„Vorrichtung zum Minimieren eines ungewollten Fluidübertritts von einem ersten Sektor zu einem zweiten Sektor sowie Wärmetauschersystem mit einer derartigen Vorrichtung"

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Minimieren eines ungewollten Fluidübertritts von einem ersten Sektor zu einem zweiten Sektor, welche mit einer nicht dichten Abtrennung abgetrennt sind, wobei in dem ersten Sektor ein erster Druck und in dem zweiten Sektor ein im Vergleich zum ersten Druck niedrigerer zweiter Druck herrscht. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Wärmetauschersystem, bei welchem die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einsatz kommt, um einen ungewollten Fluidübertritt von dem Sektor des Wärmetauschersystems, der von dem warmen Fluid durchströmt wird, zu dem Sektor des Wärmetauschersystems, der von dem kalten Fluid durchströmt wird, zu minimieren.

Bei der vorliegenden Erfindung wird von einem umschlossenen Raum ausgegangen, dessen Raumhülle nicht vollständig gas- bzw. fluiddicht ist, so dass grundsätzlich ungewollte Leckagen auftreten. Derartige Leckagen sind insbesondere an Stellen der Raumhülle zu erwarten, bei welchen Bauteile die Raumhülle durchdringen.

Die Luftdichtigkeit eines Gebäudes und im Einzelnen die Luftdichtigkeit eines mit einer Hülle umschlossenen Raumes ist ein wichtiges Kriterium im Hinblick auf die Wärmedämmung im Hinblick auf die Frage, wie Lüftungswärmeverluste gemindert werden können. Die Luftdichtigkeit eines umschlossenen Raumes wird mit einem Differenzdrucktest (Blower-Door-Test) bestimmt. Dabei wird durch einen in eine Raumhülle (meistens Tür oder Fenster) eingelassenen Ventilator innerhalb des umschlossenen Raumes ein konstanter überdruck und Unterdruck von z.B. 50 Pa erzeugt und gehalten. Die durch Undich-

tigkeiten der Raumhülle ausströmende Luftmenge muss durch den Ventilator in den umschlossenen Raum hineingedrückt werden und wird gemessen. Der sogenannte n50-Wert gibt an, wie viel mal das Innenraumvolumen des umschlossenen Raumes pro Stunde umgesetzt wird.

Undichtigkeiten in der Raumhülle führen zu einem ungewollten und unkontrollierten Austausch zwischen der Raumatmosphäre und der Außenatmosphäre. Der dabei auftretende Luftaustausch führt dazu, dass kontinuierlich der Raumatmosphäre Außenluft zugeführt und Innenluft als Abluft abgeführt wird.

Der auf Undichtigkeiten der Raumhülle zurückzuführende (ungewollte) Luftaustausch tritt umso stärker in Erscheinung, je höher die Differenz zwischen dem im Inneren des umschlossenen Raumes und dem außerhalb des Raumes herrschenden Druck ist. Dies trifft beispielsweise für einen Reinraum zu, bei welchem das Eindringen von Staub und Schmutz dadurch verhindert wird, dass im Raum permanent ein überduck gegenüber der Außenatmosphäre herrscht. Auf diese Art und Weise soll die Partikelkontamination unter bestimmten Werten liegen. Rein- und Reinströme werden für spezielle Fertigungsverfahren, vor allem in der Halbleiterfertigung benötigt, um die Strukturierung integrierter Schaltkreise im Bereich von Bruchteilen eines Mikrometers nicht zu stören. Die aufgrund von Undichtigkeiten in der Raumhülle auftretende Leckagen führen bei einem Raum, in welchem gegenüber der Außenatmosphäre ein überdruck eingestellt wurde, letztendlich dazu, dass das Medium der Raumatmosphäre durch Undichtigkeiten der Raumhülle austritt, und somit der überdruck abgebaut wird.

Der aufgrund von Undichtigkeiten in der Raumhülle auftretende Fluidübertritt von der Raumatmosphäre zu der Außenatmosphäre spielt aber auch bei Räumen eine Rolle, deren Raumatmosphäre beispielsweise durch Zugabe eines Inertgases einen im Vergleich zur „normalen" Luft reduzierten Sauerstoffanteil aufweist. Ein derartiges Inertisierungsni- veau, bei welchem die Raumatmosphäre einen im Vergleich zur „normalen" Luft reduzierten Sauerstoffanteil aufweist, wird oftmals als präventive Brandschutzmaßnahme eingestellt. Aufgrund der Reduktion des Sauerstoffanteils in dem umschlossenen Raum kann das Risiko der Entstehung eines Brandes minimiert werden. Da über Undichtigkeiten in der Raumhülle ein ungewollter Fluidübertritt von der inertisierten Raumatmosphäre zu der Außenatmosphäre auftreten kann, ist im präventiven Brandschutz die Dichtigkeit der Raumhülle ein wichtiges Kriterium was die Frage betrifft, wie viel Inertgas pro Zeiteinheit dem umschlossenen Raum nachgeführt werden muss, damit die gewünschte und für

einen wirksamen Brandschutz erforderliche Inertisierung permanent gehalten werden kann. Das Problem dabei ist, dass aufgrund der auf Undichtigkeiten der Raumhülle zurückzuführenden Leckageströme bei einem inertisierten Raum eine permanente Zufuhr von Frischluft und somit Sauerstoff in den inertisierten Raum stattfindet, so dass - sofern Inertgas nicht nachgeführt wird - der Sauerstoffgehalt in Raumatmosphäre ansteigt und der gewünschte Brandschutz nicht mehr gegeben ist.

Dieser Effekt ist besonders ausgeprägt, wenn in dem umschlossenen Raum ein im Vergleich zur Außenatmosphäre höherer Druck herrscht.

Aufgrund der geschilderte Problemstellung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, mit welcher in einer einfachen und dennoch effektiven Art und Weise ein ungewollter Fluidübertritt von einem ersten Sektor zu einem zweiten Sektor minimiert werden kann, selbst wenn diese beiden Sektoren mit einer nicht gas- bzw. fluiddichten Abtrennung abgetrennt sind und in dem ersten Sektor ein erster Druck und in dem zweiten Sektor ein im Vergleich zum ersten Druck niedrigerer zweiter Druck herrscht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung vorgeschlagen, die an der den ersten Sektor von dem zweiten Sektor abtrennenden Abtrennung eine die Abtrennung überdeckende Zwischenkammer sowie eine Fördereinrichtung aufweist, wobei die Fördereinrichtung ausgelegt ist, in der Zwischenkammer einen Unterdruck gegenüber dem in dem ersten Sektor herrschenden ersten Druck zu erzeugen, wobei der in der Zwischenkammer erzeugte Druck gleich groß wie oder größer als der in dem zweiten Sektor herrschende zweite Druck ist, und wobei die Fördereinrichtung ausgelegt ist, Fluid von der Zwischenkammer in den ersten Sektor zu fördern.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der von dem ersten Sektor über die Abtrennung zu dem zweiten Sektor auftretende Leckagestrom insbesondere von der Druckdifferenz zwischen dem ersten Sektor und dem zweiten Sektor abhängt. Durch das Vorsehen einer die Abtrennung vollständig überdeckenden Zwischenkammer, in welcher mit Hilfe der Fördereinrichtung ein Unterdruck gegenüber dem in dem ersten Sektor herrschenden ersten Druck eingestellt wird, welcher größer als und vorzugsweise gleich groß wie der in dem zweiten Sektor herrschende zweite Druck ist, kann erreicht werden, dass die Druckdifferenz zwischen dem in der Zwischenkammer eingestellten Druck und dem in dem zweiten Sektor herrschenden Druck im Vergleich zu der Druckdifferenz zwi-

sehen dem in dem ersten Sektor herrschenden ersten Druck und dem in dem zweiten Sektor herrschenden zweiten Druck reduziert und im Idealfall sogar aufgehoben wird. Auf diese Weise ist der durch die Abtrennung auftretende Leckagestrom reduziert bzw. im Idealfall sogar eingestellt.

