EP3508794A1 - Luftbefeuchtungsvorrichtung und verfahren zur luftbefeuchtung - Google Patents

Luftbefeuchtungsvorrichtung und verfahren zur luftbefeuchtung Download PDF

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EP3508794A1
EP3508794A1 EP18150372.3A EP18150372A EP3508794A1 EP 3508794 A1 EP3508794 A1 EP 3508794A1 EP 18150372 A EP18150372 A EP 18150372A EP 3508794 A1 EP3508794 A1 EP 3508794A1
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humidifier
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medium
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Roland Lüthi
Urs Bédert
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F6/00—Air-humidification, e.g. cooling by humidification
    • F24F6/02—Air-humidification, e.g. cooling by humidification by evaporation of water in the air
    • F24F6/04—Air-humidification, e.g. cooling by humidification by evaporation of water in the air using stationary unheated wet elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F6/00—Air-humidification, e.g. cooling by humidification
    • F24F6/02—Air-humidification, e.g. cooling by humidification by evaporation of water in the air
    • F24F6/08—Air-humidification, e.g. cooling by humidification by evaporation of water in the air using heated wet elements

Definitions

  • the present invention relates to an air humidification device. Furthermore, the present invention relates to a method for humidification.
  • Air humidification devices are known in which a humidifier medium is arranged in an air stream and the air stream is humidified by water trickling down in the humidifier medium and / or by spraying the humidifier medium.
  • Such known humidification devices have proven themselves. In their application, however, creates a considerable proportion of water loss, which can not be supplied to the air flow, and which must be collected and removed by means of a water bath. Accordingly, a larger amount of fresh water for humidification must be supplied or there is a return of loss of water to provide the spray nozzles.
  • the water bath can cause hygienic problems. Due to the presence of a water bath, the air flow must be routed horizontally through the water bath through the humidifier medium, which limits the mounting options of the humidifier.
  • humidification devices which humidify an air flow directly through spray nozzles with water.
  • these need demineralized water, so that no dust goes into the air.
  • a humidifier medium is partially immersed in a water bath and there absorbs water which is conveyed by rotation of the humidifier in an air flow.
  • hygienic problems can arise through the water bath.
  • the air flow must also be guided horizontally across the water bath through the humidifier medium, which restricts the mounting options of the humidification device.
  • the present invention is therefore based on the object to provide an improved humidification device, which reduces or does not have the disadvantages mentioned.
  • an air humidification device comprising an air duct section and at least one hydrophilic or hydrophobic, air-permeable humidifier medium arranged in the air duct section substantially perpendicular or oblique to its longitudinal axis, which is wetted with water by means of a water distribution, the amount of water to be applied being regulated in such a manner, that only as much water as necessary for humidifying the humidifier medium is applied and that no water escapes from below the humidifying medium.
  • the object of the present invention is also achieved by a method for air humidification by means of such an inventive humidification device.
  • FIG. 4 a fourth preferred embodiment of the invention, which can be used if the return air is to be cooled and then flows through a non-hygrophilic heat exchanger, which transfers the cooling to the supply air (so-called adiabatic return air cooling).
  • FIG. 1 shows a first preferred embodiment of the invention, with an air humidifying device with air direction from bottom to top.
  • a heater (6) located, which preheats the air to a predetermined temperature.
  • a temperature sensor (8) is used, which measures the air temperature and transmits this information to a controller (not shown), which controls the heater (6).
  • the humidifier medium (2) is used in the embodiment in FIG. 1 flows through from bottom to top and the air flowing through it is moistened. At the same time the air is cooled by this moistening.
  • a water distribution (3) is used to distribute the required water on the humidifier medium (2).
  • the water supply (4) is hereby regulated according to the measured value of a return air sensor (9), which is located in the return air flow.
  • a humidity sensor (7) advantageously measures the supply air humidity, which is used to regulate the maximum water supply.
  • FIG. 2 shows a second preferred embodiment of the invention, with an air humidifier with air direction from top to bottom.
  • FIG. 2 is in the direction of air (5) also first a heater (6) located, which preheats the air to a predetermined temperature.
  • a temperature sensor (8) is again used, which measures the temperature and transmits this information to a controller (not shown), which then controls the heater (6).
  • the humidifier medium (2) is used in the embodiment in FIG. 2 flows through from top to bottom and the air flowing through it is moistened. At the same time the air is cooled by this moistening.
  • a water distribution (3) is used to distribute the required water on the humidifier medium (2).
  • the water supply (4) is also regulated here according to the measured value of a return air sensor (9), which is located in the return air flow.
