EP2531776A1 - Verfahren und einrichtung zur entfeuchtung von raumluft im off-shore bereich - Google Patents

Verfahren und einrichtung zur entfeuchtung von raumluft im off-shore bereich

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EP2531776A1
EP2531776A1 EP10706963A EP10706963A EP2531776A1 EP 2531776 A1 EP2531776 A1 EP 2531776A1 EP 10706963 A EP10706963 A EP 10706963A EP 10706963 A EP10706963 A EP 10706963A EP 2531776 A1 EP2531776 A1 EP 2531776A1
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air
flow path
regeneration
heat exchanger
sector
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EP10706963A
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Helmut Buss
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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Definitions

  • the invention relates to a method for the treatment of room air according to the preamble of claim 1 and to a device for the treatment of room air according to the preamble of claim 16.
  • An example of technical equipment in humid and salty environments are wind turbines, especially offshore wind turbines, which are exposed to the extreme conditions of the marine environment with permanently high humidity with a high salinity of the air, the humidity of the ambient air almost all year in the range of so-called critical humidity that is, above a relative humidity of 60% and the salt content of the ambient air electrolytic processes significantly enhanced. These conditions represent high risk of corrosion for the wind turbine with all the technical equipment arranged therein.
  • adsorption systems are used in air treatment facilities for dehumidifying process air, in which adsorption rotors, which are also referred to as sorption regenerators or rotary dehumidifiers, serve for dehumidifying an air stream using hygroscopic materials.
  • the adsorption rotors consist of a motor-driven rotor and consist of many thin, axially honeycomb-like air ducts coated with hygroscopic materials such as silica gel, zeolites or lithium chloride.
  • the slowly rotating rotor of the adsorption rotor shown schematically in FIG. 2 passes through at least two sectors, namely a dehumidifying sector 31 and a regeneration sector 32.
  • water vapor is extracted from a process air stream generated by means of a process air fan 21 by removing the water vapor from the hygroscopic material of the process air Adsorption is bound so that the dried by reducing the absolute and relative humidity process air flow with less moisture exits the adsorption and is fed as dry air to a production process or a room.
  • the water vapor taken up by the adsorption rotor is expelled again in the regeneration sector 32 by means of a regeneration air flow generated by a regeneration air fan 22 by sucking regeneration air from the outside and heating it by means of a heater or an air heater 23 to a high temperature of, for example, 100.degree the relatively dry regeneration air is able to absorb the moisture absorbed by the hygroscopic material in the dehumidifying sector and thereby regenerate the hygroscopic material so that it can once again extract water vapor from the moist process air in the permanently rotating process in the dehumidifying sector.
  • the ones with high humidity enriched, very warm regeneration air is discharged from the adsorption rotor as exhaust air to the environment of the room.
  • the size of the sectors roughly corresponds to the air ratio of the process air to the regeneration air of% to%, i. the dehumidifying sector of the adsorption rotor comprises about% and the regeneration sector about% of the circumference of the rotor.
  • the regeneration air stream is energetically highly charged, since the regeneration air heated by means of the air heater is still very warm and very moist. This energy is released unused as exhaust air to the environment of the room.
  • Object of the present invention is to provide a method and a device for the treatment of indoor air of the type mentioned, with high efficiency with minimal effort and low energy costs to eliminate or reduce the salt and moisture content of room air using an adsorption ensure and ensure low maintenance.
  • the regeneration air heat exchanger transmits from the regeneration air, ie from the air flow from the outside air to the exhaust air, which was previously used unused exclusively for the regeneration of the adsorption rotor hygroscopic material, in its own cycle in an indirect way with hermetically separated flow paths a substantial part of him contained heat energy from the exhaust air flow to the outside air flow, so that the outside air flow is so strongly heated by the exhaust air flow in the regeneration air heat exchanger that crystallization of the salt molecules takes place in a first step.
  • the crystallization takes place at humidity values of less than 40% relative humidity, wherein the temperature increase due to the heating in the regeneration air heat exchanger is already so high that moisture values are reached that are less than 30% relative humidity, so that optimum conditions for the Crystallization are created.
  • the Adsorptionsrotor intended for air promotion fans, motors, flaps and electrical and electronic Devices in the room to be air-conditioned in the desalted and dry area far outside of critical and corrosive humidity values, ie in optimal air conditions. It can no longer be done by the deposition of salt crystals before the onset of regeneration air flow into the adsorption crusting and sealing of Adsorptionsrotors so that maintenance and cleaning completely eliminated and thus considerable cost can be saved.
  • An essential advantage of the method according to the invention is above all in the high efficiency, because the regeneration air heat exchanger transmits so much heat energy from the exhaust air flow to the externally supplied outside air stream for preheating the regeneration air, that more than 50% of the heating energy for the heater can be saved and thus the connection value of the heating element can be reduced by more than 50%.
  • major advantage here are the low operating costs, the savings are so high that a amortization of the additional cost of the regeneration air heat exchanger is reached after a short time.
  • the exhaust air for heating and summer operation at medium or high outside air temperatures the supply air for cooling the humid and salty outside air in the regeneration air heat exchanger supplied to the second flow path of the regeneration air heat exchanger.
  • flap systems for controlling the exhaust air and / or supply air flow which are adjusted to the ambient conditions, so that in winter a complete supply of hot process air takes place, while in summer the process air is cooled indirectly via the regeneration air heat exchanger by the outside air ,
  • the supply air is passed through the process air heat exchanger or a bypass or proportionately through the process air heat exchanger and the bypass and thus controlled the heat transfer from the exhaust air to the supply air.
  • the salt content of the exhaust air is reduced prior to delivery to the dehumidifying sector of the Adsorptionsrotors by the exhaust air is passed through a salt separator.
  • the process air is not dehumidified in recirculation mode, but in outdoor air operation in which an outside air stream is discharged after appropriate treatment and treatment as supply air with sufficient pressure in the room and escapes through the leaks in the room.
  • outdoor air operation in which an outside air stream is discharged after appropriate treatment and treatment as supply air with sufficient pressure in the room and escapes through the leaks in the room.
  • the regeneration air Since the regeneration air is brought to very high temperatures of about 100 ° C, the regeneration air supplied to the adsorption rotor contains an extremely low relative humidity. It follows that the salt molecules crystallize and penetrate into the narrow capillary of the rotor material and close it quickly, so that the air flow or air quantity of the regeneration air is impaired.
  • the salt content of the outside air can be reduced prior to delivery to the dehumidifying sector of Adsorptionsrotors and passed to adapt the air treatment to the respective climatic conditions a part of the exhaust air on the regeneration air heat exchanger and discharged directly to the environment of the room or a part of the Supply air is routed past the process air heat exchanger and discharged directly to the room.
  • the mixing ratio of the mixture of outside air and exhaust air conducted via the first flow path of the process air heat exchanger can be controlled or regulated as a function of the wind force in the vicinity of the room or the wind pressure acting on the building.
  • influence can be exerted on the temperature of the supply air and / or exhaust air flow, on the dehumidification capacity and on the level of overpressure in the room and thus the energy consumption can be optimized to reduce the energy costs.
  • the inventive device ensures a high efficiency in the treatment of the room using an adsorption rotor supplied air elimination or at least a significant reduction in the salt and moisture content of indoor air and thus reducing the risk of corrosion and Inoperability of electrical and electronic equipment in the room as well as corrosion of components of the room, and reduces maintenance and thus maintenance costs to a minimum.
  • FIG. 1 Further embodiments and variants of the device according to the invention for the treatment of room air are characterized in that the output of the first flow path of the regeneration air heat exchanger is connected via a salt separator and a heater to the regeneration sector of the Adsorptionsrotors, the exhaust air via an air filter with the input of the dehumidifying sector of Adsorption rotor is connected,
  • a recirculation fan in the flow path of the exhaust air and supply air in front of the entrance of the regeneration sector and an exhaust fan in the flow path of the outside air to the exhaust air between the dehumidifying sector of the Adsorptionsrotors and the regeneration air heat exchanger is arranged, a first flap system with a first supply flap in the flow path of the supply air between the output of the Dehumidification sector of the Adsorptionsrotors and the supply air port of the room, a first exhaust damper in the flow path of the exhaust air between the exit of the regeneration sector of the Adsorptionsrotors and the input of the second flow path of the regeneration air heat exchanger and a first supply air exhaust damper in the flow path of the exhaust air between the output of the dehumidifying sector of the Adsorptionsrotors and the inlet of the second flow path of the regeneration air heat exchanger and a second flap system with a second exhaust air flap in the flow path of the exhaust air between the regeneration sector of the Adsorptionsrotors and the air outlet opening, a
  • This change in the air condition has the significant advantage that all downstream of the regeneration air heat exchanger units such as air heaters, adsorption, fans, louvers and air ducts are in a salt-free air flow and at the same time in the range of relative humidity based on a critical humidity of less than 60 Up to 70% relative humidity is harmless with respect to corrosion.
  • the regeneration air heat exchanger units such as air heaters, adsorption, fans, louvers and air ducts are in a salt-free air flow and at the same time in the range of relative humidity based on a critical humidity of less than 60 Up to 70% relative humidity is harmless with respect to corrosion.
  • the air flow volume of the process air fan and / or the regeneration air fan per unit time control or adjustable in particular steplessly controlled or regulated, thus influencing the temperature of the supply air and / or exhaust air flow, the dehumidifying performance and the height of the Overpressure taken in the room and thus the energy consumption can be optimized to reduce energy costs.
  • the proportions of the outside air and the exhaust air at the over the first flow path of the process air heat exchanger conducted process air flow by means of a flap system can be controlled or regulated.
  • Fig. 3 is a schematic representation of an air treatment device with a
  • Adsorption rotor and regeneration air heat exchanger with a guide of the process air and regeneration air in summer operation
  • a process air fan 21 To generate the process air flow is a process air fan 21 and for generating the regeneration air flow, a regeneration air fan 22.
  • an air filter in particular a coarse filter 62, is provided which is preferably arranged in front of the air inlet of the dehumidifying sector 31 of the adsorption rotor 3.
  • Fig. 7 shows a schematic representation of an air treatment device in which additionally in the flow path of the process air circulated in the process air process air heat exchanger 5 is arranged, which also hermetically separated first and second flow paths 51, 52 and preferably operated in a countercurrent or cross flow method becomes.
  • the exhaust air AbL guided via the first flow path 51 of the process air heat exchanger 5 from the room to be air-conditioned is heated by the supply air ZL guided countercurrently via the second flow path 52 and takes up a substantial part of the heat energy from the supply air ZL, wherein the Exhaust air AbL is heated so strongly that a crystallization of the salt molecules contained in the exhaust AbL takes place.
  • the supply air flow ZL is discharged from the outlet of the second flow path 52 of the process air heat exchanger 5 with overpressure to the room to be conditioned.
  • the room air escapes via the always existing leaks in the room to be air conditioned so that in addition to a correct moisture retention in the room to be air-conditioned, it can be prevented that moisture can penetrate the room to be air-conditioned by diffusion or by wind pressure in an uncontrolled manner.
  • the outside air AL enters the air treatment device at the air inlet opening 14 (state point K) at a relative humidity of 90% at a temperature of 20 ° C. and is fed along the arrow L in the first flow path of the regeneration air heat exchanger 4 until it enters the salt separator 61 (state point M) heated to a temperature of 45.2 ° C at a relative humidity of 21, 8%.
  • the regeneration air in the regeneration sector 32 of the adsorption rotor 3 absorbs moisture and enters the second flow path of the regeneration air heat exchanger 4 at the state point O at a temperature of 48 ° C. and a relative humidity of 48.6%.

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Abstract

Bei einem Verfahren und einer Einrichtung zur Behandlung von Raumluft wird einem Entfeuchtungssektor (31) eines Adsorptionsrotors (3) Abluft AbL aus einem Raum, Außenluft AL oder ein Abluft-Außenluftgemisch zugeführt und trockene oder getrocknete Zuluft ZL vom Entfeuchtungssektor (31) an den Raum (100) abgegeben. Über eine Lufteintrittsöffnung (14) wird aus der Umgebung des Raumes (100) feuchte und salzhaltige Außenluft AL als Regenerationsluft angesaugt und über einen ersten Strömungsweg (41) eines Regenerationsluft-Wärmetauschers (4) mit hermetisch voneinander getrennten und in Wärme tauschender Verbindung stehenden ersten und zweiten Strömungswegen (41,42) geführt und nimmt Wärmeenergie aus einem Fortluftstrom (FL) oder Zuluftstrom (ZL) auf, der über den zweiten Strömungsweg (42) des Regenerationsluft-Wärmetauschers (4) geführt wird. Die im Entfeuchtungssektor (31) vom Adsorptionsrotor (3) aufgenommene Feuchtigkeit wird in einem Regenerationssektor (32) des Adsorptionsrotors (3) aufgenommen und als feuchte Fortluft FL über eine Luftaustrittsöffnung (17) an die Umgebung des Raumes (100) abgegeben.

Description

VERFAHREN UND EINRICHTUNG ZUR ENTFEUCHTUNG VO RAUMLUFT IM OFF-SHORE BEREICH
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Raumluft gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Einrichtung zur Behandlung von Raumluft gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 16.
