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Dokumentenidentifikation DE102006014128A1 04.10.2007
Titel Verfahren zum Herstellen einer definierten relativen Luftfeuchtigkeit in Räumen mit begrenzter Luftwechselrate
Anmelder Fachhochschule Lausitz, 01968 Senftenberg, DE
Erfinder Stopp, Horst, 03042 Cottbus, DE;
Strangfeld, Peter, 03058 Neuhausen, DE
Vertreter Hanelt, H., Ing. Dipl.-Ing. Faching. f. Schutzrecht., Pat.-Anw., 03055 Cottbus
DE-Anmeldedatum 28.03.2006
DE-Aktenzeichen 102006014128
Offenlegungstag 04.10.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.10.2007
IPC-Hauptklasse F24F 3/14(2006.01)A, F, I, 20060328, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F24F 6/00(2006.01)A, L, I, 20060328, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erreichen und Aufrechterhalten eines vorbestimmbaren definierten Bereiches der relativen Luftfeuchtigkeit in Räumen mit begrenzter Luftwechselrate. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, mit dessen Hilfe sich selbsttätig eine vorbestimmte relative Luftfeuchtigkeit in Räumen mit geringer Luftwechselrate konstant einstellen und halten lässt. Die Aufgabe wird gelöst, indem die im Raum befindliche Luft intensiv einem Austauschprozess der Wassermoleküle mit einer gesättigten Salzlösung unterzogen wird. Das ist möglich, indem die intensiv kontaktierende Fläche zwischen beiden Medien dem zu regulierenden Raumvolumen angepasst oder eine Intensivitätssteigerung der Bewegung von Teilmengen in einem oder beiden Medien herbeigeführt wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erreichen und Aufrechterhalten eines vorbestimmbaren definierten Bereiches der relativen Luftfeuchtigkeit in Räumen mit begrenzter Luftwechselrate. Der Raum kann Teil eines Gebäudes sein, die Umhüllung eines aufzubewahrenden kulturhistorisch wertvollen Gegenstandes, ein Container für den Transport empfindlicher Güter und dergleichen. Eine konstante relative Luftfeuchtigkeit kann ebenso bei technologischen Prozessen notwendig sein. Die Erfindung ist in der Umgebung solcher Stoffe oder technischen Prozesse anwendbar, bei denen eine bestimmte, über einen längeren Zeitraum konstante relative Luftfeuchtigkeit erforderlich ist.

Menschen verbringen die meiste Zeit ihres Lebens in geschlossenen Räumen. Ist das Raumklima so eingestellt, dass die Luftfeuchtigkeit zu gering ist, führt das langfristige Unterschreiten eines Minimalwertes zur Ausprägung spezifischer Krankheiten der Atmungsorgane.

Die Anreicherung der Luft, in der sich Menschen aufhalten, mit Feuchte ist deshalb bei Erreichen von Minimalwerten auch gesundheitlich sehr wünschenswert. Nach Angaben von Medizinern sei eine relative Luftfeuchtigkeit zwischen 45 und 55 Prozent für den menschlichen Organismus am zuträglichsten.

Eine zu hohe relative Luftfeuchtigkeit an tiefer temperierten Flächen als die Taupunkttemperatur führt zur Kondensatbildung, bei der sogar Schimmelbildung nicht ausgeschlossen ist.

Es wurden deshalb bereits Lösungen für Anordnungen vorgeschlagen, bei denen zunächst die Raumfeuchte mittels geeigneter Messarmaturen beziehungsweise Sensoren ermittelt wird, der bestimmte Wert wird mit einem Sollwert verglichen und der so bestimmte Differenzwert wird als Regelgrösse für den Betrieb einer Einrichtung zur Anreicherung der Luft mit Feuchte bereitgestellt. Beispielhaft sind derartige Einrichtungen in JP 2005003349 A oder in AT 003 403 U1 beschrieben. Neben mess- und regeltechnischen Einrichtungen zur Bewertung der umgebenden Luft sind Einrichtungen nötig, die unter Bezugnahme auf den Istzustand ständig geregelt eine definierte Feuchte herbeiführen, indem die Feuchtezufuhr ständig auf- oder abgeregelt und damit sich veränderten Bedingungen angepasst wird. Sehr häufig erfolgt hier eine Flüssigkeitsanreicherung der Luft mittels Wasser im Sinne eines Fluidierens, wie das in DE 93 14 890 U1 oder in DE 35 01 621 C2 beschrieben ist.

