DE3225622C2

DE3225622C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Luftfeuchtigkeit

Info

Publication number: DE3225622C2
Application number: DE19823225622
Authority: DE
Inventors: József Györ Kovács; Ferenc Kóny Oláh
Original assignee: Fotoelektronik ISZ, Automatika Ipari Szakcsoport, Budapest
Current assignee: Automatika Ipari Kisszoevetkezet Budapest Hu
Priority date: 1981-08-07
Filing date: 1982-07-08
Publication date: 1987-02-05
Also published as: CH657911A5; DE3225622A1; GB2103511B; HU183538B; GB2103511A

Abstract

Ein automatischer Luftbefeuchter dient der kontinuierlichen Sicherstellung des Feuchtigkeitsgehalts in Innenräumen auf einem gewünschten Wert. Um die Nachteile einer Direktheizung zu verhindern, ist in dem Hauptstromkreis des Ver damp fungszylinders (1) ein Analogstromfühler (12) vorgesehen, in dem zu befeuchtenden Raum (3) ein analoger Fühler (6) für die Erfassung des Feuchtigkeitsgehalts angeordnet und an die Ausgänge der Fühler ein Komparator (17) angeschlossen. An dem Ausgang des Komparators (17) können zur Regelung des Wasserstands dienende Füll- und Entleerungsventile (10, 11) angeschlossen sein.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Luftfeuchtigkeit mit Hilfe eines automatischen Luftbefeuchters gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen automatischen Luftbefeuchter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 2.
Aus der FR-PS 23 65 159 ist ein automatischer Luftbefeuchter bekannt, bei dem der die relative Feuchtigkeit messenden Feuchtigkeitsfühler und der der Strom fühlende Stromfühler jeweils mit einem Eingang eines Komparators verbunden ist. Dieser Komparator ist ausgangsseitig mit dem Steuerstromkreis eines Füllventils verbunden. In dem Verdampfungsbehälter sind Elektroden eingebracht, welche den Füllstand des Verdampfungszylinders messen können. Auf diese Weise können unterschiedliche Füllstandspegel des Verdampfungszylinders erfaßt werden.
Dieser automatische Luftbefeuchter weist den Nachteil auf, daß dessen Betrieb diskontinuierlich und nicht ausreichend stabil ist. Außerdem ist dieser Luftbefeuchter zu unempfindlich ausgebildet.
Bei gewissen Räumen besteht die Forderung, daß der Feuchtigkeitsgehalt der Luft am Arbeitsplatz auf einem vorbestimmten Niveau gehalten wird, um z. B. bei technologischen Prozessen deren einwandfreie Durchführung zu gewährleisten. Auch werden Luftbefeuchter zur Optimierung des Betriebes von Maschinen oder Anlagen verwendet.
Die meisten darüber hinaus bekannten Luftbefeuchter weisen direkt geheizte Verdampfungszylinder auf. Diese sind aus wärmebeständigem Kunststoff hergestellt in die von oben her als Drahtnetz ausgebildete Elektroden oder Kohleelektroden eingeführt sind, die mit einer entsprechenden Stromversorgung verbunden sind. Diese bekannten Luftbefeuchter arbeiten derart, daß der den Elektroden zugeführte zwei- oder dreiphasige Wechselstrom durch das Wasser geführt wird, welches als Widerstand wirkt und daher erwärmt wird, um auf diese Weise Dampf zu erzeugen.