Technische Einrichtungen in feuchter und salzhaltiger Umgebung sind einer starken Korrosionsgefahr ausgesetzt, die zu erheblichen Schäden führt, deren Beseitigung mit erheblichem Aufwand und hohen Kosten verbunden ist. Bei einer Anordnung von elektrischen und elektronischen Geräten in Räumen mit feuchter und salzhaltiger Raumluft kann es zudem in kürzester Zeit zu einer Kurzschlüsse verursachenden Kondenswasserbildung, im Winter zur Vereisung von Geräteteilen und zur Funktionsstörung bis hin zur Funktionsunfähigkeit der Geräte durch Korrosion kommen.
Ein Beispiel für technische Einrichtungen in feuchter und salzhaltiger Umgebung sind Windenergieanlagen, insbesondere Windenergieanlagen im Offshorebereich, die den extremen Bedingungen der Meeresumwelt mit permanent hoher Luftfeuchte mit einem hohen Salzgehalt der Luft ausgesetzt sind, wobei die Feuchtigkeit der Umgebungsluft fast ganzjährig im Bereich der sogenannten kritischen Feuchte, das heißt über einer relativen Luftfeuchte von 60% liegt und der Salzgehalt der Umgebungsluft elektrolytische Vorgänge noch wesentlich verstärkt. Diese Bedingungen stellen für die Windenergieanlage mit allen darin angeordneten technischen Einrichtungen hohe Korrosionsrisiken dar.
Erschwerend kommt hinzu, dass eine Windenergieanlage im Meer oder in der Meeresnähe von salzhaltigen Luftmassen mit hoher Feuchte und starken Winden umgeben ist, die über Undichtigkeiten in den Raum eindringen und für starke Korrosion im Innenraum und an den im Innenraum aufgestellten Geräten sorgen.
Zur Entfeuchtung und Entsalzung von Raumluft werden Luftaufbereitungseinrichtungen eingesetzt, die einen Ventilator zur Luftförderung und einen sogenannten Koaleszenz-Filter enthalten. Die Wirkung derartiger Luftaufbereitungseinrichtungen ist aber ungenügend, weil lediglich feine Wassertropfen abgeschieden werden, nicht aber die Salzmoleküle als Bestandteil hoher relativer Luftfeuchtigkeit. Zudem ist auch und gerade die hohe Luftfeuchtigkeit mit dem Salzgehalt besonders korrosionstreibend, da die Korrosion beschleunigt wird, wenn die relative Luftfeuchtigkeit über 70 % liegt. Bei relativer Luftfeuchtigkeit bis zu etwa 65 % ist die Korrosion bei gleichbleibender Temperatur zwar messbar, aber sehr gering. Dagegen tritt besonders bei Stahl sofort Rostung ein, wenn sich infolge Temperaturerniedrigung Wasser niederschlägt oder dünne Wasserhäutchen auf dem Metall durch Adsorption ausgebildet werden. Ab etwa 70 % relativer Luftfeuchtigkeit ist die Korrosion beachtlich und steigt bei noch größerer Feuchtigkeit nahezu linear mit dieser an.
Alternativ werden in Luftbehandlungseinrichtungen Adsorptionssysteme zur Entfeuchtung von Prozeßluft eingesetzt, bei denen Adsorptionsrotoren, die auch als Sorptionsregeneratoren oder Rotationsentfeuchter bezeichnet werden, zur Entfeuchtung eines Luftstromes unter Einsatz von hygroskopischen Materialien dienen. Die Adsorptionsrotoren bestehen aus einem motorisch angetriebenen Rotor und aus vielen dünnen, axial nach Art einer Wabenstruktur ausgerichteten Luftkanälen bestehen, die mit hygroskopischen Materialien wie Silicagel, Zeolithe oder Lithiumchlorid beschichtet sind. Der sich langsam drehende Rotor des in Fig. 2 schematisch dargestellten Adsorptionsrotors durchläuft mindestens zwei Sektoren, nämlich einen Entfeuchtungssektor 31 und einen Regenerationssektor 32. Im Entfeuchtungssektor 31 wird einem mittels eines Prozessluft- Ventilators 21 erzeugten Prozessluftstromes Wasserdampf entzogen, indem der Wasserdampf vom hygroskopischen Material des Adsorptionsrotors gebunden wird, so dass der durch Reduzierung der absoluten und relativen Feuchte getrocknete Prozessluftstrom mit geringerer Feuchte aus dem Adsorptionsrotor austritt und als Trockenluft einem Produktionsprozess oder einem Raum zugeführt wird.
Der vom Adsorptionsrotor aufgenommene Wasserdampf wird im Regenerationssektor 32 mittels eines durch einen Regenerationsluft-Ventilator 22 erzeugten Regenerationsluftstromes wieder ausgetrieben, indem Regenerationsluft von außen angesaugt und mittels einer Heizeinrichtung bzw. eines Lufterhitzers 23 auf eine hohe Temperatur von beispielsweise 100° C erhitzt wird, bei der die relativ trockene Regenerationsluft in der Lage ist, die im Entfeuchtungssektor vom hygroskopischen Material aufgenommene Feuchtigkeit aufzunehmen und dadurch das hygroskopische Material zu regenerieren, so dass dieses im permanent rotierenden Prozess im Entfeuchtungssektor erneut Wasserdampf der feuchten Prozessluft entziehen kann. Die mit hoher Feuchte angereicherte, sehr warme Regenerationsluft wird vom Adsorptionsrotor als Fortluft an die Umgebung des Raumes abgeführt.
Die Größe der Sektoren entspricht in etwa dem Luftmengenverhältnis der Prozessluft zur Regenerationsluft von % zu %, d.h. der Entfeuchtungssektor des Adsorptionsrotors umfasst ca. % und der Regenerationssektor ca. % des Umfangs des Rotors.
Die Temperatur des Regenerationsluftstromes wird beim Durchströmen des Regenerationssektors durch die Aufnahme von Feuchtigkeit zwar wieder abgesenkt, jedoch ist der Regenerationsluftstrom energetisch hoch beladen, da die mittels des Lufterhitzers erhitzte Regenerationsluft immer noch sehr warm und sehr feucht ist. Diese Energie wird ungenutzt als Fortluft an die Umgebung des Raumes abgegeben.
Auch beim Einsatz eines Adsorptionssystems in einer Luftaufbereitungseinrichtung zur Reduzierung der kritischen Feuchtigkeit, so dass im Innenraum einer Offshore- Windenergieanlage keine größere Luftfeuchte als 60 % vorherrscht, sind die Betriebsbedingungen ungünstig, korrosionstreibend und wartungsintensiv. Insbesondere besteht die Gefahr, dass Salzaerosole in der Tiefe des hygroskopischen Materials des Adsorptionsrotors kristallisieren und zu einer Verkrustung führen, die die dünnen Luftkanäle des Adsorptionsrotors schon nach kurzer Zeit verschließen und damit den Adsorptionsrotor und die Adsorptionsfunktion unwirksam machen.
Da Serviceeinsätze auf hoher See zu hohen Kosten führen, stellt eine regelmäßige Wartung ein großes Problem dar. Zudem müssen Reinigungsmittel, insbesondere Süßwasser zum Spülen der Anlage beziehungsweise des Adsorptionsrotors herantransportiert werden, da eine Offshore-Windenergieanlage nicht über einen entsprechenden Süßwasseranschluss verfügt. Weil aber die Serviceeinsätze überwiegend per Helikopter organisiert werden, hat das Wartungs- und Reinigungsproblem einen besonders hohen Stellenwert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Behandlung von Raumluft der eingangs genannten Art anzugeben, die mit hohem Wirkungsgrad bei minimalem Aufwand und mit geringen Energiekosten eine Eliminierung beziehungsweise Reduzierung des Salz- und Feuchtegehaltes von Raumluft unter Einsatz eines Adsorptionsrotors gewährleisten und einen geringen Wartungsaufwand sicherstellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Luftbehandlungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 17 gelöst. Die erfindungsgemäßen Lösungen gewährleisten mit hohem Wirkungsgrad bei der Behandlung der dem Raum unter Einsatz eines Adsorptionsrotors zugeführten Luft bei minimalem Aufwand und mit geringen Energiekosten eine Eliminierung oder zumindest eine erhebliche Reduzierung des Salz- und Feuchtegehaltes von Raumluft und damit die Verringerung der Gefahr einer Korrosion und Funktionsunfähigkeit von im Raum angeordneten elektrischen und elektronischen Geräten sowie einer Korrosion von Bauteilen des Raumes und reduzieren den Wartungsaufwand und damit die Wartungskosten auf ein Minimum. Die verfügbaren Energien werden somit nicht mehr ungenutzt an die Umgebung des Raumes abgegeben, sondern so weit als möglich innerhalb des Prozesses genutzt, um den Energie-Kostenaufwand zu minimieren.
Dabei gewährleistet der Einsatz eines Adsorptionsrotors zum Entfeuchten von feuchter, salzhaltiger Luft in Verbindung mit einer speziellen Wärmerückgewinnung einen hohen Wirkungsgrad bei sehr kompaktem Aufbau der Luftbehandlungseinrichtung und damit ein kostengünstiges Verfahren zur Vermeidung von Korrosionsschäden sowie Schäden an elektrischen und elektronischen Geräten. Abweichend von üblichen Wärmerückgewinnungsverfahren mit zwei im Gegenstrom angeordneten Luftströmen, beispielsweise Außenluft und Abluft, wird beim erfindungsgemäßen Verfahren der Wärmetauscher für die Regenerationsluft mit ein und demselben Luftstrom, nämlich der Außenluft zur Fortluft und damit von außen nach außen beaufschlagt. Zur Erhaltung eines bestmöglichen Wirkungsgrades wird auch hier das Gegen- oder Kreuzstromprinzip angewendet.
Der Regenerationsluft-Wärmetauscher überträgt aus der Regenerationsluft, d. h. aus dem Luftstrom von der Außenluft zur Fortluft, der bislang ungenutzt ausschließlich zur Regeneration des hygroskopischen Materials des Adsorptionsrotors verwendet wurde, im eigenen Kreislauf auf indirektem Wege bei hermetisch voneinander getrennten Strömungswegen einen wesentlichen Teil der in ihm enthaltenen Wärmeenergie aus dem Fortluftstrom auf den Außenluftstrom, so dass der Außenluftstrom durch den Fortluftstrom im Regenerationsluft-Wärmetauscher so stark erwärmt wird, dass in einem ersten Schritt eine Kristallisation der Salzmoleküle erfolgt. Die Kristallisation findet dabei bei Feuchtewerten von weniger als 40 % relativer Luftfeuchte statt, wobei die Temperaturerhöhung durch die Erwärmung im Regenerationsluft-Wärmetauscher bereits so hoch ist, dass Feuchtewerte erreicht werden, die kleiner sind als 30 % relativer Luftfeuchte, so dass optimale Bedingungen für die Kristallisation geschaffen werden. Dadurch ist es möglich, in einem zweiten Schritt den Salzgehalt der erwärmten Außenluft in einem Salzabscheider, d. h. einem Filter entsprechender Güteklasse, abzuscheiden, bevor die dem Adsorptionsrotor zugeführte entsalzte Regenerationsluft die im Entfeuchtungssektor des Adsorptionsrotors aufgenommene Feuchte mit hoher Temperatur austrägt.
Somit liegen alle nach der Salzabscheidung im Salzabscheider angeordneten Komponenten wie eine nachgeordnete Heizeinrichtung zum weiteren Erhitzen der Außenluft vor der Abgabe an den Regenerationssektor des Adsorptionsrotors mit einem Heizelement und den Heizstäben, der Adsorptionsrotor, die zur Luftförderung vorgesehenen Ventilatoren, Motoren, Klappen und elektrischen und elektronischen Geräte im zu klimatisierenden Raum im entsalzten und trockenen Bereich weit außerhalb kritischer und korrosionstreibender Feuchtewerte, also in optimalen Luftverhältnissen. Dabei kann durch die Abscheidung der Salzkristalle vor dem Eintreten des Regenerationsluftstromes in den Adsorptionsrotor ein Verkrusten und Dichtsetzen des Adsorptionsrotors nicht mehr erfolgen, so dass Wartungsund Reinigungsarbeiten vollständig entfallen und damit erhebliche Kosten eingespart werden können.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht vor allem in dem hohen Wirkungsgrad, denn der Regenerationsluft-Wärmetauscher überträgt zur Vorerwärmung der Regenerationsluft soviel Wärmeenergie aus dem Fortluftstrom auf den von außen zugeführten Außenluftstrom, dass mehr als 50 % der Heizenergie für die Heizeinrichtung eingespart werden und somit der Anschlusswert des Heizelementes um mehr als 50 % verkleinert werden kann. Von wesentlichem Vorteil sind dabei die geringen Betriebskosten, wobei die Einsparungen so hoch sind, dass eine Amortisation der zusätzlichen Kosten für den Regenerationsluft-Wärmetauscher bereits nach kurzer Zeit erreicht wird.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird im Winterbetrieb bei niedrigen Außenlufttemperaturen die Fortluft und im Sommerbetrieb bei mittleren oder hohen Außenlufttemperaturen die Zuluft über den zweiten Strömungsweg des Regenerationsluft- Wärmetauschers geführt, wobei die Zuluft und die Fortluft vorzugsweise über Klappensysteme geleitet werden, mit denen der Anteil der über den zweiten Strömungsweg des Regenerationsluft-Wärmetauschers geführten Zuluft und/oder Fortluft eingestellt wird.
