-
Luftbefeuchtungsanlage.
-
Die Erfindung betrifft eine Luftbefeuchtungsanlage zum Anschluß an
ein Luftgebläse, z. B. zur Verwendung zusammen mit dem Gebläse eines Heißluftofens,
im wesentlichen bestehend aus einem Wasserbehälter mit einem ein- und ausschaltbaren
Heizelement, Wasserstandsmessern zur Feststellung der zulässigen Wasserstandsgrenzwerte
im Wasserbehälter, Organen zum Öffnen bzw. Schließen der Wasserzuleitung zum Wasserbehälter,
einer Wasserleitung, Kontrollelementen für die Luft strömung vom Luftgebläse, Feuchtigkeitsfühler
für die relative Feuchtigkeit der Umgebungsluft sowie einer Energiequelle zur Betätigung
der diversen Meß-, Schalt- und Heizorgane der Anlage.
-
Es sind Luftbefeuchtungsanlagen dieser und ähnlicher Art bekannt,
die durch Wasserzerstäubung unter Druck mittels einer Zerstäubungsdüse einen Wassernebel
erzeugen, wenn über entsprechende Feuchtigkeitsfühler festgestellt wird6 daß die
Luft zu trocken ist. Bei Anlagen üblicher Größte und Anordnung ist jedoch die öffnung
der Zerstäubungsdüsen sehr klein; da das zu zerstäubende Wasser oftmals verunreinigt
und/oder stark kalkhaltig ist, arbeiten diese Anlagen nur zufriedenstellend, wenn
sie häufig und sorgfältig gewartet und die Zerstäubungsdüsen bei Bedarf ausgewechselt
oder gereinigt werden. Eine solche fachgemäße Wartung ist aber normalerweise bei
Anwendung derartiger Luftbefeuchtungsanlagen in Privathaushalten, wo sie beispielsweise
zur Befeuchtung der aus einem Heißluftofen gelieferten, relativ trockenen Luft eingesetzt
werden, nicht regelmäßig durchführbar.
-
Um die Schwierigkeiten, die durch ein Verstopfen der Zerstäubungsdüsen
infolge Kalkablagerungen entstehen, zu vermeiden, ist es auch bekannt, Luftbefeuchtungsanlagen
zu
verwenden, bei denen ein verhältnismäßig dicker Wasserstrahl,
d. h. ein durch eine weite Öffnung austretender Strahl intermittierend gegen eine
hochtourig umlaufende Scheibe gerichtet wird. Der intermittierende Betrieb ist erforderlich,
wenn man zu große Wassermengen, die infolge der weiten Austrittsöffnung verursacht
werden, vermeiden will, jedoch sind damit gewisse Sicherheitsprobleme verbunden.
Die Wasserzerstäubung ergibt keine sehr feinen Tropfen. Damit fällt eine Verwendung
für geringeren Befeuchtungsbedarf aus; Anlagen dieser Art werden also ohnehin nur
im Großbedarf verwendet, beispielsweise in Drukkereien oder in Textilfabriken.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Luftbefeuchtungsanlage der eingangs
beschriebenen Art zu schaffen, bei der eine Unterbrechung der Funktionsfähigkeit
und damit ein Ausbleiben der Luftbefeuchtung verhindert wird und bei der die Gefahr
ae Überlastung der einzelnen Bestandteile der Anlage, eines Übermaßes an Wasser
und einer Abgabe zu großer Wassertropfen so gering açi .glich gehalten wird.
-
Diese Aufgabe wird von der Erfindung dadurch gelost, daß das Heizelement
in Abhängigkeit der Feuchtigkeitsfühler bei zu trockener Luft, der Wasserstandsmesser
bei zulässigem Wasserstand and der Kontrollelemente flr die Luftströmung einschaltbar
ist.