Erfindungsgemäß wird der in der Zwischenkammer eingestellte Druck, welcher gegenüber dem in dem ersten Sektor herrschenden ersten Druck ein Unterdruck ist, dadurch erzeugt, dass mit Hilfe der Fördereinrichtung Fluid von der Zwischenkammer in den ersten Sektor gefördert wird. Die Fördereinrichtung kann beispielsweise ein Ventilator oder eine Pumpe sein. Im Vergleich zu einem System, bei welchem keine Zwischenkammer vorgesehen ist, strömt bei der erfindungsgemäßen Lösung pro Zeiteinheit eine reduzierte Menge an Fluid in den zweiten Sektor. Im Idealfall, d.h. wenn der in der Zwischenkammer eingestellte Druck identisch mit dem in dem zweiten Sektor herrschenden zweiten Druck ist, kann ein übertritt von Fluid aus der Zwischenkammer und aus dem ersten Sektor in den zweiten Sektor vollständig verhindert werden. Dieser Aspekt ist insbesondere für Anwendungen von Vorteil, bei welchen eine leckagebedingte Vermischung des sich in dem ersten Sektor befindenden Fluids mit dem sich in dem zweiten Sektor befindenden Fluids zu verhindern ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Seitenwände der Zwischenkammer durch die Abtrennung einerseits und durch eine von der Abtrennung in Richtung des ersten Sektors beabstandete zusätzliche Abtrennung andererseits gebildet werden. Als zusätzliche Abtrennung kommt beispielsweise ein Trennblech in Frage. Für die Abtrennung, die den ersten Sektor und den zweiten Sektor voneinander trennt, kann die Wand der Raumhülle verwendet werden.

Wie bereits angedeutet, handelt es sich bei der den ersten von dem zweiten Sektor abtrennenden Abtrennung (Wand der Raumhülle) insbesondere um eine Trennwand, die Undichtigkeiten beispielsweise an Bereichen der Trennwand aufweist, durch welche baulich bedingte Teile einer Anlagentechnik geführt werden. Für die zusätzliche Abtrennung, die eine Seitenwand der Zwischenkammer ausbildet, ist es keinesfalls erforderlich, dass es sich hierbei um eine vollständig fluiddichte Abtrennung handelt. Vielmehr ist es sogar von Vorteil, wenn als zusätzliche Abtrennung eine Trennwand verwendet wird, die Undichtigkeiten aufweist, durch welche (gewollt oder ungewollt) Fluid aus dem ersten Sektor in die Zwischenkammer gelangen kann. Durch einen derartigen Fluidübertritt von dem ersten Sektor zu der Zwischenkammer kann sichergestellt werden, dass die Fördereinrich-

tung, mit welcher Fluid von der Zwischenkammer in den ersten Sektor gefördert wird, stets in ihrem vorzugweise optimalen Arbeitsbereich betrieben wird.

Die Fördereinrichtung steht in einer bevorzugten Realisierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung über ein Leitungssystem mit der Zwischenkammer in Fluidverbindung, wobei dieses Leitungssystem an der Saugseite der Fördereinrichtung vorgesehen ist. Die Druckseite der Fördereinrichtung steht über ein weiteres Leitungssystem mit dem ersten Sektor in Verbindung.

In einer besonders bevorzugten Realisierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist diese ferner eine Sensoreinrichtung mit einem ersten Drucksensor und einem zweiten Drucksensor auf, wobei der erste Drucksensor zum Erfassen des in dem zweiten Sektor herrschenden zweiten Druckes und der zweite Drucksensor zum Erfassen des in der Zwischenkammer mit Hilfe der Fördereinrichtung erzeugten Druckes dient. Des Weiteren ist bevorzugt eine Steuereinrichtung vorgesehen, welche ausgelegt ist, in Abhängigkeit von den mit Hilfe der Sensoreinrichtung erfassten Druckwerten die Fördereinrichtung anzusteuern, um die Förderleistung und somit die pro Zeiteinheit aus der Zwischenkammer abgeführte und in den ersten Sektor zurückgeführte Fluidmenge zu regeln. Im Einzelnen ist dabei die Steuereinrichtung ausgelegt, die Fördereinrichtung derart anzusteuern, dass die Differenz zwischen dem erfassten Wert des in dem zweiten Sektor herrschenden zweiten Druckes und dem erfassten Wert des in der Zwischenkammer erzeugten Druckes einen vorab festgelegten oder festlegbaren Wert annimmt. Wie bereits ausgeführt, ist dieser vorab festgelegte oder festlegbare Wert kleiner als der Wert des in dem ersten Sektor herrschenden ersten Druckes und größer als und (in idealer Weise) gleich groß wie der Wert des in dem zweiten Sektor herrschenden zweiten Druckes.

über die Steuereinrichtung wird die Förderleistung der Fördereinrichtung vorzugweise automatisch eingeregelt. Selbstverständlich ist es aber auch denkbar, dass dies über eine externe Eingabe, beispielsweise von dem Bediener der Vorrichtung vorgenommen wird.

Wie bereits angedeutet, ist es bevorzugt, wenn die zusätzliche Abtrennung, welche eine Seitenwand der Zwischenkammer bildet, nicht vollständig fluiddicht ausgebildet ist, sondern Undichtigkeit aufweist, über welche ein Fluidübertritt von dem ersten Sektor in die Zwischenkammer möglich ist. Für den Fall, dass als zusätzliche Abtrennung beispielsweise ein Trennblech verwendet wird, d.h. eine Trennwand, die konstruktionsbedingt nur eine geringe Fluiddurchlässigkeit gewährleistet, ist es bevorzugt, wenn ferner eine Ein-

richtung zur Druckentlastung vorgesehen ist, mit welcher bei Bedarf eine offene Fluid- verbindung zwischen der Zwischenkammer und dem ersten Sektor bereitgestellt werden kann, um somit ein gewolltes überströmen von Fluid aus dem ersten Sektor zu der Zwischenkammer zu ermöglichen.

Denkbar hierbei ist es, für die Druckentlastung beispielsweise eine druckgesteuerte Klappe zu verwenden, die sich vorzugsweise automatisch öffnet, wenn die Differenz zwischen dem in dem ersten Sektor herrschenden ersten Druck und dem in der Zwischenkammer erzeugten Druck einen vorab festgelegten oder festlegbaren Wert überschreitet. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der mit Hilfe der Fördereinrichtung in der Zwischenkammer erzeugte Unterdruck gegenüber dem in dem ersten Sektor herrschenden ersten Druck nicht einen vorab festgelegten Wert unterschreitet. Insbesondere wird dabei der Anforderung Sorge getragen, dass für den optimalen Betrieb der Fördereinrichtung ein hinreichend hoher Druck in der Zwischenkammer vorliegt. Dies ist vor allem für eine kontrollierbare und definierte Förderleistung der Fördereinrichtung und somit für einen wirksamen Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung erforderlich.

