Austauschsystem einer Lüftungsanläge zum Austausch von

Stoffen zwischen zwei Fluiden, Lüftungsanlage hiermit und Verfahren zum Austausch von Stoffen in einer Lüftungsanlage

Die Erfindung betrifft ein Austauschsystem einer

Lüftungsanlage, welches Stoffe zwischen einem ersten

gasförmigen und einem zweiten Fluid austauscht, mit

mindestens einem, von dem ersten gasförmigen Fluid

durchströmbaren, ersten Raum mit mindestens einem ersten Eingang und einem ersten Ausgang, und einem Kanallabyrinth, welches einen zweiten Raum bildet, der sich zumindest

teilweise durch den ersten Raum erstreckt, mit dem zweiten Fluid durchströmbar ausgebildet ist und mindestens einen zweiten Eingang und einen zweiten Ausgang aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung auch eine Lüftungsanlage

beziehungsweise Klimaanlage mit einem solchen Austauschsystem und ein Verfahren zum Austausch von Stoffen in einer

Lüftungsanlage .

Grundsätzlich sind Stoffaustauschsysteme, bei denen über eine permeable Membran ausgewählte Stoffe zwischen zwei Fluiden ausgetauscht werden, bekannt. Solche Membranen bestehen zumeist aus makromolekularen organischen Verbindungen und werden als poröse oder dichte Membran klassifiziert. Auch anorganische Membranen oder die Kombination mit organischen Verbindungen sind grundsätzlich bekannt. Genutzt werden diese permeablen Membranen beispielsweise zur Wasserreinigung, zur Wasserentsalzung, zur Blutwäsche oder ähnlichen Verfahren. Die bekannten Systeme sind jedoch meist aufwendig und

unflexibel in der Herstellung. Außerdem eigenen sie sich nicht für die Verwendung in einer Lüftungs- oder Klimaanlage zum Austausch von Stoffen mit der Luft, insbesondere der dem Gebäude zugeführten Gebäudeluft.

BESTÄTIGUNGSKOPIE Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Stoffaustauschsystem einer Lüftungsanlage zu finden, welches möglichst einfach

maschinell herzustellen ist und auch einfach an

unterschiedliche Durchsatzerfordernisse angepasst werden kann. Außerdem soll auch ein entsprechendes Verfahren zum Stoffaustausch in einer Lüftungsanlage gefunden werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen

Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.

Die Erfinder haben erkannt, dass es möglich ist,

kostengünstig ein Stoffaustauschsystem für eine

Lüftungsanlage herzustellen, indem dieses aus zu Taschen geformten Membranen mit einem Einlass und einem Auslass und mit geführten inneren Kanälen erzeugt wird, so dass ein erster Raum zur Durchleitung eines ersten gasförmigen Fluids und ein als Kanallabyrinth ausgebildeter zweiter Raum für ein zweites Fluid entsteht, der den ersten Raum durchsetzt, wobei ein Stoffaustausch zwischen den aneinander vorbeiströmenden Fluiden bewirkt wird.

Hierzu können zwei Membranen, z.B. aus Kunststoff oder

Metall, übereinander gelegt und entlang konstruktiv

festgelegter Linien miteinander verbunden, vorzugsweise verschweißt oder verklebt, werden. Die Linien sind dabei so gelegt, dass sich eine oder mehrere Taschen mit mindestens einem schlauchförmigen Hohlraum bildet/bilden . Ein Hohlraum durchzieht den Zwischenraum wie ein Kanalsystem mäanderförmig oder in verzweigten, meist parallel verlaufenden, Strängen. Eine Tasche mit internen Kanälen enthält mindestens ein Paar Öffnungen für den Ein- und Austritt des Mediums und zum

Anschluss an ein Leitungsnetz bzw. zum Koppeln an benachbarte Taschen .

Durch das gegenseitige Koppeln können die Taschen parallel oder in Reihe geschaltet und zu größeren Paketen geschnürt werden, um größere StoffÜbertragungsflächen zu erhalten. Ein besonderer Vorteil liegt in der leichten

Serienfertigungsmöglichkeit derart, dass die beiden Folien von Rollen bandförmig abgewickelt und übereinander geführt werden. In einem Walzwerk mit erfindungsgemäß speziell profilierten und ausgerüsteten Walzen können die beiden Folien entlang definierter Schweißlinien mittels Druck und Temperatur miteinander verschweißt werden. Das Zuschneiden kann im selben Herstellungsprozess erfolgen.

