DE19750838C2 - Verfahren und Anlage zur Beheizung von Räumen in Gebäuden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Warmluftbeheizung von Räumen in Gebäuden, bei dem man zu erhitzende Luft über Heizregister leitet und bei dem man Wärme aus Abluft rückgewinnt, indem man von außen angesaugte Frischluft in einem Wärmetauscher, durch den in die freie Atmosphäre abgelassene Abluft strömt, vorerwärmt.

Ein derartiges Verfahren sowie verschiedene nach diesem Verfahren arbeitende Anlagen sind bekannt. Der Wir­ kungsgrad der Wärmerückgewinnung ist von der Qualität und Anzahl der eingesetzten Wärmetauscher abhängig, die mit Konvektion Wärme übertragen. Die Technik hat im Laufe der Entwicklung den Wirkungsgrad durch Verfeine­ rung der hierzu dienenden Anlagen verbessern können, trotzdem gehen erhebliche Wärmemengen verloren. Diese Art der Wärmerückgewinnung ist nicht optimal.

Ein wesentlicher Nachteil solcher aufgrund von Konvek­ tion arbeitender Wärmetauscher ist es auch, daß sie bei Außentemperaturen tief unter dem Gefrierpunkt nicht arbeiten, weil die Wärme in den Wärmetauscher bringende Abluft aus dem beheizten Raum auch einen bestimmten Feuchtigkeitsgehalt hat. Diese Feuchtigkeit schlägt sich im Wärmetauscher als Kondenswasser nieder und friert hier ein, wodurch der Wärmetauscher keine Abluft mehr durchläßt.

Zur Erhitzung der der Raumbeheizung dienenden Luft werden unterschiedliche Wärmequellen mit unterschied­ lichen Nutzungsgraden eingesetzt. Diese Wärmequellen erzeugen die Wärme aus Primärenergie, meist aus festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen, dann sind Wärmetauscher mit ihren beschränkten Wirkungsgraden zur Übertragung der Wärme aus den Brenngasen zur Erhitzung der Raumluft notwendig, oder Sekundärenengie, zumeist elektrischen Strom, der teuer ist, oder Abfallwärme aus Kraftwerken und Industrieanlagen, die zwar billig, aber meist nicht zum Verbrauchsort transportierbar ist. So­ mit kann eine Verbesserung der Nutzung erzeugter Wärme nur durch Erhöhung des Wirkungsgrades der notwendigen Wärmetauscher im Bereich der Wärmeübertragung von den Brenngasen auf die Heizluft und von der in die freie Atmosphäre abgelassenen Abluft auf die hierfür einge­ lassene Frischluft erfolgen. Derartige Verbesserungen des Wirkungsgrades von Wärmetauschern sind beim heuti­ gen Stand der Technik sehr teuer und kaum noch möglich.

Bekannt geworden ist auch eine neuere Art der Erwärmung von Raumluft, die mit Sorptionsspeichern arbeitet. In einem Sorptionsspeicher wird Luft, die diesen Speicher durchströmt, Feuchtigkeit entzogen und durch die Feuch­ tigkeitsaufnahme des im Speicher gelagerten Sorptionsmateriales dieses und mit diesem die durch den Speicher strömende Luft erhitzt. Die Regeneration des in diesen Speichern gelagerten Sorptionsmaterials kann mit billi­ ger Abfallwärme oder preiswertem Nachtstrom erfolgen. Heizung und Regeneration können zu verschiedenen Zeiten durchgeführt werden. Zur Wärmerückgewinnung aus in die freie Atmosphäre ausgelassener Abluft ist derartiges Sorptionsmaterial bisher nicht benutzt worden.

Die Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der Technik. Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine neue sehr wirkungsvolle Art der Wärmerückgewinnung zu schaffen, die auch bei sehr tiefen Außentemperaturen wirkungsvoll arbeitet.

Die Erfindung besteht darin, daß man die im Wärmetau­ scher vorerwärmte Frischluft vor ihrer Beheizung mit einem Teil der Abluft mischt, daß man dieses Luftge­ misch teilt und durch zwei parallel angeordnete, mit Heizregistern ausgestattete Sorptionsspeicher leitet, von denen man den einen Sorptionsspeicher zum Zwecke der Regeneration der Sorptionsmasse mittels seines Heizregisters beheizt, daß man das aus dem anderen Sorptionsspeicher austretende, durch Feuchtigkeitsent­ zug in diesem erwärmte Luftgemisch in den zu beheizen­ den Raum leitet, daß man das aus dem beheizten Sorpti­ onsspeicher austretende Luftgemisch zumindest zu einem Teil in das Luftgemisch aus Frischluft und Abluft ein­ mischt und daß man die Funktion der beiden Sorptions­ speicher von Zeit zu Zeit miteinander vertauscht.

