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    公开号:WO1986007129A1
    申请号:PCT/EP1986/000299
    申请日:1986-05-16
    公开日:1986-12-04
    发明作者:Christian Koch
    申请人:Christian Koch；
    IPC主号:F24F3-00
    专利说明:
    [0001] Verfahren und Vorrichtung zur optimalen Heizung, Lüftung und
    [0002] Abluftreinigung von industriellen Hallen Zusammenfassung von der Patentanmeldung und Zusatzpatent¬ anmeldung Verfahren und Vorrichtung zur optimalen Heizung, Lüftung und Abluftreinigung von industriellen Hallen P 35 18 143.5 und P 36 11 434.0 sowie G 85 14 955.1 und G 86 09 196.4
    [0003] Verfahren und Vorrichtung zur optimalen Heizung, Lüftung und Abluftreinigung von industriellen Hallen
    [0004] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur energiesparenden Heizung, Belüftung und Abluftreinigung von industriellen Hallen mit einer hohen Luftqualität in der Aufenthaltszone der Arbeiter und einer hochwertigen Abluftreinigung der aus der Halle abgeführten Abluft.
    [0005] Nach dem Stand der Technik werden heute Hallen direkt be¬ heizt durch eine Warmluft-, armwasser- oder Strahlungshei¬ zung, entlüftet mit einem Abluftventilator und evtl. Staub¬ filter in der Abluft und belüftet durch Teilrückführung der Abluft oder durch offene Fenster oder Türen.
    [0006] Bei der Rückführung der Abluft wird sowohl mit Umluft als auch mit Frischluftzusatz gearbeitet, wobei die Luft in Form einer Luftheizung in die Halle geführt wird. Nachteil der gegenwärtigen Lösung ist ein hoher Energieauf- wand für die Beheizung der Halle, Einmischung der schlechten Luft aus der oberen Hallenregion und die Rückführung schlechter Luft bei der Umluftschaltung.
    [0007] Der Energieaufwand wird teilweise auch dadurch zu mindern versucht, daß die Abluft mit der Zuluft in Wärmetauschkon- täkt gebracht wird. Dabei wird der feuchten Abluft gegenüber der trockenen Zuluft aber nur ein sehr bescheidener Wärmean¬ teil entzogen, sodaß diese Maßnahme nur einen bescheidenen Erfolg bringt. Es wurde nun gefunden, daß das Beheizungs- und Lüftungspro¬ blem unabhängig von den unterschiedlichen Hallenhöhen da¬ durch gelöst werden kann, daß die untere Luftschicht bzw. der untere Raum von 2 m Höhe mit einem optimalen Luft- und Empfindungstemperaturqualität versorgt wird ohne durch Maß- nahmen die schlechte Luftqualität der oberen Hallenschichten in diese Schicht- wieder zurückzuführen.
    [0008] Zentrales Element für die Realisierung der Erfindung ist ein Zuluftturm, der sowohl Frischluft durch Luftansaugöffnungen oberhalb des Daches als auch Umluft durch Ansaugöffnungen unterhalb des Hallendaches durch einen Ventilator ansaugt. Die Ansaugöffnungen ober- und unterhalb des Daches sind mit einem wechselbar verschließbaren Mechanismus verbunden, der einerseits die Außenansaugung während der Anheizphase ver¬ schließt und die Ümluftansaugung öffnet, andererseits die Außenansaugung öffnet und die ümluftansaugung schließt, wenn die Abluftgebläse in Betrieb gehen.
    [0009] Es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Ventilatordrehzahl kontinuierlich oder stufenweise an die Leistung der Absaug¬ ventilatoren durch einen zentralen Vergleich beider Systeme, beispielweise statischen Umformern für die Motoren der Zu- luftturmventilatoren, angepaßt wird. Die Zuluft, die über Dach angesaugt wird, wird über Wärmerückgewinnung aus der energiereichen Abluft beheizt und zusätzlich befeuchtet.