Als weiteres mögliches Herstellungsverfahren kann ein

Stempelverfahren dienen, bei dem mittels einer Presse und speziell entwickelter Stempel die Schweißnähte durch Druck und Wärme eingeprägt werden.

Eine weitere Alternative besteht in der Anwendung des

Ultraschallschweißens mit einer maschinell geführten und gesteuerten Sonode (Schallkopf) beziehungsweise einer entsprechend den gewünschten Schweißlinien ausgestalteten Sonode, die eine ganze Schweißnaht in einem Arbeitstakt auf die Folien aufbringt.

Weitere bekannte Verbindungstechniken wie

Hochfrequenzschweißen, Nieten oder Kleben können bei

passenden Materialeigenschaften gleichfalls angewendet werden .

Auf diese Weise können zum Beispiel flach ausgebildete

Folientaschen mit bevorzugten Flächenmaßen von ca. 600x300, 600x600 oder 600x900 mm erzeugt werden, die mit Hilfe der durchgehenden Schweißnähte ein Kanalsystem bilden. Die Kanäle haben vorzugsweise eine Breite von 1 bis 25 mm und blähen sich beim Befüllen durch das Fluid auf, wenn das innere Fluid gegenüber dem äußeren Fluid einen ausreichenden Überdruck aufweist. Je nach Anwendung und gewünschter Leistung können die Kanäle entsprechend dimensioniert und deren Verlauf innerhalb der Tasche parallel, schleifenförmig, gegebenenfalls mit Verzweigungen, z.B. auch bionisch, ausgeführt werden.

Bevorzugt haben die Kanäle eine Hauptströmungsrichtung die an einer Taschenseite beginnt und an einer anderen Taschenseite endet. Dazwischen sind auch quer verlaufende Kanalabschnitte möglich, manchmal auch rückwärtsgerichtete Kanalverläufe. Der/die Kanaleintritt (e) und der/die Kanalaustritt (e) können auch zentral und peripher angeordnet sein, so dass sich eine im Wesentlichen radiale Flussrichtung ergibt.

Das zweite Medium führt an der Taschenaußenseite vorbei, deren Strömungsrichtung in bevorzugter Weise gegen die

Hauptstromrichtung des inneren Mediums in den Kanälen

gerichtet ist, also das Gegenstromprinzip verwirklicht wird. Grundsätzlich liegt es allerdings auch im Rahmen der

Erfindung, wenn beide Strömungsrichtungen gleichgerichtet oder teilweise gleichgerichtet und/oder teilweise im Winkel zueinander und/oder teilweise gegengerichtet sind.

Ein Stoffaustauschsystem besteht beispielsweise aus

mindestens einer Tasche der Größen 100x5x1 mm bis

2000x2000x10 mm. Mehrere Taschen werden flächig parallel zueinander angeordnet. Zwischen den Taschen wird ein Spalt von wenigen Millimetern, vorzugsweise 1mm bis 10mm, für das äußere Fluid, meist Luft, frei gehalten. Mehrere aufgereihte Taschen bilden ein Paket, das eine Größe von beispielsweise 2000x2000x2000mm erreichen kann.

Ein erfindungsgemäß ausgestalteter Rahmen um das Paket kann den Taschen Halt und Stütze bieten. Dazu können am Rahmen Halteschienen mit rechenförmig aufgereihten Haken

gegenüberliegend befestigt werden. An solchen elastischen und im regelmäßigen Abstand aufgereihten Haken können die Taschen an eingearbeiteten Ösen eingehängt werden. Durch die

Spannkraft der Haken behalten die Taschen ihre gestreckte Form und ihre Position im Paket. Die im genannten Rahmen eingefassten Pakete wiederum können zu größeren Paketen gereiht und gestapelt werden, beispielsweise

4000x4000x6000mm. Hydraulisch werden die Taschen an den Ein- und Auslässen so verbunden, dass sie eine Einheit bilden.

Für den Anschluss an ein Leitungsnetz (z.B. Warm- oder

Kaltwasser-Versorgung) oder einen Sammler können die

Taschenpakete Adapterstücke zur Zu- und Abführung des Fluids erhalten. Gleichfalls kann für das miteinander Verkoppeln der Taschen zu Paketen auch ein Kupplungsstück verwendet werden. Alternativ können wechselseitig kompatible Adapterstücke für den Ein- und Ausgang der Taschen verwendet werden, so dass problemlos eine Parallelschaltung oder Serienschaltung mehrerer Taschen und Pakete möglich ist.