Der den Feuchtigkeitsgehalt messende Feuchtigkeitsfühler hält nun den Hauptstromkreis für die Stromversorgung so lange eingeschaltet, bis der relative Feuchtigkeitsgehalt den eingestellten Sollwert erreicht. Die Wasserzufuhr wird durch das Zufüllventil gesteuert. Nicht verdampftes Wasser wird mittels einer motorischen Zeitschaltuhr in eingestellten Intervallen abgeführt. Diese bekannte Luftbefeuchtungsvorrichtung stellt ein weit verbreitetes Verdampfungssystem dar (Typ Lumatic). Diese bekannten Befeuchtigungsgeräte weisen den Nachteil auf, daß bei einer Abweichung von dem gewünschten relativen Feuchtigkeitswert (Sollwert) unabhängig von der Größe der Abweichung stets eine entsprechende Nominal-Wasserstandsmenge im Zylinder verbleibt und miterwärmt wird. Aus dieser Wassermenge wird die zur Erreichung eines ausgeglichenen Zustandes erforderliche Menge verdampft. Die restliche übrigbleibende Wassermenge wird nun entweder abgelassen oder kühlt so lange ab, bis eine folgende Einschaltung gestartet wird. Diese bekannten Vorrichtungen arbeiten als sogenannte Zwei-Punkt-Regelungsvorrichtungen (Ein- und Ausregelung). Sie neigen zu einer stark schwingenden Betriebsweise. Dies liegt darin begründet, daß der ausgeglichene Zustand nicht stufenweise erfolgt. Diese bekannten Luftbefeuchter arbeiten bis zu ihrer Ausschaltung mit voller Kapazität. Zur Beseitigung dieser Nachteile können mehrere Verdampfungseinheiten mit niedriger Kapazität eingesetzt werden, deren Einschaltung beispielsweise stufenweise erfolgt. Die Schwingungen können beispielsweise durch Dämpfungsmaßnahmen gemindert werden. Diese Maßnahmen bedeuten jedoch einen komplizierten und daher technisch weniger interessanten Aufbau. Hiermit verbunden ist der Nachteil einer mangelhaften Regelgenauigkeit und Ansprechempfindlichkeit.
Aus der DE-OS 14 54 600 ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Erhöhung der Luftfeuchtigkeit bekannt. Dieses Verfahren soll hauptsächlich in Gärkammern und Lagerräumen für Backwaren eingesetzt werden. Hierbei wird mehrmals hintereinander je eine kleine Frischwassermenge plötzlich und vollständig verdampft. Der erzeugte Dampf wird stoßartig als Schwaden in den Raum eingeführt. Die Wasserzufuhr in einen Verdampfer wird von einem Hygrometer gesteuert. Durch dieses Hygrometer ist ein Zeitschalter betätigbar, durch den wiederum ein Zufüllventil steuerbar ist, welches die Frischwasserzufuhr steuert. Der Zeitschalter betätigt das Zufüllventil periodisch. Intervallweise wird demnach mittels des gesteuerten Zufüllventiles während der zeitgesteuerten Einschaltdauer jeweils die zu verdampfende Flüssigkeitsmenge in den Verdampfer eingebracht. Diese bekannte Vorrichtung weist den Nachteil auf, daß der Dampfstrahl durch Erzeugung eines Überdruckes im Verdampfer mit hoher Geschwindigkeit und damit gerichtet in den Raum gestrahlt wird und daß hierbei eine indirekte Heizung des Wassers erforderlich ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß infolge der intervallweisen Arbeitsweise in Verbindung mit dem Überdruck im Verdampfer hohe Druckgradienten auftreten und das System ebenfalls zu Schwingungen neigt.
Aus den Firmenzeitschriften "CONDAIR 4.4 D/878" und "CONDAIR 4.2.9 DFE/379" der Firma Plascon AG ist ein Dampf-Luftbefeuchter bekannt. Dieser bekannte Luftbefeuchter enthält einen elektronischen Schaltkreis, dessen Eingangsgröße der über einen Stromwandler gemessene Heizstrom ist. Ein Verdampfungszylinder ist mit einem Einlaßventil und Auslaßventil verbunden. Das Auslaßventil läßt periodisch eine bestimmte Wassermenge aus dem Verdampfungszylinder abfließen, wobei gleichzeitig über den Wassereinlaß Kaltwasser beigemischt wird. Hierbei wird ein sogenannter Spül- und Abkühlungseffekt erzielt. Das Einlaßventil ermöglicht das Zufließen des Wassers durch eine Begrenzungsdüse über einen Füllbecher, wobei dieses Ventil nach Erreichen eines bestimmten Wasserstandes schließt. Es öffnet dann, wenn die verdampfte und abgeschlemmte Wassermenge ersetzt werden muß.