Da zur Aufnahme des Wasserdampfs im Regenerationssektor des Adsorptionsrotors hohe Temperaturen der Regenerationsluft benötigt werden, die über den Adsorptionsrotor auf den im Umluftverfahren betriebenen Abluft- und Zuluftstrom übertragen werden, ist eine zusätzliche Erwärmung des zu klimatisierenden Raumes bei der Entfeuchtung, verfahrensbedingt unvermeidbar, was aber in Sommermonaten mit hohen Umgebungstemperaturen zur Kühlung der Wärme abgebenden elektrischen und elektronischen Geräte im Raum ungünstig bzw. unerwünscht ist. Andererseits kann es aber in den Wintermonaten bei niedrigen Umgebungstemperaturen von Vorteil sein, den Raum aufzuheizen.
Um den jeweiligen Bedingungen in der Umgebung des zu klimatisierenden Raumes Rechnung zu tragen, wird daher im Winterbetrieb bei niedrigen Außenluft- oder Umgebungstemperaturen die Fortluft zum Aufheizen und im Sommerbetrieb bei mittleren oder hohen Außenlufttemperaturen die Zuluft zum Abkühlen der feuchten und salzhaltigen Außenluft im Regenerationsluft-Wärmetauscher dem zweiten Strömungsweg des Regenerationsluft-Wärmetauschers zugeführt.
Vorzugsweise erfolgt dies mit Klappensystemen zur Steuerung des Fortluft- und/oder Zuluftstromes, die den Umgebungsbedingungen entsprechend eingestellt werden, so dass im Winter eine vollständige Zufuhr der warmen Prozessluft erfolgt, während im Sommer die Prozessluft über den Regenerationsluft-Wärmetauscher indirekt durch die Außenluft gekühlt wird.
Zur Nutzung der in der Abluft enthaltenen Wärmeenergie wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Prozessluft im Umluftbetrieb über einen ersten Strömungsweg eines Prozessluft-Wärmetauschers mit hermetisch voneinander getrennten und in Wärme tauschender Verbindung stehenden ersten und zweiten Strömungswegen geleitet, dem Entfeuchtungssektor des Adsorptionsrotors zugeführt und als Zuluft über den zweiten Strömungsweg des Prozessluft-Wärmetauschers geleitet und an den Raum abgegeben.
Um auch hier den unterschiedlichen Umgebungsbedingungen Rechnung zu tragen, wird die Zuluft durch den Prozessluft-Wärmetauscher oder einen Bypass bzw. anteilig durch den Prozessluft-Wärmetauscher und den Bypass geleitet und somit die Wärmeübertragung von der Abluft auf die Zuluft gesteuert.
Vorzugsweise wird der Salzgehalt der Abluft vor der Abgabe an den Entfeuchtungssektor des Adsorptionsrotors reduziert, indem die Abluft über einen Salzabscheider geleitet wird.
Die vorstehenden Lösungsmerkmale schaffen energetisch optimierte Luftbehandlungseinrichtungen, die bei unterschiedlichen klimatischen Bedingungen in der Umgebung eines zu klimatisierenden Raumes mit minimalem Aufwand und mit geringen Energiekosten eine Eliminierung oder zumindest eine erhebliche Reduzierung des Salz- und Feuchtegehaltes von Raumluft und damit eine Verringerung der Gefahr einer Korrosion und Funktionsunfähigkeit von im Raum angeordneten elektrischen und elektronischen Geräten sowie einer Korrosion von Bauteilen des Raumes bewirken und den Wartungsaufwand und damit die Wartungskosten auf ein Minimum reduzieren. Dabei wird die Prozessluft im Umluftbetrieb gefahren, d.h. aus dem Raum gesaugt, behandelt und wieder an den Raum abgegeben, während die Regenerationsluft im Außenluftbetrieb gefahren, d.h. von außen angesaugt und nach außen wieder abgegeben wird.
Da der Umluftbetrieb der Prozessluft vorwiegend im Gleichdruck ohne eine Überdruckerzeugung und Überdruckhaltung im zu klimatisierenden Raum betrieben wird, besteht die Gefahr, dass durch Diffusionsdrücke und/oder Windeinwirkung unkontrolliert Luftmassen mit hoher Luftfeuchte in den Raum, beispielsweise in den Innenraum einer Offshore-Windenergieanlage, eindringen und dadurch die mit der Luftbehandlung vorgenommene Entfeuchtung und Entsalzung der Raumluft zunichte machen bzw. deren Wirkung verringern. Das unkontrollierte Eindringen von Luftmassen mit höherer Luftfeuchtigkeit erfolgt in Räumen allgemein durch das Vorhandensein von Fugen, Spalten und Rissen sowie durch die Verwendung nicht diffusionsdichter Baustoffe und Materialien und in dem besonderen Fall einer Offshore-Windenergieanlage über Wellendurchführungen zwischen dem Getriebe und dem Rotor, Kabeldurchführungen, Leitern und Fahrstuhlschächte im Innenraum des Turmes der Windenergieanlage sowie Abdichtungen zwischen dem Turm und der drehbaren Gondel usw.
In den genannten Fällen wirkt der Partialdruck negativ, denn durch die Entfeuchtung liegt der Druck innerhalb des Raumes unter dem der Umgebung, so dass eine permanente Dampfdiffusion von außen nach innen stattfindet. Dabei können ganz erhebliche Kräfte auftreten, die durch den Unterschied in der absoluten Feuchte bestimmt werden. So entsprechen beispielsweise 5,5 g/kg Unterschied in der absoluten Feuchte einem Wert von 9 mbar bzw. 900 N/m2 [Pa]. Diese Größe wird regelmäßig erreicht, wenn ein wirksamer Korrosionsschutz mit Feuchtewerten von weniger als 60 bis 70 % relativer Luftfeuchte erzeugt werden soll. Bei schnell schwankenden Temperaturen kann es zu wesentlich größeren Kräften kommen, wobei insbesondere das Seeklima schnellen Veränderungen unterliegt.
Die Beachtung der Dampfdiffusion gewinnt bezüglich der Korrosionsgefahren zusätzlich an Bedeutung, wenn die Diffusion gleichzeitig beispielsweise in der Seeluft enthaltene Salzmoleküle in das Innere eines Bauwerks transportiert, die ganz entscheidend auf die Korrosionsgeschwindigkeit einwirken, da durch die Salzmoleküle der Elektrolyt erheblich verstärkt wird.
Aber nicht nur die Dampfdiffusion kann die Entfeuchtungsleistung erheblich mindern, sondern auch Windkräfte oder Staudruck haben in Abhängigkeit von der Windstärke eine erhebliche negative Wirkung, insbesondere Windenergieanlagen im Offshore-Bereich unterliegen in Folge des rauen Seeklimas permanent diesem Einfluss.
Daher ist alternativ zu einem Umluftbetrieb der Prozessluft, bei dem die Abluft aus dem Raum im Adsorptionsrotor entfeuchtet und gegebenenfalls in einem Salzabscheider entsalzt wird, in weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Außenluftbetrieb vorgesehen, bei dem entsprechend einer alternativen Lösung des erfindungsgemäßen Verfahrens Außenluft über einen ersten Strömungsweg eines Prozessluft-Wärmetauschers mit hermetisch voneinander getrennten und in Wärme tauschender Verbindung stehenden ersten und zweiten Strömungswegen geleitet und dem Entfeuchtungssektor des Adsorptionsrotors zugeführt, als trockene oder getrocknete Zuluft über den zweiten Strömungsweg des Prozessluft-Wärmetauschers geleitet und zur Erzeugung eines Überdrucks im Raum als Zuluft an den Raum abgegeben wird.
Bei dieser Alternative des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Prozessluft nicht im Umluftbetrieb entfeuchtet, sondern im Außenluftbetrieb, bei dem ein Außenluftstrom nach entsprechender Behandlung und Aufbereitung als Zuluftstrom mit genügendem Überdruck in den Raum abgegeben wird und über die Undichtigkeiten des Raumes entweicht. Auf diese Weise wird sowohl für die korrekte Feuchtehaltung im Raum gesorgt als auch gleichzeitig verhindert, dass durch Diffusion oder durch Winddruck bzw. Staudruck ein unkontrolliertes Eindringen von Feuchtigkeit in den Raum erfolgen kann.
Ein Ansaugen der Prozessluft als Außenluft und Abgabe mit Überdruck in den Raum ohne weitere Vorbehandlung würde aber zu den folgenden Problemen führen:
1 . Da die Regenerationsluft auf sehr hohe Temperaturen von ca. 100°C gebracht wird, enthält die dem Adsorptionsrotor zugeführte Regenerationsluft eine äußerst geringe relative Feuchte. Daraus folgt, dass die Salzmoleküle kristallisieren und in die engen Kapillare des Rotormaterials eindringen und diese schnell verschließen, so dass die Luftströmung bzw. Luftmenge der Regenerationsluft beeinträchtigt wird.
2. Da der im Gegenstrom fließende Luftstrom der Prozessluft einen Teil der Salzkristalle wieder zurückspült, würden die Salzkristalle mit dem Überdruckluftstrom in den Innenraum des Turmes getragen werden.
3. In dem durch die sog. Schleppwärme aus dem Regenerationssektor erwärmten Prozessluftsektor würden die Salzmoleküle erst und unmittelbar im Inneren des Rotors kristallisieren, wodurch die Gefahr einer Verkrustung des Rotors noch erhöht wird.
Zur Vermeidung dieser Probleme und um auch bei einem derartigen Betrieb den Wirkungsgrad zu maximieren, wird die Luftbehandlung mit einer Energierückgewinnung gekoppelt, indem die Außenluft über einen ersten Strömungsweg eines Prozessluft- Wärmetauschers mit hermetisch voneinander getrennten und in Wärme tauschender Verbindung stehenden ersten und zweiten Strömungswegen geleitet und dem Entfeuchtungssektor des Adsorptionsrotors zugeführt, als trockene oder getrocknete Zuluft über den zweiten Strömungsweg des Prozessluft-Wärmetauschers geleitet und zur Erzeugung eines Überdrucks im Raum als Zuluft an den Raum abgegeben wird.
Durch die Anordnung eines Regenerationsluft-Wärmetauschers im Strömungsweg der Regenerationsluft ergeben sich die Vorteile
- einer erheblichen Verringerung des erforderlichen Energieaufwandes zur Aufheizung der Regenerationsluft auf hohe Temperaturen durch den Wärmerückgewinn zur Vorheizung der Regenerationsluft mit hoch effektiver Wärmeübertragung aus der sehr feuchten und sehr warmen Fortluft auf den Außenluftstrom
- eines Absenkens der relativen Luftfeuchte der Regenerationsluft auf Werte unter 40% relativer Feuchte durch die Vorheizung der Regenerationsluft, so dass die in der Außenluft enthaltenen Salzmoleküle kristallisieren,
- eines anschließend hoch effektiven Abscheidens der Salzkristalle mit einem Salzfilter, Beaufschlagung aller folgenden Aggregate wie Lufterhitzer, Ventilator, Rotor und aller weiteren Luftkanäle und Komponenten, beispielsweise Temperatur- und Feuchtefühler, mit einem Luftstrom, der keine Korrosion hervorruft und durch die Anordnung eines Prozessluft-Wärmetauschers bei der Erzeugung eines Überdrucks im Raum durch das Ansaugen von Außenluft für die Prozessluft ergeben sich die Vorteile
- eines Wärmerückgewinns zur Vorheizung des Außenluftstromes der Prozessluft durch die hoch effektive Wärmeübertragung aus der entfeuchteten, aber sehr warmen Zuluft auf den Außenluftstrom, - eines Absenkens der relativen Luftfeuchte der Prozessluft auf Werte unter 40% relativer Feuchte durch die Vorheizung der Prozessluft, so dass die in der Außenluft enthaltenen Salzmoleküle kristallisieren,
- eines anschließend hoch effektiven Abscheidens der Salzkristalle mit einem Salzfilter,
- Beaufschlagung aller folgenden Aggregate wie Ventilator, Rotor und aller weiteren Luftkanäle und Komponenten, beispielsweise Temperatur- und Feuchtefühler, mit einem Luftstrom, der keine Korrosion hervorruft
- unbedenkliche Abgabe der so behandelten Zuluft an den Raum zum Zwecke der Überdruckerzeugung.
Die Erzeugung eines Überdrucks im Raum mittels eines Außenluftstromes weist darüber hinaus den Vorteil auf, dass selbst bei einem maximalen Feuchtewert von 100 % relativer Luftfeuchte in der Außenluft eine geringe Entfeuchtung von nur ca. 5,5 g/kg ausreichend ist, um innerhalb des Raumes eine Luftfeuchte von weniger als 60-70 % relativer Luftfeuchte zu erzeugen und zu halten. Dieser Effekt tritt auch dann ein, wenn durch äußere Einflüsse wie beispielsweise durch Transmissionen die Innentemperatur im Raum auf den Wert der Außentemperatur absinkt.
Auch im Außenluftbetrieb kann der Salzgehalt der Außenluft vor der Abgabe an den Entfeuchtungssektor des Adsorptionsrotors reduziert werden und zur Anpassung der Luftbehandlung an die jeweiligen klimatischen Rahmenbedingungen ein Teil der Fortluft am Regenerationsluft-Wärmetauscher vorbeigeleitet und direkt an die Umgebung des Raumes abgegeben bzw. ein Teil der Zuluft am Prozessluft-Wärmetauscher vorbeigeleitet und direkt an den Raum abgegeben werden.
