Die Erfindung betrifft eine Vitrine zur Unterbringung von Gegenständen, die hohe Anforderungen an die Konstanz der Lufttemperatur und/oder der relativen Luftfeuchte ihrer Umgebung stellen, umfassend ein Klimatisierungsmodul mit mindestens einer Luftfördereinrichtung, einer damit verbundenen Ansaugleitung, die aus dem Innenraum der Vitrine herausgeführt ist, und einer damit verbundenen Druckleitung, die in den Innenraum der Vitrine mündet, und eine Luftbehandlungseinheit.
Unter Vitrine im Sinne der vorliegenden Anmeldung soll ein durch Glasscheiben oder transparente Kunststoffscheiben sowie einen Boden bzw. ein Deckelteil aus einem anderen Material umgrenzter Raum zur Aufbewahrung und Ausstellung von Gegenständen, insbesondere in Museen, zu verstehen sein. Die in derartigen Vitrinen untergebrachten Exponate stellen typischerweise sehr hohe Anforderungen an die Konstanz der Temperatur sowie relativen Luftfeuchte im Innenraum der Vitrine. Zwar werden die Raumlufttemperatur und die relative Raumluftfeuchte in den Räumlichkeiten des Museums selbst bereits durch raumlufttechnische Anlagen, insbesondere Klimaanlagen, geregelt. Häufig werden jedoch für die Exponate noch engere Grenzen in Bezug auf die Temperatur- und Feuchtekonstanz gefordert, als dies für die die Vitrinen umgebenden Räumlichkeiten der Fall ist.
Vitrinen für die Ausstellung und Aufbewahrung von Exponaten werden mit einer relativ hohen Dichtigkeit hergestellt. Trotzdem findet aber noch ein geringer Luftaustausch mit der Umgebung statt. Dabei muss zwischen öffenbaren bzw. demontierbaren Vitrinen und weitestgehend versiegelten Vitrinen unterschieden werden. Bei allen vorgenannten Vitrinenarten besteht die Bestrebung, einen Luftaustausch zwischen dem Innenraum der Vitrine und der Umgebung möglichst zu vermeiden. Ein solcher Luftaustausch kommt insbesondere durch die folgenden Effekte zu Stande:
Der Luftaustausch selbst findet meist über Spalten, Schlitze, den Vitrinenboden und Dichtungen über Infiltration und Diffusion statt.
Aus der WO 01/84986 A ist eine Vitrine mit einem von einer Umgebung abgeschlossenen Innenraum bekannt, in dem ein bestimmtes Klima konstant gehalten werden soll. Dies wird erreicht, indem in einer Luftfördereinrichtung mit einer aus der Vitrine führenden Ansaugleitung und einer in die Vitrine führenden Druckleitung ein Peltier-Element angeordnet ist, das zur Regulierung der Temperatur dient. Allerdings funktioniert das Peltier-Element nur durch Zuführung externer Energie.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vitrine bereitzustellen, in der die Schwankungen der Lufttemperatur sowie der relativen Luftfeuchte minimiert werden, wobei sich die Vitrine durch einen technisch vereinfachten Aufbau und geringe Baukosten auszeichnen soll.
Ausgehend von einer Vitrine der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Luftbehandlungseinheit temperaturregulierendes Material, insbesondere ein Phasenwechselmaterial, aufweist, das in einem Strom der von der Luftfördereinrichtung geförderten Luft angeordnet ist.
Gemäß der Erfindung wird somit eine Vitrine mit einem dezentralen Klimatisierungsmodul versehen, mit dem das Innenklima lediglich der zugeordneten Vitrine beeinflusst, insbesondere geregelt wird. Unabhängig von eventuellen externen Einflüssen auf das Innenklima der Vitrine, insbesondere durch Undichtigkeiten sowie Energieeintrag über Strahlung oder Wärmeleitung von außen, lässt sich somit die Lufttemperatur im Innenraum der Vitrine innerhalb sehr enger Grenzen halten, so dass die Kriterien für die Lagerung auch hochwertiger bzw. empfindlicher Exponate erfüllt werden können. Die Erfindung weist gegenüber dem Anschluss einer Vitrine an eine zentrale Klimaanlage bzw. Lüftungsanlage den Vorteil auf, dass einerseits eine individuelle Klimabeeinflussung jeder einzelnen Vitrine einfach möglich ist und zum anderen keine längeren Anschlussleitungen, insbesondere im Deckenbereich bzw. in Bereichen oberhalb der Vitrine, erforderlich sind, die insbesondere unter sicherheitstechnischen Aspekten ein Risikopotential bergen. Die Erfindung integriert vielmehr das Klimatisierungsmodul in die Vitrine als solche bzw. schlägt zumindest einen unmittelbaren Anschluss des Klimatisierungsmoduls an die Vitrine vor, so dass Vitrine und Klimatisierungsmodul eine bauliche Einheit bilden, die auch unter sicherheitstechnischen Aspekten einfach zu handhaben, d.h. insgesamt absicherbar, ist.