Um eine Mindestdurchlässigkeit der zusätzlichen Abtrennung sicherzustellen, kommen anstelle einer druckgesteuerte Klappe selbstverständlich auch andere Einrichtungen zur Druckentlastung in Frage. Insbesondere ist jedoch eine Einrichtung bevorzugt, welche ausgelegt ist, die pro Zeiteinheit von dem ersten Sektor zu der Zwischenkammer überströmende Fluidmenge in kontrollierter Weise einzustellen. Wie bereits angedeutet, sollte die pro Zeiteinheit überströmende Fluidmenge an den optimalen Arbeitsbetrieb der Fördereinrichtung angepasst sein.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Vorrichtung zum Minimieren eines ungewollten Fluidübertritts von einem ersten Sektor zu einem zweiten Sektor, welche mit einer nicht dichten Abtrennung abgetrennt sind;

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Wärmetauschersystems zum übertragen von Wärmeenergie zwischen einem warmen Fluid und einem kalten Fluid, wobei das Wärmetauschersystem zum Minimieren eines ungewollten Fluid- übertritts von einem ersten Sektor, der von dem warmen Fluid durchströmt wird, zu einem zweiten Sektor, der von dem kalten Fluid durchströmt wird, eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufweist;

Fig. 3 das in Fig. 2 dargestellte Wärmetauschersystem ohne die erfindungsgemäße

Vorrichtung zum Minimieren eines ungewollten Fluidübertritts von dem von dem warmen Fluid durchströmten ersten Sektor zu dem von dem kalten Fluid durchströmten zweiten Sektor; und

Fig. 4 eine Flussskizze zum Erläutern der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen

Vorrichtung, wenn diese - wie in Fig. 2 schematisch dargestellt - bei einem Wärmetauschersystem gemäß Fig. 3 zum Einsatz kommt.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Ansicht eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Minimieren eines ungewollten Fluidübertritts von einem ersten Sektor 1 zu einem zweiten Sektor 2, welche mit einer nicht fluiddichten Abtrennung 3 abgetrennt sind. Die Abtrennung 3 ist beispielsweise eine als Trennwand fungierende Gebäudewand einer Raumhülle. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist der erste Sektor 1 als umschlossener Raum ausgebildet, welcher durch eine Raumhülle begrenzt wird, wobei die Abtrennung 3 ein Teil der Raumhülle darstellt.

Unmittelbar angrenzend an den ersten Sektor 1 befindet sich der zweite Sektor 2, der ebenfalls als ein mit einer Raumhülle umschlossener Raum ausgebildet sein kann, wobei die Abtrennung 3 gleichzeitig auch eine Wand der den zweiten Sektor 2 umgebenden Raumhülle ausbildet. Selbstverständlich ist es aber auch denkbar, dass zumindest einer der beiden Sektoren 1, 2 nicht als ein mit einer Raumhülle umschlossener Raum ausgebildet ist. Wesentlich ist einzig und allein, dass es sich bei den Sektoren 1, 2 um zwei aneinander angrenzende Bereiche handelt, die über eine gemeinsame Trennwand (Abtrennung 3) voneinander getrennt sind. Ebenfalls ist es wesentlich, dass es sich bei der Abtrennung 3 um eine Trennwand handelt, die nicht vollständig fluidundurchlässig ausgebildet ist. Vielmehr sind (in der Darstellung gemäß Fig. 1 nicht explizit dargestellte) Undichtigkeiten in der Abtrennung 3 vorgesehen, welche eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Sektor 1 und dem zweiten Sektor 2 bilden.

Als Undichtigkeiten kommen in der Abtrennung 3 bewusst vorgesehene öffnungen, aber auch ungewollte Undichtigkeiten in Frage, über welche ein ungewollter bzw. unkontrollierter Austausch zwischen einem in dem ersten Sektor 1 vorgesehenen ersten Fluid 101 und einem in dem zweiten Sektor 2 vorgesehenen zweiten Fluid 102 möglich ist. Als erste und zweite Fluide 101, 102 kommen insbesondere gasförmige aber auch flüssige Medien mit gleicher oder aber auch unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung in Frage. Beispielsweise ist denkbar, dass es sich bei dem ersten Fluid 101, welches sich in dem ersten Sektor 1 befindet, um gasförmiges Stickstoff handelt, während das zweite Fluid 102, welches sich in dem zweiten Sektor 2 befindet, normale Luft sein kann, d.h. ein Gasgemisch mit den Hauptbestandteilen Stickstoff (78 Vol.-%), Sauerstoff (20,9 Vol.-%), Argon (0,9 Vol.-%) und Rest-Spurengase.

Die in der Darstellung gemäß Fig. 1 schematisch gezeigte Vorrichtung wurde entwickelt, um einen ungewollten Fluidübertritt von dem ersten Sektor 1 zu dem zweiten Sektor 2 zu minimieren, wenn in dem ersten Sektor 1 ein erster Druck Pl-I und in dem zweiten Sektor 2 ein im Vergleich zum ersten Druck Pl-I niedrigerer zweiter Druck P2-1 herrscht. Ohne eine besondere Maßnahme würde sich - aufgrund der über der Abtrennung 3 herrschenden Druckdifferenz - ein durch die Undichtigkeiten der Abtrennung 3 fließender Leckagestrom einstellen, infolgedessen ein (ungewollter) Fluidübertritt von dem ersten Sektor 1 zu dem zweiten Sektor 2 stattfindet. Wenn keine den ungewollten Fluidübertritt kompensierende Maßnahme vorgenommen wird, würde der Leckagestrom zu einer Abnahme des ursprünglich in dem ersten Sektor 1 eingestellten ersten Druckes Pl-I sowie zu einer Vermischung der beiden Fluide 101, 102 in dem zweiten Sektor 2 führen.

Um dies zu verhindern, ist erfindungsgemäß an der Abtrennung 3 eine Zwischenkammer 4 ausgebildet, welche die beiden Sektoren 1, 2 vollständig voneinander trennt. Wie in Fig. 1 gezeigt, kommt bei der dargestellten Aus führungs form der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine zusätzliche Abtrennung 6 beispielsweise in Gestalt einer zusätzlichen Trennwand oder in Gestalt eines Trennbleches zum Einsatz, wobei diese zusätzliche Abtrennung 6 in Richtung des ersten Sektors 1 beabstandet ist. Als Abstand zwischen der Abtrennung 3 und der zusätzlichen Abtrennung 6 genügt bereits ein Spalt von beispielsweise 10 cm Breite. Wie bereits zuvor angedeutet, ist es nicht zwingend erforderlich, dass die zusätzliche Abtrennung 6, welche eine Seitenwand der Zwischenkammer 4 bildet, vollständig fluidundurchlässig ist. Vielmehr ist es sogar erwünscht, dass ein gewisser Fluidübertritt zwischen dem ersten Sektor 1 und der Zwischenkammer 4 möglich ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform weist ferner eine Fördereinrichtung 5, beispielsweise in Gestalt eines Ventilators oder in Gestalt einer Pumpe, auf. über ein in Fig. 1 nicht explizit dargestelltes Leitungssystem steht die Fördereinrichtung 5 einerseits mit der Zwischenkammer 4 und andererseits mit dem ersten Sektor 1 in Verbindung, um Fluid 101 von der Zwischenkammer 4 in den ersten Sektor 1 fördern zu können.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung beruht darauf, die Fördereinrichtung 5 geeignet anzusteuern, so dass in der Zwischenkammer 4 ein Unterdruck gegenüber dem in dem ersten Sektor 1 herrschenden ersten Druck Pl-I erzeugt wird. Im Idealfall wird die Förderleistung der Fördereinrichtung 5 derart eingeregelt, dass der in der Zwischenkammer 4 erzeugte Druck P4-1 gleich groß wie der in dem zweiten Sektor 2 herrschende zweite Druck P2-1 ist. In diesem (Ideal-)Fall beträgt die Differenz zwischen dem in der Zwischenkammer 4 herrschenden Druck P4-1 und dem zweiten Sektor 2 herrschenden zweiten Druck P2-1 Null, so dass ein aufgrund einer Druckdifferenz auftretender Leckagestrom durch die Abtrennung 3 nicht mehr auftreten kann.

