required and about 20% less electrical power is required
- Air is drawn into this room via a device 140. Air supplied can be obtained from the environment 112 with the aid of a device 114, with only a small partial flow 118, which should be dimensioned in the case of insignificant cooling only in such a way that mist is formed in the device 124, is passed through a heat exchanger 122, which is advantageously cooled with ice pulp. This ice slurry is fed in and out through lines 142. Instead of, for example, 14.9 kW of power for cooling down to the dew point and a further 7.1 kW of warming-up power in total compared to an outside temperature of e.g. B.
- fans 120 can preferably be provided in each case.
- the formation of mist in the device 124 causes the moisture to be removed via a demister 126, which discharges the water directly from the process with discharge lines 128.
- the mixing device shown in FIG. 8 with the room air is to be provided, in which tapered at its end via a nozzle 130, as shown in FIG At the end, an inner wall 144 of a sheath 134 running parallel thereto is placed, which in turn, displaceable by a distance A along the nozzle, provides for different admixtures of a room air flow 134, 136.
- An actuating valve 138 for regulating the amount of air supplied is provided in front of the nozzle.
- the partial flow 118 is cooled in a heat exchanger 122 to such an extent that it can be mixed with the first partial flow 116 in a mist generator 124, the temperature after passing through the heat exchanger 122 and the partial flow ratio between the partial flows, which are identified by reference symbols 116 and 118 are to be chosen so that the so-called fog region is reached in the fog generator 124.
- mist which with the device adiabatically dehumidifying the mist e.g. is dehumidified via capillary forces in the form of a wick or as a fiber mat or via so-called demister.
- demister a small volume flow (namely 118) has to be passed over the heat exchanger 122 and it can therefore be produced with a smaller heat exchanger area than would be the case if the entire air flow were passed through.
- the simultaneous cooling can be done by supplying the air cooler with a pumpable, liquid ice pulp, which is generated at temperatures below the freezing point of water anyway and provides a strong cooling of the air, so that a larger air flow can be supplied directly to the dehumidification without cooling.
- the outside air flow (provided with reference number 112) is divided into two air flows, the conduction paths of which are designated 116 and 118, after passing through a valve 114. Possibly. fans 120 can be used to promote these air flows.
- the conditioned air For the introduction of the supply air into the room, it is proposed, in particular, to allow the conditioned air to enter a nozzle 130 through a control valve and to introduce it into the room as a supply air jet 132.
- a conical sleeve 146a, 146b which is displaceable by A in relation to the nozzle 130 along its extension, enables the so-called induction of ambient air, which is sucked in at the point designated by reference numeral 134.
- Another air jet 136 on the outside along the sleeve 134 like the air jet 134, will immediately mix with the induced air and will affect a volume and a volume and temperature, but will essentially form an air jet that corresponds to room temperature.
- a valve 138 is connected upstream of the nozzle, by adjusting it and by determining the displacement of the sleeve 134, the volume introduced and the type and amount of the induced room air can be determined, as a result of which a desired room air condition occurs in a residence zone 110 (see FIG. 7) established.
- the insertion nozzles can preferably be attached to the ceiling, and a so-called air shower can also be provided in the room of the entrance doors, as a result of which people who enter the room 110 with a high temperature are quickly accustomed to a cooler room climate, since they are some distance from the door is already more mixed with the room air. At the same time, the known door effects, namely the penetration of warm air, can be avoided. If necessary, both the valve 138 in the displacement of the cone 119 can be influenced by means of a remote control.
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Abstract
The invention relates to a method for adjusting and maintaining a desired room climate with regard to temperature, humidity and carbon dioxide concentration at a given charge of heat, humidity and carbon dioxide. A fitting amount of outer air is cooled to a saturation temperature and is thus dehumidified. The saturation temperature results from the intersecting point of the saturation curve of humid air and a straight line which extends through the point of state of the air being in the state of the desired climate of the room air and the point of state of the available outer air in an h,x-diagram (Mollier diagram), i.e. is provided with a rise of the quotient of the heat charge in relation to the humidity charge (δh/δx).
Description
Verfahren zur Klimaregelung eines Raums Procedure for climate control of a room
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klimaregelung eines Raums.The invention relates to a method for climate control of a room.
Es ist erwünscht, in Räumen ein behagliches Raumklima einzustellen, also Umweltbedingung zu erreichen, bei denen die thermischen, physikalischen und hygienischen Parameter innerhalb von Grenzwerten liegen, welche zu keinen (oder statistisch nur geringen) Beanstandungen führen und sogar als außerordentlich angenehm empfunden werden. Das gewünschte behagliche Raumklima wird meist durch Klima- und Lüftungsanlagen hergestellt.It is desirable to set a comfortable indoor climate in rooms, i.e. to achieve environmental conditions at which the thermal, physical and hygienic parameters are within limit values, which lead to no (or only statistically minor) complaints and are even perceived as extremely pleasant. The desired comfortable room climate is usually created by air conditioning and ventilation systems.
Bei Vorrichtungen, welche das Raumklima hinsichtlich Temperatur und Feuchtigkeit konditionieren spricht man landläufig von Klimaanlagen. Ein weiterer das Raumklima betreffender Faktor ist die Schadstoffverdünnung, hauptsächlich die Abfuhr des anthropogenen CO2, aber auch anderer Schadstoffe, wie Gerüche, luftfremde Substanzen usw. Gleichzeitig muß infolge Atmung, Schwitzen usw. eine Wasser(dampf)abfuhr erfolgen. Meist muß auch durch die Transmission von Wärme durch menschliche oder maschinelle Wärmequellen im Raum eine Abfuhr von Wärme erfolgen.Devices that condition the indoor climate in terms of temperature and humidity are commonly referred to as air conditioning systems. Another factor affecting the indoor climate is the dilution of pollutants, mainly the removal of anthropogenic CO 2 , but also other pollutants, such as smells, air pollutants, etc. At the same time, water (steam) must be removed as a result of breathing, sweating, etc. Usually, heat must also be dissipated through the transmission of heat through human or mechanical heat sources in the room.