Weiterhin kann eine Mischung aus Außenluft und Abluft über den ersten Strömungsweg des Prozessluft-Wärmetauschers mit hermetisch voneinander getrennten und in Wärme tauschender Verbindung stehenden ersten und zweiten Strömungswegen geleitet und dem Entfeuchtungssektor des Adsorptionsrotors zugeführt und als Zuluft über den zweiten Strömungswegdes Prozessluft-Wärmetauschers geleitet und an den Raum abgegeben werden, wobei vorzugsweise die Anteile der Außenluft und Abluft an dem über den ersten Strömungsweg des Prozessluft-Wärmetauschers geleiteten Prozessluftstromes gesteuert oder geregelt werden.
Durch eine vorzugsweise stufenlose Mischung der über den ersten Strömungsweg des Prozessluft-Wärmetauschers geleiteten Außenluft und Abluft kann die Temperatur der Zuluft bzw. Fortluft, die Menge der Wärmeübertragung sowie die Stärke des Überdrucks im Raum beeinflusst werden, der infolge des Abströmens von mehr oder weniger Luft über Undichtigkeiten des Raums schwankt.
In weiterer Ausgestaltung kann das Mischungsverhältnis der über den ersten Strömungsweg des Prozessluft-Wärmetauschers geleiteten Mischung aus Außenluft und Abluft in Abhängigkeit von der Windstärke in der Umgebung des Raumes bzw. des auf das Gebäude lastenden Winddrucks gesteuert oder geregelt werden.
Durch das Vorbeileiten eines Teils der Fortluft am Regenerations-Wärmetauscher vorbei direkt an die Umgebung des Raumes bzw. eines Teils der Zuluft am Prozessluft- Wärmetauscher vorbei direkt an den Raum ist eine gleitende Anpassung möglich, wobei mit den Veränderungen der Außenbedingungen bezüglich der Temperatur und Luftfeuchte analog die Werte im Raum angepasst werden.
Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in einer vorzugsweise stufenlosen Steuerung oder Regelung der Stärke des Prozessluftstromes und/oder des Regenerationsluftstromes, d.h. des Luftfördervolumens pro Zeiteinheit.
Durch die Steuerung oder Regelung des Prozessluftstromes und/oder Regenerationsluftstromes kann Einfluss auf die Temperatur des Zuluft- und/oder Fortluftstromes, auf die Entfeuchtungsleistung sowie auf die Höhe des Überdruckes im Raum genommen und damit der Energieverbrauch zur Senkung der Energiekosten optimiert werden.
Eine Einrichtung zur Behandlung von Raumluft der eingangs genannten Art, die die vorstehend genannte Aufgabenstellung löst, ist gekennzeichnet durch einen Regenerationsluft-Wärmetauscher mit hermetisch voneinander getrennten Strömungswegen, dessen erster Strömungsweg eingangsseitig mit der Lufteintrittsöffnung und ausgangsseitig mit dem Regenerationssektor des Adsorptionsrotors verbunden ist und dessen zweiter Strömungsweg eingangsseitig mit dem Ausgang des Entfeuchtungssektors und/oder dem Ausgang des Regenerationssektors des Adsorptionsrotors und ausgangsseitig mit der Luftaustrittsöffnung und/oder mit dem Raum verbunden ist
Die erfindungsgemäße Einrichtung gewährleistet mit hohem Wirkungsgrad bei der Behandlung der dem Raum unter Einsatz eines Adsorptionsrotors zugeführten Luft eine Eliminierung oder zumindest eine erhebliche Reduzierung des Salz- und Feuchtegehaltes von Raumluft und damit die Verringerung der Gefahr einer Korrosion und Funktionsunfähigkeit von im Raum angeordneten elektrischen und elektronischen Geräten sowie einer Korrosion von Bauteilen des Raumes und reduziert den Wartungsaufwand und damit die Wartungskosten auf ein Minimum.
Weitere Ausführungen und Varianten der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Behandlung von Raumluft sind dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des ersten Strömungsweges des Regenerationsluft-Wärmetauschers über einen Salzabscheider und eine Heizeinrichtung mit dem Regenerationssektor des Adsorptionsrotors verbunden ist, die Abluft über einen Luftfilter mit dem Eingang des Entfeuchtungssektors des Adsorptionsrotors verbunden ist,
ein Umluftventilator im Strömungsweg der Abluft und Zuluft vor dem Eingang des Regenerationssektors und ein Fortluftventilator im Strömungsweg der Außenluft zur Fortluft zwischen dem Entfeuchtungssektor des Adsorptionsrotors und dem Regenerationsluft-Wärmetauscher angeordnet ist, ein erstes Klappensystem mit einer ersten Zuluftklappe im Strömungsweg der Zuluft zwischen dem Ausgang des Entfeuchtungssektors des Adsorptionsrotors und dem Zuluftanschluss des Raumes, einer ersten Fortluftklappe im Strömungsweg der Fortluft zwischen dem Ausgang des Regenerationssektors des Adsorptionsrotors und dem Eingang des zweiten Strömungsweges des Regenerationsluft-Wärmetauschers und einer ersten Zuluft-Fortluftklappe im Strömungsweg der Fortluft zwischen dem Ausgang des Entfeuchtungssektors des Adsorptionsrotors und dem Eingang des zweiten Strömungsweges des Regenerationsluft-Wärmetauschers und ein zweites Klappensystem mit einer zweiten Fortluftklappe im Strömungsweg der Fortluft zwischen dem Regenerationssektor des Adsorptionsrotors und der Luftaustrittsöffnung, einer zweiten Zuluftklappe im Strömungsweg der Zuluft zwischen dem Ausgang des zweiten Strömungsweges des Regenerationsluft-Wärmetauschers und einer zweiten Zuluft-Fortluftklappe im Strömungsweg der Fortluft zwischen dem Ausgang des zweiten Strömungsweges des Regenerationsluft-Wärmetauschers und der Luftaustrittsöffnung. ein Prozessluft-Wärmetauscher mit hermetisch voneinander getrennten und in Wärme tauschender Verbindung stehenden ersten und zweiten Strömungswegen vorgesehen ist, über dessen ersten Strömungsweg die Abluft und über dessen zweiten Strömungsweg die Zuluft geleitet wird, oder alternativ ein Prozessluft-Wärmetauscher mit hermetisch voneinander getrennten und in Wärme tauschender Verbindung stehenden ersten und zweiten Strömungswegen vorgesehen ist, über dessen ersten Strömungsweg Außenluft und über dessen zweiten Strömungsweg Zuluft geleitet wird, die mit Überdruck an den Raum abgegeben wird, oder alternativ
ein Prozessluft-Wärmetauscher mit hermetisch voneinander getrennten und in Wärme tauschender Verbindung stehenden ersten und zweiten Strömungswegen vorgesehen ist, über dessen ersten Strömungsweg eine Mischung aus Abluft und Außenluft und über dessen zweiten Strömungsweg Zuluft geleitet wird, die mit Überdruck an den Raum abgegeben wird, ein Prozessluft-Bypasskanal vorgesehen wird, der den Eingang und Ausgang des zweiten Strömungsweges des Prozessluft-Wärmetauschers überbrückt und mit einer ersten Prozessluft-Bypassklappe im Prozessluft-Bypasskanal und einer zweiten Prozessluft-Bypassklappe in der Verbindung zwischen dem Ausgang des Entfeuchtungssektors des Adsorptionsrotors und dem Eingang des zweiten Strömungsweges des Prozessluft-Wärmetauschers verbunden ist, ein Regenerationsluft-Bypasskanal vorgesehen wird, der den Eingang und Ausgang des zweiten Strömungsweges des Regenerationsluft-Wärmetauschers überbrückt, und eine erste Regenerationsluft-Bypassklappe im Regenerationsluft-Bypasskanal und eine zweite Regenerationsluft-Bypassklappe in der Verbindung zwischen dem Ausgang des Entfeuchtungssektors des Adsorptionsrotors und dem Eingang des zweiten Strömungsweges des Regenerationsluft-Wärmetauschers enthält.
Die erfindungsgemäßen Merkmale lösen nicht nur die Aufgabenstellung der Entfeuchtung und Entsalzung sowie gegebenenfalls der Überdruckhaltung, sondern sind gleichzeitig so ausgelegt, dass insgesamt eine optimierte Energieausnutzung stattfindet und damit ein hoher Wirkungsgrad erzielt wird. Während konventionelle Adsorptionssysteme keine Nutzung der Abwärme und des Feuchtigkeitsgehalts der Regenerationsluft vorsehen, weil deren alleiniges Ziel darin besteht, die feuchte und warme Luft zu entfernen, so dass die mit hoher Temperatur versehene und mit hoher Feuchte geladene Regenerationsluft ungenutzt nach außen abgeführt wird, wobei zum Reduzieren der Feuchte sehr hohe Temperaturen erzeugt werden müssen, geht die erfindungsgemäße Lösung von einem anderen Ansatz aus. Durch den Einsatz zumindest eines Regenerationsluft-Wärmetauschers mit voneinander hermetisch getrennten Strömungswegen, insbesondere eines Kreuzstrom-Plattenwärmetauschers mit hermetisch getrennten Strömungswegen wird zunächst sichergestellt, dass keine Feuchteübertragung beim Energieaustausch, d. h. beim Wärmerückgewinnungsprozess, stattfinden kann.
Weiterhin entzieht der Regenerationsluft-Wärmetauscher und in weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung auch der Prozessluft-Wärmetauscher dem wärmeren Luftstrom soviel Energie und überträgt diese auf den kühleren Luftstrom, dass ohne zusätzliche Heizaggregate eine Erwärmung in der Weise und Größe erfolgt, dass Temperaturbereiche erreicht werden, die eine sehr geringe relative Feuchte aufweisen. Die Feuchtewerte erreichen dabei Bereiche, die kleiner sind als 40 % relativer Luftfeuchte. Dieser Vorgang bewirkt, dass die insbesondere in Seeluft vorhandenen Salzmoleküle kristallisieren und durch einen entsprechenden Salzabscheider, d. h. einen hochwertigen Filter, abgeschieden werden können. Diese Veränderung des Luftzustandes hat den wesentlichen Vorteil, dass alle dem Regenerationsluft-Wärmetauscher nachgeschalteten Aggregate wie Lufterhitzer, Adsorptionsrotor, Ventilatoren, Luftklappen und Luftkanäle in einem salzfreien Luftstrom liegen und zugleich im Bereich einer relativen Luftfeuchte, die unter Zugrundelegung einer kritischen Luftfeuchte von weniger als 60 bis 70 % relativer Luftfeuchte bezüglich einer Korrosion unbedenklich ist. Die erfindungsgemäße Lösung weist bezüglich des Energieverbrauchs, der Lebensdauer und des Wartungsaufwandes bzw. der Wartungskosten damit die Vorteile auf, dass a) die dem Regenerationsluft-Wärmetauscher bzw. dem Regenerationsluft-Wärmetauscher im Strömungsweg der Regenerationsluft bzw. Prozessluft nachgeordneten Komponenten ohne negative Korrosionseinflüsse eine wesentlich längere Betriebszeit bzw. Lebensdauer erreichen, b) eine Verunreinigung, insbesondere Verkrustung durch Salzkristalle, des Adsorptionsrotors nach Ausfilterung der Salzkristalle nicht mehr erfolgen kann, so dass entsprechender Wartungs- bzw. Reinigungsaufwand entfällt und bezüglich der Funktion und Wirkung ein permanent gleichbleibend hoher Wirkungsgrad gesichert ist, c) nach Ausfilterung der Schadstoffe und entsprechender Feuchtereduzierung die aus der Außenluft oder einer Mischung aus Außenluft und Abluft gewonnene Zuluft mit Überdruck an den Raum abgegeben werden kann, d) die Regenerationsluft- und Prozessluft-Wärmetauscher eine erhebliche Energierückgewinnung bewirken, so dass Wirkungsgrade von mehr als 80 % erreicht werden. e) in den Sommermonaten bei hohen Außentemperaturen dem Zuluftstrom durch Wärmeentzug zur Vorheizung des Außenluftstromes erhebliche Energie entzogen wird, so dass keine Übererwärmung des Raumes auftritt, und f) in den Wintermonaten bei niedrigen Außenlufttemperaturen die Fortluft über den zweiten Strömungsweg des Regenerationsluft-Wärmetauschers geführt wird und durch Wärmeabgabe den Außenluftstrom aufheizt und damit über den Adsorptionsrotor die an den Raum abgegebene Zuluft aufheizt.
Vorzugsweise ist das Luftfördervolumen des Prozessluft-Ventilators und/oder des Regenerationsluft-Ventilators pro Zeiteinheit Steuer- oder regelbar, insbesondere stufenlos Steuer- oder regelbar, womit Einfluss auf die Temperatur des Zuluft- und/oder Fortluftstromes, auf die Entfeuchtungsleistung sowie auf die Höhe des Überdruckes im Raum genommen und damit der Energieverbrauch zur Senkung der Energiekosten optimiert werden kann.
In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Luftbehandlungseinrichtung sind die Anteile der Außenluft und der Abluft an dem über den ersten Strömungsweg des Prozessluft- Wärmetauschers geleiteten Prozessluftstrom mittels eines Klappensystems Steuer- oder regelbar.