Auf diese Weise gelingt es, Wärme mit einem noch bes­ seren Wirkungsgrad als bisher benutzte Wärmetauscher hoher Qualität rückzugewinnen.

Die Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens zeichnet sich dadurch aus,

Dabei kann man diese Anlage für die Durchführung des Verfahrens in drei Varianten schalten, die besonders vorteilhaft sind:
Bei einer ersten Variante geht man so vor, daß man das aus der Mischkammer austretende Frischluft-Abluftge­ misch teilt und einen Teil in die Sorptionsspeicher, den anderen Teil über den Wärmetauscher in die freie Atmosphäre ableitet.

Bei einer zweiten Variante geht man so vor, daß man das aus dem beheizten Sorptionsspeicher austretende Luftge­ misch teilt und einen Teil in das Luftgemisch aus Frischluft und Abluft einmischt und den anderen Teil durch den Wärmetauscher leitet und ihn dann in die freie Atmosphäre ableitet.

Bei der dritten Variante geht man so vor, daß man das aus dem Feuchtigkeit aufnehmenden und dadurch Luft erwärmenden Sorptionsspeicher austretende Luftgemisch teilt, einen Teil in den zu beheizenden Raum und den anderen Teil über einen den zu beheizenden Raum eben­ falls heizenden Heizkörper und dann durch den Wärmetau­ scher und anschließend in die freie Atmosphäre ablei­ tet.

Daß man auf diese Weise Wärme rückgewinnen kann und das darüberhinaus mit noch einem besseren Wirkungsgrad als bisher benutzte Wärmetauscher hoher Qualität ist über­ raschend, zumal hier Verfahrensschritte vorgenommen werden, welche so ungewöhnlich sind, daß niemand sie ausführen würde:
Ungewöhnlich ist es, Abluft mit ihrem relativ hohen Feuchtigkeitsgehalt in den im Regenerationszustand bei dem die Feuchtigkeit ausgetrieben werden soll, einzu­ leiten, denn diese Luft wird durch die Abkühlung beim Feuchtigkeitsentzug eher Wasser im Speicher hinterlas­ sen als austragen.

Ungewöhnlich ist es, daß man im Sorptionsspeicher zu erhitzendes Luftgemisch gleichzeitig sowohl durch den der Luftbeheizung durch Feuchtigkeitsentzug als auch durch den der Regeneration dienenden Sorptionsspeicher leitet, denn wie soll Luft mit ein und demselben Feuch­ tigkeitsgehalt in dem einen Speicher Feuchtigkeit ver­ lieren, in dem anderen Feuchtigkeit aufnehmen.

Ungewöhnlich ist es, daß man soeben erhitzte Luft nicht in den zu beheizenden Raum eintreten läßt, sondern in die freie Atmosphäre ableitet.

Diese Ungewöhnlichkeiten führen aber zu dem ebenfalls ungewöhnlichen technischen Erfolg,

• - daß der Wärmetauscher bis zu sehr tiefen Tempera­ turen einsatzfähig bleibt, weil sich in ihm kein Wasser niederschlägt und einfriert, denn die den Wärmetauscher durchlaufende Luft ist trocken und heiß,
• - daß die mit Feuchtigkeit beladene Raumluft im im Regenerationszustand befindlichen Speicher kein Wasser verliert, weil die im Speicher liegende Sorptionsmasse bis auf eine Temperatur durch Hei­ zung erwärmt ist, in welchem sie nur noch Wasser abgibt, aber nicht aufnimmt,
• - daß die mit Feuchtigkeit beladene Luft aus dem im Regenerationszustand befindlichen Speicher auf ihrem sich direkt anschließenden Weg durch den anderen Speicher unter Feuchtigkeitsentzug nun erhitzt wird.

Der Trick dieser Art der Wärmerückgewinnung besteht darin, daß die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit nicht in die freie Atmosphäre abgelassen, sondern im System gehalten wird und nur trockene Luft als Abluft in die freie Atmosphäre ausgelassen wird, nachdem ihr in einem herkömmlichen Wärmetauscher der Hauptteil der Wärme entzogen ist, was dadurch möglich ist, daß die Temperaturdifferenz zwischen Abluft und Frischluft stets hoch ist.