Die Abfuhr dieser Wärme-, Feuchtigkeits- und Schadstofflasten wird durch eine konditionierte Zuluft in den Raum kompensiert, um einen angestrebten Raumluft- zustand aufrechtzuerhalten. Besonders die erwünschte Abfuhr von Schadstoffen bedingt die Zufuhr von sauberer Luft, welche in der Regel als sogenannte Außenluft in der Umgebung entnommen wird und deren Menge von der Zunahme der Innenraumkonzentration abhängig von der Konzentration in der Außenluft bestimmt wird.The removal of these heat, moisture and pollutant loads is compensated for by a conditioned supply air into the room in order to maintain the desired room air condition. In particular, the desired removal of pollutants requires the supply of clean air, which is usually taken from the outside as so-called outside air and the amount of which is determined by the increase in the indoor concentration depending on the concentration in the outside air.
Bisher wird diese Außenluftzufuhr mit Luftbehandlungsanlagen (nachfolgend als Klimaanlagen bezeichnet), bewirkt, die durch Zufuhr von Außenluft, Abfuhr von Raumluft sowie durch Abkühlung und Erwärmung von Außen und/oder Raumluft einen definierten Raumluftzustand gewährleisten.So far, this outside air supply has been effected with air treatment systems (hereinafter referred to as air conditioning systems), which ensure a defined room air condition by supplying outside air, removing room air and by cooling and heating outside and / or room air.
Aus der DE 36 10 069 AI ist ein Verfahren zur Klimaregelung eines Raums bekannt, das durch die IST-Werte Wärmelast, Feuchtigkeitslast und Kohlendioxidlast und die gewünschten Soll- Werte Temperatur, Feuchtigkeit und Kohlendioxidkon-
zentration bestimmt ist, bei dem die Außenluft auf eine Sättigungstemperatur abgekühlt und damit entfeuchtet wird.From DE 36 10 069 AI a method for climate control of a room is known, which is based on the actual values of heat load, moisture load and carbon dioxide load and the desired target values of temperature, moisture and carbon dioxide concentration. is determined at which the outside air is cooled to a saturation temperature and thus dehumidified.
Aus Recknagel, Sprenger Schramek, Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik, Oldenbourg, 1999, S. 310 - 312, 326, 327 ist es weiter bekannt, das Raumklima auf die Kohlenstoffkonzentration hin zu regeln.From Recknagel, Sprenger Schramek, Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik, Oldenbourg, 1999, pp. 310 - 312, 326, 327, it is also known to regulate the indoor climate to the carbon concentration.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Klimaregelung eines Raums mit geringem apparativen Aufwand und geringem Energieaufwand zu schaffen, das hinsichtlich seiner hygienischen Qualität, insbesondere der Kohlendioxidkonzentration) gegenüber bisherigen Klimaanlagen verbessert ist.The object of the present invention is to provide a method for controlling the climate of a room with little expenditure on apparatus and little energy, which is improved in terms of its hygienic quality, in particular the carbon dioxide concentration) compared to previous air conditioning systems.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung an.According to the invention, this object is achieved by the features of claim 1, the subclaims indicate advantageous developments of the invention.
Der Erfindung folgende Überlegung zugrunde: Indem man ausschließlich die zugeführte Außenluft abkühlt, läßt sich ein hinsichtlich der Temperatur- und Luftfeuchtigkeit gewünschter (behaglicher) Wert erhalten, dem in ihrem Zustand genau definierte Zuluft zugeführt wird. Die Wärmelast kann als Δh in kJ pro kg und die Feuchtigkeitslast als Δx in Gramm Wasser pro Kilogramm trockene Luft im h,x-Diagramm angegeben werden, wobei diese Werte als Strecken im h,x- Diagramm darstellbar sind. Der Zuluftzustand muß hinsichtlich Temperatur und Luftfeuchtigkeit so gewählt werden, daß er die Wärmelast Δh und die Feuchtigkeitslast Δx aufnehmen kann. Der Mischpunkt aus Zuluft und Raumluft (Mischluft) muß daher - ausgehend von der Raumluft - um Δh und Δx geringer sein.The invention is based on the following consideration: by cooling only the supplied outside air, a desired (comfortable) value with regard to the temperature and air humidity can be obtained, to which supply air which is precisely defined in its state is supplied. The heat load can be specified as Δh in kJ per kg and the moisture load as Δx in grams of water per kilogram of dry air in the h, x diagram, these values can be represented as distances in the h, x diagram. The supply air condition must be selected in terms of temperature and humidity so that it can absorb the heat load Δh and the moisture load Δx. The mixing point of supply air and room air (mixed air) must therefore - based on the room air - be lower by Δh and Δx.
Dabei wird der Zuluftzustand hinsichtlich der Luftfeuchtigkeit so festgelegt, daß dieser mit Wasserdampf gesättigt ist. Verbindet man im Diagramm, also den Zustandspunkt der Raumluft und der Mischluft miteinander, so erhält man eine Mischungsgerade, deren Schnittpunkt mit der Sättigungslinie dem Zustand der feuchten Luft (Zuluftzustand) entspricht. Da im h,x-Diagramm nur intensive Größen angegeben sind, muß die Zuluftmenge (als Massen- oder Volumenstrom in kg oder m3 pro Zeiteinheit separat errechnet werden. Dabei zeigt sich, daß die Zuluftmenge größer ist als diese den gängigen hygienischen Regeln hinsichtlich des Kohlendioxidgehaltes entspricht. Die Raumluft ist somit nicht nur auf dem gewünschten Temperatur- und Luftfeuchtigkeitswert, sondern auch ärmer an Kohlendioxid und somit hygienischer.The condition of the supply air with regard to air humidity is determined so that it is saturated with water vapor. If you connect the state point of the room air and the mixed air to each other in the diagram, you get a mixture line whose intersection with the saturation line corresponds to the state of the humid air (supply air state). Since only intensive quantities are given in the h, x diagram, the supply air quantity (as mass or volume flow in kg or m 3 per unit of time must be calculated separately. This shows that the supply air quantity is greater than the current hygienic rules regarding the The air in the room is not only at the desired temperature and humidity level, but is also poorer in carbon dioxide and therefore more hygienic.