Die Erfindung ist allerdings nicht auf den zuvor beschriebenen Idealfall eingeschränkt, in welchem der in der Zwischenkammer 4 erzeugte Druck P4-1 gleich groß wie der in dem zweiten Sektor 2 herrschende zweite Druck P2-1 ist. Vielmehr genügt es bereits, wenn der in der Zwischenkammer 4 erzeugte Druck P4-1 einen Wert annimmt, welcher zwischen dem in dem ersten Sektor 1 herrschenden ersten Druck Pl-I und dem in dem zweiten Sektor 2 herrschenden zweiten Druck P2-1 liegt. Bereits in diesem Fall kann ein ungewollter Fluid-übertritt durch die Undichtigkeiten der Abtrennung 3 reduziert werden, da die über die Abtrennung 3 abfallende Druckdifferenz, welche als treibende Kraft für den Leckagestrom durch die Abtrennung 3 dient, im Vergleich zu Sektoren, bei welchen keine Zwischenkammer vorgesehen ist, reduziert wird.

Wie in Fig. 1 dargestellt, wird mit der Fördereinrichtung 5 das aus der Zwischenkammer 4 geförderte Fluid 101 in den ersten Sektor 1 rückgeführt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass aus dem ersten Sektor 1 kein Fluid 101 austreten und über die Abtrennung 3 in den zweiten Sektor 2 gelangen kann. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann somit ein ungewollter Fluidübertritt verhindert oder zumindest reduziert werden, auch wenn nicht nur die Abtrennung 3, sondern auch die zusätzliche Abtrennung 6, welche eine Seitenwand der Zwischenkammer 4 ausbildet, fluiddurchlässig sind.

Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung als ein automatisch arbeitendes System ausgeführt, bei welchem die Förderleistung der Fördereinrichtung 5 selbstständig an die herrschenden bzw. sich einstellenden Druckwerte angepasst wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung, die auch bei dem in der Darstellung gemäß Fig. 1 gezeigten Beispiel Einzug gefunden hat, ist eine Sensoreinrichtung 7 vorgesehen, welche einen ersten Drucksensor 7-1 und einen zweiten Drucksensor 7-2 aufweist. Der erste Drucksensor 7-1 ist in dem zweiten Sektor 2 angeordnet und dient zum Erfassen des in dem zweiten Sektor 2 herrschenden zweiten Druckes P2-1. Der zweite Drucksensor 7-2 befindet sich in der Zwischenkammer 4 und dient zum Erfassen des dort mit Hilfe der Fördereinrichtung 5 erzeugten Druckes P4-1.

Die von den beiden Drucksensoren 7-1, 7-2 bzw. von der Sensoreinrichtung 7 erfassten Druckwerte werden eine Steuereinrichtung 8 zugeführt, die mit der Fördereinrichtung 5 in Verbindung steht, um die Förderleistung dieser in Abhängigkeit von den erfassten Druckwerten entsprechend einzustellen. Im Einzelnen ist die Steuereinrichtung 8 ausgelegt, die Fördereinrichtung 5 derart anzusteuern, dass die Differenz zwischen dem erfassten Wert des in dem zweiten Sektor 2 herrschenden zweiten Druckes P2-1 und dem erfassten Wert des in der Zwischenkammer 4 mit Hilfe der Fördereinrichtung 5 erzeugten Druckes P4-1 einen vorab festgelegten oder festlegbaren Wert annimmt, der in idealer Weise mit dem Wert des in dem zweiten Sektor 2 herrschenden zweiten Druckes P2-1 identisch oder zumindest zwischen dem Wert des in dem zweiten Sektor 2 herrschenden zweiten Druckes P2-1 und dem Wert des in dem ersten Sektor 1 herrschenden ersten Druckes Pl-I liegt.

In der schematischen Ansicht gemäß Fig. 1 ist strichpunktiert dargestellt, dass die Sensoreinrichtung 7 optional ferner einen dritten Drucksensor zum Erfassen des in dem ersten Sektor 1 herrschenden ersten Druckes Pl-I aufweisen kann. Dieser erfasste Druckwert kann der Steuereinrichtung 8 zugeführt werden, um entscheiden zu können, ob der in der Zwischenkammer 4 erzeugte Druck P4-1 den vorab festgelegten oder festlegbaren Wert angenommen hat.

Wie bereits angedeutet, kann die zusätzliche Abtrennung 6, welche eine Seitenwand der Zwischenkammer 4 ausbildet, konstruktionsbedingte und/oder ungewollte Undichtigkeiten aufweisen. In bevorzugter Weise sollte die zusätzliche Abtrennung 6 im Hinblick auf

ihre Dichtigkeit so ausgebildet sein, dass die pro Zeiteinheit von dem ersten Sektor 1 zu der Zwischenkammer 4 überströmende Fluidmenge einen Wert annimmt, der einen optimalen Betrieb der Fördereinrichtung 5 gewährleistet. Für den Fall, dass die zusätzliche Abtrennung 6 relativ fluiddicht ausgebildet ist, kann zum Einstellen der pro Zeiteinheit von dem ersten Sektor 1 zu der Zwischenkammer 4 überströmenden Fluidmenge eine Einrichtung 9 zur Drucklastung verwendet werden.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung kommt als Einrichtung 9 zur Druckentlastung eine mechanisch arbeitende Druckentlastungklappe zum Einsatz, über welche die pro Zeiteinheit vom ersten Sektor 1 zu der Zwischenkammer 4 überströmende Fluidmenge automatisch und in Abhängigkeit von der vorliegenden Druckdifferenz zwischen dem in dem ersten Sektor 1 herrschenden ersten Druck Pl-I und dem in der Zwischenkammer 4 erzeugten Druck P4-1 eingestellt wird. Unter der Voraussetzung, dass der in dem ersten Sektor 1 herrschende erste Druck Pl-I als konstant anzusehen ist, ist die bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung zum Einsatz kommende druckgesteuerte Klappe 9 ausgelegt, die pro Zeiteinheit von dem ersten Sektor 1 zu der Zwischenkammer 4 überströmende Fluidmenge automatisch in Abhängigkeit von dem momentanen Wert des in der Zwischenkammer 4 herrschenden Druckes P4-1 einzustellen.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 ein Wärmetauschersystem 100 beschrieben, bei welchem die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einsatz kommt, um einen ungewollten Fluidübertritt zwischen den Wärmetauschermedien (erstes bzw. warmes Fluid 101 und zweites bzw. kaltes Fluid 102) zu minimieren. Unabhängig davon, dass die zwischen den Wärmetauschermedien 101, 102 vorgesehene Abtrennung (welche nachfolgend „erste Abtrennung 3" bezeichnet wird) Undichtigkeiten aufweist, über welche eine Stoffübertragung möglich ist, kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Minimierung des Fluidübertritts erzielt werden.

Bei dem nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschriebenen Wärmetauschersystem 100 handelt es sich um ein System, bei welchem als Wärmeübertrager ein Wärmerad bzw. Rotor 103 zum Einsatz kommt. Hierbei handelt es sich lediglich um eine beispielhafte Beschreibung eines als Regenerator ausgebildeten Wärmeübertragers. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist insbesondere nicht auf ein Wärmetauschersystem 100 beschränkt, bei welchem eine halbdirekte Wärmeübertragung mit Hilfe eines Regenerators stattfindet. Vielmehr kann die erfindungsgemäße Lösung selbstverständlich auch in

einem Wärmeübertrager angewandt werden, bei welchem durch Verwendung eines Rekuperator eine indirekte Wärmeübertragung stattfindet.