Dieser bekannte Dampf-Luftbefeuchter weist die gleichen Nachteile auf, die den eingangs beschriebenen bekannten Luftbefeuchtern anhaften.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Regelung der Luftfeuchtigkeit mit Hilfe eines automatischen Luftbefeuchters der eingangs genannten Art sowie einen automatischen Luftbefeuchter zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, bei dem bei einer Direktheizung des zu verdampfenden Wassers mit großer Genauigkeit und geringerem Energieaufwand der Istwert des Feuchtigkeitsgehaltes auf einen vorgegebenen Sollwert des Feuchtigkeitsgehaltes eines Luftraumes geregelt werden soll, wobei schädliche Schwingungen vermieden werden sollen und wobei mit einem geschlossenen Regelkreis gearbeitet werden soll.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß der relative Feuchtigkeitsgehalt eines zu befeuchtenden Raums als Istwert gemessen und mit einem Sollwert für den relativen Feuchtigkeitsgehalt in einer Differenzschaltung verglichen wird, deren Ausgangsgröße der Referenzwert des Komparators ist, daß bei großen Abweichungen des Istwertes vom Sollwert in einem ersten Zyklus jeweils nach Verdampfung einer vorgegebenen Wassermenge eine Wiederauffüllung auf den vorgegebenen Pegel erfolgt, daß nach Unterschreitung eines bestimmten ersten Abweichungswertes des Istwertes vom Sollwert die Wiederauffüllung unterbrochen wird, während das vorhandene Wasser bis zum Erreichen des Sollwertes weiter verdampft wird, und daß nach Erreichen des Sollwertes in einem zweiten Zyklus jeweils sich wiederholend eine kleine, einem zweiten, gegenüber dem ersten Abweichungswert kleineren Abweichungswert entsprechende Wassermenge zugeführt und verdampft wird.
Die Aufgabe wird auch dadurch gelöst, daß der zweite Eingang der Komparatorstufe an den Ausgang einer eingangsseitig mit dem Feuchtigkeitsfühler verbundenen Feuchtigkeitsfühler-Differenzschaltung angeschlossen ist, die ein Potentiometer enthält, durch das der Sollwert des relativen Feuchtigkeitsgehaltes einstellbar ist und in der ein der Differenz zwischen dem durch den Feuchtigkeitsfühler gemessenen Istwert und dem durch das Potentiometer eingestellten Sollwert proportionales Signal erzeugt wird und daß die Komparatorstufe ausgangsseitig über einen Verstärker mit dem Steuereingang des Auffüllventils verbunden ist.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren sowie durch den automatischen Luftbefeuchter zur Durchführung dieses Verfahrens ergibt sich der Vorteil, daß ansonsten häufig vorkommende schädliche Schwingungen, die gleicherweise bei Luftbefeuchtern mit niedriger und hoher Kapazität festgestellt werden, vermieden sind. Insofern ist es vorteilhaft, daß das erfindungsgemäße Verfahren in zwei aufeinanderfolgenden Zyklen arbeitet. Im ersten Arbeitszyklus wird der Verdampfungszylinder bis zu einem vorgegebenen Pegel aufgefüllt, wobei nach Verdampfung einer bestimmten Wassermenge nachfolgend die verbrauchte Wassermenge wieder aufgefüllt wird. Dieser erste Zyklus gilt für einen ersten relativen Feuchtigkeitsgehalts-Bereich. Da der erste Abweichungswert des Istwertes vom Sollwert überschritten ist, wird der Verdampfungszylinder stets auf den vorgegebenen Wassermengenwert aufgefüllt. Erst dann, wenn der bestimmte erste Abweichungswert unterschritten wird, wird die Wiederauffüllung des Verdampfungszylinders unterbrochen. Dies bedeutet, daß die vorhandene Wassermenge bis zum Erreichen des Sollwertes des relativen Feuchtigkeitsgehaltes verdampft wird. Hierbei erfolgt eine lineare Abnahme der Ausgangsgröße des Komparators in Abhängigkeit vom zunehmenden relativen Feuchtigkeitsgehalt.