Durch eine vorzugsweise stufenlose Mischung der über den ersten Strömungsweg des Prozessluft-Wärmetauschers geleiteten Außenluft und Abluft kann die Temperatur der Zuluft bzw. Fortluft, die Menge der Wärmeübertragung sowie die Stärke des Überdrucks im Raum beeinflusst und gegebenenfalls in Abhängigkeit von der Windstärke in der Umgebung des Raumes bzw. des auf das Gebäude lastenden Winddrucks gesteuert oder geregelt werden. Anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele sollen die wesentlichen Merkmale der Erfindung sowie im Rahmen der Erfindung liegende Varianten näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Turms einer Offshore-
Windenergieanlage mit einer Luftbehandlungseinrichtung zur Luftentfeuchtung und Reduzierung des Salzgehaltes von Raumluft;
Fig. 2 eine schematische, perspektivische Darstellung eines Adsorptionssystems;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Luftbehandlungseinrichtung mit einem
Adsorptionsrotor und Regenerationsluft-Wärmetauscher mit einer Führung der Prozessluft und Regenerationsluft im Winterbetrieb;
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Luftbehandlungseinrichtung mit einem
Adsorptionsrotor und Regenerationsluft-Wärmetauscher mit einer Führung der Prozessluft und Regenerationsluft im Sommerbetrieb;
Fig. 5 und 6 eine schematische Darstellung einer Luftbehandlungseinrichtung mit
Adsorptionsrotor und Regenerationsluft-Wärmetauscher sowie Klappensystemen zur Steuerung der Regenerationsluft- und Prozessluftströmung im Winter- und Sommerbetrieb;
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Luftbehandlungseinrichtung mit einem
Adsorptionsrotor, einem Regenerationsluft-Wärmetauscher, einem Prozessluft-Wärmetauscher für einen Umluftbetrieb der Prozessluft, Bypassklappen zur Regelung des durch den Prozessluft-Wärmetauscher geführten Anteils der Zuluft zur Erwärmung der für die Prozessluft genutzten Umluft und Bypassklappen zur Regelung des durch den Regenerationsluft- Wärmetauscher geführten Anteils der Fortluft zur Erwärmung der für die Regenerationsluft genutzten Außenluft;
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Luftbehandlungseinrichtung mit einem
Adsorptionsrotor, einem Regenerationsluft-Wärmetauscher und einem Prozessluft-Wärmetauscher für einen Außenluftbetrieb der Prozessluft mit Überdruckhaltung im zu klimatisierenden Raum; Fig. 9 eine Luftbehandlungseinrichtung wie in Fig. 8 mit zusätzlichen Bypasskanälen und Bypassklappen zur Regelung des durch den Prozessluft-Wärmetauscher geführten Anteils der Zuluft zur Erwärmung der für die Prozessluft genutzten Außenluft bzw. zur Regelung des durch den Regenerationsluft- Wärmetauscher geführten Anteils der Fortluft zur Erwärmung der für die Regenerationsluft genutzten Außenluft;
Fig. 10 eine schematische Darstellung einer Luftbehandlungseinrichtung wie in den
Fig. 8 und 9 mit einem Adsorptionsrotor, einem Regenerationsluft- Wärmetauscher und einem Prozessluft-Wärmetauscher für eine aus Außenluft und Abluft zusammengesetzte Prozessluft mit Überdruckhaltung im zu klimatisierenden Raum;
Fig. 1 1 eine schematische Darstellung einer konstruktiven Ausführung der
Luftbehandlungseinrichtung gemäß Fig. 8 mit mehreren Zustandspunkten zur Darstellung der thermodynamischen Vorgänge bei der Luftbehandlung;
Fig. 12, 13 Mollier-h, x-Diagramme für feuchte Luft zur Erläuterung der Behandlung der
Prozeß- und Regenerationsluft im Sommerbetrieb an den Zustandspunkten der Fig. 1 1 und
Fig. 14, 15 Mollier-h, x-Diagramme für feuchte Luft zur Erläuterung der Behandlung der
Prozeß- und Regenerationsluft im Winterbetrieb an den Zustandspunkten der Fig. 1 1 .
Eine Offshore-Windenergieanlage 1 weist entsprechend der Prinzipdarstellung in Fig. 1 einen im Meeresboden gegründeten Turm 10 auf, an dessen Spitze eine Gondel 1 1 angeordnet ist, in der sich ein Generator befindet, der über eine Antriebswelle und ein Getriebe mit Rotorblättern 12 verbunden ist. Die vom Generator abgegebene elektrische Leistung wird mittels elektrischer und elektronischer Geräte 16 wie Schaltanlagen, Schalteinrichtungen, Steuer- und Regeleinrichtungen, Transformatoren, Frequenzumrichter etc. aufbereitet und über Kabel zum Festland übertragen. Die in einem Gerätemodul 15 im Innenraum 100 des Turmes 10 angeordneten elektrischen und elektronischen Geräte 16 steuern und regeln zudem den Betrieb des Generators, Anstellung der Rotorblätter etc.
Der dem Innenraum 100 des Turmes 10 zugeführte Luftstrom wird zur Verringerung der Korrosionsgefahr und Vermeidung von Funktionsstörungen der elektrischen und elektronischen Geräte 16 in der feuchten und salzhaltigen Umgebung mittels einer Luftbehandlungseinrichtung 2 entfeuchtet und entsalzt. Dies erfolgt entweder im Umluftbetrieb, im Außenluftbetrieb oder in einem Mischbetrieb mit einer Mischung aus Abluft AbL und Außenluft AL. Im Umluftbetrieb wird die Abluft AbL aus dem Innenraum 100 des Turmes 10 angesaugt, gereinigt, in einem Wärmetauscher der Luftbehandlungseinrichtung 2 entfeuchtet und als gereinigte ,salzfreie Zuluft ZL wieder in den Innenraum 100 des Turmes 10 zurückgeführt. Zum Abführen der von der Abluft AbL abgegebenen Feuchte dient ein Außenluftstrom, bei dem Außenluft AL aus der Umgebung des Turmes 10 über eine im allgemeinen unterhalb des Gerätemoduls 15 angeordnete Lufteintrittsöffnung 14, beispielsweise über eine Öffnung in einer Zugangstür im Turm 10, von der Luftbehandlungseinrichtung 2 angesaugt, über den Wärmetauscher geleitet und als erwärmte und sehr feuchte Fortluft FL über eine Luftaustrittsöffnung 17 an die Umgebung des Turmes 10 abgegeben wird.
Im Außenluftbetrieb wird die Außenluft AL, gereinigt, entfeuchtet und als Zuluft ZL an den Innenraum des Turmes 10 so abgegeben, dass die Zuluft ZL das Gerätemodul 15 durchströmt, in bevorzugter Ausführungsform einen Überdruck erzeugt und über Undichtigkeiten des Turmes 10 bzw. über Abströmöffnungen 13 in der Gondel 1 1 als Fortluft FL' an die Umgebung abgegeben wird. Dadurch entsteht eine Gegenwirkung zum Winddruck und zum Partialdruck von außen nach innen und es wird vermieden, dass Feuchtigkeit unkontrolliert in den Turm 10 einströmen kann.
Die in Fig. 3 schematisch dargestellte Luftbehandlungseinrichtung zur Luftentfeuchtung und Luftentsalzung in Verbindung mit einer Wärmerückgewinnung durch Vorerwärmung eines Außenluftstromes AL und Erwärmung eines Zuluftstromes ZL enthält einen Adsorptionsrotor 3 mit einem Entfeuchtungssektor 31 zur Entfeuchtung von Prozessluft, die im Umluftbetrieb als Abluft AbL dem zu klimatisierenden Raum, beispielsweise dem Innenraum 100 des Turmes 10 einer Offshore-Windenergieanlage, entzogen und als Zuluft ZL dem zu klimatisierenden Raum zugeführt wird, und einem Regenerationssektor 32, der mit Regenerationsluft durchströmt wird, die als Außenluft AL aus der Umgebung des zu klimatisierenden Raumes angesaugt und als Fortluft FL an die Umgebung des zu klimatisierenden Raumes abgegeben wird.
Zur Erzeugung des Prozessluftstromes dient ein Prozessluft-Ventilator 21 sowie zur Erzeugung des Regenerationsluftstromes ein Regenerationsluft-Ventilator 22. Optional kann in den Umluftstrom der Prozessluft ein Luftfilter, insbesondere ein Grobfilter 62, vorgesehen werden, der vorzugsweise vor dem Lufteinlass des Entfeuchtungssektors 31 des Adsorptionsrotors 3 angeordnet wird.
Im Strömungsweg der durch den Regenerationssektor 32 des Adsorptionsrotors 3 geführten Regenerationsluft liegt ein Regenerationsluft-Wärmetauscher 4 mit hermetisch voneinander getrennten ersten und zweiten Strömungswegen 41 und 42, der vorzugsweise aus einem im Gegenstrom- oder Kreuzstrombetrieb arbeitenden Plattenwärmetauscher besteht, ein aus einem Filterelement bestehender Salzabscheider 61 und ein Heizelement 23. Der erste Strömungsweg 41 des Regenerationsluft-Wärmetauschers 4, der Salzabscheider 61 und das Heizelement 23 sind im Strömungsweg von der Lufteintrittsöffnung 14, über die Außenluft AL angesaugt wird, zum Eingang des Regenerationssektors 32 des Adsorptionsrotors 3 angeordnet, während der zweite Strömungsweg 42 des Regenerationsluft-Wärmetauschers 4 im Strömungsweg der Fortluft FL zwischen dem Ausgang des Regenerationssektors 32 des Adsorptionsrotors 3 und der Luftaustrittsöffnung 17 angeordnet ist.
In dem in Fig. 3 schematisch dargestellten Winterbetrieb der Luftbehandlungseinrichtung wird die Außenluft AL über die Lufteintrittsöffnung 14 mittels des Regenerationsluft- Ventilators 22 angesaugt und im ersten Strömungsweg 41 des Regenerationsluft- Wärmetauschers 4 durch den im Gegenstrom durch den zweiten Strömungsweg 42 des Regenerationsluft-Wärmetauschers 4 geführten Fortluftstrom FL erwärmt, wobei der Außenluftstrom AL so stark erwärmt wird, dass eine Kristallisation der im Außenluftstrom AL enthaltenen Salzmoleküle bei Feuchtewerten von weniger als 40 % relativer Luftfeuchte erfolgt. Dabei ist die Temperaturerhöhung des Außenluftstromes AL so hoch, dass Feuchtewerte erreicht werden, die kleiner sind als 30 % relativer Luftfeuchte und damit optimale Bedingungen für die Kristallisation der Salzmoleküle in der Außenluft AL bereitstellen, die in dem nachfolgenden Salzabscheider 61 abgeschieden werden.
Durch die weitere Erwärmung des Außenluftstromes AL im Heizelement 23 wird die relative Luftfeuchte der Außenluft AL weiter herabgesetzt, so dass mit hohem Wirkungsgrad die in dem hygroskopischen Material des Adsorptionsrotors 3 enthaltene, im Entfeuchtungssektor 31 des Adsorptionsrotors 3 aus der Prozessluft aufgenommene Feuchtigkeit regeneriert wird. Die sehr warme und feuchte, am Ausgang des Regenerationssektors 32 des Adsorptionsrotors 3 abgegebene Fortluft FL wird über den zweiten Strömungsweg 42 des Regenerationsluft-Wärmetauschers 4 geführt und erwärmt dabei in vorbeschriebener Weise den über die Lufteintrittsöffnung 14 angesaugte Außenluftstrom AL bevor die heruntergekühlte Fortluft FL am Ausgang des zweiten Strömungsweges 42 des Regenerationsluft-Wärmetauschers über die Luftaustrittsöffnung 17 an die Umgebung abgegeben wird.
In dem in Fig. 4 schematisch dargestellten Sommerbetrieb der Luftbehandlungseinrichtung wird bei gleicher Anordnung der Bauteile der Luftbehandlungseinrichtung nicht die sehr warme und feuchte Fortluft FL über den zweiten Strömungsweg 42 des Regenerationsluft- Wärmetauschers 4, sondern die Zuluft ZL der im Umluftverfahren betriebenen Prozessluft über den zweiten Strömungsweg 42 des Regenerationsluft-Wärmetauschers 4 geleitet und erwärmt den über den ersten Strömungsweg 41 geleiteten Außenluftstrom AL, wobei gleichzeitig infolge der Wärmeabgabe der Zuluftstrom ZL gekühlt wird. Dadurch ist sichergestellt, dass sich die im Umluftbetrieb betriebene Prozessluft im Sommerbetrieb nicht kontinuierlich erwärmt und dadurch die Betriebssicherheit der im zu klimatisierenden Raum angeordneten elektrischen und elektronischen Geräte gefährdet.
Das Herunterkühlen der Fortluft FL durch Wärmeabgabe an die über die Lufteintrittsöffnung 14 angesaugte Außenluft AL erhöht somit den Wirkungsgrad der Luftbehandlungseinrichtung infolge der Vorerwärmung der Außenluft AL zur optimierten Regeneration des hygroskopischen Materials des Adsorptionsrotors 3 durch eine hohe Regenerationsfähigkeit der Außenluft AL durch Herabsetzen der relativen Feuchte der Außenluft AL.
Im Sommerbetrieb wird entsprechend der schematischen Darstellung gemäß Fig. 4 die Fortluft FL vom Ausgang des Regenerationssektors 32 des Adsorptionsrotors 3 über den Regenerationsluft-Ventilator 22 zur Luftaustrittsöffnung 17 geführt und an die Umgebung des zu klimatisierenden Raumes abgegeben.
