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Dokumentenidentifikation DE102006014665A1 04.10.2007
Titel Belüftungsanordnung für einen Feuchtraum mit hoher relativer Luftfeuchtigkeit und Temperatur
Anmelder AL-KO Kober AG, 89359 Kötz, DE
Erfinder Törpe, Martin, 86899 Landsberg, DE;
Wessbecher, Martin, 89349 Burtenbach, DE
Vertreter Binder, A., Dipl.-Phys. Dr.phil.nat., Pat.-Anw., 89335 Ichenhausen
DE-Anmeldedatum 28.03.2006
DE-Aktenzeichen 102006014665
Offenlegungstag 04.10.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.10.2007
IPC-Hauptklasse F24F 13/22(2006.01)A, F, I, 20060328, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F24F 3/14(2006.01)A, L, I, 20060328, B, H, DE   F24F 9/00(2006.01)A, L, I, 20060328, B, H, DE   
Zusammenfassung 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 (10), umgebend eine Belüftungsanlage (1) mit zumindest einem Ventilator (3.x), 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.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Gehäuse mindestens eine Luftführungsvorrichtung (9, 14, 15) aufweist, die Außenluft als Luftschleier (19) entlang mindestens einer Gehäuseaußenwand (10) auf der Feuchtraumseite führt.

Beschreibung[de]

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


Anspruch[de]
Belüftungsanordnung für einen Feuchtraum mit hoher relativer Luftfeuchtigkeit und Temperatur, zumindest aufweisend:

1.1. einen Feuchtraum, in dem aufgrund dort ablaufender Arbeitsprozesse eine Umgebungsluft mit hoher relativer Luftfeuchtigkeit herrscht,

1.2. ein Gehäuse mit mindestens einer im Feuchtraum liegenden Gehäuseaußenwand (10), umgebend eine Belüftungsanlage mit zumindest einem Ventilator (3.x), welcher Außenluft über zumindest einen Hauptförderweg von Außen in den Feuchtraum fördert,

1.3. wobei der Taupunkt der Umgebungsluft im Feuchtraum höher liegt als die Temperatur der Außenluft,

dadurch gekennzeichnet, dass

1.4. das Gehäuse mindestens eine Luftführungsvorrichtung (9, 14, 15) aufweist, die Außenluft als Luftschleier (19) entlang mindestens einer Gehäuseaußenwand (10) auf der Feuchtraumseite führt.
Belüftungsanordnung gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an mehreren, vorzugsweise allen, Seiten des Gehäuses (10) Luftführungsvorrichtungen (9, 14, 15) angebracht sind, die Außenluft als Luftschleier (19) entlang der Gehäuseaußenwände (10) auf der Feuchtraumseite führen. Belüftungsanordnung gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Luftführungsvorrichtung (9, 14, 15) mit einem eigenen Nebenförderweg und eigenen Ventilator verbunden ist, um einen Luftschleier (19) aus Außenluft um das Gehäuse zu legen. Belüftungsanordnung gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Luftführungsvorrichtung (9, 14, 15) mit der Druckseite des Hauptförderweges verbunden ist, um einen Luftschleier (19) aus Außenluft um das Gehäuse zu legen. Belüftungsanordnung gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Luftführungsvorrichtung als länglicher Schlitz (9) mit mindestens einem Luftführungsblech (14) ausgeführt ist, welches die Strömungsrichtung des Luftschleiers (19) entlang der Gehäuseaußenwand (10) ausrichtet. Belüftungsanordnung gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Luftführungsvorrichtung als länglicher Schlitz (9) mit einer Vielzahl von Luftleitlamellen (15) ausgeführt ist, welche die Strömungsrichtung des Luftschleiers (19) ausrichten. Belüftungsanordnung gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Luftführungsvorrichtung als vorzugsweise schwenkbare Düse ausgeführt ist. Belüftungsanordnung gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungsvorrichtungen (9, 14, 15) in einer horizontalen Ebene angeordnet sind. Belüftungsanordnung gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungsvorrichtungen (9, 14, 15) in mehreren horizontalen Ebenen angeordnet sind. Belüftungsanordnung gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Wärmetauscher (4) im Förderweg der Außenluft angeordnet ist. Belüftungsanordnung gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Wärmetauscher (4) die Außenluft erwärmt. Belüftungsanordnung gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Wärmetauscher (4) die Außenluft abkühlt. Belüftungsanordnung gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Trockenvorrichtung im Förderweg der Außenluft angeordnet ist.






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