Dabei ist es von Vorteil, wenn die Luftbehandlungseinheit ein feuchtigkeitsregulierendes Material aufweist, das in den Strom der von der Luftfördereinrichtung geförderten Luft angeordnet ist. Auf diese Weise lässt sich neben der Lufttemperatur auch die relative Luftfeuchte im Innenraum der Vitrine innerhalb sehr enger Grenzen halten, so dass alle Kriterien für die Lagerung auch hochwertiger bzw. empfindlicher Exponate erfüllt werden können.
Unter ästhetischen bzw. architektonischen Gesichtspunkten ist es besonders vorteilhaft, wenn das Klimatisierungsmodul unmittelbar unterhalb eines Bodens der Vitrine, beispielsweise in einem Sockelbereich, oder in einem über dem Innenraum angeordneten Kopfbereich, oder in einem Bereich seitlich neben dem Innenraum, angeordnet ist. Das Klimatisierungsmodul wird dabei vorzugsweise von nicht durchsichtigen Wandbereichen umgeben sein, es sei denn, dass es in besonderen Fällen erwünscht ist, auch die technischen Komponenten des Klimatisierungsmoduls von außen her sichtbar zu machen.
Nach der Erfindung wird des Weiteren vorgeschlagen, dass das Klimatisierungsmodul dieselbe Grundfläche wie die Vitrine selbst besitzt, so dass die von Klimatisierungsmodul und Vitrine gebildete Einheit insgesamt z.B. eine Kubusform oder Zylinderform besitzt.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, die Luftbehandlungseinheit einströmseitig mit einer Strömungsvergleichmäßigungseinrichtung, vorzugsweise einem Lochblech, und ausströmseitig mit einer Filtereinrichtung, vorzugsweise mit einem HEPA-Filter, zu versehen ist. Durch die Filtereinrichtung wird vermieden, dass Partikel, de eventuell in der Luftbehandlungseinheit in den Luftstrom geraten, in die Vitrine befördert werden und dort durch Ablagerung das Exponat möglicherweise schädigen bzw. in der Optik beeinträchtigen. Das feuchtigkeitsregulierende Material kann insbesondere von Silikat-Gel und/oder einer Salzlösung gebildet werden. Das temperaturregulierende Material ist vorzugsweise ein Phasenwechselmaterial, insbesondere ein Parafin und/oder ein Salzhydrat.
Um einen effektiven Stoff- und/oder Wärmeübergang zwischen der durch die Luftbehandlungseinheit geförderten Luft und dem feuchtigkeits- bzw. temperaturregulierenden Material zu erreichen, ist vorgesehen, dass das feuchtigkeitsregulierende Material und/oder das temperaturregulierende Material in der Luftbehandlungseinrichtung in Form von Platten und/oder in Wannen angeordnet ist, die jeweils derart parallel im Abstand zueinander angeordnet sind, dass sie von der Luftbehandlungseinheit geförderten Luft umströmbar sind. Es ist möglich, dass das feuchtigkeitsregulierende Material und das temperaturregulierende Material in einer Reihenschaltung hintereinander oder in einer Parallelschaltung nebeneinander angeordnet sind. Bei einer Parallelschaltung ist es auch möglich, durch eine Klappensteuerung die geförderte Luft entweder nur mit dem feuchtigkeitsregulierenden Material oder dem temperaturregulierenden Material oder beiden in Kontakt zu bringen.
Schließlich wird nach der Erfindung für die Vitrine noch eine Regelungseinrichtung vorgeschlagen, mit der die Luftfördereinrichtung, insbesondere die Drehzahl eines Ventilatormotors, in Abhängigkeit von den im Innenraum der Vitrine mittels geeigneter Sensoren gemessenen Werten der Lufttemperatur und/oder der relativen Luftfeuchte regelbar ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels einer Vitrine, die in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert:
Das Klimatisierungsmodul 3 weist eine Saugleitung 6 auf, die durch einen Eintrittsquerschnitt 7 mit dem Innenraum 4 in Verbindung steht und in der eine Absperrklappe 7 angeordnet ist. Die Saugleitung 6 führt zu einer Luftfördereinrichtung 8 in Form eines Ventilators mit einem nicht näher dargestellten elektrischen Antriebsmotor. Von der Druckseite des Ventilators geht eine Druckleitung 9 aus, die zunächst in eine Luftbehandlungseinheit 10 führt. Von dort aus führt die Druckleitung 9 weiter über eine zweite Absperrklappe 11, um durch eine Austrittsquerschnitt 12 in den Innenraum 4 der Vitrine 1 zu münden.