Die verwendeten Adapterstücke können so ausgestattet sein, dass ein passgenaues paralleles Verschalten mehrerer Taschen möglich ist. Die aufgereihten Adapterstücke können dabei ein Sammlerrohr für den Zulauf und ein Sammelrohr für den Ablauf ausbilden.

Die endständigen Adapterstücke an den äußeren Taschen der Pakete können dabei gleichzeitig als Anschlussmöglichkeit an eine Versorgungsleitung oder an einen Übergang zu einem benachbarten Paket bilden, hierbei kann auch ein

entsprechendes Kupplungsstück dazwischengesetzt werden.

Das beschriebene Stoffaustauschsystem bietet also die

Möglichkeit einer kostengünstigen maschinellen

Serienfertigung von Membrantaschen im vorgegebenen Format, die zu Paketen aus mindestens einer bis zu mehreren hundert Taschen addiert werden können.

Anwendungsfelder des Stoffaustauschsystems sind vornehmlich Klimaanlagen, in denen im Luftstrom die Feuchte zwischen Luft und Solelösungen ausgetauscht werden soll. Grundsätzlich ist der Einsatz jedoch nicht auf Klimaanlagen begrenzt und kann für den Stoffaustausch zwischen den verschiedensten Fluiden, beispielsweise in der Chemie und Umwelttechnik, verwendet werden .

Wird beispielsweise das Austauschsystem in einer

Raumlüftungs- oder Klimaanlage eingesetzt, so kann eine Sole (=Salzlösung) in mindestens einer Membrantasche zirkulieren und der außen vorbeiströmenden Luft (äußeres Medium) aufgrund der hygroskopischen Fähigkeiten des Salzes die Feuchtigkeit entnehmen. Die speziell ausgebildete Membran erlaubt durch deren Poren die Diffusion von Wasserdampf aus der Luft, wogegen die Sole in umgekehrter Richtung nicht austreten kann. Gegenüber einem direkten Kontakt einer Sole mit der Luft, wie z.B. auf benetzten Oberflächen oder durch

Sprühnebel im Luftstrom, hat die Trennung beider Medien durch eine Membran den Vorteil, dass der Salzaustrag in die Luft unterbunden ist. Damit wird sowohl Korrosion an nachfolgenden Bauteilen als auch eine gesundheitliche Gefährdung z.B. durch LiCl- oder LiBr-Partikel in der Luft vermieden. Außerdem wird eine Verschmutzung der Sole - wie bei bereits bekannten

Systemen - durch die Membrantrennung verhindert. Gleichfalls kann mittels der oben beschriebenen erfindungsgemäßen

Konstruktion eine große Kontaktoberfläche auf engstem Raum hergestellt und somit eine hohe Effizienz erreicht werden. Mit einem erfindungsgemäßen Stoffaustauscher zur Entfeuchtung von Luft können Investitionskosten für teure Kälteanlagen reduziert oder ganz eingespart werden. Das gilt auch für den elektrischen Energieverbrauch, der bei einer Kälteanlage erheblich ist. Ein Stoffaustauscher benötigt nur eine

Umwälzpumpe mit geringer Leistung. Denn eine Entfeuchtung durch Kühlung und Kondensation - gemäß dem Stand der Technik - hat den großen Nachteil dass die Luft unter den Taupunkt abgekühlt werden muss, bis Feuchtigkeit auskondensiert.

Gerade die entstehende Kondensationswärme erfordert eine hohe Kälteleistung. Nach der Abkühlung ist in der Regel eine

Wiedererwärmung auf Raumtemperatur nötig, wodurch nochmals Energie verbraucht wird. Ein Stoffaustauscher auf Membranbasis kann auf direktem Wege ohne oder geringer Abkühlung entfeuchten. Erst im zweiten Schritt für die Regeneration der Sole wird thermische Energie benötigt, die aber deutlich billiger als elektrische ist. Besonders an heißen Tagen stehen günstige Wärmequellen zur Verfügung und das deckt sich mit dem Bedarf an

Feuchteleistung . Für die Regeneration kann ein zweiter, vorzugsweise

baugleicher, Stoffaustauscher eingesetzt werden, der dem ersten hydraulisch nachgeschaltet und einem zweiten Luftstrom zugeordnet ist. Durch Änderung des physikalischen Parameters Temperatur der Sole lässt sich das Dampfdruckgefälle von der Sole in Richtung Luft umkehren. Damit wird Wasser aus der

Sole in die Luft abgeschieden, also verdunstet, und die Sole wieder aufkonzentriert , also regeneriert. In der Regel sind beide Prozesse notwendig, um ein regeneratives

Kreislaufsystem zwischen Stoffaufnähme und Stoffabgabe - hier die Feuchtigkeit - herzustellen. Mit den Parametern Sole- Temperatur und Sole-Konzentration lässt sich die Leistung regulieren .

