Belüftungsanordnung für einen Feuchtraum mit hoher relativer
Luftfeuchtigkeit und Temperatur Die Erfindung betrifft eine Belüftungsanordnung
für einen Feuchtraum mit hoher relativer Luftfeuchtigkeit und Temperatur, zumindest
aufweisend:
- – einen Feuchtraum, in dem aufgrund dort ablaufender Arbeitsprozesse
eine Umgebungsluft mit hoher relativer Luftfeuchtigkeit herrscht,
- – ein Gehäuse mit mindestens einer im Feuchtraum liegenden Gehäuseaußenwand,
umgebend eine Belüftungsanlage mit zumindest einem Ventilator, welcher Außenluft
über zumindest einen Hauptförderweg von außen in den Feuchtraum fördert,
- – wobei der Taupunkt der Umgebungsluft im Feuchtraum höher liegt
als die Temperatur der Außenluft.
Es ist bekannt, dass in Fabrikationsumgebungen mit hoher relativer
Luftfeuchtigkeit und Temperatur eine ausreichend gute Belüftung herrschen muss,
um einerseits den dort herrschenden Wassergehalt in der Raumluft zu entfernen und
andererseits für ausreichende Kühlung in der Umgebung von Produktionsmaschinen
zu sorgen. Ein typisches Beispiel für eine derartige Produktionsumgebung ist
der Raum, in dem eine Papiermaschine steht. Bei der Herstellung von Papier wird
regelmäßig mit Hilfe von Stoffaufläufen eine große Menge Stoff,
bestehend aus Wasser und den Festanteilen des zu erzeugenden Papiers auf großflächige
Siebe aufgegeben, durch die die Feuchtigkeit entzogen wird. Anschließend wird
der so entstandenen feuchten Faserbahn mit Hilfe von mehreren Pressen bei hoher
Temperatur und hohem Druck weiter Wasser entzogen und diese vorgetrocknete Bahn
anschließend über mehrere Trockenzylinder weiter getrocknet bis eine verarbeitbare
Papierbahn entstanden ist. Bei all diesen Vorgängen entweicht, obwohl versucht
wird den entstandenen Wasserdampf abzuziehen, eine große Menge Wasserdampf
in die Umgebung, die die relative Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft der Papiermaschine
beziehungsweise des Feuchtraums stark ansteigen lässt.
Werden nun Belüftungsanlagen in solchen Feuchträumen installiert,
die kühle Frischluft in solche Feuchträume einblasen, so kann eine Situation
entstehen, in der – beispielsweise nachts oder in kalten Jahreszeiten –
der Taupunkt innerhalb des Feuchtraumes wesentlich höher liegt, als die Temperatur
der zugeführten Frischluft. Es ist daher in der Regel notwendig, die Belüftungsanlagen,
die sich von ihrer Temperatur sehr schnell an die Temperatur der durch sie geleiteten
Frischluft annähern, mit aufwendigen Isolationsschichten zu beaufschlagen,
damit die feuchte Luft aus dem Feuchtraum sich nicht an den kühlen Wänden
der Belüftungsanlage niederschlägt. Derartige Wasserkondensationen können
einerseits sehr schnell zu Korrosionserscheinungen und andererseits auch zu unangenehmen
Pfützenbildungen führen. Da derartige Geräte meist mit Strom betrieben
werden, besteht zusätzlich die Gefahr von Kurzschlüssen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Belüftungsanordnung
zu finden, welche diese Neigung der bekannten Belüftungsanlagen zur Kondensatbildung
auf deren Oberfläche vermeidet oder zumindest stark vermindert.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand untergeordneter
Ansprüche.
Die Erfinder haben erkannt, dass es möglich ist, ohne großen
technischen Isolationsaufwand die Kondensatbildung an der Oberfläche einer
Belüftungsanlage dadurch zu verhindern, dass die dem Feuchtraum zugewandte
Gehäuseaußenwand durch einen Luftschleier gegenüber der feuchten
Raumluft isoliert wird, wobei der Luftschleier aus der absolut wesentlich trockneren
Außenluft besteht.