    [0010] Hinsichtlich der Befeuchtung hat sich gezeigt, daß eine Vorwärmung der Luft vor der Einspritzung nicht notwendig ist, sodaß es aus thermodynamischen Gründen günstig ist, die Einspritzung vor dem Wärmetauscherpaket vorzunehmen, wobei die Versprühung des Wassers möglichst fein erfolgen soll, um die bei der Verdunstung zurückbleibenden Salze in trockener Form aus dem Wärmetauscher auszutragen, ohne sie dort anzulagern.
    [0011] Vorteilhaft bei der Befeuchtung hat sich auch herausge¬ stellt, daß vor die Befeuchtung eine einzelne Reihe des Wärmetauscherpaktes vorgeschaltet wird, um das Einfrieren der Sprühdüsen im Winter zu verhindern.
    [0012] Da die Austrittsöffnungen der aufbereiteten Frischluft nahe der Arbeitszone des Personals sind, hat es sich als vorteil¬ haft erwiesen, die vier Seiten der Austrittsöffnungen durch Vordrosselgitter getrennt einzustellen. Bei Veränderungen der Arbeitsverhältnisse muß diese Voreinstellung leicht nachregelbar sein. Damit ist sowohl die Austrittrichtung als auch die Menge auf jeder Seite getrennt einstellbar. Die unterschiedlichen Zu- und Abluftmengen bei der Hallenbe¬ lüftung hat auch ihre Auswirkungen auf die Wärmerückgewin- nung. Es hat sich nun als vorteilhaft herausgestellt, die Wärmepumpe stufenweise in Abhängigkeit der Rücklauftempera- tur des Verdampferkreislauf s zu regeln, da das verminderte Angebot von Abluft auch bei der Wärmepumpe zu einer zu starken Abkühlung der Sole im Verdampfer der Wärmepumpe führt, sodaß in dem Fall die Wärmepumpe stufenweise zurück¬ schaltet und die umlaufende Solemenge des Verdampferkreis¬ laufes zurückgefahren wird. Im Zuluftstrom werden durch Wärmetausch im Gegenstrom mit der Frischluft so niedrige Wassertemperaturen in den Wärme¬ tauschern erzeugt, daß dieses Wasser oder Sole in den Wärme¬ tauschern der Abluft nicht nur eine Abkühlung der Abluft, sondern auch eine Kondensation der in der Abluft enthaltenen Feuchtigkeit zumindest teilweise erreicht wird.
    [0013] Diese Kondensation des Wasserdampfes der Abluft führt zu einer gekoppelten Ausscheidung der in der Abluft fest, flüs¬ sig und gasförmig bzw. aerosolförmig enthaltenen Schadstoff- teilchen und stellt eine hervorragende Abluftreinigung dar. Die erreichte Schadstoffreinheit übersteigt die geforderte Reinheit oft wesentlich.
    [0014] Zur Verbesserung der Abluftreinigung und -Wärmeausnutzung kann in dem Wasserkreislauf zwischen den Zulufttürmen und den Abluftwärmetauschern auch ein Kältekreislauf zugeschal- tet werden, der die Wirkungen, insbesondere auch bei höheren Außentemperaturen hinsichtlich der Wärmerückgewinnung und Abluftreinigung verbessert.
    [0015] Bei stark staubhaltigen Abluftmengen kann vor der Abkühl¬ strecke der Abluft auch ein Feststo fabscheider bzw. -filter vorgeschaltet werden.
    [0016] Zur Deckung des Wärmebedarfes, insbesondere des Transmis¬ sionswärmebedarfes in der Anheizphase und bei besonders niedrigen Außentemperaturen, bzw. bei niedrigem Maschinen- wärmeanfall, kann die Zuluft in den Türmen auch noch weiter aufgeheizt werden, indem die Luft über einen Wärmetauscher mit Wärme aus einem Heizkreislauf weiter aufgeheizt wird. Vorteilhaft hat sich auch der Einsatz eines Strahlungs- oder Wärmewellensystems gezeigt, welches ohne zu starke Vertikal¬ mischung der Luft in der Halle die Wärme insbesondere in der morgentlichen Anheizphase zuführt. Dabei kann durch die Besonderheit der Wärmeübertragung durch Strahlung die An¬ heizzeit verkürzt werden. Es ist aber auch die Kombination der Zuluftaufheizung durch Wärmerückgewinnung und Niedertemperaturheizung evtl. Abwär¬ meverwertung von flüssigkeitsgekühlten Maschinen, Abfallver¬ brennung und Strahlungsheizung oder Wärmewellenheizung denk¬ bar. Fig.1 zeigt den erfindungsgemäßen Aufbau des Zuluftturmes. Mit 1 sind die Wetterschutzgitter, die sich an zwei gegen¬ überliegenden Seiten befinden, bezeichnet. An der Innenseite davon befinden sich die Zuluftklappen 2, die über ein Ge¬ stänge 5 mit den darunter angeordneten Umluftklappen 4 ver- bunden sind.
