DE19513201C1 - Tropfenabscheider für eine dezentrale Heizungs-, Lüftungs- und/oder Kühlvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Tropfenabscheider für eine dezentrale Heizungs-, Lüftungs- und/oder Kühlvorrichtung, insbesondere für Industriehallen, mit mindestens einem vertikal von oben nach unten durchströmten Luftkanal, in welchem der im Gleichstrom arbeitende Tropfenab­ scheider angeordnet ist.

Derartige Vorrichtungen werden im Dach der Halle montiert und dienen dazu, einzelne Bereiche der Halle gezielt mit Zuluft zu versorgen und gleichzeitig die Abluft abzuführen. Sie können einen Wärmetauscher enthalten, der einen Wärmeaustausch zwi­ schen der Zuluft und der Abluft herbeiführt. Weiterhin ist es möglich, Heizungs- oder Kühleinrichtungen zu integrieren. Immer dann, wenn die Zu- oder Abluft gekühlt wird, kann es zu Unter­ schreitungen des Taupunktes kommen, wobei tropfenförmiges Kondensat anfällt. Auch kann die Zuluft bereits Wassertropfen enthalten. Die Tropfen werden in dem im Gleichstrom arbeitenden Tropfenabscheider abgeschieden, wobei die Strömungsrichtung der Luft vertikal von oben nach unten verläuft.

Aus der Praxis ist es bekannt, den Luftstrom zur Tropfenab­ scheidung zweimal um 90° umzulenken. Dies hat den Nachteil, daß für die Umlenkung des Luftstromes sehr viel Raum benötigt wird. Außerdem entstehen erhebliche Druckverluste. Ein Prallabschei­ der, wie er ebenfalls in der Praxis verwendet wird, ist wesent­ lich platzsparender, arbeitet aber ebenfalls mit erheblichem Druckverlust. Im übrigen besteht in beiden Fällen die Gefahr, daß ein gewisser Anteil der Flüssigkeitstropfen den Abscheider passiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tropfenabscheider der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei geringem Platz­ bedarf und sehr niedrigem Druckverlust eine praktisch hundert­ prozentige Tropfenabscheidung gewährleistet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Tropfenabscheider nach der Er­ findung dadurch gekennzeichnet,
daß der Tropfenabscheider eine Mehrzahl von parallelen, in Strömungsrichtung gewellten Plattenelementen mit quer zur Strömungsrichtung verlaufenden Fangrinnen aufweist,
daß der Tropfenabscheider derart zur Horizontalen geneigt angeordnet ist, daß die Fangrinnen der Plattenelemente ein Strömungsgefälle für abgeschiedene Flüssigkeit aufweisen, und
daß die gewellten Plattenelemente am tiefer liegenden Ende des Tropfenabscheiders mit ihren Fangrillen in einer seitlichen Auffangwanne münden.

Es wurde gefunden, daß die mit den Fangrinnen versehenen Plattenelemente eine extrem zuverlässige Tropfenabscheidung gewährleisten. Sie bilden parallel verlaufende Kanäle von geringem Luftwiderstand und daher sehr niedrigem Druckverlust. Auch wird nur wenig Platz benötigt. Hinzu kommt, daß der kon­ struktive Aufwand gering ist.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß je­ des gewellte Plattenelement des Tropfenabscheiders auf jeder seiner Flächen mindestens eine Fangrinne aufweist, die mit ihrer Unterseite an eine Hohlkammer angrenzt, welche parallel zu den Fangrinnen verläuft. Es wurde gefunden, daß diese Kon­ struktion ein Optimum an Abscheideleistung mit einem Minimum an Druckverlust kombiniert.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß die Hohlkammern in ihrer Oberseite Öffnungen zur Aufnahme und Ableitung von abge­ schiedener Flüssigkeit aus der darüberliegenden Fangrinne aufweisen. Die Hohlkammern werden also zur Ableitung von Flüs­ sigkeit nutzbar gemacht, so daß auch bei besonders starker Feuchtigkeitsbelastung der Luft ein Überlaufen der zugehörigen Fangrinnen vermieden wird.

Um zu verhindern, daß im Bereich der Auffangwanne nochmals eine Unterschreitung des Taupunktes stattfindet und neu gebil­ dete Tropfen in den Luftraum gelangen, ist die Auffangwanne vorzugsweise mit einer thermischen Isolierung versehen.

Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal bilden die ge­ wellten Plattenelemente mit der Auffangwanne eine durch einen Rahmen verbundene Baueinheit, die seitlich aus dem Luftkanal herausziehbar ist. Die Wartung der Vorrichtung bereitet also keine Schwierigkeiten. Der Luftkanal wird am Ort des Tropfenab­ scheiders mit einer verschließbaren Öffnung versehen, und zwar vorzugsweise auf derjenigen Seite, die der Auffangwanne abwandt ist. Nachdem letztere von ihrer Abflußleitung gelöst worden ist, läßt sich die komplette Baueinheit schräg nach oben aus dem Luftkanal herausziehen.