  • a humidity sensor (7) advantageously measures the supply air humidity, which is used to regulate the maximum water supply.
  • FIG. 3 shows a third preferred embodiment of the invention, which can be used if the return air to be moistened and then flows through a hygrophilic heat exchanger, which transmits the moisture to the supply air.
  • a return air sensor 9 shown, which is used to regulate the water supply (4).
  • the heater (6) which also preheats the air, is controlled to a temperature which is measured by the temperature sensor (8).
  • the humidifier medium (2) is flowed through in this embodiment from top to bottom, thereby moisturizing the air. At the same time the air is cooled by this moistening.
  • the water distribution (3) also distributes the water on the humidifier medium (2) and the humidity sensor (7) is used to limit the maximum supply air humidity.
  • FIG. 4 shows a fourth preferred embodiment of the invention, which can be used if the return air to be cooled and then flows through a non-hygrophilic heat exchanger, which transfers the cooling to the supply air (so-called adiabatic return air cooling).
  • the humidifier medium (2) is flowed through in this embodiment from top to bottom and the air is humidified. At the same time the air is also cooled by the moistening.
  • the water distribution (3) again distributes the water on the humidifier medium (2) and the humidity sensor (7) is used to limit the water supply (4) and the maximum humidity.
  • the water distribution (3) may include a sputtering device or a sprinkler device.
  • the humidifier medium (2) may be circular-cylindrical or rectangular. It is also conceivable to use several instead of one humidifier media (2), which are advantageously arranged one after the other in the air duct section (1) in the air flow direction.
  • the heater (6) can be an electric or a hot water heater. By means of a built-in before or after the humidifier medium (2) air flow sensor can be prevented that the humidification happens without air flow.
  • a safety tub can be provided, which can catch the water in particular in case of malfunction of the humidifier.
  • this safety sump may have a water detection device which prevents further wetting in an emergency and / or triggers an alarm.
  • the safety trough can also be arranged in such a way that the air can flow through this safety trough.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Luftbefeuchtungsvorrichtung, umfassend einen Luftkanalabschnitt (1) und mindestens ein im Luftkanalabschnitt (1) im Wesentlichen senkrecht oder schräge zu dessen Längsachse angeordnetes hydrophiles oder hydrophobes, luftdurchlässiges Befeuchtermedium (2), welches mittels einer Wasserverteilung (3) mit Wasser benetzt wird, wobei die aufzubringende Wassermenge derart geregelt wird, dass nur so viel Wasser wie für die Befeuchtung des Befeuchtermediums (2) nötig aufgebracht wird und kein Wasser unten am Befeuchtungsmedium (2) austritt. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ausserdem auf ein Verfahren zur Luftbefeuchtung mittels einer solchen Luftbefeuchtungsvorrichtung.

Description

    Technisches Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftbefeuchtungsvorrichtung. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Luftbefeuchtung.
    • Stand der Technik
  • Es sind Luftbefeuchtungsvorrichtungen bekannt, bei welchen ein Befeuchtermedium in einem Luftstrom angeordnet ist und der Luftstrom mittels in dem Befeuchtermedium herabrieselnden Wassers und/oder durch Besprühen des Befeuchtermediums befeuchtet wird. Solche bekannten Luftbefeuchtungsvorrichtungen haben sich bewährt. Bei ihrer Anwendung entsteht aber ein beachtlicher Anteil von Verlustwasser, welches nicht dem Luftstrom zugeführt werden kann, und welches mittels eines Wasserbades aufgefangen und abgeführt werden muss. Entsprechend muss eine grössere Menge Frischwasser zur Befeuchtung zugeführt werden oder es ist eine Rückführung von Verlustwasser zu den Sprühdüsen vorzusehen. Durch das Wasserbad können sich hygienische Probleme ergeben. Durch das Vorhandensein eines Wasserbads muss der Luftstrom waagerecht über das Wasserbad durch das Befeuchtermedium geführt werden, was die montagemöglichkeiten der Luftbefeuchtungsvorrichtung einschränkt.
  • Ebenfalls sind Luftbefeuchtungsvorrichtungen bekannt, welche einen Luftstrom direkt durch Sprühdüsen mit Wasser befeuchten. Diese benötigen jedoch vollentsalztes Wasser, damit kein Staub in die Luft übergeht.
  • Weiter sind Luftbefeuchtungsvorrichtungen bekannt, welche einen Luftstrom direkt durch Verdampfung von Wasser befeuchten. Diese benötigen jedoch grosse Mengen von Energie.