Ein derartiges Verfahren wird im Stand der Technik bisher nicht angewandt, vielmehr wird in herkömmlichen Klimaanlagen Umluft oder Mischluft (d. h. Umluft und die erforderliche Außenluft) durch Abkühlung so weit entfeuchtet, daß sie als Zuluft die Feuchtigkeitslast aufnehmen kann. Dabei wird jedoch eine so tiefe Lufttemperatur erreicht, daß die Luft nachgewärmt werden muß. Diese Nachwärmung
bedeutet zusätzlichen apparativen Aufwand, der zudem unnötigen Energieaufwand mit sich bringt.Such a method has not been used in the prior art, rather, in conventional air conditioning systems, recirculated air or mixed air (ie recirculated air and the required outside air) is dehumidified by cooling to such an extent that it can absorb the moisture load as supply air. However, the air temperature is so low that the air must be reheated. This reheating means additional equipment expenditure, which also entails unnecessary energy expenditure.
Einer Abkühlung von ausschließlich Außenluft auf eine erfindungsgemäß tiefe Temperatur stand bisher das Vorurteil entgegen, daß es hierzu besonders teurer und spezieller Kühl verfahren bedürfe, die den apparativen und energetischen Aufwand so steigern, daß der zusätzliche apparative und energetische Aufwand durch die Nachwärmung sich als günstiger erweise.A cooling of only outside air to a low temperature according to the invention previously stood in the way of the prejudice that particularly expensive and special cooling processes are required for this, which increase the equipment and energy expenditure in such a way that the additional equipment and energy expenditure due to the reheating prove to be more favorable ,
Erfindungsgemäß wird jedoch durch die Anwendung eines pumpbaren Flüssig- keits/Eisgemisches die Möglichkeit geschaffen, einen beliebigen Zustandspunkt der Luft im h,x-Diagramm zu erreichen, wobei sich als zusätlicher Vorteil eine geringe Wärmeaustauscherfläche ergibt.According to the invention, however, the use of a pumpable liquid / ice mixture creates the possibility of reaching an arbitrary state point of the air in the h, x diagram, an additional advantage being a small heat exchanger area.
Weiter ist vorteilhaft, daß ein Außenluftstrom nach Passieren eines Ventils in zwei Luftströme aufgeteilt wird. Ggf. können Ventilatoren zur Förderung dieser Luftströme eingesetzt werden. Lediglich ein Teilstrom wird dabei in einem Wärmetauscher soweit abgekühlt, daß dieser in einer Mischkammer mit dem ersten Teilstrom vermischt werden kann, wobei die Temperatur nach Passieren des Wärmetauschers und das Teilstromverhältnis zwischen den Teilströmen so zu wählen ist, daß in der Mischkammer das sogenannte Nebelgebiet erreicht wird.It is also advantageous that an outside air flow is divided into two air flows after passing a valve. Possibly. fans can be used to promote these air flows. Only a partial flow is cooled in a heat exchanger to such an extent that it can be mixed with the first partial flow in a mixing chamber, the temperature after passing through the heat exchanger and the partial flow ratio between the partial flows being selected so that the so-called fog region is reached in the mixing chamber becomes.
Dabei wird in der Mischung ein Nebel entstehen, der mit einer Einrichtung das Wasser in eine Abfuhrleitung abgeschieden wird. Eine weitere Abfuhrleitung ist bereits in der Kühleinrichtung vorgesehen.This will create a mist in the mixture, which will be used to separate the water into a drain pipe. Another discharge line is already provided in the cooling device.
Die den Nebel entfeuchtende Einrichtung kann z.B. über Kapillarkräfte arbeiten, als Docht- oder als Fasermatte oder über sogenannte Demister (regelmäßig oder unregelmäßig) aus Metall-, Kunststoff oder Fasergewirke hergestellte Einrichtungen, die auch als "sogenannte Demisterkerzen" bekannt sind. Auf diese Weise kann erreicht werden, daß nur ein kleiner Volumenstrom über einen Wärmetauscher zu leiten ist und dieser daher mit einer kleineren Wärmeaustauscherfläche hergestellt werden kann, als dies der Fall wäre, wenn der gesamte Luftstrom hindurchgeleitet würde.The device dehumidifying the fog can e.g. work via capillary forces, as a wick or as a fiber mat or via so-called demister (regular or irregular) devices made of metal, plastic or fiber fabrics, which are also known as "so-called demister candles". In this way it can be achieved that only a small volume flow is to be passed over a heat exchanger and this can therefore be produced with a smaller heat exchange surface than would be the case if the entire air flow were passed through.
Eine Aufheizung eines der Teilströme nach dem Abscheiden von Wasser - wie bisher üblich - ist nicht mehr nötig.It is no longer necessary to heat up one of the partial streams after separating water, as has been customary up to now.
Die weiter erwünschte Kühlung wird energetisch günstig erreicht werden, wenn als Kälteversorgung des Luftkühlers ein Kälteträger aus pumpfähigem, flüssigen Eisbrei Verwendung findet, der ohnehin bei Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes von Wasser erzeugt wird und hier eine starke Abkühlung der Luft leistet, so daß ein größerer Luftstrom ungekühlt direkt der Entfeuchtung zugeführt wer-
den kann. Ein derartiger Eisbrei kann gespeichert werden und benötigt daher eine geringe installierte Leistung.The further desired cooling will be achieved in terms of energy efficiency if a coolant made of pumpable, liquid ice pulp is used as the cooling supply for the air cooler, which is generated anyway at temperatures below the freezing point of water and provides a strong cooling of the air here, so that a larger air flow can be fed directly to the dehumidifier without cooling that can. Such an ice slurry can be stored and therefore requires a low installed capacity.