Auch ist die erfindungsgemäße Lösung nicht einzig und allein auf die Verwendung in einem Wärmetauschersystem beschränkt. Wie es den Ausführungen zu dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel entnommen werden kann, eignet sich die erfindungsgemäße Lösung grundsätzlich für alle Systeme, bei welchen zwei Sektoren mit einer fluidundich- ten Abtrennung abgetrennt sind, wobei in dem ersten Sektor ein Druck herrscht, welcher größer als der in dem zweiten Sektor herrschende Druck ist.

Es sei darauf hingewiesen, dass zur Erläuterung der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Wärmetauschersystem gewählt wird, bei welchem mit Hilfe eines Rotors 103 eine halbdirekte Wärmeübertragung zwischen einem in dem ersten Sektor 1 strömenden warmen Fluid 101 und einem in dem zweiten Sektor 2 strömenden kalten Fluid 102 bewirkt wird. Da bei derartigen Rotationswärmeaustauschern konstruktionsbedingt stets Undichtigkeiten zwischen dem Rotor einerseits und der Abtrennung 3 andererseits auftreten, eignet sich ein Wärmetauschersystem, bei welchem die erfindungsgemäße Lösung zum Einsatz kommt, besonders gut, um die mit der erfindungsgemäße Lösung erzielbaren Vorteile aufzuzeigen.

Bevor allerdings auf die Wirkungsweise der in einem Wärmetauschersystem zum Einsatz kommenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung näher eingegangen wird, soll zunächst unter Bezugnahme auf die Darstellung in Fig. 3 auf die Funktionsweise eines herkömmlichen Rotationswärmeaustauschers 100 eingegangen werden.

Das in Fig. 3 schematisch dargestellte und aus dem Stand der Technik allgemein bekannte Wärmetauschersystem 100 ist wie folgt aufgebaut: Das Wärmetauschersystem 100 weist einen ersten Strömungssektor (nachfolgend „erster Sektor 1" bezeichnet) auf, welcher von einem warmen Fluid 101 durchströmt wird. Ferner ist ein zweiter Strömungssektor (nachfolgend „zweiter Sektor 2" genannt) vorgesehen, der von einem kalten Fluid 102 durchströmt wird.

Beispielsweise ist es denkbar, dass für den warmen Fluidstrom die Abluft von EDV- Einrichtungen 114, welche in einem an den ersten Sektor 1 angrenzenden Serverraum 113 angeordnet sind, verwendet wird. Zur Kühlung derartiger EDV-Einrichtungen 114 ist es

denkbar, mit Hilfe des Wärmetauschersystems 100 die (warme) Abluft aus dem Serverraum 113 mit Hilfe eines ersten Ventilatorblocks 111 dem Wärmetauschersystem 100 zuzuführen. In dem Wärmetauschersystem 100 wird Wärmeenergie von dem warmen Fluid 101 über einen Wärmeübertrager 103 auf den durch den zweiten Sektor 2 strömenden kalten Fluidstrom 102 übertragen. Nach dem Passieren des Wärmeübertragers 103 wird der abgekühlte Fluidstrom 101 wieder dem Serverraum 109 zugeführt.

Der als Kühlmedium verwendete kalte Fluidstrom 102 fließt durch den zweiten Sektor 2 des Wärmetauschersystems 100, wobei ein zweiter Ventilatorblock 112 zum Einsatz kommt, um beispielsweise Außenluft für die Kühlung des Wärmeübertragers 103 anzusaugen und diese nach dem Passieren des Wärmeübertragers 103 in erwärmter Form wieder an die Außenatmosphäre abzugeben.

Der erste Sektor 1, durch welches das in dem Wärmetauschersystem 100 abzukühlende warme Fluid 101 strömt, und der zweite Sektor 2, durch welchen dass zu erwärmende kalte Fluid 102 strömt, sind über eine als Trennwand ausgebildete erste Abtrennung 3 voneinander räumlich getrennt. In dieser ersten Abtrennung 3 ist eine Rotoröffnung 105 vorgesehen, durch welche sich der bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform des Wärmetauschersystems 100 als Wärmeübertrager zum Einsatz kommende Rotor 103 erstreckt.

Bei dem Rotor 103 handelt es sich um ein drehbar gelagertes Wärmerad, wobei die Drehachse durch die in der ersten Abtrennung 3 ausgebildete Rotoröffnung 105 läuft. Der Rotor 103 besteht aus zahlreichen zur Drehachse parallelen Kanäle. Bei der Wärmeübertragung wird die Fähigkeit der Wände dieser Kanäle ausgenutzt, thermische Energie (Wärme) zu speichern. Durch die Kanäle, welche sich in der Hälfte des Rotors 103 befinden, die in dem ersten Sektor 1 liegt, wird die warme Abluft der EDV-Einrichtungen 114 (warmes Fluid 101) geblasen. Auf diese Weise werden die Wände der entsprechenden Kanäle aufgewärmt.

Beim Betrieb des Rotationswärmeübertragers dreht sich der Rotor 103 weiter, so dass die aufgewärmten Kanäle den Bereich in dem zweiten Sektor 2 erreichen, wo sie von der kalten Außenluft (kaltes Fluid 102) durchströmt werden. An den warmen Wänden der Kanäle wird das kalte Fluid 102 erwärmt, was zu einem Abkühlen der Wände führt.

Für den Betrieb des Wärmetauschersystems 100 gemäß Fig. 3 ist es erforderlich, in dem ersten Sektor 1 die Strömung des warmen Fluids 101 durch die entsprechenden Kanäle des Rotors 103 zu leiten, welche sich gerade in dem ersten Sektor 1 befinden. In gleicher Weise ist dafür Sorge zu tragen, dass der Strom des kalten Fluids 102 in dem zweiten Sektor durch die Kanäle des Rotors 103 geführt wird, welche sich gerade in dem zweiten Sektor 2 befinden.

Um dies zu erreichen, ist das Wärmetauschersystem 100 mit einer zweiten und dritten Abtrennung 106, 107 ausgerüstet. Die zweite Abtrennung 106 ist in dem ersten Sektor 1 derart angeordnet, dass der erste Sektor 1 in eine erste Warmfluidkammer 1-1 und in eine zweite Warmfluidkammer 1-2 eingeteilt wird. Die erste Warmfluidkammer 1-1 steht mit der zweiten Warmfluidkammer 1-2 über sich in dem ersten Sektor 1 befindenden Kanäle des Rotors 103 in Fluidverbindung.

Andererseits ist die dritte Abtrennung 107 in dem zweiten Sektor 2 derart angeordnet, dass der zweite Sektor 2 in eine erste Kaltfluidkammer 2-1 und in eine zweite Kaltfluid- kammer 2-2 eingeteilt wird, wobei diese beiden Kaltfluidkammern 2-1, 2-2 über sich in dem zweiten Sektor 2 befindenden Kanäle des Rotors 103 in Fluidverbindung stehen.

Der Darstellung in Fig. 3 ist insbesondere zu entnehmen, dass die zweite Abtrennung 106 und die dritte Abtrennung 107 derart angeordnet sind, dass sie sich radial zum Rotor 103 und senkrecht zur Drehachse des Rotors 103 erstrecken.

Da bei dem Wärmetauschersystem 100 der drehbar gelagerte Rotor 103, welcher bei einer Drehung den ersten und zweiten Sektor 1, 2 durchläuft, sowohl in dem ersten als auch in dem zweiten Sektor 1, 2 ein Strömungswiderstand darstellt, den die jeweiligen Fluidströ- me passieren müssen, stellt sich in der ersten Wärmefluidkammer 1-1 ein erster Druck Pl-I und in der über den Rotor 103 und der zweiten Abtrennung 106 von der ersten Warmfluidkammer 1-1 abgetrennten zweiten Warmfluidkammer 1-2 ein dritter Druck Pl- 2 ein, wobei der dritte Druck Pl-2 geringer als der erste Druck Pl-I ist.

