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Zum Trocknen und Kühlen von Luft dienende Vorrichtung Bei bekannten
Vorrichtungen, die zum Trocknen und Kühlen von Luft oder Gasgemischen dienen und
in denen die Luft an festen, die Feuchtigkeit absorbierenden Stoffen und an Wärmeaustauschflächen
entlang strömt, besteht die Schwierigkeit, die Absorptionswärme wirksam abzuführen,
da die hygroskopischen Stoffe meist schlechte Wärmeleiter sind und oft auch zur
Bildung von Staub neigen, der durch stärkere Luftströmungen verschleppt wird. Die
Abführung der Absorptionswärme durch Zwischen- und Nachkühlung bedingt verwicltelte
Anordnungen und läßt einen Teil der Absorptionswirkung unausgenutzt.
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Gemäß der Erfindung wird zum Trocknen und Kühlen der Luft eine Vorrichtung
benutzt, die durch dünne, aus hygroskopischem zellstoffhaltigem Material bestehende
Wände gekennzeichnet ist, die einseitig entweder mit einem lockeren hygroskopischen
Stoff oder mit einer dünnen, für Wasserdampf praktisch undurchlässigen Schicht versehen
sind. Als Material für diese Wände eignen sich z. B.
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Pappe, luftdichtes Cellulosepapier oder ;Papiermache unter Zugabe
von als Füllmittel dienenden Salzen, Bleicherde u. dgl. Der lockere hygroskopische
Stoff kann beispielsweise aus Hydraten, Kieselgel, Bleicherde, Holzwolle, Torf o.
dgl. bestehen. Die wasserdampfundurchlässige Schicht kann aus Lack, Pech, Metallfolien
o. dgl. hergestellt sein.
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Die aus diesen Wänden bestehende Vorrichtung gewährt den Vorteil,
daß die Absorptionswärme leicht abgeführt.werdenkann, ohne daß totes Gewicht und
verwickelte Anordnungen nötig sind, und daß auch bei starker Luftströmung staubbildende
Absorptionsstoffe verwendbar werden.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn die dünnen Wände aus rohrförmigen,
aus den übereinanderliegenden Rändern zusammengeklebten Körpern bestehen. Sie sind
dann trotz dünner Wandung recht stabil, so daß sie bequem lockere Füllstoffe aufnehmen
können. Diese Rohre lassen sich dann bequem in Rohrböden anordnen, so daß die wirksamen
Oberflächen von der zu entfeuchtenden Luft oder der Kühlluft - in zur Rohrachse
paralleler oder senkrechter Strömung berührt werden.
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Zur wirksamen Ableitung der Absorptionswärme von der aus den lockeren
hygroskopischen Stoffen bestehenden Schicht dient eine auf dieser angebrachte feuchtigkeitsundurchlässige
Wand, an der die Kühlluft vorbeigeführt wird.
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Die rohrförmigen Wände sind zweckmäßig schwach konisch und zusammensteclrbar
auszubilden.
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Die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen Einrichtungen
zur Entfeuchtung von Luft, die aus Vorrichtungen der gekennzeichneten Art zusammengesetzt
sind.
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Abb. I zeigt einen Apparat, der zu einer wirksamen Entfeuchtung und
Nachkühlung der behandelten Luft dient. Abb. 2 bis 7 sind
Nebenzeichnungen
hierzu, die verschiedene Ausführungsformen der Vorrichtung erläutern, aus denen
der Apparat zusammengesetzt ist.
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Die Abb. 8 stellt eine andere Ausführungsform einer Einrichtung zur
Luftentfeuchtung dar, bei der die Rohre geschlossene Wände bilden, so daß Kanäle
für die Heiz- bzw.
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Kühlluft einerseits und die zu behandelnde Luft andrerseits entstehen.
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In der Abb. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Behälter mit rechteckigem
Querschnitt, der vier Abschnitte enthält. In dem ersten Abschnitt tritt die Kühlluft
bei der Absorptionsperiode durch die Offnung 2 ein und durch die Öffnung 3 aus,
während die Heizluft bei der Regenerationsperiode zweckmäßig durch die Öffnung 3
ein- und durcb die Öffnung 2 austritt. Dieser erste Abschnitt enthält Rohre 4, die
in der Strömungsrichtung der zu behandelnden Luft angeordnet und in Rohrböden 5
eingesetzt sind.