    [0017] Mit 6 ist der Ventilator bezeichnet, der durch einen stufen¬ los regelbaren Drehstrommotor 14 angetrieben wird und die Luft entgegen dem Auftrieb durch die Wärmetauscher durch den Turm über die Ausblasgitter 11 direkt in die Arbeitszone der Halle führt. Zwischen den Düsenstöcken der Luftbefeuchtungs¬ einrichtung 9, die auch zur gelegentlichen Reinigung der Wärmetauscher herangezogen werden kann, und dem Ventilator 6 ist ein Wärmetauscherelement 8 angeordnet, damit im Winter die kalte Zuluft soweit aufgewärmt wird, daß die Düsenstδcke 9 gegen Einfrieren geschützt sind. Die Aufwärmung der ange¬ feuchteten Luft auf Behaglichkeitstemperatur findet im Wär¬ metauscher 10 statt. Diesem Wärmetauscher ist ein Filter nachgeordnet, in dem u.a. auch die staubförmig anfallenden Salze aus der Luftbefeuchtung ausgeschieden werden. Die beiden Wärmetauscher 8 und 10 können dabei auch als 1 Wärmetauscher ausgebildet werden, wie aus Abb. 2 ersicht¬ lich, wenn die Befeuchtung 9 beispielsweise oberhalb des Wärmetauschers angeordnet und mit einer Elektroheizung 15 als Schutz gegen Einfrieren der Leitung ausgerüstet ist. Der Turm kann dabei aus verzinktem Stahlblech oder auch aus Kunststoff hergestellt werden, wenn die relativ schweren Wärmetauscher selbsttragend im unteren Teil des Turmes ange- ordnet sind.
    [0018] Mit 11 sind die einzeln verstellbaren Auslaßgitter bezeich¬ net, die allseitig eine individuelle Zuleitung der frischen, erwärmten Außenluft in den Arbeitsbereich der Halle er¬ möglichen. Mit 12 ist die Tropfwasserwanne bezeichnet, die überschüs¬ siges Einspritzwasser im Winter oder anfallendes Kondensat bei extremen Sommerbedingungen ableitet. Die kleine Kon¬ densatableitung 14 leitet die anfallende Feuchtigkeit ge¬ zielt ab, beispielsweise durch den Boden der Halle in die darunterliegende kieshaltige Schicht.
    [0019] Im Fuß des Zuluftturmes befindet sich ein Leerraum 13, der für die Unterbringung der elektrischen Ausrüstung herange¬ zogen werden kann. Die Wärmetauscher 8 und 10 der Abb. 1, bzw. der Wärmetau¬ scher 10 der Abb.2 symbolisieren die Zufuhr von Wärme aus: 1. ) Abkühlung der Abluft in der 1. Stufe mit wasserdurch¬ strömten Wärmetauscher 2.) Abkühlung der Abluft in der 2.Stufe mit soledurchström¬ ten Wärmetauscher, der in einem als Kältemaschine ar¬ beitenden Wärmepumpenkreislauf geschaltet ist. 3.) Niedetemperaturheizung, beispielsweise aus der Abfall¬ verbrennung, Abwärmeverwertung von flüssigkeitsge- kühlten Maschinen und/oder einer Heizungs- bzw. Fern¬ wärmeanlage. Fig. 3 zeigt das Zusammenwirken der erfindungsgemäßen Kompo¬ nenten. In der Zuluftaufwärmung ist mit 1 der Zuluftturm mit den Wärmetauschern 8 und 10, im Wärmerückgewinnungsteil der Abluft ist mit 11 der Wasserwärmetauscher bezeichnet, der mit dem abgekühlten Wasser des Zuluftturmes die Abluft kühlt und dabei das Wasser erwärmt. Diesem Wärmetauscher nachge¬ ordnet kann ein weiter Wärmetauscher 12 angeordnet sein, der mit dem Verdampfer 41 einer Wärmepumpe 16 der Abluft noch weitere Wärme und auch Feuchtigkeit entzieht. Das dabei anfallende schmutzige Kondensat 13 wird über eine Kondensat¬ aufbereitung 14 gereinigt und bei 15 in die Ab asserleitung eingeführt.