Die Luftbehandlungseinheit 10 besitzt einen Verteilraum 13, einen Behandlungsraum 14 und einen Sammelraum 15. Der Verteilraum 13, in dem sich der Querschnitt der Luftbehandlungseinheit 10 von der Saugleitung 9 her erweitert, ist durch eine Strömungsvergleichmäßigungseinrichtung 16 in Form eines Lochblechs von dem Behandlungsraum 14 abgetrennt.
In Strömungsrichtung schließt sich an den Behandlungsraum 14 eine Filtereinrichtung 17 in Form eines HEPA-Filters an. In dem Behandlungsraum 14 ist ein temperaturregulierendes Material in Form eines Phasenwechselmaterials sowie ein feuchtigkeitsregulierendes Material in Form eines Silikat-Gels angeordnet. Beide Materialien sind in Form von Platten14', die parallel und im Abstand zueinander angeordnet sind und von der durch die Luftbehandlungseinheit 10 geförderten Luft umströmt werden, angeordnet.
Das Klimatisierungsmodul 3 umfasst des Weiteren eine Regelungseinrichtung 18, die über Leitungen mit einem Temperatursensor 19 und einem Feuchtigkeitssensor 20, die beide innerhalb des Innenraums 4 der Vitrine 1 angeordnet sind, verbunden sind. Des Weiteren weist das Klimatisierungsmodul 3 einen Temperatursensor 21 auf, der die Lufttemperatur in dem Abschnitt 9' der Druckleitung 9 nach der Luftbehandlungseinheit 10 misst. Mit Hilfe eines Drucksensors 22 ist die Druckdifferenz zwischen dem Verteilraum 13 und dem Sammelraum 15 der Luftbehandlungseinheit 10 messbar. In Abhängigkeit von den von den vorgenannte Sensoren gemessenen Werten sowie der Sollwerte der Lufttemperatur sowie der relativen Luftfeuchte in dem Innenraum 4 wird die Drehzahl des Ventilatormotors gewählt.
Durch entsprechende Auswahl des feuchtigkeitsregulierenden Materials wird eine Gleichgewichtsfeuchte eingestellt. Besitzt die aus dem Innenraum 4 abgesaugte und über das feuchtigkeitsregulierende Material geleitete Luft eine höhere Feuchte als die eingestellte Gleichgewichtsfeuchte, so nimmt das feuchtigkeitsregulierende Material Wasserdampf auf bzw. gibt im umgekehrten Fall Wasserdampf an die jeweils im Umluftbetrieb geförderte Luft ab, so dass diese dann dem Innenraum 4 zugeführt wird. Während somit die Pufferung der Luftfeuchte über das feuchtigkeitsregulierende Material erfolgt, bewirkt das temperaturregulierende Material in analoger Weise eine Pufferung externer Temperatureinflüsse auf die Vitrine 1. Durch entsprechende Auswahl der Materialparameter des temperaturregulierenden Materials erfolgt bei einem Anstieg der Temperatur im Innenraum 4 der Vitrine 1 über die Solltemperatur ein Energieeintrag in das temperaturregulierende Material, welches dabei geschmolzen wird. In umgekehrter Weise erfolgt bei einem Absinken der im Innenraum 4 herrschenden Temperatur unter den gewünschten Sollwert eine Energieabgabe des zuvor geschmolzenen temperaturregulierenden Materials, das dabei wieder in den festen Zustand übergeht.
Die Absperrklappen 7 und 11 können dicht geschlossen werden und haben den Zweck, bei Wartungsarbeiten am Klimatisierungsmodul 3 jegliche Verbindung zwischen dem Inneren des Klimatisierungsmoduls 3 und dem Innenraum 4 der Vitrine 1 zu verhindern, um somit einen möglichen Schmutzeintrag in den Innenraum 4 auszuschließen.
Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Vitrine 1 liegt somit darin, dass - abgesehen von dem Energiebedarf der Luftfördereinrichtung 8 - keine externe Energie für die Temperatur- bzw. Feuchtigkeitspufferung des Innenraums 4 der Vitrine 1 erforderlich ist, weshalb sich die erfindungsgemäße Vitrine durch besonders niedrige Betriebskosten sowie gleichfalls niedrige Kosten bei der Herstellung auszeichnet, da Anschlüsse an eine Wärme-/ Kälteerzeugungseinrichtung bzw. Einrichtung zur Be-/Entfeuchtung nicht erforderlich sind.