Die Einbringung der Zuluft in den Raum sollte nicht in in ungemischter Form erfolgen, da die kalttrockene Luft eine unangenehme Befindlichkeit einer sich im Raum aufhaltenden Person verursacht. Vorgeschlagen wird insbesondere die aufbereitete Luft durch ein Regelventil in eine Düse eintreten zu lassen und als Mischluft in den Raum einzubringen.The supply air should not be introduced into the room in unmixed form, since the cold-dry air causes an uncomfortable feeling of a person in the room. In particular, it is proposed to allow the conditioned air to enter a nozzle through a control valve and to introduce it into the room as mixed air.
Eine konische Hülse, die gegenüber der Düse entlang deren Erstreckung ver- schieblich ist, ermöglicht die sogenannte Induktion von Raumluft. Ein weiterer Luftstrahl außen entlang der Hülse wird sich mit der induzierten Luft alsbald vermischen und einem im Volumen und Temperatur beeinflußten, jedoch im wesentlichen schon der Raumtemperatur entsprechende Luftstrahl bilden.A conical sleeve, which can be moved along the extension of the nozzle, enables the so-called induction of room air. Another air jet outside along the sleeve will immediately mix with the induced air and form an air jet which is influenced in volume and temperature, but which essentially corresponds to room temperature.
Der Düse vorgeschaltet ist ein Ventil, durch dessen Verstellen und durch die Festlegung der Verschiebung der Hülse das eingebrachte Volumen sowie die Art und Menge der induzierten Raumluft bestimmt werden kann, wodurch sich in einer Aufenthaltszone eine gewünschte Raumluftkondition einstellt.Upstream of the nozzle is a valve, by adjusting and determining the displacement of the sleeve, the volume introduced and the type and amount of the induced room air can be determined, whereby a desired room air condition is set in a residence zone.
Bevorzugt können die Einbringdüsen an der Raumdecke angebracht werden, wobei auch im Raum der Eingangstüren eine sogenannte Luftdusche vorgesehen werden kann, wodurch Personen, die in den Raum stark erhitzt eintreten, rasch an ein kühleres Raumklima gewöhnt werden, da in einiger Entfernung von der Tür bereits mehr mit der Raumluft vermischt ist. Gleichzeitig können die bekannten Türeffekte, nämlich das Eindringen von warmer Luft eine solche Luftdusche vermieden werden. Gegebenenfalls können sowohl das die Zufuhr regulierende Ventil wie die einstellbare Verschiebung des Konus mittels einer Fernbedienung beeinflußt werden.The insertion nozzles can preferably be attached to the ceiling, whereby a so-called air shower can also be provided in the room of the entrance doors, which means that people who enter the room with high temperatures can quickly get used to a cooler room climate, since they are already some distance away from the door is more mixed with the room air. At the same time, the known door effects, namely the penetration of warm air, can be avoided. If necessary, both the valve regulating the supply and the adjustable displacement of the cone can be influenced by means of a remote control.
Zur Aufrechterhaltung der notwendigen Entfeuchtung ist es bisher notwendig gewesen, die gesamte zugeführte Luft unter den Taupunkt zu kühlen, Wasserdampf kondensieren zu lassen und anschließend wieder die Luft anzuwärmen. Dies jedoch erfordert bedeutend mehr Energie.In order to maintain the necessary dehumidification, it has previously been necessary to cool all the air supplied below the dew point, to allow water vapor to condense and then to warm the air again. However, this requires significantly more energy.
In einem h,x Diagramm (Mollier-Diagramm) sollte die Mischgerade zwischen dem Punkt des erwünschten Raumluftzustands (gekennzeichnet durch Luftdruck, Raumlufttemeratur und Feuchtigkeit) und dem Punkt des Luftzustand der auf Feuchtigkeitssättigung abgekühlten Außenluft verlaufen. Dabei wird eine Steigung realisert, die durch ι/Δx beschrieben werden kann, wobei q die Wärmelast in kJ/kg und Δx die Feuchtigkeitslast in Gramm H2O pro Kilogramm trockene Luft bedeutet.
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnung. Dabei zeigt:In an h, x diagram (Mollier diagram), the mixing line should run between the point of the desired room air condition (characterized by air pressure, room air temperature and humidity) and the point of the air condition of the outside air cooled to moisture saturation. A slope is realized that can be described by ι / Δx , where q is the heat load in kJ / kg and Δx is the moisture load in grams of H 2 O per kilogram of dry air. Further features and advantages result from the following description of a preferred exemplary embodiment with reference to the attached drawing. It shows:
Fig. 1 den schematischen Aufbau einer Klimaanlage nach der Erfindung,1 shows the schematic structure of an air conditioning system according to the invention,
Fig. 2 ein h,x-Diagramm für die Klimaanlage nach Fig. 1 ,2 shows an h, x diagram for the air conditioning system according to FIG. 1,
Fig. 3 eine herkömmliche Klimaanlage,3 shows a conventional air conditioning system,
Fig. 4 ein h,x-Diagramm für herkömmliche Klimaanlagen nach Fig. 3,4 shows an h, x diagram for conventional air conditioning systems according to FIG. 3,
Fig. 5 eine zweite Ausführungsform der Erfindung,5 shows a second embodiment of the invention,
Fig. 6 ein h,x-Diagramm für das Kühlen mit einer Klimaanlage des Aufbaus nach Fig. 5,6 shows an h, x diagram for cooling with an air conditioning system of the structure according to FIG. 5,
Fig. 7 eine schematische Darstellung des Kühl Verfahrens für die Luft, undFig. 7 is a schematic representation of the cooling process for the air, and
Fig. 8 eine schematische Darstellung der Ausbringdüse für die derart konditionierte Luft.Fig. 8 is a schematic representation of the discharge nozzle for the air conditioned in this way.
Ein mit 7 bezeichneter Luftstrom der Außenluft (Umgebungsluft) beispielsweise einer Temperatur von 27 °C und 73 % relativer Feuchte wird für einen Raum angesaugt. Der Volumenstrom wird sich am Ende der Berechnung ergeben. Diese Luft wird erfindungsgemäß über einen Luftkühler, der mit Flüssigeisgemisch betrieben wird, unter den Taupunkt abgekühlt, wobei sich Kondensat bildet, welches abgeführt wird (Fig. 1).An air flow of the outside air (ambient air), designated 7, for example, a temperature of 27 ° C. and 73% relative humidity is drawn in for a room. The volume flow will result at the end of the calculation. According to the invention, this air is cooled below the dew point via an air cooler which is operated with a liquid ice mixture, condensate forming, which is removed (FIG. 1).