Nach Erreichen des Sollwertes beginnt der zweite Zyklus in Form von sich wiederholenden Auffüll- und Verdampfungsphasen, wobei jeweils eine kleine, einem zweiten Abweichungswert entsprechende Wassermenge zugeführt und verdampft wird. Dieser zweite Abweichungswert ist klein gegenüber dem erstgenannten Abweichungswert. Auf diese Weise wird in einfacher Weise der relative Feuchtigkeitsgehalt nachgeregelt im Sinne eines Sparbetriebes.
Gemäß weiterer Ausgestaltung enthält die Feuchtigkeitsfühler-Differenzschaltung einen Differenzverstärker, eine mit seinem ersten Eingang verbundene Brückenstufe, die eingangsseitig zum Feuchtigkeitsfühler führt, eine mit seinem zweiten Eingang verbundene Referenzbrücke, die an das mit einer Skaleneinteilung für die relative Luftfeuchtigkeit versehene Potentiometer angeschlossen ist, und antiparallel zwischen den beiden Eingängen des Differenzverstärkers geschaltete Dioden aufweist, welche über einen ersten relativen Feuchtigkeitsbereich hin die Ausgangsspannung der Feuchtigkeitsfühler-Differenzschaltung konstant halten.
In vorteilhafter Weise weist die Komparatorstufe Hystereseverhalten auf.
Gemäß weiterer Ausgestaltung weist die Komparatorstufe zwei positiv rückgekoppelte Schmitt-Trigger auf, von denen der Ausgang des einen an den Steuereingang des Auffüllventils und der Ausgang des anderen an den Steuereingang eines Entleerungsventils angeschlossen ist.
Aufgrund der genannten antiparallel geschalteten Dioden ergibt sich der Vorteil, daß die Ausgangsspannung der Feuchtigkeitsfühler-Differenzschaltung über den ersten Feuchtigkeitsgehalts-Bereich eine konstante Ausgangsgröße liefert und daß erst nach Überschreitung dieses ersten Feuchtigkeitsgehalts-Bereichs eine mit steigendem Feuchtigkeitsgehalt sich ändernde Ausgangsgröße erzeugt wird. Das Vergleichssignal zwischen Istwert und Sollwert des relativen Feuchtigkeitsgehaltes wird mit dem Wasserfüllstandssignal des Verdampfungszylinders verglichen, und zwar in der Komparatorstufe, wobei der Spannungs- Feuchtigkeitsgehaltsverlauf der Ausgangsgröße der Feuchtigkeitsfühler-Differenzschaltung den ersten und den zweiten Zyklus festlegt. Im ersten Zyklusbereich der großen Abweichungen zwischen Istwert und Sollwert des Feuchtigkeitsgehaltes wirken sich diese Abweichungswerte nicht auf die Steuerung des Auffüllventiles aus. Die Steuerung des Auffüllventiles wird allein durch das Hystereseverhalten des Komparators bestimmt. Dies bedeutet, daß die Auffüllventil-Steuerung allein durch die Volumenabnahme des Wassers im Verdampfungsbehälter gegeben ist. Hierbei wird die Auffüllung bis zum vorgegebenen Auffüllstand vorgenommen. Erst wenn der erste Zyklus beendet ist und der zweite Zyklus beginnt, erfolgt eine Spar- oder Feinregelung derart, daß das im Verdampfungszylinder enthaltene Wasser bis zu einem unteren Wert verdampft wird bei gleichzeitiger Zunahme des Feuchtigkeitsgehaltes. Beim Erreichen des Abgleichzustandes, in dem der Istwert im Bereich des Sollwertes des relativen Feuchtigkeitsgehaltes ist, erfolgt bei niedrigem Füllstand eine zyklische Auffüllung und Verdampfung der aufgefüllten Wassermenge.
Somit ist eine kostensparende Regelung des relativen Feuchtigkeitsgehaltes des Luftraumes bei geringem Energieaufwand gegeben. Die Zyklusdauer ist verkürzt, da immer nur eine solche geringe Wassermenge zur Verdampfung dem Verdampfungszylinder zugeführt wird, die zum Ausgleich und zur Aufrechterhaltung des Gleichgewichtszustandes notwendig ist.
