Die Erfindung betrifft einen Luftkanalbefeuchter, bei dem ein in einem durch Wandungen begrenzten Kanal geführter Luftstrom befeuchtet und einem zu befeuchtenden Raum zugeführt wird, wobei der Luftkanalbefeuchter einen Strömungserzeuger, insbesondere Ventilator, sowie ein Befeuchtungsaggregat mit mindestens einer Kammer zur Aufnahme eines Befeuchtungsfluids, insbesondere Wasser, und einer elektrischen Heizung, die zur Verdampfung des Befeuchtungsfluids angesteuert werden kann, umfasst. Herkömmlicherweise wird der in der Kammer erzeugte Dampf über ein Rohr in den Kanal des Luftkanalbefeuchters geleitet und dort vom Luftstrom mitgerissen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen derartigen Luftkanalbefeuchter energetisch und/oder regelungstechnisch noch zu verbessern.

Diese Aufgabe wird mit einem Luftkanalbefeuchter nach den Merkmalen des Anspruches 1 in vorrichtungstechnischer Hinsicht und mit den Merkmalen des Anspruches 17 in verfahrenstechnischer Hinsicht gelöst.

Eine Kernüberlegung der vorliegenden Erfindung besteht darin, die mindestens eine Kammer des Befeuchtungsaggregats zumindest teilweise, vorzugsweise komplett, innerhalb des Kanals anzuordnen.

Dies bringt im Regelfall mehrere Vorteile: Zum einen muss der erhitzte Dampf nicht über eine größere Strecke transportiert werden, was sich auf die Steuer- bzw. Regelbarkeit des Luftkanalbefeuchters positiv auswirkt und gleichzeitig Gefahren durch die Führung von heißem Dampf in Zuleitungen über eine größere Länge vermeidet.

Darüber hinaus ist die hier vorgeschlagene Lösung auch energetisch wesentlich günstiger, da die zwangsläufig von der Kammer bzw. einer eventuellen Dampfführung abgegebene Wärme komplett vom Luftstrom der zu befeuchtenden Luft abtransportiert, insbesondere auch energetisch genutzt werden kann. Somit wird die Dampferzeugung ebenfalls im Kanal bzw. im vom Luftstrom umströmten Bereich vorgenommen, so dass auch die mit der Dampferzeugung anfallende Abwärme nicht außerhalb sondern innerhalb des Kanals anfällt.

Praktische Versuche haben gezeigt, dass die mit der Anbringung der Kammer im Kanal einhergehende Querschnittsverringerung für den Luftstrom noch akzeptabel ist, gerade wenn eine besonders bevorzugte langgestreckte Ausbildung der mindestens einen Kammer gewählt wird.

Nach einem vorteilhaften Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der Luftkanalbefeuchter weiterhin eine Heizungssteuerung, wobei die Heizungssteuerung mit einer Befeuchtungskontrolleinrichtung in Wirkverbindung steht, und wobei die Befeuchtungskontrolleinrichtung eine jeweils geforderte Heizleistung über die Heizungssteuerung in Abhängigkeit von einem Raumfeuchtefühler und/oder einem Kanalfeuchtefühler einstellt.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die mindestens eine Kammer von den Wandungen des Kanals beabstandet angeordnet, so dass sie allseits von dem im Kanal geführten Luftstrom umströmt wird.

Weiter bevorzugtermaßen ist die mindestens eine Kammer gegenüber der Längserstreckung des Kanals so ausgerichtet, dass sie einen möglichst geringen Querschnitt des Kanals einnimmt. Um den Wärmeverlust bei der Erhitzung des Befeuchtungsfluids trotz der neuartigen Positionierung der Kammer im Kanal möglichst gering zu halten, erscheint es vorteilhaft, die Kammer mit einer thermischen Isolierung zu umgeben.

In einer weiteren konkreten Ausgestaltung ist innerhalb der mindestens einen Kammer ein Fühlstandssensor, insbesondere ein Niveausensor wirksam zur Erfassung des Füllstandes des Befeuchtungsfluids in der Kammer.

Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die mindestens eine Kammer, im Betrieb vorzugsweise permanent, an ein Zufuhrsystem zur Zuführung von Befeuchtungsfluid angeschlossen.

In einer nochmals bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Zufuhrsystem ein oder mehrere Aktuatoren, insbesondere Magnetventile, um einen Zufluss von Befeuchtungsfluid an eine bestimmte Kammer zu ermöglichen.

Bei Vorsehen eines Füllstandssensors kann dieser bevorzugtermaßen direkt oder indirekt, insbesondere über die Befeuchtungskontrolleinrichtung, mit dem der jeweiligen Kammer zugeordneten Aktuator in Wirkverbindung stehen.