  • Es sind auch Vorrichtungen bekannt, bei denen ein Befeuchtermedium teilweise in ein Wasserbad eintaucht und dort Wasser aufnimmt, welches durch Drehung des Befeuchtermediums in einen Luftstrom gefördert wird. Auch hier können sich durch das Wasserbad hygienische Probleme ergeben. Des weiteren muss durch das Vorhandensein eines Wasserbads der Luftstrom auch hier waagerecht über das Wasserbad durch das Befeuchtermedium geführt werden, was die montagemöglichkeiten der Luftbefeuchtungsvorrichtung einschränkt.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Luftbefeuchtungsvorrichtung zu schaffen, welche die genannten Nachteile vermindert oder nicht aufweist.
  • Gemäss der vorliegenden Erfindung werden diese Ziele vor allem durch die Elemente der unabhängigen Ansprüche erreicht. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen gehen ausserdem aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung hervor.
  • Diese Aufgabe wird insbesondere durch eine Luftbefeuchtungsvorrichtung gelöst, umfassend einen Luftkanalabschnitt und mindestens ein im Luftkanalabschnitt im Wesentlichen senkrecht oder schräge zu dessen Längsachse angeordnetes hydrophiles oder hydrophobes, luftdurchlässiges Befeuchtermedium, welches mittels einer Wasserverteilung mit Wasser benetzt wird, wobei die aufzubringende Wassermenge derart geregelt wird, dass nur so viel Wasser wie für die Befeuchtung des Befeuchtermediums nötig aufgebracht wird und kein Wasser unten am Befeuchtungsmedium austritt.
  • Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass:
    • ▪ der Einbau in ein Lüftungssystem senkrecht erfolgen kann;
    • ▪ kein Abwasser entsteht und daher kein Ablauf nötig ist;
    • ▪ keine Wanne vorhanden ist, welche Hygieneprobleme verursachen kann;
    • ▪ Rohwasser verwendet werden kann;
    • ▪ mit Netzdruck gearbeitet werden kann;
    • ▪ keine Umlaufpumpe nötg ist;
    • ▪ kein Dampf erzeugt werden muss; und
    • ▪ keine beweglichen Teile benötigt werden.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ausserdem durch ein Verfahren zur Luftbefeuchtung mittels einer solchen erfindungsgemässen Luftbefeuchtungsvorrichtung gelöst.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen dargestellt, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. Aus den Zeichnungen offenbar werdende Merkmale der Erfindung sollen als zur Offenbarung der Erfindung gehörend betrachtet werden.
  • In den Zeichnungen zeigen:
    • Figur 1 eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, mit einer Luftbefeuchtungsvorrichtung mit Luftrichtung von unten nach oben;
    • Figur 2 eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, mit einer Luftbefeuchtungsvorrichtung mit Luftrichtung von oben nach unten;
    • Figur 3 eine dritte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, welche eingesetzt werden kann, falls die Rückluft befeuchtet werden soll und anschliessend durch einen hygrophilen Wärmetauscher strömt, welcher die Feuchte auf die Zuluft überträgt; und
  • Figur 4 eine vierte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, welche eingesetzt werden kann, falls die Rückluft abgekühlt werden soll und anschliessend durch einen nicht hygrophilen Wärmetauscher strömt, welcher die Abkühlung auf die Zuluft überträgt (sog. adiabatische Rückluftkühlung).
    • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
  • Figur 1 zeigt eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, mit einer Luftbefeuchtungsvorrichtung mit Luftrichtung von unten nach oben. In Figur 1 ist in Luftrichtung (5) zuerst eine Heizung (6) eingezeichnet, welche die Luft auf eine vorbestimmte Temperatur vorheizt. Hierzu wird ein Temperaturfühler (8) verwendet, welcher die Lufttemperatur misst und diese Information an eine Steuerung (nicht dargestellt) übermittelt, welche die Heizung (6) regelt. Das Befeuchtermedium (2) wird in der Ausführungsform in Figur 1 von unten nach oben durchströmt und die durchströmende Luft wird dabei befeuchtet. Gleichzeitig wird die Luft durch diese Befeuchtung abgekühlt. Eine Wasserverteilung (3) wird verwendet, um das benötigte Wasser auf dem Befeuchtermedium (2) zu verteilen. Die Wasserzufuhr (4) wird hierbei nach dem Messwert eines Rückluftfühlers (9) geregelt, welcher sich im Rückluftstrom befindet. Ein Feuchtefühler (7) misst vorteilhaft die Zuluftfeuchte, welche verwendet wird, um die maximale Wasserzufuhr zu regeln.