Da die Außenluft einen Taupunkt aufweist, der niedriger ist als
die Temperatur der Gehäuseaußenwände, deren Temperatur ja letztendlich
durch die Temperatur der Außenluft bestimmt wird, erzeugt ein derartiger Luftschleier
um die Gehäuseaußenwand eine trockene Zone, in der keine Kondensation
stattfinden kann. Falls trotzdem geringe Mengen der Feuchtraumluft in den Luftschleier
eingemischt werden, reicht diese Menge bei entsprechender Einstellung des Volumenstroms
des Luftschleiers nicht aus, um zu Kondensatbildungen an der Gehäuseaußenwand
zu führen.
Entsprechend diesem Grundgedanken schlagen die Erfinder eine Belüftungsanordnung
für einen Feuchtraum mit hoher relativer Luftfeuchtigkeit und Temperatur vor,
welche zumindest einen Feuchtraum, in dem aufgrund ablaufender Arbeitsprozesse eine
Umgebungsluft mit hoher relativer Luftfeuchtigkeit herrscht, und ein Gehäuse
mit mindestens einer im Feuchtraum liegenden Gehäuseaußenwand, umgebend
eine Belüftungsanlage mit zumindest einem Ventilator, welcher Außenluft
über zumindest einen Hauptförderweg von außen in den Feuchtraum fördert,
aufweist, wobei der Taupunkt der Umgebungsluft im Feuchtraum höher liegt als
die Temperatur der Außenluft und erfindungsgemäß das Gehäuse
mindestens eine Luftführungsvorrichtung aufweist, die Außenluft als Luftschleier
entlang mindestens einer Gehäuseaußenwand auf der Feuchtraumseite führt.
Durch diese Maßnahme ist es möglich, die Isolation des Gehäuses
wesentlich zu reduzieren, beziehungsweise ganz zu vernachlässigen.
Es wird auch durch den zusätzlich erzeugten Luftschleier keine unnötige
Energie vergeudet, da ohnehin eine entsprechende Menge an Außenluft in den
Innenraum geblasen werden soll, so dass lediglich eine entsprechende Luftführung
notwendig ist, die jedoch in Betrieb der Anlage zu keinen erhöhten Kosten führt.
In einer besonderen Ausführung der Belüftungsanordnung wird
vorgeschlagen, dass an mehreren, vorzugsweise allen, Seiten des Gehäuses Luftführungsvorrichtungen
angebracht sind, die Außenluft als Luftschleier entlang der Gehäuseaußenwände
auf der Feuchtraumseite führen.
Erfindungsgemäß kann beispielsweise die Belüftungsanordnung
derart gestaltet sein, dass mindestens eine Luftführungsvorrichtung mit einem
eigenen Nebenförderweg und eigenem Ventilator verbunden ist, um den Luftschleier
aus Außenluft um das Gehäuse zu legen.
Zusätzlich oder alternativ kann zumindest eine der Lüftungsvorrichtung
mit der Druckseite des Hauptförderweges verbunden werden, wobei dann der Luftschleier
aus Außenluft über den Hauptförderweg gespeist wird.
Bei beiden Varianten ergeben sich Vor- und Nachteile. So besteht zum
Beispiel die Möglichkeit, wenn ein eigener Nebenförderweg mit Ventilator
zur Erzeugung des Luftschleiers verwendet wird, den Ventilator auf einfache Weise
über einen Drallregler oder eine Drehzahlregelung zu steuern. Allerdings erzeugt
eine derartige zusätzliche Steuerung auch zusätzliche Kosten, während
andererseits die einfache Erzeugung eines Shunts zum Hauptförderweg um die
notwendige Luft für den Luftschleier abzuleiten eventuell Auswirkungen auf
die sonstige Regelung der Luftförderung haben könnte.
Erfindungsgemäß wird weiterhin vorgeschlagen, dass mindestes
eine Luftführungsvorrichtung als länglicher Schlitz mit mindestens einem
Luftführungsblech ausgeführt ist, welches die Strömungsrichtung des
Luftschleiers entlang der Gehäusewand ausrichtet. Gegebenenfalls besteht die
Möglichkeit ein solches Luftführungsblech variabel und einstellbar zu
gestalten, so dass im Betrieb eine optimale Ausrichtung des Luftschleiers möglich
ist.
Zusätzlich können eine Vielzahl von Luftleitlamellen eingebaut
werden, die ebenfalls die Strömungsrichtung des Luftschleiers beeinflussen
können, so dass eine optimale Verteilung des Luftschleiers über die Breite
der Gehäusewand möglich ist.