Die Erfindung ist im folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten vorteilhaften Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 das Schema der Funktion eines Wassernetzes und einer elektrischen Schaltungsanordnung;
Fig. 2 das Schaltbild einer eine im relativen Feuchtigkeitsgehalt proportionale Spannung U _p erzeugenden Feuchtigkeitsfilter-Differenzschaltung sowie das Diagramm des Ausgangssignals in Abhängigkeit vom relativen Feuchtigkeitsgehalt;
Fig. 3 den Verlauf des der Stromaufnahme proportionalen Spannungssignals und dessen Änderung in Abhängigkeit von der in den Zylindern enthaltenen Wassermenge sowie eine zugehörige Schaltungsanordnung;
Fig. 4 das Schaltbild eines das Auffüll- und das Entleerungsventil steuernden Komparators; und
Fig. 5 die Korrelation zwischen dem relativen Feuchtigkeitsgehalt und der in den Zylindern enthaltenen Wassermenge.
Wie aus den Figuren ersichtlich, ist in dem Hauptstromkreis eines Verdampfungszylinders 1 ein Analogstromfühler 12 angeordnet, während in dem zu befeuchtenden Raum ein analoger Feuchtigkeitsfühler 6 für die Erfassung der Feuchtigkeit vorgesehen ist. Die Ausgangssignale des Feuchtigkeitsfühlers gelangen nach einer entsprechenden Pegelumwandlung und Integration in einer Feuchtigkeitsfühler-Differenzschaltung 13 zu einem einen Vergleich durchführenden Komparator 17. Im Laufe des Betriebs des Zylinders steuert der Komparator 17 ein in dem Wassernetz des Zylinders vorhandenes Auffüllventil 10 und ein Entleerungsventil 11, und zwar derart, daß bei einer bedeutenden Abweichung 43 (Fig. 5) von dem gewünschten, auf einem mit einer Skala versehenen Potentiometer 14 eingestellten Feuchtigkeitsgehalt 42 (Sollwert) der Wasserstand des Zylinders auf einem Maximalwert 49 gehalten wird. Wenn nun der relative Feuchtigkeitsgehalt ( Istwert P) den gewünschten Abweichungswert 43 erreicht, hört infolge des Ausgleichs die Wasserzufuhr bei fortdauernder Verdampfung auf. Nach erfolgtem Ausgleich 42 (Sollwert) schaltet das System nicht aus, sondern wird auf einen Sparbetrieb mit verkürzten Zyklen 50 umgestellt. Diese Lösung, mit der die Nachteile der herkömmlichen Lösungen ausgeglichen werden, weist zahlreiche Vorteile auf:

- Der Ausgleich wird annähernd immer durch die Erwärmung und Verdampfung einer Wassermenge erreicht, die eben die Abweichung zwischen dem tatsächlichen und dem gewünschten relativen Feuchtigkeitsgehalt 42 auszugleichen in der Lage ist.
- Binnen eines Zyklus 50 wird weniger Wasser angesiedet, wodurch elektrische Energie gespart werden kann.
- Dadurch, daß weniger Wasser in dem Zylinder angesiedet wird, wird weniger Wasserstein ausgeschieden.
- Eine geringere Wassermenge siedet schneller, wodurch der Betriebsstand des Verdampfungszylinders schneller erreicht wird.
- In einem großen Anteil der Betriebszeit wird der Verdampfungszylinder mit einem geringen Strom in Betrieb gehalten, wodurch auch die elektrische Belastung geringer wird und die Lebensdauer verlängert werden kann.
- Bei einem kontinuierlich wirkenden Regelungsprinzip bedarf das System keines zusätzlichen Schutzes ( Überstrom, Wasserstandlimitierung).
- In dem Hauptstromkreis erübrigt sich die Anwendung eines Hochstrommagnetschalters, wodurch die infolge des häufigen Abbrands entstandenen Betriebsstörungen aufhören.
- Vom Standpunkt der Dampferzeugung betrachtet, ist das System - mit Ausnahme der Phase mit dem kontrollierten Strom - gegenüber dem Ausfall jedwelcher Phase unempfindlich.

Bleibt eine Phase aus, nimmt die Stromaufnahme ab und es stellt sich ein unausgeglichener Zustand ein, wobei das System das Gleichgewicht durch Wasserzufuhr wiederherstellt. Mit einer erhöhten Wassermenge wird auch die Dampfproduktion während einer Zeiteinheit gleicherweise zurückgestellt.