  • Figur 2 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, mit einer Luftbefeuchtungsvorrichtung mit Luftrichtung von oben nach unten. In Figur 2 ist in Luftrichtung (5) ebenfalls zuerst eine Heizung (6) eingezeichnet, welche die Luft auf eine vorbestimmte Temperatur vorheizt. Hierzu wird wieder ein Temperaturfühler (8) verwendet, welcher die Temperatur misst und diese Information an eine Steuerung (nicht dargestellt) übermittelt, welche dann die Heizung (6) regelt. Das Befeuchtermedium (2) wird in der Ausführungsform in Figur 2 von oben nach unten durchströmt und die durchströmende Luft wird dabei befeuchtet. Gleichzeitig wird die Luft durch diese Befeuchtung abgekühlt. Auch in dieser Ausführungsform wird eine Wasserverteilung (3) verwendet, um das benötigte Wasser auf dem Befeuchtermedium (2) zu verteilen. Die Wasserzufuhr (4) wird auch hier nach dem Messwert eines Rückluftfühlers (9) geregelt, welcher sich im Rückluftstrom befindet. Ein Feuchtefühler (7) misst vorteilhaft die Zuluftfeuchte, welche verwendet wird, um die maximale Wasserzufuhr zu regeln.
  • In Figuren 3 und 4 werden zwei weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt.
  • Figur 3 zeigt eine dritte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, welche eingesetzt werden kann, falls die Rückluft befeuchtet werden soll und anschliessend durch einen hygrophilen Wärmetauscher strömt, welcher die Feuchte auf die Zuluft überträgt. In Figur 3 ist in Luftrichtung (5) zuerst ein Rückluftfühler (9) eingezeichnet, welcher verwendet wird, um die Wasserzufuhr (4) zu regeln. Die Heizung (6), welche ebenfalls die Luft vorheizt, wird auf eine Temperatur geregelt, welche durch den Temperaturfühler (8) gemessen wird. Das Befeuchtermedium (2) wird in dieser Ausführungsform von oben nach unten durchströmt und befeuchtet dabei die Luft. Gleichzeitig wird die Luft durch diese Befeuchtung abgekühlt. Die Wasserverteilung (3) verteilt ebenfalls das Wasser auf dem Befeuchtermedium (2) und der Feuchtefühler (7) wird verwendet, um die maximale Zuluftfeuchte zu begrenzen.
  • Figur 4 zeigt eine vierte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, welche eingesetzt werden kann, falls die Rückluft abgekühlt werden soll und anschliessend durch einen nicht hygrophilen Wärmetauscher strömt, welcher die Abkühlung auf die Zuluft überträgt (sog. adiabatische Rückluftkühlung). Das Befeuchtermedium (2) wird in dieser Ausführungsform von oben nach unten durchströmt und die Luft wird dabei befeuchtet. Gleichzeitig wird die Luft durch die Befeuchtung auch abgekühlt. Die Wasserverteilung (3) verteilt wieder das Wasser auf dem Befeuchtermedium (2) und der Feuchtefühler (7) wird verwendet, um die Wasserzufuhr (4) und die maximale Feuchte zu begrenzen.
  • Zum Schluss sei nochmals darauf hingewiesen, dass die hier beispielhaft beschriebenen Ausführungsformen nur Realisierungsmöglichkeiten der erfindungsgemässen Ideen darstellen und keinesfalls als limitierend angesehen werden sollen. Der Fachmann wird verstehen, dass noch andere Implementierungen der Erfindung und weitere Elemente möglich sind, ohne dass die wesentlichen Merkmale der Erfindung vernachlässigt werden.
  • So kann die Wasserverteilung (3) zum Beisiel eine Zertsäubungsvorrichtung oder eine Berieselungsvorrichtung aufweisen. Das Befeuchtermedium (2) kann kreiszylinderförmig oder rechteckig ausgebildet sein. Auch ist es denkbar, mehrere statt nur einem Befeuchtermedien (2) zu verwenden, welche im Luftkanalabschnitt (1) in Luftströmungsrichtung vorteilhaft hintereinander angeordnet sind. Die Heizung (6) kann eine elektrische oder eine Warmwasser-Heizung sein. Mittels eines vor oder nach dem Befeuchtermedium (2) eingebauten Luftströmungssensors kann verhindert werden, dass das Befeuchten ohne Luftstrom passiert.
  • In allen Ausführungsformen kann auch eine Sicherheitswanne vorgesehen werden, welche insbesondere bei einer Fehlfunktion der Luftbefeuchtungsvorrichtung das Wasser auffangen kann. Diese Sicherheitswanne kann nämlich über eine Wasserdetektionsvorrichtung verfügen, welche im Notfall das weitere Befeuchten verhindert und/oder einen Alarm auslöst. Die Sicherheitswanne kann auch vortelhaft so aufgebaut ist, dass die Luft durch diese Sicherheitswanne hindurchströmen kann.