Zur Steuerung und Regelung des über den zweiten Strömungsweg 42 des Regenerationsluft-Wärmetauschers 4 geführten Anteils der Fortluft FL und/oder der Zuluft ZL im Sommer- und Winterbetrieb sowie zur Zusammensetzung des über den zweiten Strömungsweg 42 des Regenerationsluft-Wärmetauschers 4 geführten Regenerationsluftstromes aus der Zuluft ZL und der Fortluft FL sind gemäß den Fig. 5 und 6 erste und/oder zweite Klappensysteme 71 bis 76 vorgesehen, deren Klappenstellung in Fig. 5 dem Winterbetrieb und in Fig. 6 dem Sommerbetrieb entspricht. Zwischen diesen extremen Klappenstellungen liegende Klappenstellungen der Klappensysteme 71 bis 76 dienen der Betriebsoptimierung bei Umgebungsbedingungen, die zwischen dem Sommerbetrieb und dem Winterbetrieb liegen. Selbstverständlich kann nur eines der beiden Klappensystem 71 bis 73 oder 74 bis 76 oder es können beide Klappensysteme 71 bis 76 vorgesehen werden. Das erste Klappensystem 71 bis 73 ist zwischen dem Ausgang des Entfeuchtungssektors 31 des Adsorptionsrotors 3 und dem Eingang des zweiten Strömungsweges 42 des Regenerationsluft-Wärmetauschers 4 und das zweite Klappensystem 74 bis 76 zwischen dem Ausgang des zweiten Strömungswegs 42 des Regenerationsluft-Wärmetauschers 4 und der Luftaustrittsöffnung 17 angeordnet.
Eine erste Luftklappe 71 des ersten Klappensystems 71 bis 73 ist zwischen dem Ausgang des Entfeuchtungssektors 31 des Adsorptionsrotors 3 und dem Zuluftanschluss des zu klimatisierenden Raumes angeordnet, während eine zweite Luftklappe 72 zwischen dem Strömungsweg der Fortluft FL und dem Eingang des zweiten Strömungsweges 42 des Regenerationsluft-Wärmetauschers 4 angeordnet ist. Eine dritte Luftklappe 73 befindet sich zwischen der ersten und zweiten Luftklappe 71 und 72 im Strömungsweg zwischen dem Ausgang des Entfeuchtungssektors 31 des Adsorptionsrotors 3 und dem Eingang des zweiten Strömungsweges 41 des Regenerationsluft-Wärmetauschers 4.
Eine vierte Luftklappe 74 des zweiten Klappensystems 74 bis 76 befindet sich im Strömungsweg der Fortluft zwischen dem Ausgang des Regenerationssektors 32 des Adsorptionsrotors 3 und der Luftaustrittsöffnung 17, eine fünfte Luftklappe 75 in einem Luftkanal zwischen dem Ausgang des zweiten Strömungsweges 42 des Regenerationsluft- Wärmetauschers 4 und der Zuluftöffnung sowie eine sechste Luftklappe 76 zwischen der vierten Luftklappe 74 und fünften Luftklappe 75.
Die Stellung der Luftklappen 71 bis 76 der beiden Klappensysteme zeigt in dem in Fig. 5 dargestellten Winterbetrieb, dass ausschließlich Fortluft FL über den zweiten Strömungsweg 42 des Regenerationsluft-Wärmetauschers 4 geleitet wird, während die im Umluftbetrieb gefahrene Prozessluft nach dem Verlassen des Entfeuchtungssektors 31 des Adsorptionsrotors 3 direkt als Zuluft ZL an den zu klimatisierenden Raum abgegeben wird.
Der in Fig. 6 schematisch dargestellte Sommerbetrieb zeigt, dass bei entgegen gesetzten Klappenstellungen ausschließlich Zuluft ZL über den zweiten Strömungsweg 42 des Regenerationsluft-Wärmetauschers 4 geleitet und dem zu klimatisierenden Raum zugeführt wird, während die Fortluft FL nach dem Verlassen des Regenerationssektors 32 des Adsorptionsrotors 3 unmittelbar über die Luftaustrittsöffnung 17 an die Umgebung abgegeben wird. Durch eine stufenlose Änderung der Stellung der Luftklappen 71 bis 76 der beiden Klappensysteme 71 bis 73 bzw. 74 bis 76 kann jede beliebige Zwischenstellung zur Zusammensetzung der über den zweiten Strömungsweg 42 des Regenerationsluft- Wärmetauschers 4 geführten Luftstromes zur Erwärmung der über den ersten Strömungsweg geführten Außenluft AL eingestellt werden.
Fig. 7 zeigt in schematischer Darstellung eine Luftbehandlungseinrichtung, bei der zusätzlich im Strömungsweg der im Umluftbetrieb gefahrenen Prozessluft ein Prozessluft- Wärmetauscher 5 angeordnet ist, der ebenfalls hermetisch voneinander getrennte erste und zweite Strömungswege 51 , 52 aufweist und vorzugsweise im Gegenstrom- bzw. Kreuzstromverfahren betrieben wird. Die über den ersten Strömungsweg 51 des Prozessluft- Wärmetauschers 5 geführte Abluft AbL aus dem zu klimatisierenden Raum wird dabei durch die im Gegenstrom über den zweiten Strömungsweg 52 geführte Zuluft ZL erwärmt und nimmt dabei einen wesentlichen Teil der Wärmeenergie aus der Zuluft ZL auf, wobei die Abluft AbL so stark erwärmt wird, dass eine Kristallisation der in der Abluft AbL enthaltenen Salzmoleküle erfolgt.
Auch hier findet die Kristallisation bereits bei Feuchtewerten unter 40 % relativer Luftfeuchte statt, wobei die Temperaturerhöhung der Abluft AbL durch die Wärmeübertragung von der Zuluft ZL so hoch ist, dass Feuchtewerte erreicht werden, die kleiner sind als 30 % relativer Luftfeuchte und damit optimale Bedingungen für die Kristallisation herstellen. Dadurch wird es möglich, die Salzkristalle in einem nachgeordneten Salzabscheider 63, bei dem es sich ebenfalls um ein entsprechendes Filterelement handelt, abzuscheiden. Durch die Wärmeübertragung vom Zuluftstrom ZL auf den Abluftstrom AbL wird gleichzeitig der Wirkungsgrad der Luftbehandlungseinrichtung angehoben, so dass insgesamt eine optimale Betriebsweise zur Feuchtereduzierung und Reduzierung des Salzgehalts der dem zu klimatisierenden Raum zugeführten Zuluft ZL und ein hoher Wirkungsgrad der Luftbehandlungseinrichtung gewährleistet sind.
Die Führung der Regenerationsluft erfolgt bei der in Fig. 7 schematisch dargestellten Luftbehandlungseinrichtung analog zur Führung und Behandlung der Regenerationsluft in den in den Fig. 3 bis 6 dargestellten Luftbehandlungseinrichtungen.
Zur Steuerung und Regelung des Anteils der Zuluft ZL, der über den zweiten Strömungsweg 52 des Prozessluft-Wärmetauschers 5 zur Erwärmung der über den ersten Strömungsweg 51 des Prozessluft-Wärmetauschers 5 geführten Abluft AbL geleitet wird bzw. des Anteils der Fortluft FL, der über den zweiten Strömungsweg 42 des Regenerationsluft-Wärmetauschers 4 zur Erwärmung der über den ersten Strömungsweg 41 des Regenerationsluft- Wärmetauschers 4 geleiteten Außenluft AL geführt wird, sind Bypasskanäle 80, 90 vorgesehen, über die ein Teil der Zuluft ZL nach dem Verlassen des Entfeuchtungssektors 31 des Adsorptionsrotors 3 direkt dem zu klimatisierenden Raum bzw. ein Teil der den Regenerationssektor 32 des Adsorptionsrotors 3 verlassenden Fortluft FL an die Umgebung des zu klimatisierenden Raumes abgegeben wird. Entsprechende Luftklappen 81 , 91 in den Bypasskanälen 80, 90 sowie zwischen der Abzweigung der Bypasskanäle 80, 90 und den Einlassen der zweiten Strömungswege 42 bzw. 52 des Regenerationsluft-Wärmetauschers 4 bzw. Prozessluft-Wärmetauschers 5 dienen der Einstellung des jeweiligen Anteils der über die Bypasskanäle 80, 90 oder zweiten Strömungswege 42, 52 geleiteten Zuluft- und Fortluftströme ZL bzw. FL.
In den Fig. 8 bis 10 ist in schematischer Darstellung eine Luftbehandlungseinrichtung mit einem Adsorptionsrotor, einem Regenerationsluft-Wärmetauscher und einem Prozessluft- Wärmetauscher dargestellt, die bezüglich der Prozessluft nicht im Umluftbetrieb, sondern gemäß den Fig. 8 und 9 im Außenluftbetrieb und gemäß Fig. 10 in einem Mischbetrieb aus Außenluft und Zuluft zur Erzeugung eines Überdrucks im zu klimatisierenden Raum arbeitet, um zu verhindern, dass durch Diffusion oder durch Winddruck bzw. Staudruck ein unkontrolliertes Eindringen von Feuchtigkeit in den zu klimatisierenden Raum erfolgt. Bei diesen Varianten der erfindungsgemäßen Luftbehandlungseinrichtung sind Komponenten der Luftbehandlungseinrichtung mit gleicher Funktion wie die Komponenten der Luftbehandlungseinrichtung gemäß Fig. 7 mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass in Bezug auf die Anordnung der Komponenten auf die vorstehende Beschreibung zur Fig. 7 verwiesen wird.
Abweichend von der Luftführung der Prozessluft bei der Luftbehandlungseinrichtung gemäß Fig. 7 wird bei der Luftbehandlungseinrichtung gemäß den Fig. 8 und 9 jedoch nicht Abluft AbL über den ersten Strömungsweg 51 des Prozessluft-Wärmetauschers 5, sondern über die Lufteintrittsöffnung 14 angesaugte Außenluft AL geleitet. Die Außenluft AL wird im ersten Strömungsweg 51 des Prozessluft-Wärmetauschers 5 ohne eine Veränderung ihres Feuchtegehaltes so weit vorerwärmt, dass analog zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen der Außenluftstrom AL soviel Energie aufnimmt, dass Temperaturbereiche erreicht werden, die eine sehr geringe relative Luftfeuchte von weniger als 40 % relativer Luftfeuchte aufweisen. Dadurch können die in der Außenluft AL enthaltenen Salzmoleküle kristallisieren und in einem dem Prozessluft-Wärmetauscher 5 nachgeordneten Salzabscheider bzw. Salzfilter 63 herausgefiltert werden, so dass die nachgeordneten Aggregate wie der Prozeßluft-Ventilator 21 und der Adsorptionsrotor 3 mit relativ trockener und salzfreier Luft beaufschlagt werden und dem entsprechend vor Korrosionsschäden geschützt sind. Dadurch wird der Wartungsaufwand der Aggregate, insbesondere für die Reinigung des Adsorptionsrotors 3 mit seinen feinen Kapillaren erheblich reduziert.
Am Ausgang des Entfeuchtungssektors 31 des Adsorptionsrotors 3 wird die entfeuchtete Zuluft ZL mit hoher Temperatur und damit mit einem hohen Energieinhalt über den zweiten Strömungsweg 52 des Prozessluft-Wärmetauschers 5 geleitet und damit zur Vorwärmung des Außenluftstromes AL genutzt, indem die Energie und wegen der hermetischen Trennung der Luftströme keine Feuchte auf den Außenluftstrom AL übertragen wird. Dabei tritt die Zusatzwirkung ein, dass bei der Energieübertragung auf den Außenluftstrom AL der Zuluftstrom ZL abgekühlt wird, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn eine Entwärmung von Räumen erfolgen soll, was beispielsweise in Räumen mit Wärme abgebenden elektrischen und elektronischen Geräten in Windenergieanlagen der Fall ist.
Der Zuluftstrom ZL wird vom Ausgang des zweiten Strömungsweges 52 des Prozessluft- Wärmetauschers 5 mit Überdruck an den zu klimatisierenden Raum abgegeben. Über die stets vorhandenen Undichtigkeiten im zu klimatisierenden Raum entweicht die Raumluft, so dass neben einer korrekten Feuchtehaltung im zu klimatisierenden Raum auch verhindert wird, dass durch Diffusion oder durch Winddruck unkontrolliert Feuchtigkeit in den zu klimatisierenden Raum eindringen kann.
In gleicher Weise wird die über die Lufteintrittsöffnung 14 angesaugte Außenluft AL über den ersten Strömungsweg 41 des Regenerationsluft-Wärmetauschers 4 geleitet und dabei ohne eine Veränderung ihres absoluten Feuchtegehaltes so weit vorerwärmt, dass eine Veränderung der relativen Feuchte des Außenluftstromes AL auf ein Niveau erfolgt, dass die in der Außenluft AL enthaltenen Salzmoleküle bei einer relativen Feuchte von weniger oder gleich 40% kristallisieren und in dem dem Regenerationsluft-Wärmetauscher 4 nachgeordneten Salzabscheider bzw. Salzfilter 61 abgeschieden werden, so dass die nachgeordneten Aggregate wie der Regenerationsluft-Ventilator 22, die Heizeinrichtung 23 und der Adsorptionsrotor 3 mit relativ trockener und salzfreier Luft beaufschlagt werden und dem entsprechend vor Korrosionsschäden geschützt sind. Dadurch wird der Wartungsaufwand der Aggregate, insbesondere für die Reinigung des Adsorptionsrotors 3 mit seinen feinen Kapillaren erheblich reduziert.