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Die Rohre bestehen, wie die Abb. 2 zeigt, aus Einzelteilen, die zu
Rohren von beliebiger Länge zusammengesetzt werden können, wenn die verlängerten
inneren Rohre 4 in das mittlere- muffenartige Verbindungsstück mit dem etwas weiteren
inneren Rohr 6 eingeschoben werden. Diese Rohre 4 bzw. 6 bestehen aus hygroskopischem,
feuchtigkeitsdurchlässigem Material, beispielsweise Pappe. Diese Rohre sind von
äußeren Rohren 7 umgeben, die ebenfalls aus hygroskopischem Material bestehen, das
aber an der Innen- oder Außenseite durch einen Lackanstrich praktisch undurchlässig
für Wasserdampf gemacht ist.
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Diese äußeren Rohre 7 können auch außen mit Aluminiumfolie umklebt
sein, wie in der Abb. 3 dargestellt ist. In dieser ist 10 die Aluminiumfolie, während
das Rohr In als Träger der Aluminiumfolie dient. Die zusammengebogenen Tafeln sind
bei 30 zu einem Rohr zusammengeklebt.
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Der Zwischenraum zwischen den Rohren 7 einerseits und 4 bzw. 6 andererseits
ist durch eine hygroskopische Füllmasse 8, die aus lockeren hygroskopischen Stoffen,
wie Torf oder Bleicherde, bestehen kann, ausgefüllt.
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Die beiden Enden des Ringraumes zwischen den Rohren 7 und 4 oder 6
sind mit ringförmigen Holzkorken g verschlossen und durch einen feuchtigkeitsdichten
Überzug gegen Wasserdampf abgedichtet.
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Der zweite Abschnitt des Behälters I enthält Rohre II und 12 aus
Pappe, die senkrecht zur Strömungsrichtung der zu behandelnden Luft angeordnet und
in den in diesem Abschnitt als Rohrboden ausgebildeten Teil der Behälterwand I eingesetzt
sind.
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Die Rohre ii sind, wie aus den Abb. 4 und 5 ersichtlich ist, auf
der Innenseite mit Aluminiumfolie 10 ausgekleidet. Bei der Herstellung dieser Rohre
wird die Aluminium, folie 10, falls sie nicht aufgeklebt wird, zuerst über drei
Ränder einer zugeschnittenen Papptafel gefaltet. Die Tafel wird dann über einem
zylindrischen Kern zu einem Rohr gebogen, und der vierte von Aluminium frei gebliebene
Rand wird bei der Stelle 30 auf die ebenfalls von Aluminium freie Außenwand aufgeklebt.
Man kann solche Rohre auch derart zusammenkleben, daß sie schwach konisch sind und
zur Verlängerung bequem ineinandergesteckt werden können, wie aus der Abb. 7 zu
ersehen ist. Ein Wulst 3I am eingeschobenen Rohr dient der Sicherung einer gleichmäßigen
Überdeckung.
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Die Rohre 12 sind in der Abb. 6 im Schnitt dargestellt. Sie bestehen
aus einer feuchtigkeitsdurchlässigen Papierumhüllung für die aus Papiermache bestehende
Füllung I3, die auf dem durch einen Innenanstrich praktisch feuchtigkeitsdicht gemachten
Papprohr 14 aufgewalzt ist.
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Die Rohre II und 12 können durch Abstandsstücke in ihrer Lage festgehalten
werden, so daß sie auf Biegung kaum beansprucht werden. Auch können sie SQ. in die
Behälterwand I eingesetzt werden, daß sie etwas aus dieser nach außen hervorragen,
um ein Arbeiten der Rohre bei Feuchtigkeitsschwankungen auszugleichen. Sie münden
in Hauben 28, die die durch Rohrstutzen 32 eintretende Kühlluft verteilen bzw. die
durch Rohrstutzen 33 austretende Abluft zusammenfassen.
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Der dritte Abschnitt des Absorptionsaggregats enthält einerseits
von außen feuchtigkeitsdicht verkleidete Papprohre I5, wie sie in der Abb. 3 angedeutet
sind, und andrerseits feuchtigkeitsdurchlässige Rohre I6 aus luftdichtem Zellstoff.
Die Rohre 15 sind in den als Rohrboden ausgebildeten Teil der Behälterwandung I
eingesetzt, der von Hau ben 34 für die Kühlluft, die durch Stutzen 35 zugeführt
wird, und für die Abluft, die durch Stutzen 36 abgeführt wird, abgedeckt ist. Die
Rohre 16 sind in die Rohrböden 17 eingesetzt.