Dieses Verfahren wird mit einer Anlage zur Beheizung von Räumen in Gebäuden ausgeführt, die aus mindestens zwei mittels einem Heizregister zur Erwärmung der Sorp­ tionsmasse ausgestatteten und dadurch regenerierbaren Sorptionsspeichern, Rohrleitungen und Ventilen, einer zu den Sorptionsspeichern führenden Frischluftzulei­ tung, einer von den Sorptionsspeichern in den zu beheizenden Raum führenden Zuluftleitung und einer aus dem Raum herausführenden Abluftleitung sowie einem Wärmetauscher besteht, in welchem Abluft Wärme abgibt, die von der Frischluft aufgenommen wird, und die sich dadurch auszeichnet, daß die Frischluftzuleitung und die Abluftleitung in einen Mischer münden, daß dem Ausgang des Mischers zwei parallel zueinander angeordnete Sorptionsspeicher nachgeschaltet sind, daß die beiden Sorptionsspeicher gleichzeitig von dem aus dem Mischer kommenden Luftgemisch durchströmt sind, daß der Ausgang des einen das Luftgemisch durch Feuchtigkeitsentzug aufheizenden Sorptionsspeichers an eine in den zu be­ heizenden Raum führende Rohrleitung, und daß der Aus­ gang des anderen im Regenerationszustand befindlichen Sorptionsspeichers an eine Luftmischvorrichtung zur Vermischung der austretenden feuchtigkeitsbeladenen Luft mit der in die Sorptionsspeicher eintretenden Luftgemisch aus Frischluft und Abluft angeschlossen ist.

Besonders gut funktioniert diese Anlage und dieses Ver­ fahren dann, wenn man die Sorptionsmasse im beheizten Sorptionsspeicher auf eine Temperatur bringt und auf dieser hält, bei der die Sorptionsmasse keine Feuchtig­ keit mehr aus der den Speicher durchströmenden Luft aufnimmt. Liegt die Temperatur der Sorptionsmasse etwas darunter, funktioniert das Verfahren zwar auch noch, aber nicht mehr so gut, die benötigte Sorptionsmasse wird größer und deren Austrocknung nicht mehr so wirkungsvoll.

Energetisch wird dieses Verfahren besonders günstig, wenn man die aus dem beheizten Sorptionsspeicher aus­ tretende feuchtigkeitsbeladene Luft durch Injektorwir­ kung in den anderen Sorptionsspeicher einleitet, denn dann spart man ein Gebläse und die in diesem verbrauch­ te Energie.

Bei diesem Verfahren kann es Zustände geben, bei denen es günstig ist, Abluft bereits vor dem Kreislauf durch die Sorptionsspeicher in die freie Atmosphäre zu ent­ lassen. Das erfolgt dann so, daß man aus dem Mischer für Frischluft und Abluft austretende Luft teilt und nur einen Teil in die Sorptionsspeicher leitet, den anderen Teil durch den Wärmetauscher leitet und in die freie Atmosphäre austreten läßt.

Bei diesem Verfahren verbleibt die Feuchtigkeit der Luft im Kreislauf, es wird oftmals noch durch den Au­ fenthalt von Personen im beheizten Raum weitere Feuch­ tigkeit in den Kreislauf eingeführt. Trotzdem können durch Undichtigkeiten des beheizten Raumes und andere Gründe Defizite im Feuchtigkeitsgehalt entstehen, die man dadurch ausgleichen kann, daß man bei Bedarf in diesem System umlaufende Luft befeuchtet. Das kann man am einfachsten durch den Einsatz eines Luftbefeuchters erreichen, der vorzugsweise im Mischer Frischluft-Ab­ luft installiert wird.

Bei diesem Verfahren, bei dem man zweckmäßigerweise in regelmäßigen Zeitabständen die Luftzu- und -abführung zu und von den Sorptionsspeichern wechselt, indem man den zuvor der Lufterwärmung durch Feuchtigkeitsentzug dienenden Sorptionsspeicher der Regeneration unterwirft und den zuvor regenerierten Sorptionsspeicher zur Luft­ erwärmung nutzt, hat man die Menge der Sorptionsmasse in den Sorptionsspeichern für die jeweiligen Arbeits­ zeiträume ausreichend zu bemessen.

