DE2625534A1 - Vorrichtung zur klimatisierung von raeumen unter verwendung von adsorptionsfiltern - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Klimatisierung; von Räumen
• unter Verwendung von Adsorptionsfiltern Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Klimatisierung; von Räumen, deren Atmosphäre von Keimen oder sonstigen Schadstoffen, z. B.
• Giftgasen, freizuhalten ist, wie Operationssäle, Iilannschaftsräume, in gepanzerten Fahrzeugen oder dgl., bei der die Außenluft über Adsorptionsfilter in den Raum geblasen wird.
• Um die Besatzungen von beispielsweise gepanzerten Fahrzeugen wie Geldtransportern oder Kampfwagen vor Gasangriffen von außen zu schützen, ist für diese ein geschützter Raum vorgesehen, der über Adsorptionsfilter, welche eventuelle Schadstoffe in der Atemluft zurückhalten, belüftet wird. Die Reinigungsleitung dieser Filter wird sehr stark von der Luftfeuchttigkeit beeinflußt, da Wasserdampf von Filtermaterial neben den Schadstoffen adsorbiert wird. Die Reinigungsleistung, d. h.
• die Lebensdauer des Adsoptionsmittels, z. B.
• Aktivkohle, kann durch Verringerung des relativen Feuchtigkeitsgehalter der zu behandelnden Luft wesentlich erhöht werden. Deshalb ist man dazu übergegangen, die Luft vor dem Eintritt in das Filtersystem zu erwärmen, um so deren relative Feuchtigkeit herabzusetzen. Dieses Verfahren ist jedoch nur dann anwendbar, wenn dadurch die Temperatur im geschützten Raum nich über den physiologisch erträglichen Bereich angehoben wird.
• Dieser Bereich wird im bommer in der Regel überschritten, da die Raumtemperatur in starkem Maße von der Sersonenwärme, der Sonneneinstrahlung und der Wärmeabgabe von den in diesem Raum angeordneten elektrischen Geräten bestimmt wird.
• Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine auf kleinstem Raum zu installierende Vorrichtung; zu schaffen, mit der diese Nachteile durch Einblasen von feinstgereinigter und abgekühlter tuft in den Raum behoben werden.
• Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung der einganßPs beschriebenen Gattung; mit einer Kompressionskälteanlage gelöst, deren Kondensator in zwei räumlich getrennt angeordnete Wärmeaustauscher unterteilt ist, von denen einer, der Filterkondensator, im Iiuftkanal vor den Adsorptionsfiltern installiert ist, während der andere, der Hilf skondensator, außerhalb des Raumes unmittelbar mit der Umgebungsluft im Wärmeaustausch steht, und wobei deren Verdampfer im Luftkanal nach den Adsorptionsfiltern angeordnet ist.
• Die erfindungsgemaße Verwendung; einer Kompressionskälteanlage bietet den Vorteil, daß mit nur einer Energiequelle sowohl die Erwärmung als auch die Abkühlung der in den Raum eingespeisten Frischluft durchgeführt wird; denn die im Kondensator frei werdende Kondensationswärme des Kältemittels kann zur Erwärmung der Frischluft und damit zur Herabsetzung von deren relativer Feuchtigkeit ausgenutzt werden, während der Verdafer die dem Kältemittel zuzuführende Wärme aus der gereigten Frischluft gewinnt, die dadurch abgekühlt in den Raum eingeblasen wird. bei jeder Kompressionskälteaiilage ist die im Kondensator abzuführende Wärmemenge jedoch immer größer als die im Verdampfer auf zunehmende. n's muß daher der Kondensator in zwei räumlich getrennte Wärmeaustauscher, den Filterkondensator und den Hilfskondensator, unterteilt werden, deren Größe einerseits von der zu erwärmenden Luftmenge und von der im Verdampfer zu erbringenden Kälteleistung abhängt. Da die in den Raum einzublasende Luft nicht nur beim Durchgang durch den Filterkondensator Wärme aufnimmt, sondern auch noch durch ein den Luftsrom aufrechterhaltendes Gebläse erwärmt wird, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß die Verdampferleistung größer als die Leistung des Filterkondensators ist.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindun£ erfolgt die Steuerung; der Leistung des Filterkondensators mit Hilfe eines Druckreglers, der in der Kältemittelaustrittsleitung vieles der Kondensatoren angeordnet ist. Diese einfache Regelung genügt in vielen Fällen zur wirksamen Verringerung der relativen Luftfeuchtigkeit der in die Adsorptionsfilter einströmenden Luft, wenn.