Der Außenluftstrom und die abgeführte Kondensatmenge werden dabei so gewählt, daß im Raum eine gewünschte behagliche Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit von beispielsweise 23 °C und 40 % relativer Feuchte aufrechterhalten wird, indem die abgekühlte und entfeuchtete Luft die Wärmelast Δh und die Feuchtigkeitslast Δx genau aufnehmen kann. Ein Teil der Raumluft wird als Fortluft abgeführt in dem Maße, wie Außenluft dem Raum zugeführt wird.The outside air flow and the amount of condensate discharged are chosen so that a desired comfortable air temperature and humidity of, for example, 23 ° C and 40% relative humidity is maintained in the room by the cooled and dehumidified air can exactly absorb the heat load Δh and the moisture load Δx. Part of the room air is discharged as exhaust air to the extent that outside air is supplied to the room.
Die zugeführte Außenluft wird in einem Wärmeaustauscher, also auf eine Sättigungstemperatur abgekühlt und damit entfeuchtet, die sich im h,x-Diagramm (zum Schnittpunkt der Sättigungskurve der feuchten Luft und der Verlängerung einer Geraden durch den Zustandspunkt der gewünschten Raumluft ergibt, wobei diese Gerade durch einen Punkt verlaufen muß, der sich ergibt indem der
Raumluft-Zustandspunkt in Δh (Wärmelast) verringert wird und dieser sich daraus ergebender Zustandspunkt um Δx (Feuchtigkeitslast) verringert wird.The supplied outside air is cooled and thus dehumidified in a heat exchanger, i.e. to a saturation temperature, which results in the h, x diagram (at the intersection of the saturation curve of the moist air and the extension of a straight line through the state point of the desired room air, this straight line passing through must pass a point that results from the Room air condition point is reduced in Δh (thermal load) and this resulting condition point is reduced by Δx (moisture load).
Abgekühlte und entfeuchtete Außenluft kann dem Raum entweder direkt oder durch Beimischen von Umluft (Luftstrom 4) indirekt als Zuluft zugeführt werden, wobei die Zufuhr in den Raum so bewerkstelligt werden muß, daß keine ungewollten Zugerscheinungen durch zu hohe Luftgeschwindigkeit und/oder zu tiefe Lufttemperatur auftreten.Cooled and dehumidified outside air can be supplied to the room either directly or by mixing in recirculated air (air flow 4) indirectly as supply air, the supply to the room having to be carried out in such a way that there are no unwanted drafts caused by excessively high air speed and / or low air temperature ,
Bei der direkten Zufuhr der gekühlten und entfeuchteten Luft in den Raum als Zuluft wird die gekühlte und entfeuchtete Luft 5 vorteilhafterweise mit einem rezirkulierten Raumluft-Teilstrom vermischt, wobei diese Mischluft als Zuluft in den Raum eintritt. Der Umluftvolumenstrom ist dabei beliebig.When the cooled and dehumidified air is fed directly into the room as supply air, the cooled and dehumidified air 5 is advantageously mixed with a recirculated partial room air stream, this mixed air entering the room as supply air. The circulating air volume flow is arbitrary.
Bei der direkten Zufuhr der gekühlten und entfeuchteten Luft muß sich diese als Zuluft im Raum mit der Raumluft vermischen, bei der indirekten Zufuhr der gekühlten und entfeuchteten Luft geschieht die Vermischung außerhalb des Raumes in einer Mischkammer, bei der die Teilströme 4 und 5 zu aufbereiteter Zuluft vermischt werden. In beiden Fällen ist die Ermittlung des Zuluftzustandes im h,x- Diagramm dieselbe (Fig. 2). Die Steigung und Lage der Mischungsgerade wird aus einem Dreieck 10, 12 und 14 bestimmt. Ausgehend von einem Punkt 12, welcher den aufrechtzuerhaltenden Rauπüuftzustand darstellt, wird der Punkt 10 aus der Wärmelast h bestimmt, indem 12 um den Betrag Δh verringert wird.With the direct supply of the cooled and dehumidified air, this must mix with the room air as supply air in the room, with the indirect supply of the cooled and dehumidified air, the mixing takes place outside the room in a mixing chamber, in which the partial streams 4 and 5 become conditioned supply air be mixed. In both cases, the determination of the supply air status in the h, x diagram is the same (FIG. 2). The slope and position of the mixture line is determined from a triangle 10, 12 and 14. Starting from a point 12, which represents the roughness condition to be maintained, the point 10 is determined from the thermal load h by reducing 12 by the amount Δh.
Der Punkt 14 wird aus der Feuchtigkeitslast Δx bestimmt, indem 10 um den Betrag Δx verringert wird. Dadurch ergibt sich der Punkt 14.The point 14 is determined from the moisture load Δx by reducing 10 by the amount Δx. This results in point 14.
Aus den nunmehr bekannten Punkten 12 und 14 läßt sich die Mischungsgerade zeichnen, welche die Sättigungslinie der feuchten Luft in Punkt 16 schneidet. Dieser Punkt 16 ist der erforderliche Zustandspunkt für die abgekühlte und entfeuchtete Luft, welche sich bei der direkten Zufuhr als Zuluft 3 bzw. 6 in den Raum eintritt bzw. bei der indirekten Zufuhr als 5 in die Mischkammer eintritt und anschließend als Zuluft dem Raum zugeführt wird. Punkt 16 gibt somit an, auf welche (tiefe) Sättigungstemperatur die Außenluft abgekühlt werden muß, um die geforderten Raumluftbedingungen aufrechtzuerhalten.From the now known points 12 and 14, the mixing line can be drawn, which intersects the saturation line of the moist air in point 16. This point 16 is the required state point for the cooled and dehumidified air, which enters the room with direct supply as supply air 3 or 6 or enters the mixing chamber with indirect supply as 5 and is then supplied to the room as supply air , Point 16 thus specifies the (low) saturation temperature to which the outside air must be cooled in order to maintain the required indoor air conditions.