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit findet der

Stoffaustauscher in der Funktion als Befeuchter. Anstelle der Sole kann hierzu gewöhnliches Leitungswasser verwendet werden. Ein großer Vorteil ist, dass die gelösten Mineralien (Kalk) von der Membran zurückgehalten werden und keine

Ablagerungen in der Umgebung entstehen. Andere

Befeuchtungssysteme benötigen vollentsalztes Wasser oder Abschlämmeinrichtungen .

Durch Steuerung der Parameter kann eine bewusst geregelte Luftbefeuchtung oder Entfeuchtung vorgenommen werden. Die wabenförmig aufgehängten Taschen bieten große Oberfläche und ermöglichen hohe Ent-/Befeuchterleistungen . Es wird darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße

Vorrichtung und auch das entsprechend damit ausgeführte Verfahren des Stoffaustausches keine Filtervorrichtung beziehungsweise Filtration in der an sich bekannten Weise darstellen, bei der ein Medium durch eine Membran („Sieb") gepresst wird und mittels mechanischem Druck eine

Stofftrennung erzwungen wird, sondern eine selbständige Wanderung eines Stoffes von einer Seite auf die andere einer Membran bewirkt wird, wobei der Stoff da in Lösung geht beziehungsweise umgekehrt ein Stoff die Lösung verlässt. Die Membran dient also nicht als Filter, sondern lediglich als Barriere zwischen gasförmigem und flüssigem Medium.

Entsprechend diesen Erkenntnissen schlagen die Erfinder ein Austauschsystem einer Lüftungsanlage vor, welches Stoffe zwischen einem ersten gasförmigen Fluid und einem zweiten Fluid austauscht, und aufweist:

- mindestens einen von dem ersten Fluid durchströmbaren ersten Raum mit mindestens einem ersten Eingang und einem ersten Ausgang,

- ein Kanallabyrinth, welches einen zweiten Raum bildet, der sich zumindest teilweise durch den ersten Raum erstreckt, mit dem zweiten Fluid durchströmbar ausgebildet ist und

mindestens einen zweiten Eingang und einen zweiten Ausgang aufweist,

- wobei das Kanallabyrinth gebildet wird aus:

-- mindestens einer ersten permeablen Membran und

-- mindestens einem Membrangegenstück,

-- wobei die erste Membran mit dem Membrangegenstück an vorgegebenen Linien oder Flächen verbunden wird, so dass zwischen der ersten Membran und dem Membrangegenstück das Kanallabyrinth entsteht.

Das Membrangegenstück kann beispielsweise als weitere

permeable Membran, als undurchlässige Folie, als Metallfläche oder als Kunststofffläche ausgebildet werden, wobei je nach Beschaffenheit des Membrangegenstückes mehr oder weniger flexible Einheiten aus Membran und Membrangegenstücken gebildet werden. Solche Einheiten werden hier als Taschen bezeichnet .

Weiterhin kann das Membrangegenstück auch als eine mit

Vertiefungen geprägte Fläche ausgeführt werden, die sowohl flexibel als auch biegefest ausgebildet sein kann.

Die Verbindungen zwischen der ersten Membran und dem

Membrangegenstück kann zumindest teilweise durch Schweißnähte oder durch Verklebungen oder auch durch Nietungen erzeugt werden .

Unter bestimmten Bedingungen kann es vorteilhaft sein, dass das Fluid in der Tasche lange verweilen und sehr langsam durchströmen soll. Dafür eignet sich beispielsweise eine mäanderförmige Stromführung.

Alternativ eignet sich bei großen Durchsatzmengen mit hohen Geschwindigkeiten beispielsweise eine parallele oder

bionische Kanalführung mit sich mehrfach verzweigenden

Verästelungen und danach folgenden Zusammenschlüssen, ähnlich den Strukturen im Blutkreislauf mit sich verzweigenden arteriellen Blutgefäßen und darauf folgenden venösen

Zusammenschlüssen zu großen Venen. Eine solche bionische Kanalverzweigung ermöglicht gegenüber einer rechenförmigen Abzweigung eine homogenere Strömungsverteilung und versorgt so alle Kanäle mit der gleichen Menge des Fluides.