    [0020] Die Wärmepumpe 16 kühlt im Winter die Abluft durch die Sole des Verdampfers 41 und im Sommer heizt sie die Abluft mit dem Wasser des Verdampferkreislaufes 17. In diesem Fall wird der Wärmetauscher 12 gekühlt durch die mit der Einspritzung von Wasser aus den Düsen 18 gekühlten Abluft. Diese wasser- dampfhaltige Abluft wird dann über das im Kondensatorkreis¬ lauf 19 anfallende warme Wasser nicht mehr so hoch aufge¬ heizt, sodaß die Lieferkennzahl der Wärmepumpe im Sommer nicht schlechter ist als im Winter. Eine weitere Wirkung des eingespritzten Wassers ist die Übernahme der Reinigung der Abluft, die im Winter durch die Auskondensation des Wasserdampfes bei der Abkühlung der Luft bewirkt wird. Die Regelung der Wärmepumpe durch unterschiedliche Zu- und Abluftmengen wird über die Rücklauftemperatur 28 des Ver¬ dampferkreislaufes 17 bewerkstelligt und zwar so, daß bei reduzierter Abluftmenge und konstant gehaltener Rücklauftem¬ peratur die Soledurchflußmenge durch Androsselung des Regel¬ ventils 30 vermindert wird. Dadurch wird das Wärmeangebot im Verdampfer 41 der Wärmepumpe 16 kleiner, was ein Absenken der Leistung des Verdichters 29 der Wärmepumpe zur Folge hat.
    [0021] Fig. 4 zeigt die Verrohrung mit den für die Sommer- Winter- umschaltung notwendigen Armaturen. Die Pfeilrichtung gibt die Strömungsrichtung des Wassers-, bzw. Solekreislaufes während des Winterbetriebes an. Mit 50 ist die Anschlußrich¬ tung zu den Zulufttürmen, mit 51 die Anschlußrichtung von den Zulufttürmen angegeben. Fig. 5 zeigt in Anlehnung an Fig. 4 die Strömungsrichtung des Wassers-, bzw. Solekreislaufes während des Sommerbe¬ triebes an.
    [0022] Im Sommer steht somit bei der erfindungsgemäßen Schaltung durch die Kühlung des Wassers im Wärmetauscher 11 und mit der kalten Sole der Wärmepumpe ein Kälteleistungspotential für die Zulufttürme zur Verfügung, welches die Hallentempe¬ ratur im Sommer in den meisten Stunden um 22 grd C begrenzen kann. Das Kreislaufwasser 19 in Fig. 3 für die Beheizung oder Kühlung der Zulufttürme durchläuft somit je nach Ausfüh¬ rungsform 1, 2 oder 3 Stufen auf der Erwärmungs- oder Küh¬ lungsseite, sowohl im Sommer als auch im Winter. Im Winter wird das Kreislaufwasser durch die Wärme geheizt, die aus der Abluft über den Wärmetauscher 11 und 12 mit der zugeschalteten Wärmepumpe entzogen wird und durch die Nach¬ heizung eines warmwassergeheizten Nacherhitzungswärmetau¬ schers 25. Die Kühlung des Wassers geschieht im Gegenstrom von unten nach oben. Die Temperatur der Zuluft wird dabei auf Befeuchtungstemperatur erwärmt, befeuchtet und unter Verdampfung von eingespritztem Wasser auf Zuluftqualität nachgeheizt.