In der Fig. 3 dagegen ist das übliche Verfahren beschrieben. Der mit 7 bezeichnete Außenluftstrom, welcher aus hygienischen Gründen festgelegt ist (beispielsweise 300 m3/h für 10 Personen) wird als 5 mit Umluft 4 gemischt und anschließend durch Abkühlung entfeuchtet. Die im Wasserdampfgehalt ärmere Luft ist für die Aufrechterhaltung der Luftfeuchtigkeit im Raum zwar geeignet, durch die notwendige Abkühlung jedoch zu kalt und muß daher nachgewärmt werden, sonst könnte eine gewünschte Raumtemperatur nicht aufrechterhalten werden, d. h. der Raum würde zunehmend kälter werden.
Fig. 4 zeigt den Verlauf der Zustandsänderungen der Luftströme im h,x- Diagramm, Außenluft vom Zustand 20 und Umluft vom Zustand 30 (hinsichtlich Temperatur und Luftfeuchtigkeit identisch mit der Raumluft) werden gemischt und erreichen den Mischpunkt 32. Diese Mischluft muß auf einen Wasserdampfgehalt gebracht werden, welcher dem der Punkte 24 bzw. 26 entspricht. Wie bei der erfindungsgemäßen Ausführung wird der benötigte Zustand des Zuluftstromes - ausgehend von Raumluft 30 - durch Korrektur um Δh (Punkt 28) und Δx (Punkt 26) ermittelt. Dieser Punkt 26 wird demnach dadurch erreicht, daß Luft vom Zustand 32 auf den Zustand 24 durch Kühlung (- > 22) und Wasserdampfkondensa- tion (- > 24) gebracht wird. Die nunmehr zu kalte Luft vom Zustand 24 muß durch Nachwärmung auf den Zustand gemäß 26 gebracht werden.3, on the other hand, the usual method is described. The outside air flow designated 7, which is fixed for hygienic reasons (for example 300 m 3 / h for 10 people) is mixed as 5 with circulating air 4 and then dehumidified by cooling. The air with poorer water vapor content is suitable for maintaining the air humidity in the room, but due to the necessary cooling it is too cold and must therefore be reheated, otherwise a desired room temperature could not be maintained, ie the room would become increasingly colder. Fig. 4 shows the course of the changes in the state of the air flows in the h, x diagram, outside air from state 20 and recirculated air from state 30 (identical in temperature and humidity to the room air) and reach the mixing point 32. This mixed air must have a water vapor content brought, which corresponds to that of points 24 and 26 respectively. As with the embodiment according to the invention, the required state of the supply air flow - starting from room air 30 - is determined by correction by Δh (point 28) and Δx (point 26). This point 26 is accordingly achieved in that air is brought from state 32 to state 24 by cooling (-> 22) and water vapor condensation (-> 24). The air, which is now too cold, from state 24 must be brought to the state according to 26 by reheating.
Eine Variante der Erfindung ist in der Fig. 5 dargestellt. Der Unterschied liegt darin, daß der Außenluftstrom in zwei Teilströme aufgeteilt wird, wobei ein Teil (7) un- behandelt bleibt, ein Teil (8) so weit abgekühlt wird, daß bei Vermischung dieser Teilströme in einer Mischkammer 9 das Nebelgebiet erreicht wird.A variant of the invention is shown in FIG. 5. The difference lies in the fact that the outside air flow is divided into two partial flows, a part (7) remaining untreated, a part (8) being cooled so far that the fog region is reached when these partial flows are mixed in a mixing chamber 9.
In Fig. 6 ist dargestellt, wie bei Mischung zweier Luftströme der Zustände 34 (Teilstrom 7 der Außenluft in Fig. 5) und 36 (Teilstrom 8 der abgekühlten Außenluft in Fig. 5) ein Mischpunkt auf der Mischungsgerade erreicht wird, welcher - geometrisch gesehen - unterhalb der Sättigungslinie liegt. Bei der Mischung fällt zusätzlich Wasserdampf in flüssiger Form (nämlich als "Nebel") aus, welcher aus 5 entfernt werden kann, wodurch sich ein Endpunkt 38 ergibt, der aus dem Mischungspunkt hervorgeht. Dieser Punkt 38 ist hinsichtlich Temperatur und Luftfeuchtigkeit (gesättigt) identisch mit dem Luftzustand 16 der Fig. 2. Vorteil dieser Ausführung ist, daß ein noch kleinerer Luftvolumenstrom abgekühlt werden muß.FIG. 6 shows how, when two air flows of states 34 (partial flow 7 of the outside air in FIG. 5) and 36 (partial flow 8 of the cooled outside air in FIG. 5) are mixed, a mixing point is reached on the mixing line, which - viewed geometrically - is below the saturation line. During the mixing process, water vapor also precipitates in liquid form (namely, as a "mist"), which can be removed from FIG. 5, which results in an end point 38 which arises from the mixing point. This point 38 is identical in terms of temperature and air humidity (saturated) to the air state 16 in FIG. 2. The advantage of this embodiment is that an even smaller air volume flow has to be cooled.