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Der Zwischenraum 37 zwischen den gekreuzt angeordneten Rohren I5 und
I6 ist mit Sägespänen, Sägemehl, Kieselgel, Absorptionskohle, Salzen, Hydraten oder
sonstigem hygroskopischem Material angefüllt.
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Der letzte Abschnitt enthält die, wie aus der Abb. 7 ersichtlich
ist, zusammengesteckten konischen Rohre 18, die aus innen -mit Folie ausgekleideten
Rohren aus Pappe bestehen Wählt man hierzu Bitumenpappe, so sind derartige Rohre
auch zur Verwendung im Freien geeignet. Wie aus der Abb. 4 und 5 ersichtlich, kann
dabei die Aluminiumfolie den Innenrand der Pappe überlappen. Die Rohre
I8,
die in die Rohrböden 38 eingesetzt sind, dienen insbesondere der nachträglichen
Ab-Kühlung der entfeuchteten Luft. Sie können beispielsweise durch Wasser benetzt
werden, so daß sie durch Verdunstungskühlung zur intensiven Abkühlung der getrockneten
Luft beitragen.
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Der Apparat nach der Abb. 1 zeigt die große Anpassungsfähigkeit der
Rohrelemente aus hygroskopischem Material, dieder Wasseraufnahme und -abgabe wie
dem Wärmeaustausch in wirksamer Weise dienen. Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen.
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Während der Absorptionsperiode tritt die feuchte Luft, durch den
Lüfter 19 gefördert, durch die Öffnung 20 in den ersten Abschnitt des Absorptionsbehälters
ein. Sie geht dann in Richtung der Pfeile durch die Absorpti6nsrohre 4 und gibt
dort einen großen Teil ihrer Feuchtigkeit an diese Rohre und die hinter diesen befindlichen
Absorptionsstoffe 8 ab. Die da' bei entstehende Absorptionswärme wird durch die
Rohre 7 an die durch die Öffnung 2 ein- und durch die Öffnung 3 austretende Kühlluft
abgegeben. Der Teildruck des Wasserdampfes in der behandelten Luft ist anfänglich
hoch, die Wasseraufnahme durch die hygroskopischen Stoffe ist daher lebhaft und
die Wärmeentwicklung je Rohrlängeneinheit daher stark. Dementsprechend ist eine
im Verhältnis zur Absorptionsfläche große Kühlfläche vorgesehen.
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Die von Wasserdampf zum Teil befreite Luft tritt nun in den zweiten
Abschnitt des Absorptionsbehälters und trifft hier zunächst auf das senkrecht zur
Strömungsrichtung angeordnete Rohrbündel der Rohre II. Durch diese wird weiter Wasserdampf
aus der zu entfeuchtenden Luft aufgenommen. Die innen liegende Kühlfläche ist angenähert
von der gleichen Größenordnung wie die Absorptionsfläche. Wegen des geringeren Teildruckes
des Wasserdampfes in der bereits vorgetrockneten Luft ist die Wärmeentwicklung je
Rohrlängeneinheit geringer, die Abkühlung durch die dünne Wandung aber besonders
wirksam..
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Die weiter entfeuchtete und gleichzeitig gutS vorgekühlte Luft gelangt
nun zu dem Rohrbündel der Rohre 12, wo sie eine besonders große Absorptionsfläche
und in dem hinter dem Rohr 12 angeordneten Absorptionsstoffen 13 eine große Absorptionskapazität
vorfindet, so daß die Wasserdampfabsorption trotz des geringeren Teildrucks je Rohrlängeneinheit
noch befriedigend ist. Die Kühlung durch die verkleinerte Fläche der Rohre 14 hindurch
tritt dagegen- zurück, da die Wärmeentwicklung abnimmt.
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In dem dritten Abschnitt ist eine größere Menge von hygroskopischen
Stoffen zur Verfügung gestellt, da eine sehr weitgehende Entfeuchtung nur in einem
engen Bereich der hygroskopischen Stoffe erreicht werden kann.
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Die zu behandelnde Luft strömt durch die Rohre r6, die hygroskopisch
und wasserdampfdurchlässig sind und die aufgenommene Feuchtigkeit an die hinter
ihnen liegenden bygroskopischen Stoffe 37 abgeben. Die Rohre I5 sind wasserdampfundurchlässig
und werden von der Kühlluft durchströmt, die die Absorptionswärme abführt.