    [0023] Im Sommer erfolgt die Abkühlung des Kreislaufwassers mit der abgekühlten und mit Feuchtigkeit gesättigten Abluft in einem Wärmetauscher (11). Die weitere Abkühlung dieses Kreislauf- wassers geschieht durch den Wärmetauscher, der mit der Sole des Verdampferkreislaufes gekühlt wird.
    [0024] Das so gekühlte Kreislaufwasser kühlt den Zuluftstrom der Zulufttürme im Gegenstrom. Die Warmwassererzeugung für die Nachheizung der Luft im Winter geschieht durch die Niedertemperaturheizung 20, die gekoppelt sein kann mit einer Wärmewellenheizung 21. Mit diesem Warmwasser kann der Heizkreislauf 22 nicht nur das Kreislauf asser für die Zulufttürme weiter aufheizen, son¬ dern auch konventionelle Heizkörper insbesondere für die Niedertemperaturheizung von Büros (23) beheizen, sowie Brauchwasser in einem Wärmetauscher 24 aufheizen. In einem speziellen Ausführungsbeispiel (Winterbetrieb) wer¬ den die Besonderheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert.
    [0025] Eine 18000 m2 große und 9m hohe Produktionshalle soll im Winter außerhalb der Produktionszeit auf einer Temperatur von 5 grdC, während der Produktionszeit auf 20 grdC gehalten werden, wobei dann eine betriebsbedingte Abluftmenge von 160000 m3/h erforderlich ist. Die Zuluft wird direkt vom Dach über Zulufttürme zugeführt, wobei jeder Turm für eine Zuluftmenge von je 10000 m3/h ausgelegt ist. In der produktionsfreien Zeit wird die Halle durch einen reinen Umluftbetrieb, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Abluftgebläse ausgeschaltet, die Zuluftklappen 2 ge¬ schlossen und die Umluftklappen 4 geöffnet sind, auf Tempe¬ ratur gehalten. Die erforderliche Transmissionswärme von 490 kW wird dadurch gedeckt, daß der Ventilator 6 eines jeden Turmes 3800 m3/h ansaugt und sie durch die Wärmetauscher 8 und 10 drückt. Durch die Abgabe von 30,7 kW je Zuluftturm wird die Umluft auf 25 grdC zurüσkerwärmt und durch die Ausblasgitter 11 in die Halle gegeben. Beim Umluftbetrieb findet keine Luftbefeuchtung statt und die Wärmepumpeneinheit ist ebenfalls abgeschaltet. Zuluft- und Abluftmengen können für besondere Produktions¬ verhältnisse entsprechend gedrosselt werden. Dieses ge- schieht sowohl durch Verminderung der Luftmenge je Turm durch die Verringerung der Drehzahl der Zuluftventilatoren als auch durch Ausschalten des Ventilators. Für eine gleich¬ mäßige Auskühlung des Kreislaufwassers in den Wärmetau- schern der Zulufttürme sorgen Ablauftemperaturbegrenzer.
    [0026] Die -15 grdC kalte Zuluft wird über Dach in die Zulüfttürme angesaugt und im Wärmetauscher 2 unter Wärmezufuhr von ca. 55,8 kW/Zuluftturm auf die Befeuchtungstemperatur von 7 grdC erwärmt. Über die Befeuchtungseinrichtung wird der Luft soviel Feuchtigkeit zugeführt, bis eine rel. Luftfeuchte von 95% erreicht wird. Die Feuchtigkeitszugäbe selbst kann dampf- oder aerosolförmig erfolgen, da so in beiden Fällen die in der Feuchtigkeit gelösten Salze bei der Erwärmung im Wärmetauscher 10 staubförmig herausfallen und im Filter 7 ausgeschieden werden.