-
Mit anderen Worten bedeutet dies, daß das Heizelement nur einschaltet,
wenn entsprechende Meßwerte über zu trockene Luft, den zulässigen Wasserstand sowie
die Luftströmungsverhältnisse vorliegen. Durch die Forderung, daß die Wasserzuleitung
beendet sein muß, bevor das Heizelement einem schaltet wird, ist sichergestellt,
daß genügend Wasser vorsanden ist, da die Wasserzuleltung nicht unterbrochen werden
kann, wenn die Wasserstandsmesser versagen. Es wäre also
möglich,
daß die Wasserstandsme9er den zulässigen Wasserstand angeben; ist diese Messung
bzw. die Übermittlung des Meßwertes jedoch falsch, dann wird die Wasserzuleitung
nicht unterbrochen und das Heizelement auch nicht eingeschaltet werden können. -
-Auch aus einem weiteren Grund ist es wichtig, die Wasserzuleitung vor Einschalten
des Heizelementes zu unterbrechen, da sonst nämlich zerstäubtes Wasser auf den Wasserstandsmessern
eine zumindest zeitweise falsche Angabe über den zulässigen Wasserstand verursachen
könnte. - Die Kontrollelemente für die Luftströmung müssen natürlich Meßwerte übermitteln,
da die Anlage sonst nicht funktionieren würde, weil andernfalls keine befeuchtete
Luft zur Verbrauchsstelle gebracht werden könnte. Diese Messung der Luftströmung
ist aber aus zwei weiteren Gründen bedeutungsvoll: einmal könnte es bei fehlender
Luftströmung und eingeschaltetem Heizelement zu einer starken und unerwünschten,
rückwärtsgerichteten Dampfbildung kommen, die eventuell zu Beschädigungen vqn Geräten
und Installationen führen würde. Zum anderen läuft man, da aus Gründen der Raumersparnis
ein großes Heizelement in einem relativ Reinen Wasserbehälter verwendet wird, Gefahr)
daß ein stop eises Kochen des Wassers mit nachfolgender teilweiser Überhitzung des
Heizelementes eintritt, falls die Luft strömung ausbleibt und dem Wasser damit nicht
mehr genügend Wärme entzogen wird, also die Kühlung aussetzt.
-
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorteilhaft vorgesehen,
daß das Heizelement nur bei positiver Wasseranzeige der beiden Wasserstandsmesser
einschaltet, wodurch eine weitere Sicherung gegen eine Überlastung des Heizelementes
gegeben ist. Es ist ja immerhin denkbar, daß die Anzeige über den unteren Wasserstand
falsch ist, beispielsweise infolge mechanischer oder elektrischer Trägheit, eines
Kurzschlusses oder anderer bekannter Ursachen. Wenn das Heizelement jedoch nur bei
positiver Wasseranzeige beider Wasserstandsmesser einschalten kann, so erreicht
man dadurch, daß ein erneutes Einschalten
des Heizelementes, nachdem
dieses zuvor beispielsweise nach dem Erreichen genügender Luftfeuchtigkeit ausgeschaltet
war, nur dann möglich ist, wenn der Wasserbehälter wieder bis zu der oberen Wassermarke
gefüllt ist. Mit anderen Worten bedeutet dieses, daß beide Wasserstandsmesser eine
ausreichende Wassermenge signalisiert haben müssen.
-
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung kann die Wasserzuleitung
bei einem Wasserstand unterhalb einer oberen Wasserstandsmarke und bei ausgeschaltetem
Heizelement und/oder bei einer hinreichenden Lurtfeuchtigkeitsanzeige der Feuchtigkeitsfühler
öffnen. Dadurch erzielt man eine weitere Sicherheit gegen ein Durchschlagen des
Heizelementes und stellt gleichzeitig ein schnelles Wiederingangsetzen sicher, ohne
daß der Wasserbehälter beispielsweise manuell nachgefüllt werden muß.