Alternativ kann es unter anderen Bedingungen jedoch auch günstig sein, das Kanallabyrinth derart auszubilden, dass sich beim Durchströmen des Fluids vornehmlich gleiche

gleichläufige Flussrichtungen ausbilden.

Zur einfachen Handhabung, Montage und Wartung kann das

Kanallabyrinth mindestens ein Eingangsanschlussstück zum Anschluss an einen Zulauf und/oder mindestens ein Ausgangsanschlussstück zum Anschluss an einen Ablauf

besitzen. Werden diese Anschlussstücke auch noch als

Schnellverschluss ausgestaltet, kann die Montage der Taschen im ersten Raum, zum Beispiel einem luftdurchströmten Gehäuse, sehr einfach erfolgen und defekte Taschen einfach

ausgetauscht werden. Günstig kann es hierbei zusätzlich sein, wenn im ersten Raum mindestens ein Rahmen angeordnet wird, in den eine oder mehrere Taschen oder Pakete eingesetzt werden können. Wird dieser Rahmen herausnehmbar gestaltet, zum

Beispiel mit Hilfe eines herausfahrbaren Schienensystems, so kann der Austausch der Taschen oder Pakete außerhalb des Gehäuses erfolgen und anschließend der fertig bestückte

Rahmen in das Gehäuse verbracht werden.

Es wird darauf hingewiesen, dass grundsätzlich der Rahmen Bestandteil des Stofftauschers und ^" das Gehäuse optional ist, da für den Einsatz in Klimaanlagen kein separates Gehäuse benötigt wird. Hier bildet die Klimaanlage selbst das

Gehäuse .

Günstig ist es außerdem, wenn die erste Membran und/oder das Membrangegenstück zur Befestigung oder Aufhängung - der

Tasche - im ersten Raum ausgebildet ist/sind. Hierzu können im Bereich außerhalb des Kanallabyrinths, vorzugsweise an mehrlagigen Stellen, Ösen oder Haken angeordnet werden.

Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn im Bereich der

Verbindung zwischen erster Membran oder Membrangegenstück Materialverstärkungen und/oder Aufdopplungen angeordnet sind. Hierdurch wird einerseits die Stabilität der Tasche gefördert andererseits bei Schweiß- und Klebearbeiten eine durchgängige Verletzung der Oberflächen verhindert.

Zum modularen Aufbau des erfindungsgemäßen

Stoffaustauschsystems wird weiterhin vorgeschlagen, aus mehreren Taschen ein Paket zu bilden, wobei bevorzugt die mehreren Taschen zumindest teilweise bezüglich des durchfließenden Fluides seriell oder parallel miteinander verbunden sind, so dass ein kommunizierendes Kanalsystem entsteht .

Das hier beschriebene Austauschsystem kann bevorzugt in Verbindung mit einer Membran verwendet werden, welche dazu ausgebildet ist, Wasser beziehungsweise Dampf zwischen Luft und einer Sole (=Wasser-Salz-Lösung) auszutauschen. Hierzu werden als Membran besonders die Materialien Kunststoffe und Metalle bevorzugt.

Das beschriebene Austauschsystem eignet sich besonders für eine Fluidkombination aus flüssigen und gasförmigen Fluiden, jedoch kann das Austauschsystem auch für den Stoffaustausch zwischen zwei gasförmigen Fluiden verwendet werden.

Insbesondere kann die Membran dazu ausgebildet sein, einen Stoff aus der nachfolgenden Liste auszutauschen:

- Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, Sole, Alkane,

- Gase, insbesondere Wasserdampf, C0 ₂ , Methan, Ammoniak,

- Schadstoffe, insbesondere VOC's (=Volatile Organic

Compounds = flüchtige organische Verbindungen) , Stickoxide, CO.

Alternativ kann die Membran auch zumindest teilweise aus einem Material der nachfolgenden Liste bestehen: Kunststoffe Metalle, Cellulose, Keramik, Graphit, organischer Stoff.

Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, wenn im ersten und/oder zweiten Raum mindestens ein die Form des Raumes zumindest teilweise ausbildendes Stützelement angeordnet ist Dabei kann es sich beispielsweise um ein Element aus der nachfolgenden Liste fluiddurchgängiger Elemente handeln: ein Gitter, ein Geflecht, ein Gewölle aus Fasern, ein Vlies, einen offenporigen Schaum, eine Spirale, eine

Stützkonstruktion oder eine Vielzahl einzelner Stütz- oder Federelemente. So kann durch diese Stützelemente das Kanallabyrinth in seiner räumlichen Gestalt gestützt werden und auch ein gegebenenfalls vorliegender Gegendruck, der sonst eine flexible Membran beziehungsweise einen daraus gebildeten Kanal zusammenfallen lassen würde, entsprechend ausgeglichen werden. Dadurch bleibt die Durchgängigkeit des Kanalsystems erhalten.

Als vorteilhaft hat sich auch erwiesen, wenn das

Kanallabyrinth Kanalquerschnitte im Bereich zwischen 3 mm ² und 30 mm ² , vorzugsweise zwischen 6 mm ² und 20 mm ² , aufweist

Weiterhin ist es günstig, wenn - besonders wenn Wasser als auszutauschender Stoff verwendet wird - zumindest die erste Membran eine hydrophobe Eigenschaft besitzt. Hierdurch wird bewirkt, dass diese für Wasser weitgehend undurchlässig ist, jedoch sonstige Stoffe, insbesondere VOCs, diese weitgehend ungehindert passieren können.

Weiterhin schlagen die Erfinder auch eine Lüftungsanlage und eine Klimaanlage eines Gebäudes vor, welche mit einem erfindungsgemäßen Austauschsystem ausgestattet ist.

Vorzugsweise wird dann als erstes Fluid die Luft sein, die dem Gebäude zu- oder abgeführt beziehungsweise in diesem umgewälzt wird.

Neben den oben beschriebenen Vorrichtungen umfasst die

Erfindung auch ein Verfahren zum Austausch mindestens eines Stoffes zwischen einem Gebäudeluftstrom - wobei dieser dem ersten gasförmigen Fluid entspricht, das einen Luftstrom aus einem Gebäude oder in ein Gebäude oder einen Umluftstrom eines Gebäudes darstellt - und einem zweiten, vorzugsweise flüssigen, Fluid, wobei:

- das erste Fluid durch einen ersten Raum mit mindestens einem ersten Eingang und einem ersten Ausgang geführt wird,

- das zweite Fluid durch einen zweiten Raum mit mindestens einen zweiten Eingang und einen zweiten Ausgang geführt wird - wobei der erste und der zweite Raum zumindest teilweise ausschließlich durch eine permeable Membran voneinander getrennt werden, und

- der zweite Raum zu einem Kanallabyrinth ausgebildet wird, so dass die beiden Fluide benachbart und durch die permeable Membran getrennt die beiden Räume durchströmen, während der mindestens eine Stoff durch die permeable Membran zwischen den Fluiden ausgetauscht wird. Des Weiteren kann dieses Verfahren auch mit einem

erfindungsgemäß ausgestalteten Austauschsystem ausgeführt werden, wobei selbstverständlich auch die dort beschriebenen Verfahrensmerkmale mit dem oben beschriebenen Verfahren kombiniert werden können.

Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figuren näher beschrieben, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Merkmale dargestellt sind. Es zeigen im Einzelnen:

FIG 1: Stoffaustauschtasche mit mäanderförmigem

Kanallabyrinth aus zwei flexiblen Membranen in

Aufsicht ;

FIG 2: Stoffaustauschtasche aus FIG 1 im Schnitt A-A;

FIG 3: Stoffaustauschtasche mit mäanderförmigem

Kanallabyrinth aus einer flexiblen Membran und einem formstabilen und geprägten Membrangegenstück in Aufsicht;

FIG 4: Stoffaustauschtasche aus FIG 3 im Schnitt B-B;

FIG 5: Stoffaustauschtasche mit parallel verlaufendem

Kanallabyrinth aus zwei flexiblen Membranen in Aufsicht, schematisch dargestellt - hier mit zwei Zuläufen und zwei Abläufen;

FIG 6: Stoffaustauschtasche aus FIG 5 im Schnitt C-C; FIG 7: Taschenpaket aus mehreren parallel miteinander verbundener Stoffaustauschtaschen und zwei

Rohranschlüssen. ;

FIG 8: Rahmen für ein Taschenpaket mit eingesetztem

Spannrechen;

FIG 9: Rahmen mit im Spannrechen eingehängten

Taschenpaketen;

FIG 10: Prinzipdarstellung einer bionischen Kanalführung. Die nachfolgenden Figuren zeigen unterschiedliche

Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Stoffaustauschtaschen und auch eine Variante eines mit einem Paket aus