Ist ein Injektor vorgesehen, der von dem vom Mischer kommenden und zu den Sorptionsspeichern geleiteten Luftgemisch durchströmt ist, saugt dieser aus der vom Sorptionsspeicher in die freie Atmosphäre führenden Leitung Luft an und vermischt sie mit dem Luftgemisch Frischluft-Abluft.

In einer besonders einfachen Ausführungsform kann die Anlage mit einem einzigen Gebläse ausgerüstet sein, welches zwischen dem Ausgang des Mischers und dem Ein­ gang zu den beiden Sorptionsspeichern angeordnet ist.

Zur Erzielung einer verfeinerten Regelung dieser Anlage ist es jedoch zweckmäßig, wenn die Anlage mit zwei Ge­ bläsen in den zu dem Mischer führenden Frischluft- und Abluftleitungen ausgerüstet ist.

Durch eine besondere Anordnung der beiden Sorptions­ speicher in Winkelform wird es möglich, daß am Ausgang der Sorptionsspeicher ein einziges Ventil angeordnet ist, mit dem jeweils der eine von zwei Sorptionsspei­ chern an die Zuluftleitung, der andere an die über den Wärmetauscher in die freie Atmosphäre führende Leitung wechselweise anschließbar ist.

Für den Betrieb der Anlage bei ganz tiefen Temperaturen und für den Fall der nicht vollständigen Feuchtigkeits­ entfernung aus der zum Ablassen in die freie Atmosphäre bestimmten Luft kann es zweckmäßig sein, wenn an der von dem Frischlufteingang zum Mischer führenden Rohr­ leitung eine den Wärmetauscher umgehende Bypaßleitung angeordnet ist.

Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Anlage mit einem Ge­ bläse,

Fig. 2 das Blockschaltbild der Anlage der Fig. 1 in einer Schaltung, bei der vor den Sorptionsspei­ chern Luft in die freie Atmosphäre abgezweigt wird,

Fig. 3 das Blockschaltbild der Anlage der Fig. 1 in einer Schaltung, bei der in den Sorptionsspei­ chern erhitzte Luft in die freie Atmosphäre abgezweigt wird,

Fig. 4 das Blockschaltbild der Anlage der Fig. 1 in einer Schaltung, bei der in den Sorptionsspei­ chern erhitzte Luft in die freie Atmosphäre abgezweigt wird, jedoch vorher zur Raumheizung genutzt wird,

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Anlage mit zwei Ge­ bläsen,

Fig. 6 eine Berechnung der Wärmerückgewinnung in der Anlage der Fi. 2,

Fig. 7 ein Hx-Diagramm.

Die erfindungsgemäße Anlage befindet sich in einem zu beheizenden Gebäude. Durch den Eingang 1 gelangt aus dem Gebäude Abluft in die Anlage, durch den Eingang 2 Frischluft aus der freien Atmosphäre. Sowohl die Abluft als auch die Frischluft werden mittels eines Gebläses 13 in die Anlage eingesaugt. Die durch den Eingang 1 eintretende Abluft aus dem Gebäude durchläuft den Fil­ ter 10 und gelangt durch die Abluftleitung 26 in den Mischer 4, die durch den Eingang 2 in die Anlage eintretende Frischluft durchfließt den Filter 12 und sodann einen Wärmetauscher 3 herkömmlicher Bauart, um durch die Frischluftzuleitung 25 ebenfalls in den Mischer 4 zu gelangen. Im Wärmetauscher 3 wird die kalte Frischluft durch Warmluft, die in der Rohrleitung 18 fließt, um durch den Ausgang 23 in die freie Atmosphäre zu gelangen, vorerwärmt. In dem Mischer 4 werden Abluft aus dem zu beheizenden Raum und Frischluft miteinander gemischt. Dieses Luftgemisch weist eine höhere Temperatur als die vorerwärmte Frischluft und einen höheren Feuchtigkeitsgehalt als die Frischluft auf.