-
Weiterhin kann zweckmäßig das Heizelement bei Erreichen des unteren
Wasserstandsmessers unabhängig vom Meßwert der Feuchtigkeitsfühler auschalten. Dies
ist eine zusätzliche Sicherung gegen ein Durchschlagen des Heizelementes für den
Fall, daß zwar der unter Wasserstandsmesser erreicht ist, die Feuchtigkeitsfühler
aber immer noch keine genügende Luftfeuchtigkeit angeben.
-
Da bekanntlich Steuer- und Regelanlagen, die nicht regelmäßig fachmännisch
beaufsichtigt und gewartet werden, trotz aller Vorsichtsmaßnahmen immer einmal versagen,
ist nach einem besonders zweckmäßigen Gedanken der Erfindung vorgesehen, daß das
Heizelement mit im Wasserbehälter nahe am Heizelement angeordneten Thermoelementen
wirkverbunden ist und nur bei einer Temperatur einschaltet, die nicht wesentlich
höher ist als die Siedetemperatur des Wassers im Wasserbehälter. Sollten also alle
weiteren Meßorgane der Anlage versagen und der Wasserbehälter durch verkochen ganz
oder teilweise entleert sein, so registrieren die Thermoelemente, sobald das Heizelement
ganz oder teilweise trocken liegt, einen fast momentanen TemperattStranstieg
etwa
von der Siedetemperatur des Wassers auf eine erheblich höhere Temperatur und verursachen
ein umgehendes Ausschalten des Heizelementes.
-
Um die Wasserzuleitung möglichst genau zu steuern und zu vermeiden,
daß zuviel Wasser einläuft oder das Wasser auf ein übermäßig hoch erhitztes Heizelement
geleitet wird, kann nach einem vorzugsweisen Merkmal der Erfindung die Luftbefeuchtungsanlage
so ausgebildet sein, daß die Wasserzuleitung ein von einem von den Wasserstandsmesssern
gesteuertes Magnetventil umfaßt, dessen Steuerkreis mit beiden Wasserstandsmessern
reihengeschaltet ist, sowie einen Leiter, der beim Ausschalten der Stromversorgung
zum Heizelement eingeschaltet istß und vorzugsweise einen Leiter, der vom Thermoelement
des Wasserbehälters bei Temperaturen einschaltbar ist, die nicht wesentlich höher
als die Siedetemperatur des Wassers liegen.
-
Um überprüfung, Wartung und Reparatur der erfindungsgemäßen Luftbefeuchtungsanlage
zu vereinfachen, sind zweckmäßig die Energiequellen, die Fühler- und Steuerleitungen
sowie die Schaltorgane wenigstens zum überwiegenden Teil in einem gemeinsamen Uberwachungs-
, Steuer- und Schaltaggregat angeordnet.
-
Bei MeR- und Steuerungsfehlern, die nicht auf ein fehlerhaftes Funktionieren
der außerhalb dieses Aggregates vorgesehenen Teile der Anlage zurückzuführen sind,
wobei letztere auch von -verhältnismäßig fachunkundigen Personen leicht festzustellen
und zu beseitigen sind, kann man dann die Anlage in einfacher Weise durch einen
Austausch des verwendeten Schaltkastens wieder funktionsfähig machen, während man
den fehlerhaften Schaltkasten zur Inspektion und gegebenenfalls Reperatur weggibt.
-
Die Erfindung wird im folgenden an des in der schematischen Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert: In einem von einer Rohrwandung
2 abgegrenzten Lüftungskanal 1 erzeugt ein nicht näher dargestelltes Gebläse einen
durch die Pfeile 3 und 4 angedeuteten Luftstrom.
-
In dem Lüftungskanal 1 befindet sich ein Wasserbehälter 5 mit Wasser
6, wobei im dargestellten Beispiel das Wasser eine obere Wasserstandsmarke 7 erreicht
hat. In der Nähe des Wasserbehälterbodens ist ein von einer wasserdichten Schutzhülle
9 umgebenes Heizelement 8 angeordnet, das über Leitungen 10, 11 (Phasenleitung 10
und Nulleitung 11) mit elektrischem Strom versorgt wird. Die beiden Leitungen führen
zu einem Schaltkasten 12, der sich außerhalb des Lüftungskanals 1 befindet.
