DE10105397A1 - Ansteuerung bei Luftbefeuchtern mit Nachverdunster - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befeuchten von durch einen Kanal strömender Luft mit Hilfe einer Matrix von Düsen, die in m-Reihen und n-Spalten angeordnet und die einzeln oder in Gruppen von einer Prozeßsteuerung (8) über Magnetventile (5-7) angesteuert werden. Dabei wird zu jedem Zeitpunkt nur eine solche Anzahl von Düsen mittels der Magnetventile (5-7) angesteuert, wie dies der berechneten Befeuchtungsleistung entspricht.

Description

Raumlufttechnische Anlagen (RTL) dienen der Konditionierung von sie durchströmender Luft. Durch verschiedene Anlagensegmente wird die Luft z. B. gereinigt, erwärmt, gekühlt oder befeuchtet. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Segment der Luftbe­ feuchtung.

Um die Luft zu befeuchten, werden verschiedene Systeme einge­ setzt. Kommen Düsen zum Einsatz, welche das Wasser zu Aerosolen (schwebfähigen Wassertropfen) zerreißen, werden diese sowohl gegen die Richtung der Luftströmung als auch in Richtung der Luftströmung gerichtet. Die Aerosole gehen in den gasförmigen Zustand über, werden von der Luft aufgenommen und der Wasser­ gehalt der Luft steigt.

In der Regel werden mehrere Düsen vorgesehen, die über ein Befestigungssystem im Kanal vor der Befeuchterstrecke befestigt werden. Die somit gewonnene Düsen-/Verneblereinheit wird quer zur Luftströmung aufgestellt. Die Anordnung der Düsen erfolgt dabei in der Regel gleichförmig über die Kanalfläche verteilt, kann aber auch willkürlich sein.

An diese Einheit wird die Hochdruckversorgung (Zulaufwasser) angelegt. Ein Magnetventil kann den Zulauf sperren und wieder freigeben. Die Zulaufmenge, sprich die Wassermenge die zur Befeuchtung der Luft benötigt wird, (Befeuchtungsleistung), kann über den Arbeitsdruck oder durch das Takten von Magnetventilen geregelt werden.

Bei sehr kurzen Einbaumaßen kann die Luft die Aerosole nicht immer schnell genug aufnehmen. Um Korrosionsschäden an nachfol­ genden Anlagenteilen (wie z. B. Lüfter oder Nachheizregister) zu verhindern, werden Tropfenabscheider oder Nachverdunster eingesetzt. Tropfenabscheider werden in sogenannten Wäschern verwendet, Nachverdunster bei Luftbefeuchtern, die Wasser mit Hochdruckdüsen vernebeln.

Hauptbestandteil solcher Nachverdunster ist ein hygroskopisches Material in unterschiedlichsten geometrischen Formen, zumeist in Plattenform. Sie weisen eine kompakte, durchgehende Schaum­ struktur mit großer Oberfläche auf.

Die Aerosole treffen auf das hygroskopische Material, und werden von diesem gespeichert. Die zwischengespeicherte Feuchtigkeit wird sofort von der durchströmenden Luft aufgenommen. Am Ausgang der Nachverdunster ist die befeuchtete Luft dann aerosolfrei.

Die Funktion des Nachverdunsters hängt maßgeblich davon ab, ob die abgegebene Befeuchtungsleistung von der Luft aufgenommen werden kann, so dass es auf oder im Nachverdunster nicht zur Überfeuchtung oder Nässebildung (Leckwasser) kommt. Sollte dies der Fall sein, wird die Funktion und Einsetzbarkeit eines Nachverdunsters in Frage gestellt, da sich ein Abwasseranteil bildet, der den Wirkungsgrad der Anlage reduziert; außerdem sind Nass- bzw. Feuchtflächen hygienisch sehr bedenklich.

Ein Grund für Nässebildung an Anlagenteilen einer Klimaanlage oder für die Überfeuchtung auf oder im Nachverdunster besteht darin, dass die Luft nicht flächendeckend mit Aerosolen versorgt bzw. der Nachverdunster nicht flächendeckend mit Aerosolen benetzt wird. Die Befeuchtungsleistung wird auf die Gesamt­ luftmenge berechnet. Wird diese nicht flächendeckend auf den Luftkanalquerschnitt bzw. den Nachverdunster gebracht, sondern nur partiell, dann überfeuchtet man den Luftkanal oder Nachver­ dunster an diesen Stellen. Ist das Wasser aber erst einmal in der Luft bzw. auf der Platte des Nachverdunsters, dann kann die Luft dieses nicht mehr aufnehmen, so dass das Verhältnis Wasser-/­ Luftmenge gestört ist.

Bislang hat man in einem solchen Fall die Befeuchtungsleistung durch Abschalten einzelner Düsen bzw. Düsengruppen reduziert, und zwar unabhängig davon, ob zudem noch der Arbeitsdruck her­ untergefahren wurde.

Aufgabe der Erfindung ist es, über ein Steuerungsprinzip, die Überfeuchtung im Luftkanal, insbesondere aber auf oder in Nachverdunstern zu verhindern.

Die Wirkungsweise der Erfindung wird nachfolgend anhand einer strangweisen Ansteuerung mit drei Düsengruppen in Verbindung mit einer Zeichnung beschrieben:

Fig. 1 zeigt eine Frontansicht der Anlage; und

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht von Fig. 1.