Die bevorzugtermaßen vorgesehene Heizungssteuerung kann eine Thyristorschaltung, vorzugsweise mit einem 0V bis 10V Steuereingang oder eine einfache Ein-/Ausschaltung (Zweipunktansteuerung), umfassen.

Bevorzugtermaßen ist die elektrische Heizung einer Kammer auf eine Maximalleistung im Bereich zwischen 2 KW und 90 KW, vorzugsweise zwischen 5 KW und 70 KW ausgelegt. Es handelt sich insofern um ein Verdampfungsaggregat, das für größere Befeuchtungsleistungen, wie sie insbesondere für Fabrikhallen anfallen, ausgelegt ist.

Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Kammer in Richtung ihrer Längserstreckung ein stumpferes erstes Ende und ein im Vergleich hierzu spitzeres zweites Ende auf. Diese nicht spiegelbildliche Ausbildung der jeweils dem Luftstrom zu- bzw. abgewandten Endseiten der Kammer wird aus strömungsdynamischen Gründen bevorzugt. Konkret kann das spitzere Ende dem Luftstrom zugewandt sein.

Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung schließt sich an die Kammer an ihrem oberen Bereich eine Dampflanze an, über die der erzeugte Dampf aus der Kammer in den Kanal des Luftkanalbefeuchters austritt. Während bei herkömmlichen Systemen, bei denen eine Kammer zur Dampferzeugung außerhalb des Kanals vorgesehen ist, eine Dampfführung notwendigerweise gegeben sein muss, um den Dampf in den Kanal zu leiten, wird es auch bei der hier vorgeschlagenen erfindungsgemäßen Anordnung bevorzugt, eine Dampflanze vorzusehen, das heißt den Dampf kontrolliert aus der Kammer aus und an vorbestimmten Orten innerhalb des Kanals in den Luftstrom einzubringen.

In einer Weiterbildung dieses Gedankens weist die Dampflanze bevorzugtermaßen eine Mehrzahl voneinander beabstandeter Dampfauslässe auf. Der Dampf wird damit gezielt räumlich verteilt ausgebracht.

In einer konkreten Ausgestaltung kann die Dampflanze einen vertikalen Arm, der sich an die Kammer anschließt sowie einen sich an den vertikalen Arm anschließenden horizontalen Arm aufweisen, an dem die Dampfauslässe ausgebildet sind.

Erfindungsgemäß wird weiter auch ein Verfahren zum Befeuchten eines in einem durch Wandungen begrenzten Kanal geführten Luftstroms mittels eines Luftkanalbefeuchters vorgeschlagen, wobei der Luftkanalbefeuchter einen Strömungserzeuger sowie ein Befeuchtungsaggregat umfasst, wobei weiterhin die Befeuchtung über Verdampfen eines Befeuchtungsfluids durch Erhitzen erfolgt und wobei die Erhitzung des Befeuchtungsfluids innerhalb des Kanals vorgenommen wird.

Wie bereits weiter oben dargelegt, birgt die Erhitzung des Befeuchtungsfluids innerhalb des Kanals eine Reihe entscheidender Vorteile, nämlich unter anderem den Vorteil, dass der erhitzte Dampf nicht außerhalb des Kanals geführt bzw. transportiert werden muss und dass sich eine Steuerung bzw. Regelung unmittelbarer vornehmen lässt. Darüber hinaus erscheint die gewählte Vorgehensweise auch energetisch günstig, da die beim Erhitzungsvorgang auftretende Abwärme nicht nur durch den Luftstrom im Kanal abgeführt, sondern sogar im Rahmen der Klimatisierung vorteilhaft genutzt werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Hierbei zeigen:

Fig. 1

eine Prinzipansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftkanal- befeuchters, wobei das Befeuchtungsaggregat in einer Seitenansicht dargestellt ist;

Fig. 2

eine Prinzipschnittansicht mit Steuer- bzw. Regelungsschema einer Ausführungs- form eines Luftkanalbefeuchters nach der Erfindung, insbesondere entsprechend der in Fig. 1 veranschaulichten Anordnung;

Fig. 3

eine Prinzipansicht einer abgewandelten Ausführungsform in einer Schnittansicht durch den Kanal.

In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Luftbefeuchters in einer schematischen Prinzipansicht veranschaulicht. Innerhalb eines durch Wandungen 20 begrenzten Kanals 11 ist ein möglichst laminarer Luftstrom geführt. Dieser Luftstrom wird durch einen Strömungserzeuger 12, insbesondere durch einen oder mehrere Ventilatoren erzeugt.