Der beschriebene Stand der Technik befasst sich sehr detailliert und umfangreich mit einem Anheben der Luftfeuchtigkeit. Sogenannte Luftentfeuchter nutzen kristallines Calciumchlorid in luftoffenen Behältern oder das Prinzip der Kondensattrocknung.

Für messtechnische Zwecke, beispielsweise zum Einkalibrieren eines relativen Luftfeuchtigkeitsfühlers, werden gesättigte Salzlösungen innerhalb eines vollständig abgedichteten Gefässes seit längerem erfolgreich genutzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, mit dessen Hilfe sich selbsttätig eine vorbestimmte relative Luftfeuchtigkeit in Räumen mit geringer Luftwechselrate konstant einstellen und halten lässt.

Die Aufgabe wird gelöst, indem die im Raum befindliche Luft intensiv einem Austauschprozess der Wassermoleküle mit einer gesättigten Salzlösung unterzogen wird. Das ist möglich, indem die intensiv kontaktierende Fläche zwischen beiden Medien dem zu regulierenden Raumvolumen angepasst oder eine Intensivitätssteigerung der Bewegung von Teilmengen in einem oder beiden Medien herbeigeführt wird.

Wird als gesättigte Salzlösung eine solche mit Kochsalz verwendet, stellt sich bei hinreichender Grösse der Kontaktfläche zwischen gesättigter Salzlösung und der hinreichend bewegten Raumluft eine relative Luftfeuchtigkeit von etwa 75 Prozent ein. Bei der Verwendung von Calciumkarbonat werden 42 Prozent erreicht, bei Magnesiumchlorid 33 Prozent und bei Lithiumchlorid 11 Prozent. Es ist ebenso möglich, verschiedene Salze, vorzugsweise die genannten, in einem bestimmten Verhältnis, das von der vorbestimmten relativen Luftfeuchtigkeit abhängig ist, miteinander zu mischen, um somit eine präzise an bestimmte Anforderungen angepasste relative Luftfeuchtigkeit in einem Raum mit begrenzter Luftwechselrate zu schaffen. Damit ist nicht nur bei geringer relativer Luftfeuchtigkeit ein Anheben möglich, sondern bei zu hoher relativer Luftfeuchtigkeit ebenso ein Absenken derselben auf einen vorbestimmten Wert.

Die Nutzung einer gesättigten Salzlösung und gleichzeitige Intensivierung des Austauschprozesses erbringen den Erfolg. Zur Erhöhung der Intensität der Austauschprozesse im Sinne eines Kaltverdunstens beliebiger gesättigter Salzlösungen mit der zu konditionierenden Luft können sowohl mechanisch-physikalische Methoden als auch chemische Zusatzmittel, die den Stoffübergangskoeffizienten zwischen Salzlösung und Raumluft intensivieren, angewandt werden.

Als mechanisch-physikalische Mittel sei auf eine Vergrösserung der wirksamen Kontaktflächen verwiesen, wie das beispielsweise durch beabstandet zueinander angeordnete bewegte Flächen oder Körper, die strukturiert und/oder perforiert sein können, geschieht und die teilweise oder vollständig in regelmässigen Abständen mit der Salzlösung benetzt und danach mit Luft umspült werden (beispielsweise mit Pendelbewegung und Rotation der Flächen selbst und/oder über Pumpen und Körper). Die Kontaktintensivierung kann ebenso mittels Luftsprudel erfolgen, wobei hier jedoch nicht auszuschliessen ist, dass Flüssigkeitströpfchen mitgerissen werden. Ebenso ist es möglich, die Vergrösserung des Stoffüberganges durch Erhöhung der Luftströmungsgeschwindigkeit zu nutzen.