    [0027] Die erforderliche Verdampfungs ärme von 60 kW/Turm und die restliche Wärme von ebenfalls 60kW/Turm für die Naσhheizung der Luft auf Behaglichkeitstemperatur erfolgt im Wärmetau¬ scher 10. Auf dem Wege durch den Zuluftturm wird das Umlaufwasser von 35 grdC auf 6 grdC abgekühlt. Mit dieser Temperatur gelangt es in den Wärmetauscher 11, wo dem Wasser 870 kW durch die Abkühlung der Hallenabluft zugeführt werden. Bei diesem Wärmetausch kühlt sich die Abluft in der I.Stufe auf 10 grdC ab, während das Wasser von 6 auf 15 grdC erwärmt wird. In der 2. Abkühlstufe erreicht die Abluft eine Tempe¬ ratur von 5 grdC. Das dabei ausfallende Kondensat 13 von ca. 540 1/h bindet einerseits den in der Luft feinstverteilten Staub und schwemmt ihn aus, andererseits bindet das Konden¬ sat die aus der Spritzerei kommenden Aerosole, wodurch eine max. mögliche Abluftreinheit erzielt wird.
    [0028] Die der Abluft in der 2. Abkühlstufe entzogene Wärme von 445 kW wird über einen Wärmepumpenkreislauf dem Umlaufwasser zugeführt, das sich beim Durchströmen des Kondensators 42 auf 20 grdC und dahinter im Nacherhitzungswärmetauscher 25 auf 35 grdC erwärmt. Das 35-grädige Wasser wird zu den Zulufttürmen gepump, wo es sich wieder abkühlt, der Um- laufwasserkreislauf ist geschlossen.
    [0029] Im Wärmetauscher der Niedertemperaturheizung 20 erwärmt sich das Wasser von ca. 40 grdC auf 61 grdC. Ein Teilstrom wird für die Warmwasseraufbereitung 24, die 30 kW erfordert, abgezweigt. Dabei kühlt sich das Wasser auf durchschnittlich 60 grdC ab.
    [0030] Hinter der Warmwasseraufbereitung gelangt ein weitere Teil¬ strom Wasser mit einem Wärmeinhalt von 290 kW in das Hei¬ zungssystem 23 für den Bürotrakt und die Sozialräume. Im Nacherhitzungswärmetauscher 25 werden 1450 kW abgebaut, wobei auf der Seite der Niedertemperaturheizung die Tem¬ peratur von 60 auf 40 grdC fällt, während sie auf der Seite des Umlaufwassers für die Belüftung von 20 auf 35 grdC steigt, der Heizungskreislauf ist geschlossen. Ein weiteres Ausführungsbeispiel soll die erfindungsgemäße Vorrichtung näher erläutern.
    [0031] Der warme Solestrom wird in die Wärmetauscher der Zulufttür¬ me in einer Höhe von 3 m eingeleitet. Der Wärmetauscher 10 eines Zuluftturmes hat die Maße 1,33 m und 1,17 m und eine Höhe von 1,5 m. Er befindet sich in einem Zuluftturm aus verzinktem Stahlblech mit den Querschnittsmaßen 1,38 und 1,22 m. Etwa 0,5 m oberhalb des Wärmetauschers 10 liegen die Luftbefeuchtungsdüsenstöcke, die ca. 50 1/h Wasser in dampf- oder aerosolfδrmigen Zustand in- den Luftstrom geben.
    [0032] Unterhalb des Wärmetauschers 10 liegt quer zum Luftstrom eine ca. 5 cm dicke Filtermatte, die den ganzen Querschniit ausfüllt, darunter beginnen in einer Höhe von etwa 2,5 m an den Seitenwänden des Zuluftturmes die verstellbaren Ausblas- gitter mit den äußeren Maßen von 1 m x 0,5 m. In einer Höhe von 2 m wird die Querschnittsfläche des Turmes mit einer Tropfwasserwanne ausgefüllt, die gleichzeitig die Decke für den im Fuß des Turmes befindlichen Elektronikraumes bildet. Unmittelbar oberhalb der Düsenstöcke für die Luftbefeuchtung befindet sich in einer Höhe von 4,5 m und 5 m ein schmales Wärmetauscherelement, darüber, in einer Höhe von 6 m, kommt der Ventilator zu liegen.