Hinter der Mischkammer 4 ist das Gebläse 13 in der Rohrleitung 30 angeordnet, die in eine aus zwei Sorpti­ onsspeichern 5 bestehende Sorptionsanlage führt. Durch den von dem Gebläse 13 erzeugten Unterdruck, der sich in die Mischkammer 4 und die Leitungen 25, 26 fort­ setzt, wird die Abluft aus dem beheizten Raum durch den Eingang 1 und die Frischluft aus der freien Atmosphäre durch den Eingang 2 angesaugt. Durch den vom Gebläse 13 erzeugten Druck wird das Luftgemisch aus der Mischkam­ mer 4 in die Sorptionsanlage mit den beiden Sorptions­ speichern 5A, 5B gedrückt. Dieses Luftgemisch aus der Mischkammer 4 gelangt in den Vorraum 6 der Sorptions­ anlage vor den Sorptionsspeichern 5A, 5B und durchläuft gleichzeitig diese beiden Sorptionsspeicher 5A, 5B.

Im Sorptionsspeicher 5A werden Heizrohre 29, die die im Speicher 5A liegende Sorptionsmasse aufheizen, mit ei­ nem Heizmedium beschickt, durch das die Sorptionsmasse auf eine Temperatur von etwa 60°C aufgeheizt wird. Das den Speicher 5A durchfließende Luftgemisch kann bei dieser Temperatur keine Feuchtigkeit an die Sorptions­ masse abgeben, weil die Sorptionsmasse bei dieser Tem­ peratur keine Feuchtigkeit aufnimmt. Wohl aber nimmt das den Speicher 5A durchfließende Luftgemisch trotz eines beim Eintritt vorhandenen Feuchtigkeitsgehaltes weitere, von der Sorptionsmasse bei dieser Temperatur abgegebene Feuchtigkeit mit sich. Aus dem Speicher 5A gelangt die mit Feuchtigkeit beladene Luft über die Rohrleitung 20 und das Ventil 21 in einen Injektor 14, welcher in der vom Mischer 4 über das Gebläse 13 in den Vorraum 6 der Sorptionsanlage führenden Rohrleitung 30 angeordnet ist. In diesem Injektor wird eine Vermi­ schung des Abluft-Frischluft-Luftgemisches aus dem Mischer 4 mit feuchtigkeitsbeladener Luft aus dem Raum 8 vorgenommen. Ein Teil dieses Luftgemisches fließt weiter in dem Kreislauf Sorptionspeicher 5A - Raum 8 - Leitung 20 - Injektor 14 - Vorraum 6 - Sorptionsspei­ cher 5A.

Der andere Teil des Luftgemisches im Vorraum 6 fließt durch den anderen Sorptionsspeicher 5B. In diesem Sorp­ tionsspeicher 5B befindet sich trockene (regenerierte) Sorptionsmasse. Dieser Teil des Luftgemisches gibt hier einen Teil seiner Feuchtigkeit ab und wird dabei von der Sorptionsmasse erhitzt. Dieser Teil des Luftgemi­ sches gelangt nach dem Durchlaufen des Sorptionsspei­ chers 5B in den Raum 7 hinter dem Sorp her 5B. Die aus diesem Raum 7 austretende erhitzte Luft gelangt als Zuluft durch den Ausgang 9 in den zu beheizenden Raum. Die in den zu beheizenden Raum eintretende Luft­ menge kann mittels eines Ventiles 17 (Fig. 6) einge­ stellt werden.

In der Schaltung dieser Anlage gemäß Fig. 2 verläßt die für den Austritt in die freie Atmosphäre vorgesehene Luft hinter dem Mischer 4 vor der Stelle, an der Luft aus dem Sorptionsspeicher 5A in den Injektor 14 ge­ langt, die zu den Sorptionsspeichern führende Leitung 30. Sie wird über den Wärmetauscher 3, in welchem sie Wärme an die zugeführte Frischluft abgibt, geführt und hinter dem Wärmetauscher 3 durch den Ausgang 23 in die freie Atmoshäre abgelassen.

In der in Fig. 3 gezeigten Schaltung der Anlage der Fig. 1 wird ein Teil der im Sorptionsspeicher 5B hoch­ erhitzten und für die Raumerwärmung vorgesehenen Luft vor dem Eintritt in den zu erwärmenden Raum durch die Leitung 18 abgezweigt und über den Wärmetauscher 3 und den Ausgang 23 in die freie Atmosphäre ausgelassen. Das erfolgt jedoch nur bei besonders tiefen Außentempera­ turen, wenn in anderen Schaltungen Kondenswasser im Wärmetauscher 3 einfrieren würde und den Luftaustritt blockieren würde.