In wesentlicher Weiterbildung der Erfindung ist die Vor­ richtung dadurch gekennzeichnet,
daß die Auffangwanne auf ihrer den gewellten Plattenelemen­ ten zugewandten Seite eine obere und eine untere Wand aufweist, wobei Schlitze in der Unter- bzw. Oberkante dieser Wände vorge­ sehen sind,
daß die gewellten Plattenelemente nahe ihren der Auffang­ wanne zugewandten Seiten je einen vertikalen Schlitz in ihren Unterkanten aufweisen und
daß die gewellten Plattenelemente in die Schlitze der Auf­ fangwanne eingesteckt sind, wobei sie mit ihren Schlitzen die untere Wand der Auffangwanne unterhalb von deren Schlitzen umgreifen. Es handelt sich also um eine Steckverbindung, die konstruktiv sehr einfach ist und darüber hinaus ein problemlo­ ses Auswechseln einzelner gewellter Plattenelemente gestattet. Außerdem wird durch diese Gestaltung dafür gesorgt, daß im Bereich der unteren Wand der Auffangwanne keine durch Kapillar­ wirkung hervorgerufene Rückströmung der Flüssigkeit in den Luftkanal auftreten kann. Dies gilt insbesondere dann, wenn, wie es besonders vorteilhaft ist, die in der Oberkante der unteren Wand vorgesehen Schlitze in einer horizontalen Abkan­ tung dieser Wand ausgebildet sind.

Vorzugsweise wird der Abstand der Schlitze in den Platten­ elementen von deren der Auffangwanne zugewandten Seite im Hinblick auf das rückströmungsfreie Abtropfverhalten der Plat­ tenelemente optimiert. Die Plattenelemente ragen also mit definierter Länge in die Auffangwanne hinein, so daß ein unge­ störtes Abtropfen sowohl von ihrer Seitenkante als auch von ihrer Unterkante ermöglicht wird.

Eine zusätzliche Lagesicherung der Plattenelemente läßt sich dadurch erzielen, daß diese mit ihren der Auffangwanne abgewandten Seiten in Schlitze des die Baueinheit des Tropfen­ abscheiders verbindenden Rahmens eingesteckt sind.

Vorteilhafterweise ist der die Baueinheit des Tropfenab­ scheiders verbindende Rahmen in unteren Schienen geführt und an seinem oberen Rand durch Dichtungen, vorzugsweise durch Bür­ stendichtungen, gegen den Luftkanal der Vorrichtung abgedich­ tet. Die Dichtungen sorgen dafür, daß keine tropfenbeladende Luft den Tropfenabscheider umgehen kann. Auf der Unterseite des Tropfenabscheiders sind keine Dichtungen erforderlich. Hier gewährleisten die Schienen eine exakte Lageorientierung des Tropfenabscheiders, wobei sie gleichzeitig dessen Montage und Demontage erleichtern.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch einen Luftkanal der Vorrichtung;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt durch eines der Plattenelemente des Tropfenabscheiders;

Fig. 5 einen vertikalen Schnitt durch den in den Fig. 2 und 3 angedeuteten Tropfenabscheider;

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 5;

Fig. 1 zeigt eine Heizungs-, Lüftungs- und Kühlvorrichtung 1, die in einem Dach 2 einer Industriehalle montiert ist. Die Luftführung wird durch Pfeile angedeutet. So tritt die Zuluft oben links in die Vorrichtung ein und verläßt letztere im wesentlichen senkrecht nach unten. Der Weg der Abluft führt von links unten nach rechts oben. Innerhalb der Vorrichtung ist ein Wärmetauscher angeordnet, der einen Wärmeaustausch zwischen der Zuluft und der Abluft ermöglicht. Ferner besteht die Möglich­ keit, die Abluft zu rezirkulieren. Heiz- und Kühleinrichtungen lassen eine Klimatisierung der Industriehallen zu. Die Förde­ rung der Zu- und Abluft wird von jeweiligen Gebläsen besorgt. Hierzu verfügt die Vorrichtung über entsprechende Luftkanäle, die mit einem Tropfenabscheider ausgerüstet sind, sofern eine Abkühlung der Luft zu erwarten ist. Die Durchströmrichtung solcher Tropfenabscheider läuft vertikal von oben nach unten.