Stoffaustauschtaschen bestückten Gehäuses. Die Figur 1 zeigt in einer Aufsicht eine Stoffaustauschtasche T mit mäanderartig verlaufendem Kanallabyrinth K, die aus zwei flexiblen Membranen 1 und 2 hergestellt wurde. Hierzu wurden die beiden Membranen 1 und 2 aufeinandergelegt und mit Hilfe eines entsprechenden Werkzeuges an vorgesehenen Linien L miteinander verschweißt. Durch die Lage dieser Linien L, jeweils am Rande eines zu bildenden Kanals ist ein

miteinander verbundenes System aus Kanälen K entstanden, die am Anfang und Ende einen Eingang beziehungsweise einen

Ausgang aufweisen, an den jeweils ein Anschlussstück 3 angeschweißt wurde.

In der Figur 2 ist diese Stoffaustauschtasche T aus der Figur 1 im Schnitt A-A gezeigt. Hier sind beide Seiten der Tasche mit den aneinander geschweißten Membranen 1. und 2 gut zu erkennen. Grundsätzlich besteht bei dieser Ausführung die Möglichkeit ausschließlich eine Seite mit einer Membran auszuführen und das Membrangegenstück durch eine völlig undurchlässige Folie bilden. Allerdings wird damit die zum Austausch zur Verfügung stehende Oberfläche gegenüber einer Ausführung mit zwei Membranen halbiert. Eine andere Ausführung einer Stoffaustauschtasche T mit mäanderförmigem Kanallabyrinth ist in der Figur 3 in Aufsicht und in der Figur 4 im Schnitt B-B gezeigt. Diese

Stoffaustauschtasche T besteht aus einer flexiblen Membran 1 und einem formstabilen und vorgeprägten Membrangegenstück; 2. Das Membrangegenstück 2 ist aufgrund der Prägung und des verwendeten Materials relativ biegefest, so dass auch bei einer relativ starken außerhalb vorbeistreichenden Strömung die Tasche T sich nicht verwindet oder zum Flattern neigt. Diese Bauform eignet sich durch die eigene Steifigkeit insbesondere für horizontale Ausrichtung der

Taschen (Platten) .

Im hier gezeigten Fall können die Verbindungslinien L zum Beispiel durch Kleben oder Schweißen erzeugt werden.

Eine weitere Ausführungsform der Tasche ist in den Figuren 5 und 6 gezeigt. In der in Figur 5 gezeigten Aufsicht ist zu erkennen, dass die Verbindungslinien L der beiden Membranen 1 und 2 eine Schar parallel - und im Bild horizontal - verlaufender Kanäle bilden, die jeweils links und rechts miteinander durch einen senkrechten Kanal kommunizieren. Am rechten und linken Kanal sind jeweils oben und unten

Anschlüsse 3 angeordnet, so dass beispielsweise auf der linken Seite Fluid zugeführt und auf der rechten Seite Fluid abgeführt werden kann. In der Figur 6 darunter ist eine

Seitenansicht in Richtung der Kanalschar gezeigt. Bei dieser Variante werden die beiden Seiten jeweils durch Membranen 1 und 2 gebildet. Erfindungsgemäß können die zuvor beschriebenen Taschen mit Hilfe der Anschlusstücke zu Paketen kombiniert werden. Ein solches Paket P aus einer Vielzahl von untereinander

verbundenen Taschen T ist in der Figur 7 gezeigt. Hierbei sind die einzelnen Taschen im Bereich ihrer Ein- und Ausgänge miteinander zu einem untereinander kommunizierenden System verbunden, so dass alle Taschen des Paketes über eine einzige Flüssigkeitszufuhr und eine einzige Flüssigkeitsabfuhr bedient werden.

Zum einfachen Handling kann das Paket P aus Figur 7 in einen Rahmen R eingehängt werden, wie er in der Figur 8 gezeigt ist. Dieser Rahmen R verfügt an mindestens einer Längsseite über einen Spannrechen S, der im herausgezogenen Detail der Figur 8 gut erkennbar ist. Mit einem solchen Spannrechen S, der vorzugsweise an der Kanaleintritt- und Kanalaustrittseite sitzt und der eine Vielzahl von einzelnen flexiblen

Spannelementen aufweist, können die einzelnen Taschen T des Paketes P flexibel befestigt werden, indem die Spannelemente E in Ösen 4 an den Taschen T eingehängt werden. Die ähnlich elastischen Finger ausgebildete Spannelemente E sind mit seitlichen Haken ausgestattet, die in Ösen 4 der Taschen eingreifen und diese in eine gestreckte Form bringen als auch auf einen konstanten Abstand halten. Damit wird

sichergestellt, dass die Taschen T auch bei einer

vorliegenden Luftströmung im Wesentlichen lagestabil fixiert sind.