Da das Wärmetauschersystem 100 im Gegenstromprinzip betrieben wird, herrscht in der ersten Kaltfluidkammer 2-1 ein Druck (zweiter Druck P2-1), welcher niedriger als der in der zweiten Kaltfluidkammer 2-2 herrschende Druck (vierter Druck P2-2) ist.

Demnach tritt zwischen der ersten Warmfluidkammer 1-1 und der ersten Kaltfluidkammer 2-1, welche über die erste Abtrennung 3 voneinander getrennt sind, eine Druckdifferenz auf, wobei der in der ersten Warmfluidkammer 1-1 herrschende erste Druck Pl-I größer als der in der ersten Kaltfluidkammer 2-1 herrschende zweite Druck P2-1 ist. In gleicher Weise tritt auch zwischen der zweiten Warmfluidkammer 1-2 und der zweiten Kaltfluidkammer 2-2 eine Druckdifferenz auf. Der in der zweiten Kaltfluidkammer 2-2 herrschende vierte Druck P2-2 kann größer als der in der zweiten Warmfluidkammer 1-2 herrschende zweite Druck Pl -2 sein.

Da die erste Abtrennung 3 keine fluiddichte Trennwand darstellt, mit welcher der erste Sektor 1 und der zweite Sektor 2 des Wärmetauschersystems stoffdicht voneinander getrennt werden, bewirkt die zwischen einer Warmfluidkammer 1-1, 1-2 und einer benachbart hierzu angeordneten Kaltfluidkammer 2-1, 2-2 auftretende Druckdifferenz einen Leckagestrom, wobei das warme Fluid 101 aus der ersten Warmfluidkammer 1-1 durch Undichtigkeiten und insbesondere durch einen an der Nabe des Rotors 103 vorgesehene erste Spaltöffnung Sl zu der benachbarten ersten Kaltfluidkammer 2-1 strömt.

Andererseits kann eine hierzu entgegengesetzte Strömung in dem unteren Bereich des Wärmetauschersystems 100 auftreten, bei welcher kaltes Fluid 102 aus der zweiten Kaltfluidkammer 2-2 durch Undichtigkeiten der ersten Abtrennung 3 und insbesondere durch die an der Nabe des Rotors 103 vorgesehene zweite Spaltöffnung S2 in die zweite Warmfluidkammer 1-2 strömt.

Demnach kann im Betrieb des aus dem Stand der Technik bekannten und in Fig. 3 schematisch dargestellten Wärmetauschersystem nicht verhindert werden, dass ein Stoffaustausch zwischen dem ersten Sektor 1 und dem zweiten Sektor 2 auftritt.

Die erfindungsgemäße Lösung, wie sie zuvor anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Darstellung in Fig. 1 beschrieben wurde, eignet sich bei der Verwen-

düng eines beispielsweise in Fig. 3 dargestellten Wärmetauschersystems 100, um die im Betrieb des Wärmetauschersystems 100 auftretenden Fluidübertritte zwischen dem ersten Sektor 1 und dem zweiten Sektor 2 wirksam zu verhindern.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform handelt es sich um ein Wärmetauschersystem 100 gemäß Fig. 3, wobei allerdings die erfindungsgemäße Lösung zum Einsatz kommt, um zu verhindern, dass im Betrieb des Wärmetauschersystems 100 ein ungewollter Fluidübertritt von dem ersten Sektor 1 zu dem zweiten Sektor 2 auftritt.

Im Einzelnen ist hierbei vorgesehen, dass in dem ersten Sektor 1 (Warmluftzone des Wärmetauschersystems) unmittelbar angrenzend an die erste Abtrennung 3, über welche die Warmluftzone des Wärmetauschersystems 1 von der Frischluftzone (zweiter Sektor 2) getrennt wird, die bereits unter Bezugnahme auf die Ausführungsform gemäß Fig. 1 beschriebene Zwischenkammer 4 vorgesehen wird. Hierfür kann beispielsweise ein um beispielsweise 10 cm in Richtung des ersten Sektors 1 beabstandetes Trennblech verwendet werden, welches eine Seitenwand der Zwischenkammer 4 ausbildet. Die erste Abdeckung 3 stellt dabei die entsprechend gegenüberliegende Seitenwand der Zwischenkammer 4 dar.

Um eine Rotation des Rotors 103 um die Drehachse im Betrieb des Wärmetauschersystems 100 zu ermöglichen, erstreckt sich die Rotoröffnung 105 bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform des Wärmetauschersystems 100 sowohl durch die erste Abtrennung 3 als auch durch die zusätzliche Abtrennung 6 (Trennblech), welche die den ersten Sektor 1 zugewandte Seitenwand der Zwischenkammer 4 darstellt. Nach wie vor befindet sich in dem Bereich der Nabe des Rotors 103 eine obere Spaltöffnung (erster Spalt Sl), über welche eine offene Fluidverbindung zwischen der ersten Warmfluidkammer 1-1 und der ersten Kaltfluidkammer 2-1 gebildet wird, und eine untere Spaltöffnung (zweiter Spalt S2), die eine offene Fluidverbindung zwischen der zweiten Warmfluidkammer 1-2 und der zweiten Kaltfluidkammer 2-2 darstellt.

Demnach liegt zwischen dem ersten Sektor 1 und dem zweiten Sektor 2 nach wie vor eine Trennwand (erste Abtrennung 3) vor, die Undichtigkeiten aufweist, durch welche ein stofflicher Austausch zwischen den jeweils in dem ersten Sektor 1 und in dem zweiten Sektor 2 strömenden Medien (warmes Fluid 101, kaltes Fluid 102) möglich ist.

Wie auch bei der unter Bezugnahme auf die Darstellung in Fig. 1 beschriebenen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist bei dem in Fig. 2 schematisch dargestellten Wärmetauschersystem 100 eine Fördereinrichtung 5 vorgesehen, deren Saugseite über ein (in Fig. 2 nicht explizit dargestelltes) Leitungssystem mit der Zwischenkammer 4 verbunden ist. Die Fördereinrichtung 5 dient dazu, aus der Zwischenkammer 4 Fluid in den ersten Sektor 1 zu fördern. Obwohl in Fig. 2 der Auslass der Fördereinrichtung 5 in der ersten Warmfluidkammer 1-1 mündet, ist es selbstverständlich auch denkbar, dass aus der Zwischenkammer 4 abgeführte Fluid der zweiten Warmfluidkammer 1-2 zuzuführen.

Im Einzelnen ist bei der Fig. 2 dargestellten Ausführungsform vorgesehen, dass die Zwischenkammer 4 über die Rotoröffnung 105 in einen oberen ersten Bereich 4-1 und in einem unteren zweiten Bereich 4-2 eingeteilt wird. Der obere erste Bereicht 4-1 der Zwischenkammer 4 erstreckt sich über einen ersten Bereich 3-1 der ersten Abtrennung 3, und im Einzelnen über den Bereich der ersten Abtrennung 3, welcher die erste Warmfluidkammer 1-1 von der ersten Kaltfluidkammer 2-1 trennt. Der untere zweite Bereich 4-2 der Zwischenkammer 4 erstreckt sich über einen zweiten Bereich 3-2 der ersten Abtrennung 3 und im Einzelnen über den Bereich der ersten Abtrennung 3, welcher die zweite Warmfluidkammer 1-2 von der zweiten Kaltfluidkammer 2-2 trennt. Der zweite Bereich 4-2 der Zwischenkammer 4 steht über entsprechende Kanäle des Rotors 103, mit dem ersten Bereich 4-1 der Zwischenkammer 4 in Fluidverbindung.