Besteht diese Gefahr des Einfrierens von Kondenswasser im Wärmetauscher 3 nicht, wird bei der in Fig. 4 gezeig­ ten Schaltung das Ventil 19 in der Rohrleitung 18 ge­ schlossen und Ventil 34 geöffnet, damit der in die freie Atmoshäre abzulassende Teil der Luft durch den Heizkörper 35 fließt und dadurch den Raum zusätzlich erwärmt. Die Anlage wird bei dieser Ausführungsform von kühler Luft mit niedrigem Feuchtegehalt verlassen.

Bei dieser Schaltung der Anlage kann der Heizkörper 35 auch die Abluftleitung 26 erwärmen, in der die aus dem Raum austretende Abluft gefördert wird. Diese tritt dann mit erhöhter Temperatur in den Mischer 4 ein, den dann ein Luftgemisch erhöhter Temperatur verläßt, um in den Sorptionsspeichern weiter erhitzt zu werden.

Die Feuchtebilanz ist meistens ausgeglichen. Die aus der freien Atmosphäre angesaugte Frischluft enthält wenig Feuchte, die in die freie Atmosphäre zurückge­ führte Abluft ebenfalls, wenn auch vielleicht etwas mehr als die angesaugte Frischluft. Ein Ausgleich kommt durch die im beheizten Raum anwesenden Personen. Sollte die Feuchtebilanz einmal zu wenig Feuchte zeigen, kann durch den Luftbefeuchter 24 der Ausgleich geschaffen werden. Dieser ist im gezeichneten Ausführungsbeispiel in der Mischkammer 4 angeordnet. Er kann aber an belie­ biger Stelle angeordnet werden, z. B. auch im Injektor 14.

Von Zeit zu Zeit, bei mit Feuchte beladenem Speicher 5B und bei entfeuchtetem Speicher 5A, werden die Speicher in ihrer Funktion getauscht. Das erfolgt dadurch, daß das bisher den Speicher 5A beheizende Heizmedium nun­ mehr durch den Speicher 5B geleitet wird und die um die Achse 16 verschwenkbare Ventilklappe 16, die in der Wand 28 angeordnet ist, verschwenkt wird, so daß die den Speicher 5A durchströmende Luft zum Ausgang 9 und in die Leitung 18 fließt, während die durch den Spei­ cher 5B fließende Luft in die Leitung 20 fließt. Nach einer gewissen Zeit, bei mit Feuchte beladenem Speicher 5A und bei entfeuchtetem Speicher 5B, werden die Spei­ cher wieder in ihrer Funktion getauscht. Dieser Tausch kann in fest vorgegebenen Zeitabständen oder aufgrund von Feuchtemessungen in den Speichern erfolgen.

Fig. 5 zeigt eine andere Anlage, die erfindungsgemäß arbeitet. Gleiche Bauteile wie in Fig. 1 sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Bei dieser sind zwei Gebläse 13 vorgesehen, das eine befindet sich in der vom Ablufteingang 1 zum Mischer 4 führenden Frischluft­ zuleitung 25, das andere in der vom Frischlufteingang 2 zum Mischer 4 führenden Abluftleitung 26. Vom Mischer 4 führt eine zusätzliche Rohrleitung 32 über das Ventil 31 in die Leitung 18, die in die freie Atmosphäre führt. Durch diese Leitung kann zusätzlich Raumabluft aus dem Eingang 1 bei durch die Frischluftzumischung erniedrigter Temperatur in die freie Atmosphäre abge­ führt werden.

In diesem Ausführungsbeispiel führt die aus dem Raum 8 herausführende Leitung 27 zunächst in die Leitung 18, in der ein Ventil 19 zwischen dem vom Raum 7 kommenden Leitungsteil und der Einmündung der Leitung 27 in die Leitung 18 vorgesehen ist. Von der Leitung 18 führt dann eine mit Ventil 21 versehener Leitung 20 zum In­ jektor 14. Durch diese Leitung 20 wird Luft aus dem im Regenerationszustand befindlichen Speicher 5 in den Vorraum 6 der Sorptionsanlage zurückgeführt. Die Lei­ tung 18 ist dann vor ihrem Eintritt in den Wärmetau­ scher 3 noch mit einem zusätzlichen Ventil 22 versehen.

Es besteht die Möglichkeit, den Injektor 14 und das Ventil 21 durch ein Gebläse zu ersetzen.