-
Der Schaltkasten ist mit einem ;letzanschluß 14, 15 (Nullleiter 14,
Phasenleiter 15) versehen und über die Leitung 13 geerdet. Eine weitere Erdung ist
in Form einer Leitung 16 zwischen Schaltkasten 12 und Wasserbehälter 5 vorgesehen.
-
Oberhalb des Heizelementes 8, 9 ist ein Thermoelement 17 angeordnet,
das über eine Leitung 18 mit dem Schaltkasten 12 verbunden ist und sicherstellt,
daß das Wasser im Wasserbehälter 5 nicht völlig verkochen kann, was zu einer Zerstörung
des Heizelementes, des Wasserbehälters etc. führen würde.
-
Die Wasserzuleitung, durch einen Pfeil 20 angedeutet, erfolgt in einer
Wasserleitung 19, die mittels eines fiagnetventiles 21 mit einer Magnetspule 22
geöffnet und geschlossen werden kann. Das Öffnen und Schließen des Magnetventiles
wird durch Steuerleitungen 23, 24 gesteuert, die zum Schaltkasten 12 führen.
-
Zur Anzeige der höchsten und niedrigsten Wasserstandsgrenzwerte sind
Wasserstandsmesser 25, 26 in Form von Elektrofühlern vorgesehen, die über Leitungen
27, 28 mit dem Schaltkasten 12 verbunden sind.
-
In dem Raum, der hinsichtlich der Luftfeuchtigkeit geregelt werden
soll, ist ein Feuchtigkeitsfühler 29 angeordnet, der über Leitungen 30, 31 mit dem
Schaltkasten 12 verbunden ist.
-
Es bedarf keiner besonderen Ausführungen und ist in der Elektwoteehr
k 9-ìir-eicllend bekannt, wie die Verbindung der verschiedenen
Leitungen
in dem Schaltkasten 12 zu erfolgen hat, um die Funktionsfähigkeit der Anlage zu
gewährleisten.
-
Geht man von dem in der Zeichnung dargestellten Zustand des Erreichens
der oberen Wasserstandsmarke 7 aus, so tritt der obere Wasserstandsmesser 25 in
Tätigkeit und gibt seinen Meßwert über die Leitung 27 an den Schaltkasten 12. Gleichzeitig
wird von dem unteren Wasserstandsmesser 26 ein entsprechender Meßwert über die Leitung
28 zum Schaltkasten vermittelt, während das Thermoelement 17 über die Leitung 18
signalisiert, daß das Wasser im Wasserbehälter 5 nicht verkocht ist bzw. ob das
Heizelement 8 , 9 eingeschaltet ist. Von dem Schaltkasten 12 geht nu.< r ezn
e-.tsprechender Impuls zur Magnetspule 22 zwecks Schließens des Magnetventils 21.
Nunmehr wird im Schaltkasten 12 registriert, daß das Heizelement 8, 9 eingeschaltet
werden kann, da von den Wasserstandsmessern 25, 26 der zulässige Wasserstand gemeldet
und die Wasserleitung 19 geschlossen ist. Das Heizelement 8, 9 wird automatisch
eingeschaltet, soweit von dem Feuchtigkeitsfühler 29 ein entprechender Meßwert über
zu trockene Luft einläuft.
-
So lange über die Feuchtigkeitsfühler 29 ein zu geringer Feuchtigkeitsgehalt
der Luft angezeigt und die Luftströmung 3, 4 aufrechterhalten wird, bleibt das Heizelement
8, 9 eingeschaltet und die Wasserleitung 19 unterbrochen. Ändert sich der Meßwert
des Feuchtigkeitsfühlers 29 nicht bis zu einem Äusschalten des Heizelementes, so
verdunstet das Wasser 6 allrnählich, bis der Wasserspiegel den Wasserstandsmesser
26 erreicht. In diesem Augenblick erreicht über die Leitung 28 den Schaltkasten
der Meßwert, daß die Wassermenge jetzt zu gering ist, wodurch das Heizelement 8,
9 abgeschaltet, d. h.