Erfindungsgemäß ist innerhalb des Kanals 11, bevorzugtermaßen auch von den Wandungen 20 beabstandet, eine Kammer 14 angeordnet, in der ein Befeuchtungsfluid erhitzt und verdampft wird. Der Dampf des Befeuchtungsfluids wird aus der Kammer 14 über eine Dampflanze 27, die einen vertikalen Arm 29 und einen horizontalen Arm 30 aufweist, an den Luftstrom des Kanals 11 abgegeben. Zur Abgabe des Dampfes weist die Dampflanze 27 eine Mehrzahl von in geeignetem Abstand angeordneten Dampfauslässen 28 auf.

Die Kammer ist über Stützstreben 31 an Wandungen 20 des Kanals 11, insbesondere an einer bodenseitigen oder deckenseitigen Wandung befestigt. Weiterhin ist an die Kammer 14 in der vorliegenden Ausführungsform ein Zuführsystem 23 angeschlossen, über das sich Befeuchtungsfluid in flüssigem Zustand zum Ausgleich der durch die Verdampfung verbrauchten Menge nachführen lässt. Eine in der Kammer 14 angeordnete Heizung 15 (vgl. Fig. 2) ist über eine elektrische Versorgungsleitung 32 mit einer Stromquelle (nicht gezeigt) verbunden. Weiterhin sind an die Kammer 14 noch eine oder mehrere Signalleitungen 33 geführt.

Aus strömungsdynamischen Gründen kann es sinnvoll sein, wenn die Kammer 14 assymetrisch ausgebildet ist, nämlich ein dem Luftstrom abgewandtes stumpferes erstes Ende 25 sowie ein dem Luftstrom zugewandtes spitzeres zweites Ende 26 aufweist.

Aufbau und Funktionsweise einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftkanalbefeuchters werden aus der Prinzipdarstellung nach Fig. 2 noch besser ersichtlich. In dieser Darstellung ist die Kammer 14 in einer schematischen Schnittansicht dargestellt. Die Kammer 14 ist allseits durch eine thermische Isolierung 21 umschlossen, um den bei der Erhitzung des Befeuchtungsfluids auftretenden Wärmeverlust möglichst gering zu halten. In einem vom Befeuchtungsfluid überdeckten, vorzugsweise also in einem unteren Bereich, ist eine elektrische Heizung 15 angeordnet, die über eine elektrische Versorgungsleitung 32 mit einer Stromquelle in Verbindung steht. Die Heizleistung der elektrischen Heizung 15 wird über eine zwischengeschaltete Heizungssteuerung 16 gesteuert, die als Thyristorschaltung ausgebildet sein kann. Die Thyristorschaltung zur Steuerung der Leistung der elektrischen Heizung 15 weist selbst einen 0V bis 10V Eingang zur Ansteuerung der Heizungssteuerung 16 durch eine Befeuchtungskontrolleinrichtung 17 auf. Die Befeuchtungskontrolleinrichtung 17 stellt das zentrale Steuer-und/oder Regelorgan des hier vorgeschlagenen Luftkanalbefeuchters dar und steht in der vorliegenden Ausführungsform mit einem Kanalfeuchtefühler 19 sowie einem Raumfeuchtefühler 18 in Wirkverbindung. Aus den vom Kanalfeuchtefühler 19 bzw. Raumfeuchtefühler 18 ermittelten Feuchtewerten kann die Befeuchtungskontrolleinrichtung 17 ermitteln, welche Heizleistung der elektrischen Heizung 15 erforderlich ist, um eine gewünschte Sollbefeuchtung zu erzielen. Meldet der Kanalfeuchtefühler 19 beispielsweise eine Übersättigung im Kanal 11 so wird die Heizleistung der elektrischen Heizung 15 stetig zurückgefahren. Liegt die Raumfeuchte, die über den Raumfeuchtefühler 18 ermittelt wird, unter einem vorgegebenen Sollwert, so wird die Befeuchtungsleistung durch Erhöhung der Heizleistung der elektrischen Heizung 15 erhöht, soweit dies nicht zu einer Überfeuchtung im Kanal 11 führt.

Die Messsignale des Raumfeuchtefühlers 18 sowie des Kanalfeuchtefühlers 19 dienen also dazu, innerhalb der Befeuchtungskontrolleinrichtung 17, der auch eine gewünschte Sollfeuchte im Raum vorliegt, ein Stellsignal für die Heizungssteuerung 16 zu erzeugen. Über dieses Stellsignal wird die Heizungssteuerung 16 so angesteuert, dass die elektrische Heizung 15 die jeweils notwendige elektrische Heizenergie aufbringt.