Die hohe Energierückgewinnung ist aus der Fig. 6 ersichtlich und aus dem HX-Diagramm der Fig. 7 ablesbar. Eine Untersuchung der Verhältnisse in ein- und dem­ selben Gebäude hat ergeben, daß die aufzuwendende Heizenergie einer konventionellen Heizanlage mit Wärmerückgewinnung 12,66 KW betrug, bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens jedoch nur 3,33 KW. Eine durchgeführte Rechnung bestätigte die Messung.

Liste der Bezugszeichen

1

Eingang für Abluft

2

Eingang für Frischluft

3

Wärmetauscher

4

Mischer

5

Sorptionsspeicher

5

A Sorptionsspeicher

5

B Sorptionsspeicher

6

Raum vor den Sorptionsspeichern

7

Raum mit heißer Luft

8

Raum mit feuchtigkeitsbeladener Luft

9

Ausgang für beheizte Luft

10

Luftfilter

11

Ventil

12

Luftfilter

13

Gebläse

14

Injektor

15

Ventilklappe

16

Achse der Ventilklappe

17

Ventil

18

Rohrleitung

19

Ventil

20

Rohrleitung

21

Ventil

22

Ventil

23

Ausgang in die freie Atmosphäre

24

Luftbefeuchter

25

Frischluftzuleitung

26

Abluftleitung

27

Rohrleitung

28

Trennwand

29

Heizregister

30

Rohrleitung

31

Ventil

32

Rohrleitung

33

Rohrleitung

34

Ventil

35

Heizkörper

36

Ventil

37

Rohrleitung

Claims (17)

1. Verfahren zur Warmluftbeheizung von Räumen in Ge­ bäuden, bei dem zu erhitzende Luft über Heiz­ register geleitet wird und bei dem Wärme aus Abluft rückgewonnen wird, indem von außen ange­ saugte Frischluft in einem Wärmetauscher, durch den in die freie Atmosphäre abgelassene Abluft strömt, vorerwärmt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die im Wärmetauscher vorerwärmte Frischluft vor ihrer Beheizung mit einem Teil der Abluft gemischt wird,
daß dieses Luftgemisch geteilt wird und durch zwei parallel angeordnete, mit Heizregistern ausgestat­ tete Sorptionsspeicher geleitet wird,
von denen der eine Sorptionsspeicher zum Zwecke der Regeneration der Sorptionsmasse mittels seines Heizregisters beheizt wird,
daß das aus dem anderen Sorptionsspeicher austre­ tende, durch Feuchtigkeitsentzug in diesem er­ wärmte Luftgemisch in den zu beheizenden Raum geleitet wird,
daß das aus dem beheizten Sorptionsspeicher aus­ tretende Luftgemisch zumindest zu einem Teil in das Luftgemisch aus Frischluft und Abluft einge­ mischt wird
und daß die Funktion der beiden Sorptionsspeicher von Zeit zu Zeit miteinander vertauscht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sorptionsmasse im beheizten Sorptionsspei­ cher auf eine Temperatur gebracht und auf dieser gehalten wird, bei der die Sorptionsmasse keine Feuchtigkeit mehr aus der den Speicher durch­ strömenden Luft aufnimmt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Mischkammer austretende Frisch­ luft-Abluftgemisch geteilt wird und ein Teil in die Sorptionsspeicher, der andere Teil über den Wärmetauscher in die freie Atmosphäre abgeleitet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem beheizten Sorptionsspeicher austretende Luftgemisch geteilt wird und ein Teil in das Luftgemisch aus Frischluft und Abluft eingemischt und der andere Teil durch den Wärmetauscher geleitet wird und dieser dann in die freie Atmosphäre abgeleitet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Feuchtigkeit aufnehmenden und dadurch Luft erwärmenden Sorptionsspeicher austre­ tende Luftgemisch geteilt wird, ein Teil in den zu beheizenden Raum und der andere Teil über einen den zu beheizenden Raum ebenfalls heizenden Heizkörper und dann durch den Wärmetauscher und anschließend in die freie Atmosphäre abgeleitet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem beheizten Sorptionsspeicher austretende feuchtigkeitsbeladene Luft durch Injektorwirkung in den anderen Sorptionsspeicher eingeleitet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in regelmäßigen Zeitabständen die Luftzu- und -abführung zu und von den Sorptionsspeichern gewechselt wird, indem der zuvor der Lufterwärmung durch Feuchtigkeitsentzug dienende Sorptionsspei­ cher der Regeneration unterworfen und den zuvor regenerierten Sorptionsspeicher zur Lufterwärmung genutzt wird, und die Menge der Sorptionsmasse in den Sorptionsspeichern für die jeweiligen Arbeits­ zeiträume ausreichend bemessen wird.