Am Ausgang des Regenerationssektors 32 des Adsorptionsrotors 3 wird die mit Feuchtigkeit beladene Fortluft FL mit hoher Temperatur und aus der hohen Feuchtigkeit und Temperatur resultierend mit einem hohen Energieinhalt über den zweiten Strömungsweg 42 des Regenrationsluft-Wärmetauschers 4 geleitet und damit zur Vorwärmung des dem Regenerationskreislauf zugeführten Außenluftstromes AL genutzt, indem die Energie und wegen der hermetischen Trennung der Luftströme keine Feuchte auf den Außenluftstrom AL übertragen wird. Die entwärmte Fortluft FL wird mit niedriger Temperatur aber hohem Feuchtigkeitsgehalt an die Umgebung abgegeben.
Auch in dieser Ausführungsform der Luftbehandlungseinrichtung sind Bypasskanäle 80, 90 und Luftklappen 81 , 82 bzw. 91 , 92 zur Steuerung und Regelung des Anteils der Zuluft ZL, der über den zweiten Strömungsweg 52 des Prozessluft-Wärmetauschers 5 zur Erwärmung der über den ersten Strömungsweg 51 des Prozessluft-Wärmetauschers 5 geführten Abluft AbL geleitet wird bzw. des Anteils der Fortluft FL, der über den zweiten Strömungsweg 42 des Regenerationsluft-Wärmetauschers 4 zur Erwärmung der über den ersten Strömungsweg 41 des Regenerationsluft-Wärmetauschers 4 geleiteten Außenluft AL geführt wird. Über die Bypasskanäle 80, 90 wird ein Teil der Zuluft ZL nach dem Verlassen des Entfeuchtungssektors 31 des Adsorptionsrotors 3 direkt dem zu klimatisierenden Raum bzw. ein Teil der den Regenerationssektor 32 des Adsorptionsrotors 3 verlassenden Fortluft FL an die Umgebung des zu klimatisierenden Raumes abgegeben. Die Luftklappen 81 , 91 in den Bypasskanälen 80, 90 und die Luftklappen 82, 92 zwischen der Abzweigung der Bypasskanäle 80, 90 und den Einlässen der zweiten Strömungswege 42 bzw. 52 des Regenerationsluft-Wärmetauschers 4 bzw. Prozessluft-Wärmetauschers 5 dienen der Einstellung des jeweiligen Anteils der über die Bypasskanäle 80, 90 oder zweiten Strömungswege 42, 52 geleiteten Zuluft- und Fortluftströme ZL bzw. FL.
Die in Fig. 10 dargestellten Ausführungsform der Luftbehandlungseinrichtung ermöglicht einen Mischbetrieb aus Außenluft und Zuluft zur Erzeugung eines Überdrucks im zu klimatisierenden Raum, um zu verhindern, dass durch Diffusion oder durch Winddruck bzw. Staudruck ein unkontrolliertes Eindringen von Feuchtigkeit in den zu klimatisierenden Raum erfolgt. In dieser Ausführungsform sind die Komponenten der Luftbehandlungseinrichtung mit gleicher Funktion wie die Komponenten der Luftbehandlungseinrichtung gemäß Fig. 9 mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass in Bezug auf die Anordnung der Komponenten auf die vorstehende Beschreibung zur Fig. 9 verwiesen wird.
Die aus dem zu klimatisierenden Raum abgezogene Abluft AbL wird über eine erste Luftklappe 83 geleitet, während die aus der Umgebung angesaugte Außenluft AL über eine zweite Luftklappe 84 geleitet wird. Die Mischung aus Außenluft AL und Abluft AbL wird über den ersten Strömungsweg 51 des Prozessluft-Wärmetauschers 5 geführt. Die vorzugsweise voneinander unabhängige und stufenlose Einstellung der Luftklappen 83, 84 durch eine Steuer- oder Regeleinrichtung ermöglicht durch eine stufenlose Mischung der über den ersten Strömungsweg 51 des Prozessluft-Wärmetauschers 5 geleiteten Außenluft AL und Abluft AbL eine Einstellung bzw. Regelung der Temperatur der Zuluft, der Menge der Wärmeübertragung und/oder der Stärke des Überdrucks im Raum, der infolge des Abströmens von mehr oder weniger Luft über Undichtigkeiten des Raums schwanken kann. Zusätzlich kann das Mischungsverhältnis der über den ersten Strömungsweg 51 des Prozessluft-Wärmetauschers 5 geleiteten Mischung aus Außenluft AI und Abluft AbL in Abhängigkeit von der Windstärke in der Umgebung des Raumes bzw. des auf das Gebäude lastenden Winddrucks gesteuert oder geregelt werden.
Fig. 1 1 zeigt eine konstruktive Ausführungsform der Luftbehandlungseinrichtung gemäß Fig. 8, in der die anhand der Fig. 8 erläuterten Funktionselemente und Bauteile der Luftbehandlungseinrichtung mit übereinstimmenden Bezugsziffern versehen sind, so dass bezügliche deren Anordnung und Funktion auf die Beschreibung zur Fig. 8 verwiesen wird. Zusätzlich sind mit Buchstaben gekennzeichnete Zustandspunkte eingetragen, die die thermodynamischen Vorgänge bei der Behandlung der Prozessluft und Regenerationsluft anhand real gemessener bzw. berechneter Werte in Verbindung mit den Mollier-h, x- Diagrammen der Fig. 12 bis 15 erläutern.
Die in Fig. 1 1 als mögliche Ausführungsform dargestellte Luftbehandlungseinrichtung weist ein Gehäuse 20 auf, in dem sämtliche Funktionselemente und Bauteile der Luftbehandlungseinrichtung angeordnet sind, so dass das Gerät lediglich mit den entsprechenden Anschlüssen zu verbinden ist. In der in Fig. 10 dargestellten Ausführungsform weist das Gehäuse 20 beispielsweise eine Höhe von 190 cm und eine Breite von 150 cm auf.
In den Fig. 12 bis 15 sind die thermodynamischen Vorgänge in der Luftbehandlungseinrichtung gemäß Fig. 1 1 anhand von Mollier-h, x-Diagrammen im Sommer- und Winterbetrieb dargestellt und werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die in Fig. 1 1 eingetragenen Zustandspunkte und Verlaufspfeile A bis Q näher erläutert.
Fig. 12 zeigt ein Mollier-h, x-Diagramm der Prozessluft im Sommerbetrieb. Die Außenluft AL tritt am Zustandspunkt A mit einer Temperatur von 20 °C und einer relativen Feuchte von 90 % in die Luftbehandlungseinrichtung ein, wird entsprechend dem Verlaufspfeil B im Prozessluft-Wärmetauscher 5 auf 36,5 °C erwärmt und tritt im Zustandspunkt C mit einer relativen Feuchte von 34,5 % in den Salzabscheider 64 ein. Entlang des Verlaufspfeiles D erfolgt die Entfeuchtung im Entfeuchtungssektor 31 des Adsorptionsrotors 3 auf eine relative Feuchte von 6,8 %, verbunden mit einer Temperaturanhebung auf 56 °C am Luftaustritt des Entfeuchtungssektors 31 im Zustandspunkt E. Entlang des Verlaufspfeiles F erfolgt die Wärmeabgabe im zweiten Strömungsweg des Wärmetauschers 5 an die über den ersten Strömungsweg des Prozessluft-Wärmetauschers 5 geleitete Außenluft AL, so dass die Zuluft ZL mit einer Temperatur von 39,4 °C bei einer relativen Feuchte von 15,7 % an den Raum abgegeben wird.
Durch eine mögliche Abkühlung im Raum bzw. an den Wänden des Raumes entlang des gestrichelt eingetragenen Verlaufspfeiles H kann eine minimal mögliche Abkühlungstemperatur von 20 °C bei einer relativen Feuchte von weniger als 60 % im Zustandspunkt I auftreten.
Fig. 13 zeigt die thermodynamischen Vorgänge der Regenerationsluft im Sommerbetrieb.
Die Außenluft AL tritt an der Lufteintrittsöffnung 14 (Zustandspunkt K) mit einer Temperatur von 20 °C bei einer relativen Feuchte von 90 % in die Luftbehandlungseinrichtung ein und wird entlang des Verlaufspfeiles L im ersten Strömungsweg des Regenerationsluft- Wärmetauschers 4 bis zum Eintritt in den Salzabscheider 61 (Zustandspunkt M) auf eine Temperatur von 45,2 °C bei einer relativen Feuchte von 21 ,8 % erwärmt. Entlang des Verlaufspfeiles N nimmt die Regenerationsluft im Regenerationssektor 32 des Adsorptionsrotors 3 Feuchtigkeit auf und tritt im Zustandspunkt O mit einer Temperatur von 48 °C und einer relativen Feuchte von 48,6 % in den zweiten Strömungsweg des Regenerationsluft-Wärmetauschers 4 ein. Entlang des Verlaufspfeiles P erfolgt die Wärmeübertragung auf die über den ersten Strömungsweg des Regenerationsluft- Wärmetauschers 4 geförderte Außenluft AL, so dass die Fortluft FL an der Luftaustrittsöffnung 17 (Zustandspunkt Q) mit einer Temperatur von 38,8 °C bei einer relativen Feuchte von 64,8 % an die Umgebung des Raumes abgegeben wird.
In den Mollier-h, x-Diagrammen der Fig. 14 und 15 sind die thermodynamischen Vorgänge bei der Behandlung der Prozessluft und der Regenerationsluft im Winterbetrieb dargestellt.
Fig. 14 zeigt ein Mollier-h, x-Diagramm der Prozessluft im Winterbetrieb. Die Außenluft AL tritt am Zustandspunkt A mit einer Temperatur von 5 °C und einer relativen Feuchte von 90 % in die Luftbehandlungseinrichtung ein, wird entsprechend dem Verlaufspfeil B im Prozessluft-Wärmetauscher 5 auf 23,7 °C erwärmt und tritt im Zustandspunkt C mit einer relativen Feuchte von 26,9 % in den Salzabscheider 64 ein. Entlang des Verlaufspfeiles D erfolgt die Entfeuchtung im Entfeuchtungssektor 31 des Adsorptionsrotors 3 auf eine relative Feuchte von 1 ,5 %, verbunden mit einer Temperaturanhebung auf 46 °C am Luftaustritt des Entfeuchtungssektors 31 im Zustandspunkt E. Entlang des Verlaufspfeiles F erfolgt die Wärmeabgabe im zweiten Strömungsweg des Wärmetauschers 5 an die über den ersten Strömungsweg des Prozessluft-Wärmetauschers 5 geleitete Außenluft AL, so dass die Zuluft ZL mit einer Temperatur von 27,3 °C bei einer relativen Feuchte von 4,2 % an den Raum abgegeben wird (Verlaufspunkt G).
Durch eine mögliche Abkühlung im Raum bzw. an den Wänden des Raumes, beispielsweise durch Transmission, entlang des gestrichelt eingetragenen Verlaufspfeiles H kann eine minimal mögliche Abkühlungstemperatur von 5 °C bei einer relativen Feuchte von weniger als 60 % im Zustandspunkt I auftreten.
Fig. 15 zeigt die thermodynamischen Vorgänge der Regenerationsluft im Winterbetrieb.
Die Außenluft AL tritt an der Lufteintrittsöffnung 14 (Zustandspunkt K) mit einer Temperatur von 5 °C bei einer relativen Feuchte von 90 % in die Luftbehandlungseinrichtung ein und wird entlang des Verlaufspfeiles L im ersten Strömungsweg des Regenerationsluft- Wärmetauschers 4 bis zum Eintritt in den Salzabscheider 61 (Zustandspunkt M) auf eine Temperatur von 39,6 °C bei einer relativen Feuchte von 10,9 % erwärmt und entfeuchtet. Entlang des Verlaufspfeiles N nimmt die Regenerationsluft im Regenerationssektor 32 des Adsorptionsrotors 3 Feuchtigkeit auf und tritt im Zustandspunkt O mit einer Temperatur von 44,2 °C und einer relativen Feuchte von 32,6 % in den zweiten Strömungsweg des Regenerationsluft-Wärmetauschers 4 ein. Entlang des Verlaufspfeiles P erfolgt die Wärmeübertragung auf die über den ersten Strömungsweg des Regenerationsluft- Wärmetauschers 4 geförderte Außenluft AL, so dass die Fortluft FL an der Luftaustrittsöffnung 17 (Zustandspunkt Q) mit einer Temperatur von 25,4 °C bei einer relativen Feuchte von 62,4 % an die Umgebung des Raumes abgegeben wird.