Anstelle länglicher Schlitze mit Luftführungsvorrichtungen
besteht auch die Möglichkeit, eine oder mehrere Düsen anzuordnen, wobei
vorzugsweise in einer oder zwei Ebenen schwenkbare Düsen verwendet werden können,
die eine exakte Ausrichtung des gewünschten Luftschleiers ermöglichen.
Außerdem besteht auch die Möglichkeit, eine Kombination der Luftführungen
durch Luftschlitze und schwenkbare Düsen zu nutzen.
Die Luftführungsvorrichtungen können beispielsweise in einer
horizontalen Ebene, vorzugsweise im unteren Bereich des Gehäuses, mit nach
oben gerichtetem Luftschleier angeordnet werden. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit,
diese Luftführungsvorrichtungen in den oberen Bereich des Gehäuses zu
verlagern und den Luftschleier nach unten zum Boden hin auszurichten.
Bei relativ großen Flächen, die durch den Luftschleier gegen
Feuchtigkeit isoliert werden sollen, besteht auch die Möglichkeit die Luftführungsvorrichtungen
in mehreren horizontalen Ebenen anzuordnen.
Es ist weiter darauf hinzuweisen, dass die erfindungsgemäße
Belüftungsanordnung derart ausgestaltet ist, dass im Förderweg der Außenluft
mindestens ein Wärmetauscher angeordnet sein kann, der die geförderte
Außenluft oder Teile der geförderten Außenluft erwärmt oder
abkühlt. Außerdem besteht die Möglichkeit, eine Trockenvorrichtung
im Förderweg der Außenluft anzuordnen, wobei hierdurch die Wirkung des
Luftschleiers bezüglich der Verhinderung von Kondensationserscheinungen verbessert
wird.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles
mit Hilfe der Figuren näher beschrieben, wobei nur die zum Verständnis
der Erfindung notwendigen Merkmale dargestellt sind.
Die Figuren zeigen im einzelnen:
1: Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße
Belüftungsanordnung mit Blick von der Feuchtrauminnenseite auf eine Außenwand,
mit zwei davor angeordneten Belüftungsanlagen;
2: Aufsicht auf die Belüftungsanlage gemäß
1;
3: Frontansicht einer Belüftungsanlage aus den
1 und 2;
4: Seitenansicht der Belüftungsanlage aus
3;
5: Detailansicht des Gehäuses der Belüftungsanlage
aus 3 mit zwei beispielhaften Lüftungsschlitzen.
Die 1 zeigt einen Längsschnitt durch
eine erfindungsgemäße Belüftungsanordnung mit einer ersten und zweiten
Belüftungsanlage 1 und 2, welche an einer Außenwand
20 stehend eines Feuchtraumes angeordnet sind. Links und rechts neben den
beiden Belüftungsanlagen 1 und 2 sind zwei Gebäudeträger
21 zu erkennen zwischen die die beiden Belüftungsanlagen gestellt
wurden. Die Belüftungsanlagen holen sich in diesem Beispiel die Außenluft
direkt durch die Außenwand 20 über entsprechende Zufuhrkanäle,
die hier nicht dargestellt sind.
Beide Belüftungsanlagen verfügen über jeweils zwei
Ventilatoren 3.1 und 3.2, die die Außenluft über den
zuvor erwähnten Lüftungskanal ansaugen und über einen Filter
11, einen Wärmetauscher 4 und einen Schalldämpfer
22 führen und einen hier ebenfalls nicht näher dargestellten
Luftführungskanal zur Belüftung des Feuchtraumes leiten. Die Wärmetauscher
4 sind mit einem Wasseranschluss 5 versehen, durch den die entsprechende
Wärmezufuhr beziehungsweise Wärmeabfuhr an dem Wärmetauscher
4 gewährleistet wird.
Wie zuvor bereits dargestellt, werden die Gehäuse solcher Belüftungsanlagen
durch die hohe Menge der durchgesetzten Luft entsprechend der Temperatur der durchgesetzten
Luft abgekühlt, so dass an deren Gehäuseaußenwänden Kondensationserscheinungen
entstehen können, sobald der Taupunkt der Feuchtrauminnenluft höher ist,
als die Temperatur der Gehäuseoberfläche. Unten extremen Bedingungen reichen
hier intensive Isolationen der Gehäusewände nicht aus, um die Kondensation
auf den Außenwänden zu verhindern. Es besteht zwar grundsätzlich
die Möglichkeit, die Außenwände entsprechend zu beheizen, jedoch
führt dies zu enormen Betriebskosten, die in der Praxis praktisch nicht durchsetzbar
sind.