  • Auch denkbar ist es, vor oder nach dem Befeuchtermedium (2) einen Luftfilter einzubauen, welcher allfälligen Staub aus dem Befeuchtermedium (2) auffängt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Luftkanalabschnitt
    2
    Befeuchtermedium
    3
    Wasserverteilung
    4
    Wasserzufuhr
    5
    Luftrichtung
    6
    Heizung
    7
    Feuchtefühler
    8
    Temperaturfühler
    9
    Rückluft- oder Raumfeuchtefühler

Claims (14)

  1. Luftbefeuchtungsvorrichtung (LB), umfassend einen Luftkanalabschnitt (1) und mindestens ein im Luftkanalabschnitt (1) im Wesentlichen senkrecht oder schräge zu dessen Längsachse angeordnetes hydrophiles oder hydrophobes, luftdurchlässiges Befeuchtermedium (2), welches mittels einer Wasserverteilung (3) mit Wasser benetzt wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die aufzubringende Wassermenge derart geregelt wird, dass nur so viel Wasser wie für die Befeuchtung des Befeuchtermediums (2) nötig aufgebracht wird und kein Wasser unten am Befeuchtungsmedium (2) austritt.
  2. Luftbefeuchtungsvorrichtung (LB) nach Anspruch 1, wobei die Wasserverteilung (3) eine Zertsäubungsvorrichtung oder eine Berieselungsvorrichtung aufweist.
  3. Luftbefeuchtungsvorrichtung (LB) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Befeuchtermedium (2) kreiszylinderförmig oder rechteckig ausgebildet ist.
  4. Luftbefeuchtungsvorrichtung (LB) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 umfassend mehrere Befeuchtermedien (2), welche im Luftkanalabschnitt (1) in Luftströmungsrichtung hintereinander angeordnet sind.
  5. Luftbefeuchtungsvorrichtung (LB) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei vor oder nach dem Befeuchtermedium (2) eine Heizung (6) vorgesehen ist.
  6. Luftbefeuchtungsvorrichtung (LB) nach Anspruch 5, wobei die Heizung (6) eine elektrische oder eine Warmwasser-Heizung ist.
  7. Luftbefeuchtungsvorrichtung (LB) nach Anspruch 5 oder 6, wobei ein Temperaturfühler (8) vorgesehen ist, welcher zur Regelung der Heizleistung der Heizung (6) einsetzbar ist.
  8. Luftbefeuchtungsvorrichtung (LB) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei vor oder nach dem Befeuchtermedium (2) ein Luftströmungssensor vorgesehen ist, welcher das Befeuchten ohne Luftstrom verhindert.
  9. Luftbefeuchtungsvorrichtung (LB) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine Sicherheitswanne vorgesehen ist, welche bei einer Fehlfunktion der Luftbefeuchtungsvorrichtung (LB) das Wasser auffängt.
  10. Luftbefeuchtungsvorrichtung (LB) nach Anspruch 9, wobei die Sicherheitswanne über eine Wasserdetektionsvorrichtung verfügt, welche das weitere Befeuchten verhindert und/oder einen Alarm auslöst.
  11. Luftbefeuchtungsvorrichtung (LB) nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Sicherheitswanne so aufgebaut ist, dass die Luft durch die Sicherheitswanne hindurchströmen kann.
  12. Luftbefeuchtungsvorrichtung (LB) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei vor oder nach dem Befeuchtermedium (2) ein Luftfilter eingebaut ist, welcher allfälligen Staub aus dem Befeuchtermedium (2) auffängt.
  13. Luftbefeuchtungsvorrichtung (LB) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei zur Regelung der Befeuchtung des Luftstroms die Feuchtigkeit nach dem Befeuchtermedium (2) durch einen Feuchtefühler (7) und/oder durch einen Rückluft- oder Raumfeuchtefühler (9) gemessen wird.
  14. Verfahren für die Luftbefeuchtung mittels einer Luftbefeuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002095297A2 (en) * 2001-05-21 2002-11-28 Electra Consumer Products Ltd. Air conditioner humidifier
EP1519118A1 (de) * 2003-09-18 2005-03-30 Martin Dr.-Ing. Möritz Verfahren und Vorrichtung zur Befeuchtung der Luft in raumlufttechnischen Anlagen von Gebauden und Fahrzeugen
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