• der im Kältemittelkreislauf einzuhaltende Mindestdruck und damit die Mindestverflüssiggungs- temperatur so gewählt wird, daß auch bei den höchsten in Frage kommenden Außentemperaturen noch eine ausreichende Erwärmung zur Beuchtigkeitsabsenkung der in die Adsorptionsfilter einströmenden Luft sichergestellt wird.
• Ausgehend von der Erkenntnis, daß unabhängig vom absoluten Wert der Außentemperatur die relative Luftfeuchtigkeit der Frischluft im Filterkondensator ausreichend verringert wird, wenn die Luft beim Durchströmen dieses Kondensators um eine bestimmte Temperaturdifferenz erhöht wird, erfolgt bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung die Steuerung der Leistung des Filterkondensators mit einer Differenztemperatur-Meßeinrichtung für den Luftein- und -austritt am Filterkondensator, die ein Regelventil in der Kältemittelleitung eines der Kondensatoren steuert.
• Falls die Außentemperatur z. B. im Winter unter einen bestimmten Wert absinkt, muß trotz der erforderlichen Erwärmung der Frischluft, dieselbe vor dem Eintritt in den Raum nicht abgekühlt werden. Da in diesem Fall der Betrieb der Kompressionskälteanlage zu aufwendig und der Verdampfer schaltungstechnisch aus dem Frischluftkanal herauszunehmen ist, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, im Luftansaugkanal vor den Adsorptionsfiltern neben dem Filterkondensator noch ein weiteres, vorzugsweise elektrisches Heizelement vorzusehen. Dieses Heizelement wird in Abhängigkeit von der Außentemperatur bei gleichzeitiger Abschaltung der Kompressionskälteanlage in Betrieb genommen.
• AusführungsbeispieLe der Erfindung; werden noch an Hand der Zeichnungen beschrieben, in denen Vorrichtungen zur Klimatisierung von Räumen im schematischen Schaltbild dargestellt sind.
• Es zeigen: Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit hintereinander geschalteten Kondensatoren und Druckregelung, Fig. 2 eine andere erfindungsgemäße Vorrichtung mit parallel geschalteten Kondensatoren und Differenztemperaturregelung .
• Bei den dargestellten Vorrichtungen wird die Frischluft von einem Gebläse 4 durch ein elektrisch betriebenes Heizelement 1, einen Kondensator, den Filterkondensator 2, einer Eompressionskälteanlage und Adsorptionsfilter 3 gesaugt und über den Verdampfer 5 der Kälteanlage in einen geschützten und klimatisierenden Raum 6 eingeblasen.
• Bei der Vorrichtung nach Big. 1 ist der Filterkondensator 2, der vom aus dem Kompressor 7 einer Kälteanlage austretenden Kältemittel zuerst durchströmt wird, mit einem weiteren Eondensator, dem Hilfskondensator 8, in Reihe geschaltet. In der Austrittsleitung; für das Kältemittel aus dem Hilfskondensator 8 ist noch ein Druckregler 9 vorgesehen, über welclm das Kältemittel durch ein Einspritzventil 10 und den Verdampfer 5 zum Kompressor 7 zurückgeführt wird.
• In der Regel ist das Heizelement 1 abgeschaltet und wird die Frischluft im Filterkondensator 2 erwärmt, bevor diese in die Adsorptionsfilter 3 eintritt. Die Leistung des Filterkondensators 2 wird mit Hilfe des Druckreglers 9 gesteuert, der dafür Sorge trägt, daß die Kondensationstemperatur des Kältemittels den Wert von z. B. 550 C nicht unterschreitet, wodurch auf einfache Weise erreicht wird, daß auch bei Außentemperaturen von etwa 300 C die durch den Filterkondensator 2 strömende Frischluft noch um mindestens 100 erwärmt wird. Diese Temperaturdifferenz reicht in der Regel zu solch einer Verringerung der reldiven Feuchtigkeit aus, daß die Adsorptionsfilter 3, durch welche die auf etwa 400 C erwärmte Frischluft anschließend strömt, keinen übermäßigen Belastungen durch Wasserdampf ausgesetzt sind. Die Frischluft kann jedoch mit einer Temperatur von etwa 400 a nicht in den Raum 6 eingeblasen werden, da dieser Wert weit außerhalb des physiologisch erträglichen Bereiches liegt. Die Luft wird daher im Verdampfer 5 entsprechend auf z. B. 200 a abgekühlt.