Die 2 zeigt die Anordnung aus der
1 mit den beiden Belüftungsanlagen 1
und 2 in der Aufsicht. Gut zu erkennen sind die nun zusätzlich zu
sehenden Wasserabfuhrflansche 6, die das verbrauchte Wasser der Wärmetauscher
4, die nur in der 1 gezeigt sind, abführen.
Jede Belüftungsanlage 1 und 2 besteht aus zwei separaten
Kammern 7 und 8, die jeweils einen Ventilator, wie in der
1 zu sehen, enthalten.
Es sind nun in dieser Ansicht gut die unten an den Gehäusewandungen
seitlich und vorne angeordneten länglichen Lüftungsschlitze
9 mit ihren Luftleitblechen zu erkennen. Diese Lüftungsschlitze fördern
eine Stromaußenluft entlang der Gehäusewände nach oben, so dass sich
zwischen Gehäuseaußenwand und der feuchten Raumluft ein Luftpolster bildet,
welches dafür sorgt, dass eine Kondensation an der Gehäuseaußenwand
nicht möglich ist.
Die Anordnung eines solchen Lüftungsschleiers ist beispielhaft
in der 3 dargestellt, die beispielhaft die Belüftungsanlage
2 in einer Frontansicht zeigt. Seitlich und vorne sind jeweils Lüftungsschlitze
9 angeordnet, die einen Lüftungsschleier 19 entlang der Gehäuseoberfläche
erzeugen. Ein solcher Lüftungsschleier 19 ist schematisch auf der
rechten Seite des Bildes gezeigt. Das dort mit einem Kreis 13 umrandete
Detail wird nochmals in der nachfolgenden 5 vergrößert
dargestellt.
Die 4 zeigt die gleiche Belüftungsanlage
aus 3 nochmals in einer Seitenansicht, wobei hier lediglich
zusätzlich der Hauptschalter 12 der Anlage zu sehen ist. Der Wasserzufuhrflansch
5 und der Wasserabfuhrflansch 6 sind ebenfalls abgebildet.
In der 5 ist das Detail 13 aus
der 3 vergrößert dargestellt. Hier sind beispielhaft
längliche Lüftungsschlitze 9 gezeigt, durch die ein Luftstrom
16, der durch Außenluft gespeist wird, entweicht. Die Lüftungsschlitze
verfügen über Luftleitbleche 14, die eine entsprechende Ausrichtung
des Luftstromes 16 bewirken, wobei zwischen dem Luftstrom 16 und
der Gehäuseaußenwand einerseits ein Winkel 17 eingestellt werden
kann, mit dem der Luftstrom 16 sich von der Gehäuseaußenwand
entfernt. Weiterhin kann durch die ebenfalls gezeigten Luftleitlamellen
15 dieser Luftstrom 16 entlang der Gehäuseaußenwand
mit einem Winkel 18 zusätzlich ausgerichtet werden. Durch diese beiden
Maßnahmen lässt sich eine vollkommene Abdeckung der Gehäuseaußenwand
mit einem Luftschleier erreichen, so dass dort keine Kondensationserscheinungen
mehr entstehen können.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale der Erfindung
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen
oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
- 1
- erste Belüftungsanlage
- 2
- zweite Belüftungsanlage
- 3.x
- Ventilatoren
- 4
- Wärmetauscher
- 5
- Wasserzufuhr für Wärmetauscher
- 6
- Wasserabfuhr für Wärmetauscher
- 7
- erste Kammer
- 8
- zweite Kammer
- 9
- Lüftungsschlitze
- 10
- Gehäusewand
- 11
- Filter
- 12
- Hauptschalter
- 13
- Detail
- 14
- Luftleitbleche
- 15
- Luftleitlamellen
- 16
- Strömungsrichtung des Luftschleiers
- 17
- erster Strömungswinkel
- 18
- zweiter Strömungswinkel
- 19
- Luftschleier
- 20
- Außenwand
- 21
- Gebäudeträger
- 22
- Schalldämpfer