In Fig. 1 sind die Ausführung des Wasserversorgungsnetzes des erfindungsgemäßen Luftbefeuchters sowie die funktionellen Einheiten der elektrischen Steuerung dargestellt.
Der Verdampfungszylinder 1 ist über das füllende Magnetventil 10 an den Eingang des Wasserversorgungsnetztes 8 angeschlossen, während er über das Entleerungs-Magnetventil 11 an einen Überlauf 7 zum Abflußwassernetz 9 und über ein Dampfabfuhrrohr 2 unter Zwischenschaltung einer "Abdampfflöte" an den anzufeuchtenden Raumteil 3 angeschlossen ist.
In Fig. 2 ist der innere Aufbau einer Feuchtigkeitsfühler-Differenzschaltung 13 dargestellt, die ein der Differenz zwischen dem relativen Feuchtigkeitsgehalt ( Istwert) des zu befeuchtenden Raumteils 3 und dem gewünschten relativen Feuchtigkeitsgehalt (Sollwert) proportionales U _p-Spannungssignal 15 erzeugt.
Das Ausgangssignal einer Brücke 21 schließt sich dem mit einem Potentiometer 24 abgeschwächten Ausgangssignal einer konstanten Referenzbrücke 22 an. Das erwähnte Potentiometer 24 ist mit einer mit relativen Feuchtigkeitsgehalt (Istwert P) entsprechenden Skalenteilung ausgestattet, an der der gewünschte Feuchtigkeitsgehalt ( Sollwert 42) eingestellt werden kann. Das Differenzsignal der Brücken wird in einem Verstärker 26 verstärkt. Antiparallele Dioden 25 sorgen für die obere konstante Strecke des Diagramms 29. Dem Ausgang des Verstärkers schließen sich ein die Ausgangssignale desselben integrierender Kondensator 27 und ein abschwächendes Potentiometer 28 an, mit dessen Hilfe der Pegel des Ausgangssignals geregelt werden kann.
Die Steilheit der negativen linearen Strecke des die Änderung des Ausgangssignals 15 registrierenden Diagramms 29 kann durch die Rückkoppelung des Verstärkers eingestellt werden. Deren Projektion 43 auf die Achse des relativen Feuchtigkeitsgehaltes P gibt den Kennwert an, in welchem Maße sich das System in der konstanten Betriebsweise 49 dem gewünschten Feuchtigkeitsgehalt (Sollwert 42) annähern muß und mit welcher Steilheit die Rückregelung zu beginnen ist.
Fig. 3 zeigt das Schaltbild zur Erzeugung eines mit der Stromaufnahme des Verdampfungszylinders proportionalen U _j-Spannungssignals 16 sowie die Änderung in Abhängigkeit der im Verdampfungszylinder vorhandenen Wassermenge. In dem Hauptstromkreis sorgt ein Stromwandler 31 für die Erzeugung des mit dem Strom proportionalen Sekundärstroms bzw. nach dem Shunten der Ausgangsspannung 16. Ein Potentiometer 33 dient zur Einstellung des Strommaximums, das der konstanten Strecke des Diagramms 29 nach Fig. 2 zuzuordnen ist. Die dem die Ausgangsspannung 16 erzeugenden Strom proportionale Spannung ändert sich annähernd linear in Abhängigkeit von der in dem Zylinder enthaltenen Wassermenge.
Die nächste funktionelle Einheit der Steuerelektronik stellt der Komparator 17 dar, der zweckmäßig die dem relativen Feuchtigkeitsgehalt (Differenzsignale) proportionalen und die der in dem Abdampfungszylinder 16 vorhandenen Wassermenge proportionalen Spannungen miteinander vergleicht.
Das Schaltbild der elektrischen Schaltungsanordnung der Steuerelektronik und der Verbindung mit den Magnetventilen ist in Fig. 4 veranschaulicht.