Die Erfindung gemäß der Fig. 1 und 2 bzw. der Fig. 5 und 6 hat den Vorteil, daß bei Zugrundelegen der beispielhaften Zahlen und im Vergleich mit dem üblichen Verfahren nur ca. ein Drittel des Luftvolumens abgekühlt werden muß, eine etwa 2,5-fache höhere Außenluftrate zugeführt wird, was die hygienischen Bedingungen erheblich verbessert, wobei gleichzeitig 20 % weniger Kälteleistung und keine Heizleistung benötigt werden und ca. 20 % weniger elektrischer Strom benötigt wird.The invention according to FIGS. 1 and 2 or FIGS. 5 and 6 has the advantage that, based on the exemplary numbers and in comparison with the conventional method, only about a third of the air volume has to be cooled, approximately 2.5 -fold higher outside air rate is supplied, which considerably improves the hygienic conditions, while at the same time 20% less cooling power and no heating power are required and about 20% less electrical power is required
In der Fig. 7 ist mit Bezugszeichen 110 der zu kühlende Raum angedeutet. In diesen Raum wird über eine Einrichtung 140 Luft abgesaugt. Zugeführte Luft kann mit Hilfe einer Einrichtung 114 aus der Umgebung 112 erhalten werden, wobei nur ein kleiner Teilstrom 118, der bei unwesentlicher Kühlung lediglich derart bemessen sein sollte, daß es zu einer Nebelbildung in der Einrichtung 124 kommt, über einen Wärmetauscher 122 geleitet wird, der vorteilhafter mit Eisbrei gekühlt wird. Dieser Eisbrei wird durch Leitungen 142 zu- und abgeführt.
Dabei werden statt beispielsweise 14,9 kW Leistung zur Kühlung bis zum Taupunkt und weiteren 7,1 kW Aufwärmleistung insgesamt bei einer gegenüber einer Außentemperatur von z. B. 27 °C und einer Außenfeuchtigkeit von 73% relativer Feuchte (phi AL) zu haltenden Innenraumtemperatur von 23 °C und 40% r.F. (und weiterer im Innenraum befindlicher Wärmequelle von 5 kW und einer Feuchtigkeitsquelle von 1 kg/h) nur 12,2 kW Leistung ohne Aufwärmleistung benötigt.7, the space to be cooled is indicated by reference number 110. Air is drawn into this room via a device 140. Air supplied can be obtained from the environment 112 with the aid of a device 114, with only a small partial flow 118, which should be dimensioned in the case of insignificant cooling only in such a way that mist is formed in the device 124, is passed through a heat exchanger 122, which is advantageously cooled with ice pulp. This ice slurry is fed in and out through lines 142. Instead of, for example, 14.9 kW of power for cooling down to the dew point and a further 7.1 kW of warming-up power in total compared to an outside temperature of e.g. B. 27 ° C and an external humidity of 73% relative humidity (phi AL) indoor temperature of 23 ° C and 40% RH (and further indoor heat source of 5 kW and a moisture source of 1 kg / h) only 12, 2 kW power without warm-up power required.
Zur Unterstützung der Luftströmung in den einzelnen Teilleitungen für die Luftströme 116 und 118 können bevorzugt jeweils Ventilatoren 120 vorgesehen werden. Durch Nebelbildung in der Einrichtung 124 wird die Feuchtigkeitsabfuhr über einen Demister 126 bewirkt, der mit Abführleitungen 128 das Wasser direkt aus dem Prozeß ausleitet.To support the air flow in the individual sub-lines for the air flows 116 and 118, fans 120 can preferably be provided in each case. The formation of mist in the device 124 causes the moisture to be removed via a demister 126, which discharges the water directly from the process with discharge lines 128.
Zwischen der Entfeuchtungseinrichtung 124 und dem gekühlten Raum 110 ist schließlich noch die in der Fig. 8 dargestellte Mischeinrichtung mit der Raumluft vorzusehen, in der über eine Düse 130, die wie in der Fig. 8 dargestellt, an ihrem Ende konisch zuläuft, wobei über dieses Ende eine parallel dazu verlaufende Innenwand 144 einer Hülle 134 aufgesetzt ist, die ihrerseits wieder um eine Distanz A entlang der Düse verschieblich für unterschiedliche Beimengungen eines Raumluftstromes 134, 136 sorgt. Vor der Düse ist ein Betätigungsventil 138 zur Regulierung der Menge der zugeführten Luft vorgesehen.Finally, between the dehumidifying device 124 and the cooled room 110, the mixing device shown in FIG. 8 with the room air is to be provided, in which tapered at its end via a nozzle 130, as shown in FIG At the end, an inner wall 144 of a sheath 134 running parallel thereto is placed, which in turn, displaceable by a distance A along the nozzle, provides for different admixtures of a room air flow 134, 136. An actuating valve 138 for regulating the amount of air supplied is provided in front of the nozzle.
Daraufhin wird der Teilstrom 118 in einem Wärmetauscher 122 soweit abgekühlt, daß dieser in einem Nebelerzeuger 124 mit dem ersten Teilstrom 116 vermischt werden kann, wobei die Temperatur nach Passieren des Wärmetauschers 122 und das Teilstromverhältnis zwischen den Teilströmen, die mit Bezugszeichen 116 und Bezugszeichen 118 bezeichnet sind, so zu wählen ist, daß in dem Nebelerzeuger 124 das sogenannte Nebelgebiet erreicht wird.Subsequently, the partial flow 118 is cooled in a heat exchanger 122 to such an extent that it can be mixed with the first partial flow 116 in a mist generator 124, the temperature after passing through the heat exchanger 122 and the partial flow ratio between the partial flows, which are identified by reference symbols 116 and 118 are to be chosen so that the so-called fog region is reached in the fog generator 124.
Dabei wird der Nebel entstehen, der mit der den Nebel adiabatisch entfeuchtenden Einrichtung z.B. über Kapillarkräfte in Form einer Docht- oder als Fasermatte oder über sogenannte Demister entfeuchtet wird. Auf diese Weise kann erreicht werden, daß nur ein kleiner Volumenstrom (nämlich 118) über den Wärmetauscher 122 zu leiten ist und dieser daher mit einer kleineren Wärmeaustauscherfläche hergestellt werden kann, als dies der Fall wäre, wenn der gesamte Luftstrom hindurchgeleitet würde.This will create the mist, which with the device adiabatically dehumidifying the mist e.g. is dehumidified via capillary forces in the form of a wick or as a fiber mat or via so-called demister. In this way it can be achieved that only a small volume flow (namely 118) has to be passed over the heat exchanger 122 and it can therefore be produced with a smaller heat exchanger area than would be the case if the entire air flow were passed through.