Um zu Erreichen, dass mit Hilfe der erfindungsgemäßen Lösung bei dem Wärmetauschersystem 100 gemäß Fig. 2 bzw. Fig. 3 trotz der nicht zu vermeidenden oberen und unteren Spaltöffnungen Sl, S2 im Nabenbereich des Rotors 103 beim Betrieb des Wärmetauschersystems 100 kein Fluidübertritt zwischen dem ersten Sektor (erste und zweite Warmfluidkammer 1-1, 1-2) und dem zweiten Sektor 2 (erste und zweite Kaltfluidkammer 2-1, 2-2) auftritt, wird die Fördereinrichtung 5 vorzugsweise über eine geeignete Steuereinrichtung 8 derart angesteuert und die Förderleistung der Fördereinrichtung 5 geregelt, dass in dem ersten Bereich 4-1 der Zwischenkammer 4 ein Unterdruck gegenüber dem in der ersten Warmfluidkammer 1-1 herrschenden ersten Druck Pl-I erzeugt wird.

Im Einzelnen kann ein Fluidübertritt von der ersten Warmfluidkammer 1-1 zu der benachbarten ersten Kaltfluidkammer 2-1 vollständig verhindert werden, wenn der in dem ersten Bereich 4-1 der Zwischenkammer 4 mit Hilfe der Fördereinrichtung 5 eingestellte Druck P4-1 einen Werte annimmt, der identisch mit dem Wert des in der ersten Kaltfluidkammer 2-1 herrschenden zweiten Druck P2-1 ist. Dann nämlich liegt zwischen dem ersten Bereich 4-1 der Zwischenkammer 4 und der ersten Kaltfluidkammer 2-1 keine Druckdifferenz vor, welche als treibende Kraft für einen Leckagestrom von dem warmen Fluid 101 durch beispielsweise die erste Spaltöffnung Sl wirksam werden kann.

Selbstverständlich kann im Vergleich zu einem Wärmetauschersystem 100, bei welchem keinerlei Maßnahmen zur Minderung eines Fluidübertrittes vorgesehen sind, die pro Zeiteinheit von der ersten Warmluftkammer 1-1 zu der ersten Kaltluftkammer 2-1 überströmende Fluidmenge reduziert werden, wenn in dem ersten Bereich 4-1 der Zwischenkammer 4 ein Druck P4-1 erzeugt wird, der kleiner als der in der ersten Warmfluidkammer 1- 1 herrschende erste Druck Pl-I und größer als der in der ersten Kaltfluidkammer 2-1 herrschende zweite Druck P2-1 ist.

Andererseits ist es mit der erfindungsgemäßen Lösung auch möglich, einen Fluidübertritt zwischen der zweiten Warmfluidkammer 1-2 und der zweiten Kaltfluidkammer 2-2 wirksam zu verhindern oder zumindest zu reduzieren, obwohl über die zweite Spaltöffnung S2 am Nabenbereich des Rotors 103 eine offene Fluidverbindung zwischen den beiden FIu- idkammern 1-2 und 2-2 vorliegt. Da der zweite Bereich 4-2 der Zwischenkammer 4 über Kanäle des Rotors 103 mit dem ersten Bereich 4-1 der Zwischenkammer 4 in Fluidverbindung steht, wird bei Ansteuerung der Fördereinrichtung 5 auch ein Teil des in dem zweiten Bereich 4-2 der Zwischenkammer 4 vorliegenden Fluids in den ersten Sektor (erste Warmfluidkammer 1-1 oder zweite Warmfluidkammer 1-2) gefördert. Auf diese Weise lässt sich mit Hilfe der Fördereinrichtung 5 auch in dem zweiten Bereich 4-2 der Zwischenkammer 4 einen Druck P4-2 einstellen, der kleiner als der in der zweiten Warmfluidkammer 1-2 herrschende dritte Druck Pl -2 ist.

Unter der Annahme, dass in der zweiten Warmfluidkammer 1-2 ein dritter Druck Pl-2 und in der zweiten Kaltfluidkammer 2-2 ein im Vergleich zum dritten Druck Pl -2 niedrigerer vierter Druck P2-2 herrscht, kann eine Reduzierung des Fluidübertrittes zwischen

der zweiten Warmfluidkammer 1-2 und der zweiten Kaltfluidkammer 2-2 wirksam erreicht werden, wenn der in dem zweiten Bereich 4-2 der Zwischenkammer 4 erzeugte Druck P4-2 gleich groß wie oder größer als der vierte Druck P2-2 und kleiner als der dritte Druck Pl-2 ist.

Wie auch bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform findet bei dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel eine mit Hilfe der Steuereinrichtung 8 bewirkte automatische Ansteuerung der Fördereinrichtung 5 statt, um die Förderleistung der Fördereinrichtung 5 in Abhängigkeit von dem in der ersten Kaltfluidkammer 2-1 herrschenden zweiten Druck P2-1, dem in dem ersten Bereich 4-1 der Zwischenkammer 4 erzeugten Druck P4-1, dem in der zweiten Kaltfluidkammer 2-2 herrschenden vierten Druck P2-2 und in Abhängigkeit von dem in dem zweiten Bereich 4-2 der Zwischenkammer 4 erzeugten Druck P4-2 zu bewirken.

Hierfür ist eine Sensoreinrichtung 7 vorgesehen, welche einen ersten Drucksensor 7-1 zum Erfassen des in der ersten Kaltfluidkammer 2-1 herrschenden zweiten Druckes P2-1, einen zweiten Drucksensor 7-2 zum Erfassen des in dem ersten Bereich 4-1 der Zwischenkammer 4 eingestellten Druckes P4-1, einen dritten Drucksensor 7-3 zum Erfassen des in der zweiten Kaltfluidkammer 2-2 herrschenden vierten Druckes P2-2 und einen vierten Drucksensor 7-4 zum Erfassen des in dem zweiten Bereich 4-2 der Zwischenkammer 4 herrschenden Druckes P4-2 aufweist.

Die jeweiligen Drucksensoren 7-1 bis 7-4 der Sensoreinrichtung 7 sind ausgelegt, entweder kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten bzw. Ereignissen die jeweiligen Druckwerte zu erfassen und diese der Steuereinrichtung 8 zuzuführen, welche die Förderleistung der Fördereinrichtung 5 entsprechend einstellt.

Da die erste Spaltöffnung Sl eine offene Fluidverbindung (unter anderem) zu dem ersten Bereich 4-1 der Zwischenkammer 4 darstellt, strömt über diese offene Fluidverbindung Fluid von der ersten Warmfluidkammer 1-1 zum ersten Bereich 4-1 der Zwischenkammer 4, wenn mit Hilfe der Fördereinrichtung 5 in dem ersten Bereich 4-1 der Zwischenkammer 4 ein Unterdruck gegenüber dem in der ersten Warmfluidkammer 1-1 herrschenden ersten Druck Pl-I erzeugt wird.

Um mit Hilfe der Regelung der Förderleistung der Fördereinrichtung 5 den in dem ersten Bereich 4-1 der Zwischenkammer 4 zu erzeugenden Druck P4-1 geeignet einstellen zu können, um ein Fluidübertritt von der ersten Warmfluidkammer 1-1 zu der ersten Kaltfluidkammer 2-1 wirksam zu verhindern oder zumindest zu reduzieren, ist es erforderlich, die über die erste Spaltöffnung Sl gebildete offene Fluidverbindung bei Bedarf zu variieren. Gleiches gilt auch für die zwischen der zweiten Warmfluidkammer 1-2 und dem zweiten Bereich 4-2 der Zwischenkammer 4 über die zweite Spaltöffnung S2 gebildete offene Fluidverbindung.