    [0033] Unterhalb der Hallendecke, in einer Höhe von ca. 7m über den Hallenboden befinden sich zwei gegenüberliegende Umluftklap- pen mit den Maßen von 1 m x 0,5 m. Sie sind über ein motor¬ gesteuertes Gestänge mit den oberhalb des Hallendaches lie¬ genden Frischluftklappen, die die gleichen Abmessungen ha¬ ben, verbunden. Beim Start der Abluftgebläse, die in einem separaten Filterhaus liegen, schließen die Umluftklappen bei gleichzeitigem öffnen der Zuluftklappen.
    [0034] Die kalte Wasserleitung des Kreislaufwassers wird in den Wärmetauscher für die Hallenabluft mit den Abmessungen 4,4 m x 4,5 m und der Spritzerei-Abluft mit den Abmessungen 2,5m x 2,5m geleitet. Beide Wärmetauscher haben eine Tiefe von 0,7 m. Unmittelbar dahinter befindet sich jeweils der Kondensa¬ tionswärmetauscher mit den gleichen Abmessungen, allerdings mit einer Tiefe von 0,3 m. Am Ende der kalten Wasserleitung des Kreislaufwassers befin¬ den sich der Kondensator des Wärmepumpenkreislaufes mit den Abmessungen 0,5m x 0,5m xl,5m und der Wärmetauscher für die Nacherhitzung mit den Abmessungen 1,0m x 1,0m x 2,0m. Die Wärmetauscher der Wärmepumpeneinheit und der Nacherhitzung, incl. aller Pumpen werden kompakt in einem Raum installiert. Im gleichen Raum befindet sich der Wärmetauscher für die Niedertemperaturheizung mit den Maßen 1,5m x 1,5m x 0,5m. Auf der Vor- und Rücklaufseite des Niedertemperaturwärme¬ tauschers befindet sich die Verteilerstation für die Zu- und Abläufe des Heizungssystems für den Bürotrakt und die So¬ zialräume.
    权利要求:
    ClaimsPatentansprüche
    1. Verfahren zu Erzeugung einer hohen Luftqualität von industriellen Hallen mit hohem Luftwechsel, Wärmerück¬ gewinnung aus der Abluft und Abluftreinigung der Fort¬ luft, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluft in Zuluft- türmen über Dach mit einem Ventilator angesaugt, über ein oder mehrere Wärmetauscher aufgeheizt und evtl. mit einer Einspritzung befeuchtet und die so aufbereitete Luft in die Arbeitszone der Halle von üblicherweise 2 m Höhe über Zuluftgitter oder -düsen eingeblasen wird und die in der Wärmetausσherzone im Winter abgekühlte Was¬ ser- oder Solemenge 'zur Abkühlung und Kondensation der Abluft verwendet wird, wobei die Kondensation des Was¬ serdampfes der Abluft eine Reinigung der Abluft von Aerosolen, Staub und Dämpfen bewirkt.
    2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Zuluftturm das Warmhalten und Anheizen der Halle durch Erwärmung bei Umluftbetrieb und die Aufbereitung der Außenluft als Zuluft für die abgesaugte Abluft ermöglicht.
    3. Verfahren nach Anspruch 1, d. g. , daß die Umschaltung von Anheizphase auf Zuluftbetrieb dadurch erfolgt, daß die unterhalb des Daches befindlichen Öffnungen durch eine Regelklappe verschlossen und die oberhalb des Daches befindlichen Zuluftklappen analog dazu geöffnet werden. Der Befehl dazu wird durch das Einschalten der Abluftventilatoren ausgelöst.
    4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzung vor dem Wärmetauscherpaket der Sole¬ wärmetauscher vorgeschaltet ist, wobei gegebenenfalls eine einzelne Wärmetauscherschicht zur Verhinderung des Einfrierens der Sprühdüsen vorgeschaltet werden kann.
    5. Verfahren nach Anspruch 1 , d. g. , daß die Wärmerück¬ gewinnung zur Erhitzung der Sole für den Zuluftturm bei Einschaltung der Wärmepumpe so erfolgt, daß die redu¬ zierte Absaugmenge zu einer reduzierten Soleumlaufmenge des Wärmepumpenverdampfers und damit zu einem stufen¬ weisen Zurückschalten der Wärmepumpe führt. ■
    6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstärkung der Wirkung der Wärmerückgewinnung eine weitere Kühlung der Abluft mit der Sole einer Wärmepum- pe erfolgt und die dabei anfallende Kondensationswärme der Wärmepumpe zur weiteren Anheizung der Kreislauf¬ flüssigkeit für den Zuluftturm verwendet wird.