Bezugszeichenliste
1 Windenergieanlage
2 Luftbehandlungseinrichtung
3 Adsorptionsrotor
4 Regenerationsluft-Wärmetauscher
5 Prozessluft-Wärmetauscher
10 Turm der Windenergieanlage
1 1 Gondel
12 Rotorblätter
13 Abströmöffnungen
14 Lufteintrittsöffnung
15 Gerätemodul
16 elektrische und elektronische Geräte
17 Luftaustrittsöffnung
20 Gehäuse
21 Prozessluft-Ventilator
22 Regenerationsluft-Ventilator
23 Heizeinrichtung
31 Entfeuchtungssektor des Adsorptionsrotors
32 Regenerationssektor des Adsorptionsrotors
41 erster Strömungsweg des Regenerationsluft-Wärmetauschers
42 zweiter Strömungsweg des Regenerationsluft-Wärmetauschers
51 erster Strömungsweg des Prozessluft-Wärmetauschers
52 zweiten Strömungsweg des Prozessluft-Wärmetauschers
61 Salzabscheider (Salzfilter)
62 Grobfilter
63 Salzabscheider (Salzfilter)
71 - 76 Klappensysteme
80, 90 Bypasskanäle
81 - 83; Luftklappen
91 , 92
100 Innenraum des Turmes
AL Außenluft
AbL Abluft
FL Fortluft
ZL Zuluft

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Behandlung von Raumluft, insbesondere zur Behandlung von Raumluft im Innenraum (100) des Turmes (10) einer Windenergieanlage, mit einem Adsorptionssystem, bei dem von mindestens einem Entfeuchtungssektor (31 ) eines Adsorptionsrotors (3) trockene oder getrocknete Zuluft an den Raum (100) abgegeben wird, und mindestens einem Regenerationssektor (32) des Adsorptionsrotors (3) über eine Lufteintrittsöffnung (14) aus der Umgebung des Raumes (100) angesaugte feuchte und salzhaltige Außenluft (AL) als Regenerationsluft zugeführt wird, die die im Entfeuchtungssektor (31 ) vom Adsorptionsrotor (3) aufgenommene Feuchtigkeit als feuchte Fortluft (FL) über eine Luftaustrittsöffnung (17) an die Umgebung des Raumes (100) abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenluft (AL) über einen ersten Strömungsweg (41 ) eines Regenerationsluft- Wärmetauschers (4) mit hermetisch voneinander getrennten und in Wärme tauschender Verbindung stehenden ersten und zweiten Strömungswegen (41 , 42) geführt wird, in dem die Außenluft (AL) Wärmeenergie aus der über den zweiten Strömungsweg (42) des Regenerationsluft-Wärmetauschers (4) geführten Fortluft (FL) und/oder Zuluft (ZL) aufnimmt und als erwärmte Außenluft abgegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Salzgehalt der erwärmten Außenluft (AL) in einem im Strömungsweg der Außenluft (AL) nach dem Regenerationsluft-Wärmetauscher (4) angeordneten ersten Salzabscheider (61 ) zumindest reduziert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erwärmte und entsalzte Außenluft (AL) vor der Abgabe an den Regenerationssektor (32) des Adsorptionsrotors (3) in einer Heizeinrichtung (23) erhitzt wird.
4. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Winterbetrieb bei niedrigen Außenlufttemperaturen die Fortluft (FL) und im Sommerbetrieb bei mittleren oder hohen Außenlufttemperaturen die Zuluft (ZL) über den zweiten Strömungsweg (42) des Regenerationsluft- Wärmetauschers (4) geführt wird.
5. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuluft (ZL) über ein erstes Klappensystem (71 bis 73) und/oder die Fortluft (FL) über ein zweites Klappensystem (74 bis 76) geleitet wird bzw. werden, mit denen der Anteil der über den zweiten Strömungsweg (42) des Regenerationsluft-Wärmetauschers (4) geführten Zuluft (ZL) und/oder Fortluft (FL) eingestellt wird.
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abluft (AbL) über einen ersten Strömungsweg (51 ) eines Prozessluft- Wärmetauschers (5) mit hermetisch voneinander getrennten und in Wärme tauschender Verbindung stehenden ersten und zweiten Strömungswegen (51 , 52) geleitet und dem Entfeuchtungssektor (31 ) des Adsorptionsrotors (3) zugeführt wird und als Zuluft (ZL) über den zweiten Strömungsweg (52) des Prozessluft- Wärmetauschers (5) geleitet und an den Raum (100) abgegeben wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Salzgehalt der Abluft (AbL) vor der Abgabe an den Entfeuchtungssektor (31 ) des Adsorptionsrotors (3) reduziert wird.
8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenluft (AL) über einen ersten Strömungsweg (51 ) eines Prozessluft- Wärmetauschers (5) mit hermetisch voneinander getrennten und in Wärme tauschender Verbindung stehenden ersten und zweiten Strömungswegen (51 , 52) geleitet und dem Entfeuchtungssektor (31 ) des Adsorptionsrotors (3) zugeführt, als trockene oder getrocknete Zuluft (ZL) über den zweiten Strömungsweg (52) des Prozessluft-Wärmetauschers (5) geleitet und zur Erzeugung eines Überdrucks im Raum (100) als Zuluft (ZL) an den Raum (100) abgegeben wird.
9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mischung aus Außenluft (AL) und Abluft (AbL) über einen ersten Strömungsweg (51 ) eines Prozessluft-Wärmetauschers (5) mit hermetisch voneinander getrennten und in Wärme tauschender Verbindung stehenden ersten und zweiten Strömungswegen (51 , 52) geleitet und dem Entfeuchtungssektor (31 ) des Adsorptionsrotors (3) zugeführt wird und als Zuluft (ZL) über den zweiten Strömungsweg (52) des Prozessluft-Wärmetauschers (5) geleitet und an den Raum (100) abgegeben wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anteile der Außenluft (AL) und Abluft (AbL) an dem über den ersten Strömungsweg (51 ) des Prozessluft- Wärmetauschers (5) geleiteten Prozessluftstrom gesteuert oder geregelt werden.
1 1 . Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Salzgehalt der Außenluft (AL) vor der Abgabe an den Entfeuchtungssektor (31 ) des Adsorptionsrotors (3) reduziert wird.
12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Fortluft (FL) am Regenerationsluft-Wärmetauscher (4) vorbeigeleitet und direkt an die Umgebung des Raumes (100) abgegeben wird.
13. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Zuluft (ZL) am Prozessluft-Wärmetauscher (5) vorbeigeleitet und direkt an den Raum (100) abgegeben wird.
14. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Strömungsweg (41 , 42; 51 , 52) des Regenerationsluft-Wärmetauschers (4) und/oder des Prozeßluft-Wärmetauschers (5) nach dem Gegenstrom- oder Kreuzstromprinzip verlaufend ausgerichtet sind.
15. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke des Prozessluftstromes und/oder des Regenerationsluftstromes gesteuert oder geregelt, vorzugsweise stufenlos gesteuert oder geregelt, wird.
16. Einrichtung zur Behandlung von Raumluft, insbesondere zur Behandlung von Raumluft im Innenraum (100) des Turmes (10) einer Windenergieanlage, mit einem Adsorptionssystem, bei dem von mindestens einem Entfeuchtungssektor (31 ) eines Adsorptionsrotors (3) trockene oder getrocknete Zuluft an den Raum (100) abgegeben wird, und mindestens einem Regenerationssektor (32) des Adsorptionsrotors (3) über eine Lufteintrittsöffnung (14) aus der Umgebung des Raumes (100) angesaugte feuchte und salzhaltige Außenluft (AL) als Regenerationsluft zugeführt wird, die die im Entfeuchtungssektor (31 ) vom Adsorptionsrotor (3) aufgenommene Feuchtigkeit als feuchte Fortluft (FL) über eine Luftaustrittsöffnung (17) an die Umgebung des Raumes (100) abgibt, gekennzeichnet durch einen Regenerationsluft-Wärmetauscher (4) mit hermetisch voneinander getrennten Strömungswegen (41 , 42), dessen erster Strömungsweg (41 ) eingangsseitig mit der Lufteintrittsöffnung (14) und ausgangsseitig mit dem Regenerationssektor (32) des Adsorptionsrotors (3) verbunden ist und dessen zweiter Strömungsweg (42) eingangsseitig mit dem Ausgang des Entfeuchtungssektors (31 ) und/oder dem Ausgang des Regenerationssektors (32) des Adsorptionsrotors (3) und ausgangsseitig mit der Luftaustrittsöffnung (17) und/oder mit dem Raum (100) verbunden ist.
17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des ersten Strömungsweges (41 ) des Regenerationsluft-Wärmetauschers (4) über einen ersten Salzabscheider (61 ) und eine Heizeinrichtung (23) mit dem Regenerationssektor (32) des Adsorptionsrotors (3) verbunden ist.
18. Einrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Abluft (AbL) über einen Luftfilter (62) mit dem Eingang des Entfeuchtungssektors (31 ) des Adsorptionsrotors (3) verbunden ist.
19. Einrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Prozessluft-Ventilator (21 ) im Strömungsweg der Abluft (AbL) und Zuluft (ZL) vor dem Eingang des Regenerationssektors (32) und ein Regenerationsluft-Ventilator (22) im Strömungsweg der Außenluft (AL) zur Fortluft (FL) zwischen dem Entfeuchtungssektor (31 ) des Adsorptionsrotors (3) und dem Regenerationsluft-Wärmetauscher (4) angeordnet ist.
20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftfördervolumen des Prozessluft-Ventilators (21 ) und/oder des Regenerationsluft- Ventilators (22) pro Zeiteinheit Steuer- oder regelbar, vorzugsweise stufenlos steuer- oder regelbar, ist.
21 . Einrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche 16 bis 20, gekennzeichnet durch
ein erstes Klappensystem (71 bis 73) mit einer ersten Zuluftklappe (71 ) im Strömungsweg der Zuluft (ZL) zwischen dem Ausgang des Entfeuchtungssektors (31 ) des Adsorptionsrotors (3) und dem Zuluftanschluss des Raumes (100), einer ersten Fortluftklappe (72) im Strömungsweg der Fortluft (FL) zwischen dem Ausgang des Regenerationssektors (32) des Adsorptionsrotors (3) und dem Eingang des zweiten Strömungsweges (42) des Regenerationsluft- Wärmetauschers (4) und einer ersten Zuluft-Fortluftklappe (73) im Strömungsweg der Fortluft (FL) zwischen dem Ausgang des Entfeuchtungssektors (31 ) des Adsorptionsrotors 3 und dem Eingang des zweiten Strömungsweges (42) des Regenerationsluft-Wärmetauschers (4) und ein zweites Klappensystem (74 bis 76) mit einer zweiten Fortluftklappe (74) im Strömungsweg der Fortluft (FL) zwischen dem Regenerationssektor (32) des Adsorptionsrotors (3) und der Luftaustrittsöffnung (17), einer zweiten Zuluftklappe (75) im Strömungsweg der Zuluft (ZL) zwischen dem Ausgang des zweiten Strömungsweges (42) des Regenerationsluft-Wärmetauschers (4) und einer zweiten Zuluft-Fortluftklappe (76) im Strömungsweg der Fortluft (FL) zwischen dem Ausgang des zweiten Strömungsweges (42) des Regenerationsluft- Wärmetauschers (4) und der Luftaustrittsöffnung (17).
22. Einrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche 16 bis 21 , gekennzeichnet durch einen Prozessluft-Wärmetauscher (5) mit hermetisch voneinander getrennten und in Wärme tauschender Verbindung stehenden ersten und zweiten Strömungswegen (51 , 52), über dessen ersten Strömungsweg (51 ) die Abluft (AbL) und über dessen zweiten Strömungsweg (52) die Zuluft (ZL) geleitet wird.
23. Einrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 16 bis 21 , gekennzeichnet durch einen Prozessluft-Wärmetauscher (5) mit hermetisch voneinander getrennten und in Wärme tauschender Verbindung stehenden ersten und zweiten Strömungswegen (51 , 52), über dessen ersten Strömungsweg (51 ) Außenluft (AL) und über dessen zweiten Strömungsweg (52) Zuluft (ZL) geleitet wird, die mit Überdruck an den Raum (100) abgegeben wird.
24. Einrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 16 bis 21 , gekennzeichnet durch einen Prozessluft-Wärmetauscher (5) mit hermetisch voneinander getrennten und in Wärme tauschender Verbindung stehenden ersten und zweiten Strömungswegen (51 , 52), über dessen ersten Strömungsweg (51 ) eine Mischung aus Abluft (AbL) und Außenluft (AL) und über dessen zweiten Strömungsweg (52) Zuluft (ZL) geleitet wird, die mit Überdruck an den Raum (100) abgegeben wird.
25. Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Anteile der Außenluft (AL) und Abluft (AbL) an dem über den ersten Strömungsweg (51 ) des Prozessluft-Wärmetauschers (5) geleiteten Prozessluftstrom mittels eines Klappensystems (83, 84) Steuer- oder regelbar sind.
26. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 18 bis 20, gekennzeichnet durch einen Prozessluft-Bypasskanal (80), der den Eingang und Ausgang des zweiten Strömungsweges (52) des Prozessluft-Wärmetauschers (5) überbrückt, und dass eine erste Prozessluft-Bypassklappe (81 ) im Prozessluft-Bypasskanal (80) und eine zweite Prozessluft-Bypassklappe (82) in der Verbindung zwischen dem Ausgang des Entfeuchtungssektors (31 ) des Adsorptionsrotors (3) und dem Eingang des zweiten Strömungsweges (52) des Prozessluft-Wärmetauschers (5) angeordnet ist.
Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 18 bis 20, gekennzeichnet durch einen Regenerationsluft-Bypasskanal (90), der den Eingang und Ausgang des zweiten Strömungsweges (42) des Regenerationsluft-Wärmetauschers (4) überbrückt, und dass eine erste Regenerationsluft-Bypassklappe (91 ) im Regenerationsluft- Bypasskanal (90) und eine zweite Regenerationsluft-Bypassklappe (92) in der Verbindung zwischen dem Ausgang des Entfeuchtungssektors (31 ) des Adsorptionsrotors (3) und dem Eingang des zweiten Strömungsweges (42) des Regenerationsluft-Wärmetauschers (4) angeordnet ist.
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