Hier wird eine Gestaltung vorgenommen, bei der die Funktionen des Vergleichs und der Erzeugung der entsprechenden Schaltungshysterese vereinigt sind. Die beiden positiv rückgekoppelten Schmitt-Trigger 35, 36 sichern auch einzeln die entsprechende Hysterese für die Steuerung der Ventile 10 und 11. Die Genauigkeit des Systems bzw. der gegenseitige elektrische Abstand zwischen den Anlauf- und Ablaufkanten der beiden Schmitt-Trigger 35, 36 kann mit Hilfe eines Potentiometers 37 geregelt werden. Die Ausgangssignale der Schmitt-Trigger 35, 36 steuern über transistorisierte Stufen 37, 38 sowie Relais 39, 40 die Magnete der Ventile 10, 11 immer so, daß das gewünschte Gleichgewicht der Wassermenge und der Abweichung des relativen Feuchtigkeitsgehaltes aufrechterhalten werden kann.
In Fig. 5 ist der Prozeß eines vollkommenen Befeuchtungszyklus vom Einschalten des Systems bis zum vollkommenen Ausgleich dargestellt. Auf der waagerechten Achse ist der relative Feuchtigkeitsgehalt P des versorgten Raumes aufgetragen, während auf der vertikalen Achse die in dem Verdampfungszylinder enthaltene Wassermenge V dargestellt ist.
Der gewünschte relative Feuchtigkeitsgehalt (Sollwert 42) bzw. die Stelle des Gleichgewichtszustandes 42 wird von dem Potentiometer 24 bestimmt. Nach erfolgtem Einschalten ist das Ausgangssignal des Feuchtigkeitsfühlers 6 der Abweichung von dem Gleichgewichtszustand 42 proportional.
Als Beispiel soll angenommen werden, daß der relative Feuchtigkeitsgehalt P des versorgten Raumes im Moment des Einschaltens 30% beträgt. Beim Startpunkt 44 fängt die Wasserzufuhr an. Bis zu 1,2 L, d. h. bis zu dem Punkt 47, findet keine Stromaufnahme statt. Diese beginnt erst dann, wenn der Wasserstand den unteren Rand der Elektroden erreicht hat. Im Hinblick darauf, daß die Abweichung des Feuchtigkeitsgehaltes P den Wert der Betriebsstrecke 43 mit einer negativen Steilheit in dem Diagramm übertrifft, wird das Wasser bis zum konstanten Stand 49 aufgefüllt. Während der Wasserauffüllung wird auch der Erwärmungsprozeß in Gang gesetzt. In der Betriebsstrecke 46 sorgt das Magnetventil 10 für die regelmäßige Nachfüllung der verdampften Wassermenge in der Hysterese des Komparators 36 entsprechenden Mengen (erster Arbeitszyklus).
Wenn nun die Abweichung des Feuchtigkeitsgehalts P unter den Wert 43 abfällt, wird die Nachfüllung eingestellt, wonach bei einem entsprechend eingestellten System durch das Verdampfen des vorhandenen Wassers das Feuchtigkeitsgleichgewicht wiederhergestellt wird (zweiter Arbeitszyklus). Jetzt stellt sich das System auf den sogenannten "Sparbetrieb" ein, dessen Spar-Arbeitszyklus in dem vergrößerten Detail 50 dargestellt ist. Sollte sich der relative Feuchtigkeitsgehalt P verringern, so füllt das Magnetventil 10 bei einer der Empfindlichkeit des Systems entsprechenden Abweichung erneut Wasser in den Verdampfungszylinder ein, aber nur soviel, daß sich durch die Verdampfung der eben eingefüllten Wassermenge der Gleichgewichtszustand 42 wieder einstellen kann ( Zirkulationscharakter). Im Hinblick darauf, daß keine überflüssige Wassermenge erwärmt wird, wird der Energieverbrauch mit den Systemen mit Zweipunktsteuerung verglichen bedeutend geringer sein.