• Da einerseits - wie das gewählte Beispiel deutlich zeigt - die im Filterkondensator 2 und Verdampfer 5 umgesetzten Wärmemengen unterschiedlich sind und zum anderen die Wärmeleistung des Kondensators einer Kompressionskälteanlage immer größer ist als diejenige des zugehörigen Verdampfers, kann das den Filterkondensator 2 verlassende und nir teilweise kondensierte Kältemittel nicht un- mittelbar in den Verdampfer 5 eingespeist werden, sondern muß im Hilfskondensator 8 noch weiter verflüssigt werden. Dieser Hilfskondensator 8 steht in unmittelbarem Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft, da er mit dem Frischluftsystem des Raumes 6 nicht in Verbindung steht.
• Sikt z. B. die Temperatur der Außenluft unter 100 o ab, ist die Erwärmung der Frischluft auf dem Wege zum Raum 6 nicht mehr so groß, daß sie im Verdampfer 5 abgekühlt werden muß. Damit auch in diesem Fall die Klimatisierung des Raumes 6 in zufriedenstellender Weise erfolgen kann, wird das Heizelement 1 bei gleichzeitiger Abschaltung der Kompressionskälteanlage in Betrieb genommen.
• Dabei erfolgt die Steuerung der beiden Heizeinrichtungen (Heizelement 1 oder Filterkondensator 2) z. B. über einen nicht dargestellten, auf die Außentemperatur ansprechenden, Temperaturfühler.
• Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform der Er- findung unterscheidet sich im wesentlichen von der vorstehend beschriebenen dadurch, daß der Filterkondensator 2 und der Hilfskondensator 8, bezogen auf den Fluß des Kältemittels, nicht in Reihe, sondern parallel geschaltet sind und daß zur Steuerung der Leistung des Filterkondensators 2 die Temperaturdifferenz der diesen durchströmenden Fischluft und nicht der Kondensatordruck dient.
• Die Erfahrung hat gezeigt, daß bei den üblichen Umweltbedingungen eine Erhöhung der Temperatur der Frischluft um etwa 100 bis 150 ausreicht, um deren relative Luftfeuchtigkeit soweit abzusenken, daß die Wasserdampfbelastung der Adsorptionsfilter 3 sehr gering wird. Autphend von dieser Tatsache sind im Frischluftkanal vor und hinter dem Filterkondensator 2 zwei Temperaturfühler 13 und 14 angeordnet, deren Meßwerte in einen elektronischen Wandler 12 eingegein werden, der aufgrund der festgestellten Temperaturdifferenz über ein Regelventil 11 den Strom des Kältemittels durch den Filterkondensator 2 steuert. Diese Ausführungsform der Erfindung bietet noch den Vorteil, daß der Meßwert des in Strömungsrichtung der Frischluft vor dem Filterkondensator 2 angeordneten Temperaturfühlers 17 zugleich zur Steuerung des Heizelementes 1 in der oben beschriebenen Weise benutzt werden kann.
• - Patentansprüche - L e e r s e i t e

Claims (2)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Vorrichtung zur Klimatisierung von Räumen, bei der die Außenluft über Adsorptionsfilter in den Raum geblasen wird, gekennzeichnet durch eine Kompressionskälteanlage, deren Kondensator in zwei räumlich getrennt angeordnete Wärmeaustauscher (2, 8) unterteilt ist, von denen einer, der Filterkondensator (2), im Luftkanal vor den Adsorptionsfiltern (5) installiert ist, während der andere, der Hilfskondensator (8) aüerhalb des Baumes (6) unmittelbar mit der Umgebungsluft irn Wärmeaustausch steht, und wobei der Verdampfer (5) in Luftkanal nach den Adsorptionsfiltern (5) angeordnet ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kälteleistung des Verdampfers (5) größer als die des Filterkondensators (2) ist.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen I)ruckregler (9) in einer der Kältemittelaustrittsleitungen der Kondensatoren (2, 8).

   4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Differenztemperatur-Meßeinrichtung (12, 13, 14), die ein Regelventil (11) in der Kältemittelleitung eines der Kondensatoren (2, 8) steuert.

   5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch ein in Strömungsrichtung vor den Adsorptionsfiltern (5) im Iiuftkanal angeordnetes vorzugsweise elektrisches Heizelement (1).