Die Fig. 2 und 3 zeigen Schnitte durch einen solchen Luft­ kanal 3 mit zugehörigem Tropfenabscheider 4. Gemäß Fig. 3 weist der Tropfenabscheider 4 eine Mehrzahl von parallelen Platten­ elementen 5 auf, die nur einen geringen Raumbedarf haben und einen sehr niedrigen Druckverlust erzeugen. Die Plattenelemente 5 sind, wie in Fig. 3 angedeutet, in Strömungsrichtung gewellt.

Fig. 4 zeigt im einzelnen, wie die Plattenelemente 5 aufge­ baut sind. Jedes Plattenelement weist auf der rechten Seite zwei Fangrinnen 6 und 7 sowie auf der linken Seite eine weitere Fangrinne 8 auf. Die Fangrinnen 6 bis 8 erstrecken sich quer zur Strömungsrichtung. Wenn die mit Flüssigkeitstropfen belade­ ne Luft durch die wellenförmigen Kanäle, die zwischen den Plattenelementen 5 gebildet werden, hindurchströmt, werden die Tropfen in den Fangrinnen 6 bis 8 erfaßt. Unterhalb der Fang­ rinne 6 befindet sich eine Hohlkammer 9 und unterhalb der Fangrinne 8 eine Hohlkammer 10. Öffnungen 9′ bzw. 10′ stellen eine Verbindung zwischen den Hohlkammern und den zugehörigen Fangrinnen her. Die Flüssigkeit kann also aus der jeweiligen Fangrinne in die zugehörige Hohlkammer eintreten. Dies erhöht die Aufnahmekapazität der Plattenelemente 5.

Aus Fig. 2 ergibt sich, daß der Tropfenabscheider 4 geneigt im Luftkanal 3 angeordnet ist. Der Neigungswinkel wird so gewählt, daß sich in den Fangrinnen 6 bis 8 sowie in den Hohl­ kammern 9 und 10 ein Strömungsgefälle für abgeschiedene Flüs­ sigkeit bildet. Die abgeschiedene Flüssigkeit fließt also zum linksseitigen Ende des Tropfenabscheiders 4 in Fig. 2.

Aus Fig. 5 ergibt sich, daß an diesem linksseitigen Ende des Tropfenabscheiders eine Auffangwanne 11 mit einem Ablauf­ stutzen 12 angeordnet ist. Die Auffangwanne 11 trägt eine thermische Isolierung 13, um in diesem Bereich eine erneute Taupunktunterschreitung zu vermeiden. Dies ist insbesondere dann von Wichtigkeit, wenn die Luft durch den Luftkanal 3 hindurchgesaugt wird und somit die Gefahr besteht, daß neu gebildete Tropfen am unteren Ende des Tropfenabscheiders 4 in den Luftstrom hineingerissen werden. Im übrigen kann die Luft auch durch den Tropfenabscheider 4 hindurchgedrückt werden.

Zur Seite des Tropfenabscheiders 4 hin wird die Auffang­ wanne 11 von einer unteren Wand 14 und einer oberen Wand 15 begrenzt. Die untere Wand 14 weist Schlitze 16 auf, die in einer horizontalen Abkantung 14′ ausgebildet sind, und die unteren Kanten der Plattenelemente 5 sind mit korrespondieren­ den Schlitzen 17 versehen, so daß auf diese Weise die in den Fig. 5 und 6 dargestellte Steckverbindung hergestellt werden kann. Außerdem verhindern die Schlitze 17 eine durch Kapillarwirkung verursachte Rückströmung und somit den Übertritt von Wassertropfen in den Zuluftstrom. Im übrigen weist auch die obere Wand 15 Schlitze 18 auf, die zur Aufnahme der Plattenele­ mente 5 dienen. Letztere werden auf diese Weise positioniert und lagegesichert. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Plattenelemente mit ausreichender Länge in die Auffangwanne hineinreichen, um ein günstiges Abtropfverhalten zu entwickeln.

Der Tropfenabscheider 4 bildet eine durch einen Rahmen 19 verbundene Baueinheit. Am rechtsseitigen Ende des Rahmens 19 sind ebenfalls Schlitze 20 zur Aufnahme der Plattenelemente 5 vorgesehen.

Insgesamt ergibt sich eine sehr einfache, wartungsfreundli­ che Konstruktion, die einen problemlosen Austausch einzelner Plattenelemente 5 zuläßt.

Gemäß Fig. 2 weist der Luftkanal 3 rechtsseitig einen lös­ baren Deckel 21 auf, nach dessen Abnahme der Tropfenabscheider 4 seitlich aus dem Luftkanal 3 herausgezogen werden kann. Um dies zu erleichtern, ist der Tropfenabscheider 4 auf unteren Schienen 22 geführt. Der obere Rand seines Rahmens 19 ist gegen die Wandungen des Luftkanals 3 abgedichtet, und zwar unter Zwischenschaltung von Dichtungen 23, bei denen es sich im vorliegenden Fall um Bürstendichtungen handelt. Die Luft kann also nicht seitliche am Tropfenabscheider 4 vorbeiströmen.