    7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6 , dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Kreislaufflüssigkeit durch Wärme- tausch mit einem Medium eines Heizkreislaufes noch weiter aufgeheizt wird, so daß die im Zuluftturm er¬ zeugte Zuluft die gewünschte Temperatur erreicht.
    8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß zur Kühlung der Zuluft das Kreislaufwas- ser_ durch die befeuchtete Abluft gekühlt, gegebenen¬ falls durch die Kälteleistung des Verdampfers der Wär¬ mepumpe weiter abgekühlt ebenfalls im Gegenstrom zu der Zuluft im Zuluftturm aufgeheizt wird.
    9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Strömungshülle be¬ steht, die auf dem Boden der Halle steht und einen Durchbruch durch das Hallendach besitzt und in der Strömungshülle aus Kunststoff oder Metall von oben nach unten folgende Elemente besitzt: Regenhaube, Zuluft- und Umluftöffnungen mit Absperrklappen, Ventilator, Be euchtungseinrichtung, Wärmetauscher, Feinfilter, verstellbare Zuluftgitter oder -düsen, Tropfwasserauf- fangwanne und eine Kondensatableitung
    10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Zuluftturm 2 wechselseitig ver¬ schließbare Ansaugöffnungen besitzt, die jeweils ober¬ halb und unterhalb des Daches liegen, ausgerüstet mit einem motorisch betriebenen Verstellmechanismus, der von dem Einschaltmechanismus für die Absaugventilatoren so betrieben wird, daß bei eingeschalteter Absaugung die Öffnungen oberhalb des Daches sich öffnen.
    11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß ein Düsenstock für Einspritzwasser sich oberhalb der Aufheizwärmetauscher der Soleheizung befinden, der gegebenenfalls auch noch einen kleinen Wärmetauscherteil zur Verhinderung der Vereisung des Düsenstockes im Winter vorgeschaltet haben kann.
    12. Vorrichtung nach Ansprüchen 9 bis 11, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß mindestens eine Flüssigkeitsleitung zu Wärmetauschereinheiten führt, die im Abluftstrom liegen und von dort über eine Pumpe direkt oder zu einen weiteren Warmwasserwärmetauscher eines Heizkreislaufes zu den Wärmetauscher des Zuluftturmes zurückführen.
    13. Vorrichtung nach Ansprüchen 9 bis 12, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß im Abluftstrom vor den Abluftwärmetau- schern sich ein Wassereinspritzventil und gegebenen¬ falls dahinter ein Befeuchtungsgitter mit darunterlie¬ gender Tropfwasserwanne befinden .
    14. Vorrichtung nach Ansprüchen 9 bis 13, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß eine Wärmepumpe für die Wärmeübertragung zwischen Abluft und Zuluft vorhanden ist.
    15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An¬ sprüchen 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Solekreislaufes des . Verdampfers der Wärmepumpe ein Drosselventil befindet, welches durch einen Thermostat die Umlauf enge abdrosselt.
    16. Vorrichtung nach Ansprüchen 9 bis 15, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß sich im Kondensatableitungsstrom der Abluft eine Kondensat einigung eingeschaltet ist.
    17. Vorrichtung nach Ansprüchen 9 und 12, dadurch gekenn- zeichnet, daß eine Wärmewellenheizung die Anheizphase der Halle übernimmt oder unterstützt.
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    US20120171943A1|2012-07-05|Systems for removing heat from enclosed spaces with high internal heat generation
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP0225896A1|1987-06-24|
    DE3518143A1|1986-11-27|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1986-12-04| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1986-12-04| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    1987-04-07| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1986903338 Country of ref document: EP |
    1987-06-24| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1986903338 Country of ref document: EP |
    1991-11-30| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1986903338 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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