Eine Darstellung des Rahmens R mit eingehängtem Taschenpaket P ist in der Figur 9 gezeigt. Besonders gut ist in der

Detaildarstellung zu erkennen, wie die Spannelemente E in die Ösen 4 der Taschen T eingehängt sind und damit alle Taschen zueinander parallel ausgerichtet hält, so dass ein

vorbeistreifender Luftzug die Taschen nicht zum Flattern anregen kann. Das komplette Paket P mit Rahmen R kann so in eine

Klimaanlage auf Führungsschienen eingeschoben werden und für Kontroll- oder Reinigungszwecken leicht wieder ausgezogen werden. Das Gehäuse selbst kann beispielsweise Teil einer Klimaanlage sein. Der kanalförmig ausgebildete Rahmen führt die Luft durch das Taschenpaket, die dann auf der Außenseite der Taschen entlang strömt. Dabei kann zum Beispiel Wasser, das das Kanalsystem der Taschen durchströmt, durch die Membranen diffundieren und die vorbeiströmende Luft anfeuchten. Umgekehrt kann im Inneren der Kanäle eine

konzentrierte Salzlösung vorliegen, so dass der

vorbeiströmenden Luft Feuchtigkeit entzogen wird.

Optional können bei Bedarf weitere konstruktive Bauteile, wie beispielsweise Schienen, Gitter und/oder Abstandshalter, zur Verbesserung der Stabilität gegen Drücke und Flattern

eingesetzt werden, indem zum Beispiel ein Stützgitter oder Spacer in den Kanälen die Membranen in Form halten und

Druckunterschiede abfangen. Ebenso können zusätzliche

Abstandshalter in Form von Noppen die Taschen auf Abstand halten, die Statik durch die Stützfunktion verbessern, hohe Drücke abfangen und Schwingungen dämpfen.

Weiterhin können zusätzliche Abstandshalter in Form von

Schienen, die in Strömungsrichtung ausgerichtet angeordnet werden, die Taschen auf Abstand halten und ebenso die Statik durch die Stützfunktion verbessern, hohe Drücke abfangen und Schwingungen dämpfen. Die Schienen können dabei auch der gewellten Außenkontur der Tasche angepasst sein.

In der vorangehenden Beschreibung wurde auch die Möglichkeit einer bionischen Kanalführung auf den Taschen erwähnt. Die Figur 10 verdeutlicht eine solche bionische Kanalführung der Kanäle K in einer schematisch dargestellten Tasche T an Hand einer einfachen Verzweigungsstruktur der Kanäle K. Hierbei wird ein einziger Kanal K, der hier beispielhaft rechts oben beginnt und links unten endet, ähnlich den Blutgefäßen in einem Gewebe, bis zu einem bestimmten Grad zunehmend zu immer dünner werdenden Kanälen verästelt und anschließend wieder zunehmend zusammengeführt, bis er wieder in einem einzigen Kanal endet. Insgesamt zeigt die Erfindung also ein Austauschsystem zum Austausch von Stoffen zwischen einem gasförmigen und einem weiteren Fluid über eine permeable Membran, die jeweils einen ersten und einen zweiten Raum voneinander trennt und wobei der zweite Raum als Kanallabyrinth ausgebildet ist. Da die Membran für einen Stoff durchlässig ausgebildet ist, kann zwischen dem ersten und dem zweiten Raum ein Stoffaustausch stattfinden. Grundsätzlich kann diese Durchlässigkeit der mindestens einen Membran keine StoffSpezifität aufweisen, so dass - zumindest aufgrund des Membranaufbaues - kein Stoff selektiert wird. Andererseits zählen in einer besonderen Ausgestaltung zur Erfindung allerdings auch Membranen, die . eine Semipermeabilität aufweisen, also aufgrund des

Membranaufbaues nur spezifische Stoffe zum Austausch durch die Membran diffundieren lassen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Bezugs zeichenliste

1 Membran

2 Membran, Membrangegenstück 3 Anschlussstück

4 Ösen

E Spannelement

K Kanal

L Linien

P Paket

R Rahmen

5 Spannrechen

T Stoffaustauschtasche