Es sind durchaus Abwandlungsmöglich­ keiten gegeben. So können die Plattenelemente auf jeder ihrer Flächen mit einer Vielzahl von Fangrinnen und Hohlkammern versehen sein. Auch kann die Steckbefestigung der Plattenele­ mente anders gewählt werden, obwohl die beschriebene Konstruk­ tion besonders vorteilhaft ist. Ferner besteht die Möglichkeit, den Tropfenabscheider auch zu seinem tiefer gelegenen Ende hin aus dem Luftkanal herauszuziehen. Allerdings muß dann der Ablauf der Auffangwanne entsprechend umgestaltet werden.

Claims (10)

1. Tropfenabscheider für eine dezentrale Heizungs-, Lüftungs- und ggf. Kühlvorrich­ tung (1), insbesondere für Industriehallen, mit mindestens einem vertikal von oben nach unten durchströmten Luftkanal (3), in welchem der im Gleichstrom arbeitende Tropfenab­ scheider (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Tropfenabscheider (4) eine Mehrzahl von paralle­ len, in Strömungsrichtung gewellten Plattenelementen (5) mit quer zur Strömungsrichtung verlaufenden Fangrinnen (6-8) aufweist,
daß der Tropfenabscheider (4) derart zur Horizontalen ge­ neigt angeordnet ist, daß die Fangrinnen (6-8) der Platten­ elemente (5) ein Strömungsgefälle für abgeschiedene Flüssig­ keit aufweisen und
daß die gewellten Plattenelemente (5) am tiefer liegenden Ende des Tropfenabscheiders (4) mit ihren Fangrinnen (6-8) in einer seitlichen Auffangwanne (11) münden.

2. Tropfenabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes gewellte Plattenelement (5) des Tropfenabscheiders (4) auf jeder seiner Flächen mindestens eine Fangrinne (6, 8) aufweist, die mit ihrer Unterseite an eine Hohlkammer (9, 10) angrenzt, welche parallel zu den Fangrinnen (6-8) verläuft.

3. Tropfenabscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkammern (9, 10) in ihrer Oberseite Öffnungen (9′, 10′) zur Aufnahme und Ableitung von abgeschiedener Flüssig­ keit aus den darüber liegenden Fangrinnen (6, 8) aufweisen.

4. Tropfenabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangwanne (11) mit einer thermi­ schen Isolierung (13) versehen ist.

5. Tropfenabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gewellten Plattenelemente (5) mit der Auffangwanne (11) eine durch einen Rahmen (19) verbundene Baueinheit bilden, die seitlich aus dem Luftkanal (3) heraus­ ziehbar ist.

6. Tropfenabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Auffangwanne (11) auf ihrer den gewellten Plat­ tenelementen (5) zugewandten Seite eine obere und eine untere Wand (14, 15) aufweist, wobei Schlitze (16, 18) in der Unter- und Oberkante dieser Wände (14, 15) vorgesehen sind,
daß die gewellten Plattenelemente (5) nahe ihren der Auffangwanne (11) zugewandten Seiten je einen vertikalen Schlitz (17) in ihren Unterkanten aufweisen und
daß die gewellten Plattenelemente (5) in die Schlitze (16, 18) der Auffangwanne (11) eingesteckt sind, wobei sie mit ihren Schlitzen (17) die untere Wand (14) der Auffang­ wanne unterhalb von deren Schlitzen (16) umgreifen.

7. Tropfenabscheider nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Oberkante der unteren Wand (14) vorgesehenen Schlitze (16) in einer horizontalen Abkantung (14′) dieser Wand ausgebildet sind.

8. Tropfenabscheider nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Abstand der Schlitze (17) in den Platten­ elementen (5) von deren der Auffangwanne (11) zugewandten Seiten im Hinblick auf rückströmungsfreies Abtropfverhalten der Plattenelemente (5) optimiert ist.

9. Tropfenabscheider nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die gewellten Plattenelemente (5) mit ihren der Auffangwanne (11) abgewandten Seiten in Schlitze (20) des die Baueinheit des Tropfenabscheiders (4) verbindenden Rahmens (19) eingesteckt sind.

10. Tropfenabscheider nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der die Baueinheit des Tropfenabscheiders (4) verbindende Rahmen (19) in unteren Schienen (22) geführt und an seinem oberen Rand durch Dichtungen (23), vorzugsweise durch Bürstendichtungen gegen den Luftkanal (3) der Vorrich­ tung (1) abgedichtet ist.