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Im letzten Abschnitt wird dann die entfeuchtete Luft gekühlt, indem
sie durch die Rohre I8 geht. Die Kühlluft tritt hierbei in den die Kühlrohre umgebenden
Luftraum durch die Öffnung 39 ein und durch die Offnung 40 aus. Werden die Rohre
I8 von außen benetzt, so läßt sich eine Abkühlung der entfeuchteten Luft bis unter
die Temperatur der zuströmenden Kühlluft erzielen. Diese Verdunstungskühlung kann
dadurch noch wirksam gesteigert werden, daß ein Teil der entfeuchtetenLuft beispielsweise
vor dem dritten Abschnitt abgezweigt und außen über die benetzten Kühlrohre I8 geleitet
wird. Die hygroskopischen Stoffe, aus denen die Außenwände dieser Rohre bestehen,
lassen sich leichter gleichmäßig benetzen als beispielsweise Metallrohre, da sich
die Feuchtigkeit in ihnen ausbreitet. Durch die Verdunstung aus dem hygroskopischen
Material wird daher der Wärmeübergang gefördert. In ähnlicher Weise lassen sich
auch die übrigen Rohre in den voraufgehenden Abschnitten unterkühlen, so daß deren
Absorptionswirkung gesteigert wird.
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Die entfeuchtete und gekühlte Luft verläßt durch die Öffnung 29 den
Apparat und wird ihrem Verwendungszweck, z. B. Arbeits- und Lagerräumen für feuchtigkeits
empfindliche Stoffe oder auch Wohn- und Aufenthaltsräumen, zugeführt.
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Bei der Regenerationsperiode wird die Luft zweckmäßig in entgegengesetzter
Richtung durch die Absorptionsrohre hindurchgesaugt, während die Kühlrohre zur Heranbringung
der Heizwärme dienen. Wird die Heizung durch Brüdendampf bewirkt, so befeuchten
sich die dem Wärmeaustausch dienenden Rohroberflächen besonders gleichmäßig dann,
wenn sie aus hygroskopischem Stoff bestehen, so daß die nachfolgende Abkühlung durch
Verdunstungskühlung auch ohne besondere Benetzung unterstützt wird.
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In Abb. 8 ist eine andere Ausführungsform skizziert. Papprohre 2I
sind mit lockeren hygroskopischen Stoffen 22 beliebiger Art gefüllt und einseitig
mit feuchtigkeitsdichtem Papier oder mit Metallfolie 23 bekleidet.
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Durch Einlagen 24 ist diese so befestigt, daß ein Aufkleben sich erübrigt.
Die gegen Feuchtigkeitsaufnahme geschützten Seiten der Rohre
bilden
Kanäle 25 für die Kühlluft, die anderen ungeschützten Seiten bilden Kanäle 26 für
die zu entfeuchtende Luft. Die Kühlluft tritt durch die Öffnungen 27 aus dem Sammelkanal
41 in die Kanäle 25 ein undverläßt diese durch die Öffnungen 42 zum Abluftkanal
43, während die zu entfeuchtende Luft in Richtung der Pfeile den Apparat durchströmt.
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Bei der Regenerationsperiode dienen die Kühlluftkanäle 25 als Heizkanäle,
während der Wasserdampf von der in den Kanälen 26 strömenden Luft aufgenommen und
abgeführt wird.
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Die Aufnahme und Abgabe von Wasser findet bei der beschriebenen Vorrichtung
in erster Linie stets an der Wandoberfläche aus hygroskopischem Material statt.
Diese Oberfläche vermittelt den Durchtritt der Feuchtigkeit gegebenenfalls an die
dahinter liegenden lockeren hygroskopischen Stoffe, für die daher auch hygroskopische
Stoffe verwendbar werden, die zur Staubbildung neigen oder durch direkte Berührung
mit der Luft nachteilig beeinflußt werden. Die Heranbringung und Abführung der Wärme
wird durch kurze Wegstrecken und große Oberflächen sowie gegebenenfalls durch Verdunstungskühlung
beliebig gesteigert, ohne daß totes Material und Heizwärme zu dessen Erwärmung vergeudet
werden. Die Vorrichtung stellt daher einen erheblichen Fortschritt zur Beschleunigung
der Wasseraufnahme und -abgabe wie des Wärmeaustausches bei der Entfeuchtung und
Kühlung der Luft dar.