Man erkennt in Fig. 1 drei Stränge 1-3 mit Düsen 1.1 bis 3.4. Jeder Strang wird von einem Magnetventil 5, 6 oder 7 mit Wasser versorgt, wobei die Ansteuerung der Magnetventile 5-7 von einer Prozeßsteuerung 8 über Steuerleitungen 9 erfolgt.

In Fig. 2 ist ein Luftkanal 20 schematisch in der Seitenansicht dargestellt, in dessen linkem Teil die Stränge 1-3 mit den Magnetventilen 5-7 und den Düsen 1.x-3.x angeordnet sind. Die Düsen 1.x-3.x sprühen Aerosolwolken 11 in den Luftkanal 20 in Richtung auf einen Nachverdunster 10. Der Nachverdunster 10 ist eine luftdurchlässige Querwand, beispielsweise ein Keramikschaum, in dessen Poren sich die Feuchtigkeit niederschlägt und von der hindurchströmenden Luft auf- und mitgenommen wird. Mit anderen Worten soll also die zu erbringende Feuchte von einem von der Prozeßsteuerung 8 zu taktenden Strang zur Verfügung gestellt werden, und diese Feuchte soll nicht immer dem gleichen Ort zugeführt werden, sondern der Aufbringungsort soll "wandern".

Dies erreicht man dadurch, indem man nicht immer die gleiche Düsengruppe (im folgenden "Strang" genannt) ab- und zuschaltet, sondern nach dem Abschalten von Strang 1, Strang 2 zuschaltet, nach dem Abschalten von Strang 2 den Strang 3 zuschaltet, und diesen Vorgang immer weiter ablaufen lässt. Das Ergebnis dieser Maßnahme ist, dass die Befeuchtungsleistung gleichmäßiger über die Fläche verteilt wird. In der Inaktivzeit von Strang 1 hat die Luft Zeit die Feuchtigkeit aufzunehmen. Erst wenn Strang 3 abgeschaltet wird, wird Strang 1 wieder zugeschaltet. Dieser Ansatz kann vertikal wie horizontal gemacht werden. Steuert man jede Düse einzeln an, kann man diese Matrix sehr individuell steuern und die Befeuchtungsleitung auf dem Nachverdunster gleichmäßig verteilen.

Hierzu sollen die Düsen 1.x-3.x möglichst flächendeckend (vertikal wie horizontal) über den Kanalquerschnitt verteilt angeordnet sein.

Entweder werden die Düsen 1.x-3.x einzeln via Magnetventil angesteuert, oder zu vertikalen bzw. horizontalen Strängen zusammengefasst. Letzteres ist in Fig. 1 dargestellt.

Die Leistungsreduzierung der abzugebenden Befeuchtungsleistung kann über den Arbeitsdruck oder durch das Takten der Düsen oder Düsengruppen erfolgen.

Die Prozeßsteuerung 8 übernimmt den Steueralgorithmus und die Festlegung des Ansteuerungs-Taktes.

Wenn alle Düsen 1.x-3.x individuell ansteuerbar sind, dann wären in Fig. 1 beispielsweise folgende Düsengruppen immer gleichzeitig anteuerbar:
1. Takt: 1.1 1.2 1.3 1.4
2. Takt: 2.1 2.2 2.3 2.4
3. Takt: 3.1 3.2 3.3 3.4
1. Takt: . . . . .
oder
1. Takt: 1.3 2.2 3.1 3.4
2. Takt: 1.4 2.3 3.2 1.1
3. Takt: 2.4 3.3 1.2 2.1
1. Takt: . . . . .

Der Fachmann erkennt daraus ohne weiteres, auf welche Weise von einem ganzzahligen Vielfachen der zur berechneten Befeuchtungs­ leistung erforderlichen Düsen stets nur soviele angesteuert werden, wie dies zur Erzielung der berechneten Befeuchtungs­ leistung erforderlich ist.

Claims (2)

1. Verfahren zum Befeuchten von durch einen Kanal strömender Luft mit Hilfe einer Matrix von Düsen, die in m-Reihen und n-Spalten angeordnet und die einzeln oder in Gruppen von einer Prozeßsteuerung (8) über Magnetventile (5-7) an­ steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der vorgesehenen Düsen (1.1-3.4) ein ganzzahliges Vielfaches der für die berechnete Befeuchtungsleistung erforderlichen Düsen ist; und daß von der Prozeßsteuerung (8) zu jedem Zeitpunkt nur eine solche Anzahl von Düsen mittels der Magnetventile (5-7) angesteuert wird, wie dies der berechneten Befeuchtungsleistung entspricht.

2. Vorrichtung zum Befeuchten der durch einen Kanal strömenden Luft mit Hilfe einer Matrix von Düsen (1.1-3.4), die in m- Reihen und n-Spalten angeordnet und die einzeln oder in Gruppen von einer Prozeßsteuerung (8) über Magnetventile (5­ -7) ansteuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der vorgesehenen Düsen (1.1-3.4) ein ganzzahliges Vielfaches der für die berechnete Befeuchtungsleistung erforderlichen Düsen ist; und daß von der Prozeßsteuerung (8) zu jedem Zeitpunkt nur eine solche Anzahl von Düsen mittels der Magnetventile (5-7) angesteuert wird, wie dies der berechneten Befeuchtungsleistung entspricht.