Durch die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens stellt sich selbstregulierend ein konstanter Bereich relativer Luftfeuchtigkeit in genutzten als auch in ungenutzten Räumen mit begrenzter Luftwechselrate ein. Aufwendige Regeltechnik zur Prozesssteuerung ist nicht nötig.

Insbesondere ist das Verfahren relevant für Bereiche relativer Luftfeuchtigkeit, die dem Menschen zuträglich sind. Es darf darauf verwiesen werden, dass die genannten Lösungen ebenfalls die Wirkung eines Biozids haben können und sich die erfindungsgemässe Lösung zur Anwendung insbesondere dort anbietet, wo es wünschenswert ist, eine möglichst keimfreie Luft zu haben, wie das beispielsweise in Krankenhäusern der Fall ist. Auch in der Industrie bei feuchteabhängigen Technologien ist eine Anwendung vorteilhaft möglich.

Das Verfahren ist einfach und sicher. Hervorzuheben ist die Selbstregulierung der relativen Luftfeuchtigkeit im Sinne ihres Anhebens und ihres Absenkens, sofern die Luftwechselrate in hinreichendem Masse auf das Raumvolumen abgestimmt ist. Mit dem Verfahren ist ein gesundheitspolitischer positiver Effekt auf dem Gebiet der Schimmelbekämpfung in Neubauten und sanierten Gebäuden erreicht.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden.

Ein Raumkonditionierer ist so eingerichtet, dass er über grössere bewegte Oberflächen verfügt. Diese tauchen durch eine initiierte Bewegung in ständigem Wechsel in ein Bad einer gesättigten Salzlösung aus Kochsalz ein und verlassen diese wieder nach einem Benetzen. Das Bad, das die gesättigte Salzlösung enthält, beinhaltet soviel Salz, dass ein Teil, der vom Wasser nicht mehr aufgenommen werden kann, ausfällt und sich als Niederschlag auf dem Boden ablagert.

Durch die anhaltende Bewegung der Oberflächen sind diese nach dem Benetzen mit einem Flüssigkeitsfilm überzogen. Haben diese das Bad verlassen, werden sie von der Raumluft umspült, die zusätzlich von einem Ventilator zum Zweck der Intensivierung des Feuchtigkeitsaustausches bewegt werden kann. Ist die Einrichtung hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit richtig auf das sie umgebende Raumvolumen abgestimmt, hat sich nach etwa einer Stunde eine relative Luftfeuchtigkeit von 75 Prozent eingestellt.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel dient lediglich der allgemeinen Erläuterung des Kerngedankens der Erfindung.


Anspruch[de]
Verfahren zum Erreichen und Aufrechterhalten eines vorbestimmbaren Bereiches einer definierten relativen Luftfeuchtigkeit, bei der die zu beeinflussende Raumluft einem intensiven Kontakt mit einer gesättigten Salzlösung unterzogen wird und die Salzlösung während des Vorganges gesättigt bleibt. Verfahren nach Anspruch 1, das selbstregulierend ohne Anwendung von Regelungstechnik durchgeführt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem als gesättigte Salzlösung wenigstens eines der Salze Natriumchlorid, Calciumkarbonat, Magnesiumchlorid und/oder Lithiumchlorid in Wasser gelöst verwendet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Intensivieren des Kontakts zwischen Raumluft und gesättigter Salzlösung durch mechanisch-physikalische Methoden erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Intensivieren des Kontakts zwischen Raumluft und gesättigter Salzlösung durch chemische Zusatzmittel erfolgt.






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