8. Anlage zur Beheizung von Räumen in Gebäuden,
bestehend aus mindestens zwei mittels einem Heiz­ register zur Erwärmung der Sorptionsmasse ausge­ statteten und dadurch regenerierbaren Sorptions­ speichern, Rohrleitungen und Ventilen, einer zu den Sorptionsspeichern führenden Frischluftzulei­ tung, einer von den Sorptionsspeichern in den zu beheizenden Raum führenden Zuluftleitung und einer aus dem Raum herausführenden Abluftleitung sowie einem Wärmetauscher, in welchem Abluft Wärme ab­ gibt, die von der Frischluft aufgenommen wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Frischluftzuleitung (25) und die Abluft­ leitung (26) in einen Mischer (4) münden,
daß dem Ausgang des Mischers (4) zwei parallel zueinander angeordnete Sorptionsspeicher (5A, 5B) nachgeschaltet sind,
daß die beiden Sorptionsspeicher (5A., 5B) gleich­ zeitig von dem aus dem Mischer (4) kommenden Luft­ gemisch durchströmt sind,
daß der Ausgang des einen das Luftgemisch durch Feuchtigkeitsentzug aufheizenden Sorptionsspei­ chers (5B) an eine in den zu beheizenden Raum führende Rohrleitung,
und daß der Ausgang des anderen im Regenerations­ zustand befindlichen Sorptionsspeichers (5B) an eine Luftmischvorrichtung zur Vermischung der aus­ tretenden feuchtigkeitsbeladenen Luft mit der in die Sorptionsspeicher (5) eintretenden Luftgemisch aus Frischluft und Abluft angeschlossen ist.

9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Mischkammer (4) von der in die Sorptionsspeicher (5) führenden Leitung (30) eine Rohrleitung (37) abzweigt, welche in die zum Wärmetauscher 3 und dann in die freie Atmosphäre führenden Rohrleitung (18) führt.

10. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem beheizten Sorptionsspeicher (5A) von der in den zu beheizenden Raum führenden Lei­ tung (30) eine Rohrleitung (18) abzweigt, welche in den Wärmetauscher 3 und dann in die freie Atmosphäre führt.

11. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Feuchtigkeit aufnehmenden und da­ durch Luft erwärmenden Sorptionsspeicher (5B) von der in den zu beheizenden Raum führenden Rohrlei­ tung eine Rohrleitung (18, 37) abzweigt, welche zu einem den zu beheizenden Raum ebenfalls heizenden Heizkörper (35) und dann durch den Wärmetauscher (3) und anschließend in die freie Atmosphäre führt.

12. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Injektor (14) vorgesehen ist, der die Luftmischvorrichtung bildet und der von dem vom Mischer (4) kommenden und zu den Sorptionsspei­ chern (5) geleiteten Luftgemisch durchströmt ist und aus der vom im Regenerationszustand befindli­ chen Sorptionsspeicher (5A) Luft ansaugt und mit dem Luftgemisch Frischluft-Abluft vermischt.

13. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage mit einem einzigen Gebläse (13) ausgerüstet ist, welches zwischen dem Ausgang des Mischers (4) und dem Eingang zu den beiden Sorpti­ onsspeichern (5) angeordnet ist.

14. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage mit zwei Gebläsen (13) in den zu dem Mischer führenden Frischluft- (25) und Abluft­ leitungen (26) ausgerüstet ist.

15. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer (4) zwei Ausgänge aufweist, einen Ausgang, der zu den Sorptionsspeichern (5) führt, und einen zweiten Ausgang, der in den über den Wärmetauscher (3) führenden Abluftkanal (18) führt.

16. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang der Sorptionsspeicher (5) ein Ven­ til (15) angeordnet ist, mit dem jeweils der eine von zwei Sorptionsspeichern (5A, 5B) an die Zuluft­ leitung (9), der andere an die über den Wärmetau­ scher (3) in die freie Atmosphäre führende Leitung (18) wechselweise anschließbar ist.

17. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an der von dem Frischlufteingang zum Mischer führenden Rohrleitung eine den Wärmetauscher umgehende Bypaßleitung angeordnet ist.