Dennoch findet eine Entwässerung des gesamten Luftstromes in mehr als ausreichender Menge statt. Die gleichzeitige Kühlung kann durch eine Kälteversorgung des Luftkühlers mit pumpfähigem, flüssigen Eisbrei erfolgen, der ohnehin bei Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes von Wasser erzeugt wird und hier eine starke Abkühlung der Luft leistet, so daß ein größerer Luftstrom ungekühlt direkt der Entfeuchtung zugeführt werden kann.
Insbesondere ist vorteilhaft, daß der Außenluftstrom (mit Bezugszeichen 112 versehen) nach Passieren eines Ventils 114 in zwei Luftströme, deren Leitungswege mit 116 und 118 bezeichnet sind, aufgeteilt wird. Ggf. können Ventilatoren 120 zur Förderung dieser Luftströme eingesetzt werden.Nevertheless, the entire air flow is drained in more than sufficient quantities. The simultaneous cooling can be done by supplying the air cooler with a pumpable, liquid ice pulp, which is generated at temperatures below the freezing point of water anyway and provides a strong cooling of the air, so that a larger air flow can be supplied directly to the dehumidification without cooling. In particular, it is advantageous that the outside air flow (provided with reference number 112) is divided into two air flows, the conduction paths of which are designated 116 and 118, after passing through a valve 114. Possibly. fans 120 can be used to promote these air flows.
Für die Einbringung der Zuluft in den Raum wird insbesondere vorgeschlagen, die aufbereitete Luft durch ein Regelventil in eine Düse 130 eintreten zu lassen und als Zuluftstrahl 132 in den Raum einzubringen.For the introduction of the supply air into the room, it is proposed, in particular, to allow the conditioned air to enter a nozzle 130 through a control valve and to introduce it into the room as a supply air jet 132.
Eine konische Hülse 146a, 146b, die gegenüber der Düse 130 entlang deren Erstreckung verschieblich um A ist, ermöglicht die sogenannte Induktion von Raumluft, die an der durch Bezugszeichen 134 bezeichneten Stelle außen angesaugt wird. Ein weiterer Luftstrahl 136 außen entlang der Hülse 134 wird sich, wie der Luftstrahl 134, mit der induzierten Luft alsbald vermischen und ein Volumen und ein Volumen und Temperatur beeinflußten, jedoch im wesentlichen schon der Raumtemperatur entsprechende Luftstrahl bilden.A conical sleeve 146a, 146b, which is displaceable by A in relation to the nozzle 130 along its extension, enables the so-called induction of ambient air, which is sucked in at the point designated by reference numeral 134. Another air jet 136 on the outside along the sleeve 134, like the air jet 134, will immediately mix with the induced air and will affect a volume and a volume and temperature, but will essentially form an air jet that corresponds to room temperature.
Der Düse vorgeschaltet ist ein Ventil 138, durch dessen Verstellen und durch die Festlegung der Verschiebung der Hülse 134 das eingebrachte Volumen sowie die Art und Menge der induzierten Raumluft bestimmt werden kann, wodurch sich in einer Aufenthaltszone 110 (siehe Fig. 7) eine gewünschte Raumluftkondition einstellt.A valve 138 is connected upstream of the nozzle, by adjusting it and by determining the displacement of the sleeve 134, the volume introduced and the type and amount of the induced room air can be determined, as a result of which a desired room air condition occurs in a residence zone 110 (see FIG. 7) established.
Bevorzugt können die Einbringdüsen an der Raumdecke angebracht werden, wobei auch im Raum der Eingangstüren eine sogenannte Luftdusche vorgesehen werden kann, wodurch Personen, die in den Raum 110 stark erhitzt eintreten, rasch an ein kühleres Raumklima gewöhnt werden, da in einiger Entfernung von der Tür bereits mehr mit der Raumluft vermischt ist. Gleichzeitig können die bekannten Türeffekte, nämlich das Eindringen von warmer Luft eine solche Luftdusche vermieden werden. Gegebenenfalls können sowohl das Ventil 138 in Verschiebung des Konus 119 mittels einer Fernbedienung beeinflußt werden.
The insertion nozzles can preferably be attached to the ceiling, and a so-called air shower can also be provided in the room of the entrance doors, as a result of which people who enter the room 110 with a high temperature are quickly accustomed to a cooler room climate, since they are some distance from the door is already more mixed with the room air. At the same time, the known door effects, namely the penetration of warm air, can be avoided. If necessary, both the valve 138 in the displacement of the cone 119 can be influenced by means of a remote control.
Claims
1. Verfahren zur Klimaregelung eines Raums, wobei die IST-Werte Wärmelast, Feuchtigkeitslast und Kohlendioxidlast bestimmt und auf die Soll- Werte Temperatur, Feuchtigkeit und Kohlendioxidkonzentration geregelt werden und Außenluft über eine in zwei getrennten Teilströmen erfolgende Luftzuführung dem zu klimatisierenden Raum zugeführt wird, wobei einer der Teilströme zuerst auf eine Sättigungstemperatur nur abgekühlt wird und anschließend mit dem anderen Teilstrom unter Ausbildung eines Nebels bei adiabatischer Abfuhr der kondensierten Wassertröpfchen des Nebels vermischt und anschließend dem zu klimatisierenden Raum zugeführt wird.1.Procedure for climate control of a room, whereby the actual values heat load, moisture load and carbon dioxide load are determined and regulated to the target values temperature, humidity and carbon dioxide concentration and outside air is supplied to the room to be air-conditioned via an air supply in two separate partial flows, whereby one of the partial streams is first only cooled to a saturation temperature and then mixed with the other partial stream to form a mist with adiabatic removal of the condensed water droplets of the mist and then fed to the room to be air-conditioned.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfuhr des kondensierten Wassers durch eine auf Kapillarwirkung beruhende Demisterein- richtung erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the condensed water is removed by a demister device based on capillary action.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlen des Teilstromes (18) durch einen mit Eisbrei gekühlten Wärmetauscher (22) erfolgt.3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the cooling of the partial stream (18) is carried out by a heat exchanger (22) cooled with ice slurry.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbringung der Außenluft gemischt mit Raumluft erfolgt. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the introduction of the outside air is mixed with ambient air.
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