Claims

1. Verfahren zur Regelung der Luftfeuchtigkeit mit Hilfe eines automatischen Luftbefeuchters mit einem Verdampfungszylinder, in den über eine Auffüllzuleitung mit Auffüllventil Wasser bis zu einem vorgegebenen Pegel eingefüllt wird, in den mittels Elektroden ein elektrischer Heizstrom zur Erwärmung und Verdampfung des Wassers zugeführt und gemessen wird, wobei der Heizstromwert proportional zur Pegelhöhe des Wassers ist, wobei der gemessene Heizstrom mit einem Referenzwert in einem Komparator verglichen wird, dessen Ausgangsgröße die wasserpegelabhängige Steuergröße zur Betätigung des Auffüllventiles bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der relative Feuchtigkeitsgehalt eines zu befeuchtenden Raumes als Ist-Wert gemessen und mit einem Soll-Wert (42) für den relativen Feuchtigkeitsgehalt in einer Differenzschaltung (13) verglichen wird, deren Ausgangsgröße der Referenzwert des Komparators (17, 19) ist, daß bei großen Abweichungen des Ist-Wertes vom Soll-Wert (42) in einem ersten Zyklus (46) jeweils nach Verdampfung einer vorgegebenen Wassermenge eine Wiederauffüllung auf den vorgegebenen Pegel (49) erfolgt, daß nach Unterschreitung eines bestimmten ersten Abweichungswertes (43) des Ist-Wertes vom Soll- Wert (42) die Wiederauffüllung unterbrochen wird, während das vorhandene Wasser bis zum Erreichen des Soll-Wertes (42) weiter verdampft wird, und daß nach Erreichen des Soll- Wertes (42) in einem zweiten Zyklus (50) jeweils sich wiederholend eine kleine, einem zweiten, gegenüber dem ersten Abweichungswert (43) kleineren Abweichungswert entsprechende Wassermenge zugeführt und verdampft wird.

2. Automatischer Luftbefeuchter zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Regelschaltung mit einem Verdampfungszylinder, der mit einer Auffüllzuleitung mit Auffüllventil versehen ist, mit einem Stromfühler zur Messung des Elektroden des Verdampfungszylinders zugeführten elektrischen Heizstroms, mit einem Feuchtigkeitsfühler, der den relativen Feuchtigkeitsgehalt in dem zu befeuchtenden Raum mißt und mit einer Komparatoreinrichtung, deren erster Eingang über einen Spannungsumformer mit dem Stromfühler verbunden ist und auf deren zweiten Eingang der Feuchtigskeitsfühler wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Eingang der Komparatorstufe (17) an den Ausgang einer eingangsseitig mit dem Feuchtigkeitsfühler (6) verbundenen Feuchtigkeitsfühler-Differenzschaltung (13 ) angeschlossen ist, die ein Potentiometer (24) aufweist, durch das der Sollwert (42) des relativen Feuchtigkeitsgehaltes einstellbar ist und in der ein der Differenz zwischen dem durch den Feuchtigkeitsfühler (6) gemessenen Istwert und dem durch das Potentiometer (24) eingestellten Sollwert (42) proportionales Signal erzeugt wird, und daß die Komparatorstufe (17) ausgangsseitig über einen Verstärker (19) mit dem Steuereingang des Auffüllventils (10) verbunden ist.

3. Automatischer Luftbefeuchter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchtigkeitsfühler-Differenzschaltung (13) einen Differenzverstärker (26), eine mit seinem ersten Eingang verbundene Brückenstufe (21), die eingangsseitig zum Feuchtigkeitsfühler (6) führt, eine mit seinem zweiten Eingang verbundene Referenzbrücke (22), die an das mit einer Skaleneinteilung für die relative Luftfeuchtigkeit versehene Potentiometer (24) angeschlossen ist, und antiparallel zwischen den beiden Eingängen des Differenzverstärkers (26) geschaltete Dioden (25) aufweist, welche über einen ersten relativen Feuchtigkeitsgehalts- Bereich (43) hin die Ausgangsspannung der Feuchtigkeitsfühler-Differenzschaltung (13) konstant halten.

4. Automatischer Luftbefeuchter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Komparatorstufe (17) Hystereseverhalten (46) aufweist.

5. Automatischer Luftbefeuchter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Komparatorstufe (17) zwei positiv rückgekoppelte Schmitt-Trigger (35, 36) aufweist, von denen der Ausgang des einen (36) an den Steuereingang des Auffüllventils (10) und der Ausgang des anderen (35) an den Steuereingang eines Entleerungsventils (11) angeschlossen ist.