-
seine Stromversorgung unterbrochen wird. Nach Unterbrechung der Stromzuführung
zu dem Heizelement 8, 9 wird das Magnetventil 21 wieder geöffnet und in dieser Lage
gehalten, bis das Wasser 6 erneut die obere Wasserstandsmarke 7 erreicht.
-
Nimmt man nun in Abweichung von dem eben beschriebenen Ausführungsbeispiel
an, daß der Feuchtigkeitsfühler 29 nach einer gewissen Zeit eine ausreichende Luftfeuchtigkeit
signalisiert, so wird dann das Heizelement 8, 9 ausgeschaltet und nach Feststellung
dieses Ausschaltvorganges das Magnetventil 21 geöffnet.
-
Falls die Feuchtigkeitsfühler 29 laufend zu trockene Luft anzeigen
und der Wasserstandsmesser 26 aus irgendeinem Grunde versagt, so daß keine Anzeige
eines zu niedrigen Wasserstandes erfolgt, so verdunstet das Heizelement 8, 9 laufend
Wasser, bis ein Teil der Schutzhülle 9 des Heizelementes 8 trocken liegt. In diesem
Augenblick steigt die Temperatur in der Umgebung des Thermoelementes 17, die bis
dahin nur geringfügig höher als die Siedetemperatur des Wassers sein konnte, plötzlich
erheblich an. Dieser Anstieg wird über die Leitung 18 an den Schaltkasten 12 signalisiert,
der ein Ausschalten des Heizelementes 8, 9 bewirkt. Es kann nun untersucht werden,
weshalb der Wasserstandsmesser 26 versagte. Weiter kann ein etwa gefundener Fehler
ausgebessert werden, z. B. durch Entfernung von Kalkablagerungen an der Elektrode,
die man in Essig oder Zitronensäure eintauchen kann. Eine solche Reparatur ist einfach
und ungefährlich und kann auch von relativ ungeübten Personen durchgeführt werden.
-
Der Schaltkasten 12 kann mit solchen Steckkontakten versehen sein,
daß die Verbindung mit der Stromversorgung und den Meßorganen absolut vertauschsicher
ist und keine Fehlverbindungen vorgenommen werden können. Der Austausch eines fehlerhaften
Schaltkastens gegen einen neuen ist daher äußerst einfach und sicher zu bewerkstelligen.
-
Der Schaltkasten 12 wird in seinem Inneren vorteilhaft aus gedruckten
Leitungsnetzen und elektronischen Schaltorganen oder mechanisch beweglichen Teilen
aufgebaut sein, die gegebenenfalls luftdicht und gegen Feuchtigkeit abgedichtet
in eine Kunststoffmasse eingegossen sind. So sind zwar Reparaturen
im
Inneren des Kastens praktisch unmöglich, jedoch erreicht man eine bedeutend höhere
Betriebssicherheit, ein geringeres Gewicht und einen derart niedrigen Herstellungspreis;
daß ein vollständiger Austausch gegen einen Ersatzschaltkasten nicht allzusehr ins
Gewicht fällt. Ein schadhafter Schaltkasten wird an den Hersteller zurückgesandt,
wobei dann keine Reparatur zu erfolgen braucht, sondern nur festgestellt werden
soll, welche Fehlerquellen vorhanden gewesen sind, die die Funktionsfähigkeit des
Schaltkastens störten, so daß daraus Erkenntnisse für den weiteren Gebrauch der
Anlage gezogen werden können.
-
Im ganzen erzielt man also eine betriebsichere Anlage die eine neue,
wirkungsvolle Kombination bekannter, in billiger Weise in Massenherstellung zu produzierender
Organe und Elemente umfaßte die nunmehr in wesentlich besserer Anordnung gegenüber
den bekannten Befeuchtungsanlagen einzusetzen sind.