Zu diesem Zweck ist bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform des Wärmetauschersystems 100 in dem ersten Sektor 1 eine erste Fließbremse 108 vorgesehen, welche ausgelegt ist, ein überströmen von Fluid aus der ersten Warmfluidkammer 1-1 zu dem ersten Bereich 4-1 der Zwischenkammer 4 über den ersten Spalt Sl sowie ein überströmen von Fluid aus dem zweiten Bereich 4-2 der Zwischenkammer 4 zu der zweiten Warmfluidkammer 1-2 über den zweiten Spalt S2 zu begrenzen. Im Einzelnen kann die erste Fließbremse 108 ein Abdichtelement in Gestalt eines flexiblen, aufblasbaren Schlauches aufweisen, welcher in einem an der zusätzlichen Abtrennung 6 angebrachten U-Profil aufgenommen sein kann. Dieser aufblasbare Schlauch verläuft oberhalb und unterhalb des Rotors 103. Um die pro Zeiteinheit über den ersten Spalt Sl von der ersten Warmfluidkammer 1-1 zu dem ersten Bereich 4-1 der Zwischenkammer 4 überströmende Fluidmenge und die pro Zeiteinheit über den zweiten Spalt S2 von dem zweiten Bereich 4-2 der Zwischenkammer 4 zu der zweiten Warmfluidkammer 1-2 überströmende Fluidmenge auf einen vorab festgelegten oder festlegbaren Wert einstellen zu können, wird der Schlauch auf einen geregelten Durchmesser aufgeblasen und erzeugt dabei einen verengten aber berührungsfreien Spalt Sl, S2 zum Rotor 103.

Grundsätzlich ist es denkbar, dass die erste Fließbremse 108 ausgelegt ist, die pro Zeiteinheit überströmenden Fluidmengen in Abhängigkeit von der Förderleistung der Fördereinrichtung 5 einzustellen. Im Prinzip könnte dabei zumindest ein Teil des mit Hilfe der Fördereinrichtung 5 aus der Zwischenkammer 4 abgeführten Fluids dem flexiblen aufblasbaren Schlauch der ersten Fließbremse 108 zugeführt werden, um ein Aufblasen des Schlauches auf einen geregelten Durchmesser zu bewirken.

Ferner ist eine zweite Fließbremse 109 in dem zweiten Sektor 2 vorgesehen, um ein überströmen von Fluid aus dem ersten Bereich 4-1 der Zwischenkammer 4 zu der ersten Kaltfluidkammer 2-1 über den ersten Spalt Sl sowie ein überströmen von Fluid von der

zweiten Kaltluftkammer 2-2 zu dem zweiten Bereich 4-2 der Zwischenkammer 4 über den zweiten Spalt S2 zu begrenzen, wenn der in dem ersten Bereich 4-1 der Zwischenkammer 4 eingestellte Druck P4-1 verschieden von dem in der ersten Kaltfluidkammer 2-1 herrschenden zweiten Druck P2-1 und der in dem zweiten Bereich 4-2 der Zwischenkammer 4 eingestellte Druck P4-2 verschieden von dem in der zweiten Kaltfluidkammer 2-2 herrschenden vierten Druck P2-2 ist.

Die zweite Fließbremse 109 kann in gleicher Weise wie die erste Fließbremse 108 als Abdichtelement in Gestalt eines flexiblen aufblasbaren Schlauches ausgebildet sein.

In Fig. 4 sind die bei dem Wärmetauschersystem 100 gemäß Fig. 2 auftretenden FIu- idströme schematisch in einer Flussskizze dargestellt, wobei hier der Druck P4-1 in dem ersten Bereich 4-1 der Zwischenkammer 4 identisch mit dem Druck (zweiter Druck Pl -2) ist, welcher in der ersten Kaltfluidkammer 2-1 herrscht, und wobei der Druck P4-2 in dem zweiten Bereich 4-2 der Zwischenkammer 4 identisch mit dem Druck (vierter Druck P2-2) ist, welcher in der zweiten Kaltfluidkammer 2-2 herrscht. Wie bereits beschrieben, tritt bei dieser Konstellation kein Fluidübertritt von dem ersten Sektor 1 zu dem zweiten Sektor 2 des Wärmetauschersystems 100 über die erste Abtrennung 3 auf.

Die in Fig. 4 dargestellte Flussskizze behandelt einen speziellen Ausführungsfall, wobei die entsprechenden Parameter der Flussskizze zu entnehmen sind.

Zusammenfassend bleibt festzuhalten, dass die erfindungsgemäße Lösung geeignet ist, bei einem Wärmetauschersystem 100, bei welchem keine vollständige Dichtigkeit zwischen dem Bereich, in welchem der warme Fluidstrom fließt, und dem Bereich, in welchem der kalte Fluidstrom fließt, möglich ist, eine stoffliche Vermischung des in der Warmzone strömenden ersten Fluids 101 mit dem in der Kaltzone fließenden zweiten Fluid 102 wirksam verhindert werden kann. Demnach ist es denkbar, derartige Wärmetauschersysteme, die beispielsweise als Wärmeübertrager einen Regenerator aufweisen, auch bei Anwendungen einzusetzen, bei welchen die Atmosphäre eines dauerinertisierten Raumes durch halbdirekte Wärmeübertragung heruntergekühlt werden soll.

Insbesondere eignet sich die erfindungsgemäße Lösung bei der Kühlung eines dauerinertisierten Serverraums 113, in welchem EDV-Einrichtungen 114 permanent unter einer sauerstoffreduzierten Atmosphäre betrieben werden, um dadurch der Brandgefahr zu begegnen. Bei derartigen dauerinertisierten Räumen ist es im Hinblick auf die Betriebskos-

ten wesentlich, dass möglichst wenig Inertgas der Raumatmosphäre nachgeführt werden muss, um über längere Zeit ein eingestelltes Inertisierungsniveau zu halten.

Diese Anforderung führte bisher dazu, dass ein herkömmliches Wärmetauschersystem 100, wie es zuvor beispielsweise unter Bezugnahme auf die Darstellung in Fig. 3 beschrieben wurde, nicht wirtschaftlich zur Kühlung der Raumatmosphäre eines daueriner- tisierten Raumes eingesetzt werden konnten. Mit der erfindungsgemäßen Lösung kann auf eine einfache aber effektive Art und Weise ein Fluidübertritt zwischen den jeweiligen Zonen des Wärmetauschersystem vollständig verhindert oder zumindest reduziert werden, so dass beim Betrieb des Wärmetauschersystems eine wesentlich geringere Menge der Raumatmosphäre des dauerinertisierten Raumes zu der Kaltluftseite des Wärmetauschersystems strömen kann und somit auch nur eine geringere Menge an Inertgas nachgeführt werden muss.

Bezugszeichenliste

erster Sektor -1 erste Warmfluidkammer -2 zweite Warmfluidkammer zweiter Sektor -1 erste Kaltfluidkammer -2 zweite Kaltfluidkammer

Abtrennung/erste Abtrennung

Zwischenkammer -1 erster Bereich der Zwischenkammer -2 zweiter Bereich der Zwischenkammer

Fördereinrichtung zusätzliche Abtrennung/Seitenwand der Zwischenkammer

Sensoreinrichtung -1 erster Drucksensor -2 zweiter Drucksensor -3 dritter Drucksensor -4 vierter Drucksensor

Steuereinrichtung

Einrichtung zur Druckentlastung 00 Wärmetauschersystem 01 warmes Fluid/erstes Fluid 02 kaltes Fluid/zweites Fluid 03 Wärmeübertrager/Rotor 05 Rotoröffnung 06 zweite Abtrennung 07 dritte Abtrennung 08 erste Fließbremse 09 zweite Fließbremse 11 erster Ventilatorblock 12 zweiter Ventilatorblock 13 Serverraum 14 EDV-Einrichtun?