Um durch die Verdampfung aus der Kammer entnommenes Befeuchtungsfluid nachzufüllen ist ein bereits erwähntes Zufuhrsystem 23 vorgesehen, an das die Kammer 14 angeschlossen ist. Wird als Befeuchtungsfluid Wasser, insbesondere einem Leitungsnetz entnommenes Stadtwasser verwendet, so durchläuft dieses Befeuchtungsfluid zur Entsalzung zunächst eine Osmoseanlage 34 und kann dann über eine Zuleitung 35 in die Kammer 14 gelangen. Innerhalb der Zuleitung 35 ist ein der Kammer 14 zugeordneter Aktuator 24 vorgesehen, der auf Anforderung der Befeuchtungskontrolleinrichtung 17 die Zufuhr von Befeuchtungsfluid freigibt bzw. absperrt. Um den Flüssigkeitsstand innerhalb der Kammer 14 zu kontrollieren, ist dort ein Füllstandssensor 22, der insbesondere als Niveausensor ausgebildet sein kann, angeordnet. Der Fühlstandssensor 22 steht mit der Befeuchtungskontrolleinrichtung 17 in Wirkverbindung, so dass bei Abfallen des Füllstandes unter ein vorgegebenes Niveau der Aktuator 24 geöffnet und neues Befeuchtungsfluid über einen vorbestimmten Zeitraum bzw. bis ein oberes Flüssigkeitsniveau erreicht ist nachgefüllt wird.

Schließlich kann noch ein Temperaturwächter 36 innerhalb der Kammer 14 angeordnet sein, um bei Überschreiten einer vorgegebenen Maximaltemperatur, etwa wenn in einem Störungsfall die elektrische Heizung 15 trotz eines zu niedrigen Füllstandes an Befeuchtungsfluid betrieben wird, die Stromzufuhr für die elektrische Heizung 15 abzusperren. Bevorzugtermaßen kann daher der Temperaturwächter 36 direkt, also auch unter Umgehung der Befeuchtungskontrolleinrichtung 17, auf die Heizungssteuerung 16 einwirken.

In Fig. 3 ist eine alternative Ausführungsform in einer Ansicht quer zum Kanal veranschaulicht. In dieser Ausführungsform sind eine Mehrzahl von Kammern 14, hier konkret vier, innerhalb des Querschnitts des Kanals 11 angeordnet, so dass verdampftes Befeuchtungsfluid an vier Stellen parallel erzeugt werden kann. In der konkret veranschaulichten Ausführungsform sind zwei Kammern 14 über Stützstreben 31 an einer bodenseitigen Wandung 20, zwei weitere Kammern 14 über Stützstreben 31 an einer deckenseitigen Wandung befestigt.

Ein gemeinsames Zufuhrsystem 23 verzweigt sich in entsprechende Zuleitungen 35, die direkt den Kammern 14 zugeordnet sind. Innerhalb dieser Zuleitungen 35 sind jeweils den Kammern 14 zugeordnete Aktuatoren 24 angeordnet, so dass sich jede Kammer individuell mit Befeuchtungsfluid beschicken lässt.

Weiterhin weist jede Kammer 14 eine elektrische Versorgungsleitung 32 auf, über die die Heizleistung der jeweiligen Kammer 14 individuell eingestellt werden kann. Ebenso ist jede Kammer 14 über Signalleitungen 33, die über jeweils getrennte Leitungen bzw. in einem Bus- bzw. Multiplexsystem angelegt sind, mit der Befeuchtungskontrolleinrichtung 17 bzw. der Heizungssteuerung 16 verbunden.

Insofern kann jede Kammer 14 getrennt angesteuert werden, so dass es möglich ist, in allen Kammern eine im Wesentlichen gleiche Dampfleistung zu einer gegebenen Zeit zu erzeugen bzw. auch unterschiedliche Dampfleistungen in den Kammern zu erzeugen. Insbesondere können im Teillastbetrieb auch einzelne Kammern komplett inaktiv sein und erst dann aktiviert werden, wenn die Dampfleistung der bereits in Betrieb befindlichen Kammern nicht ausreicht.

11

Kanal

12

Strömungserzeuger

13

Befeuchtungsaggregat

14

Kammer

15

Heizung

16

Heizungssteuerung

17

Befeuchtungskontrolleinrichtung

18

Raumfeuchtefühler

19

Kanalfeuchtefühler

20

Wandungen

21

Thermische Isolierung

22

Füllstandssensor

23

Zufuhrsystem

24

Aktuator

25

Erstes Ende

26

Zweites Ende

27

Dampflanze

28

Dampfauslässe

29

Vertikaler Arm

30

Horizontaler Arm

31

Stützstreben

32

Elektrische Versorgungsleitung

33

Signalleitung

34

Osmoseanlage

35

Zuleitung

36

Temperaturwächter