Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konditionierung von Raumluft in Fahrzeugen, insbesondere Schiffen, bei denen die Raumluft gekühlt oder geheizt wird und die Raumluft in einem offenen Sorptionsprozess mit einem Absorbermedium und einer Membran konditioniert wird.

Derartige Verfahren zur Konditionierung von Raumluft in Kabinen auf der Basis eines Sorptionsprozesses sind beispielsweise aus der DE 195 45 335 C2 und der DE 198 16 185 C1 bekannt.

Weitere Verfahren, zur Behandlung von Luft sind beispielsweise beschrieben in der DE 195 45 335 C2, DE 198 16 185 C1 , NL 1032512 C, US 5,022,241 A und WO 2012/042553 A1.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues und besonders leistungsfähiges Verfahren zur Temperierung der Raumluft und zur Feuchtigkeitskonditionierung der Raumluft bereitzustellen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Bei einem Verfahren zur Konditionierung von Raumluft in Fahrzeugen, insbesondere Schiffen, bei denen die Raumluft gekühlt oder geheizt wird und die

BESTÄTIGUNGSKOPIE Raumluft in einem offenen Sorptionsprozess mit einem Absorbermedium und einer Membran konditioniert wird, ist erfindungswesentlich vorgesehen, dass die Lösungskonzentration des Absorbermediums zur Steuerung der Luftfeuchtigkeit der Raumluft gesteuert wird und dass die Temperatur des Absorbermediums zur Steuerung der Temperatur der Raumluft gesteuert wird. Über die Steuerung des

Absorbermediums, nämlich einmal die Steuerung der Lösungskonzentration und einmal die Steuerung der Temperatur werden sowohl die Temperatur als auch die Feuchtigkeit der Raumluft gesteuert. Damit ist ein besonders einfaches und effektives Verfahren möglich. Bevorzugt sind die Lösungskonzentration und die Temperatur des Absorbermediums gleichzeitig aber unabhängig voneinander gesteuert. Dadurch kann diese Einstellung in einem Verfahrensschritt erfolgen, wodurch eine besonders schnelle und einfache Reaktion und Anpassung an sich ändernde Außenverhältnisse oder Anforderungen im Innenbereich möglich wird. Bevorzugt erfolgt eine Regelung der Lösungskonzentration und der Temperatur des Absorbermediums unter Berücksichtigung der Temperatur und der

Feuchtigkeit der Raumluft. Bevorzugt wird also auch eine Regelung geschaffen, bei der in Abhängigkeit von dem gewünschten Ergebnis, also der Temperatur und der Feuchtigkeit der Raumluft, die Lösungskonzentration und die Temperatur des Absorbermediums geregelt wird.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt der Sorptionsprozess in einer Mehrzahl von Klimageräten. Diese sind in dem Fahrzeug oder dem Schiff verteilt. Bei Schiffen können durchaus 40, 50 oder noch weitaus mehr verschiedene Klimageräte innerhalb des Schiffes verteilt sein. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind mehrere Klimageräte an eine gemeinsame Versorgungseinrichtung angeschlossen, aus der die Klimageräte mit dem Absorbermedium versorgt werden. Dabei können mehrere Versorgungseinrichtungen in verschiedenen Bereichen vorgesehen sein. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist nur eine einzige Versorgungseinrichtung vorgesehen, die sämtliche Klimageräte des Fahrzeugs versorgt. Die

Versorgungseinrichtung weist bevorzugt einen Regenerator auf, in dem insbesondere die Lösungskonzentration, aber auch die Temperatur des Absorbermediums gesteuert wird. Das wasserbeladene Absorbermedium wird bevorzugt zunächst dem Regenerator und dann vom Regenerator einem Wärmetauscher zugeführt und danach wieder dem Sorptionsprozess zugeführt. Auf diese Weise kann zusätzlich zur Steuerung der Temperatur im Regenerator noch zusätzlich Wärmeenergie über einen Wärmetauscher in den Klimatisierungsprozess eingebracht werden. Dadurch ist die Nutzung von in anderen Bereichen vorhandener Abwärme möglich, wodurch eine besonders gute Energieeffizienz erreicht wird. Es besteht auch die Möglichkeit, in der aus dem Schiff heraus geführten, rückgeführten Raumluft Energie zurückzugewinnen, wobei diese Raumluft einem Wärmetauscher zugeführt und das Absorbermedium mit der rückgeführten Raumluft in einem Wärmetauscher gekühlt oder erwärmt wird. Die Erfindung eignet sich allgemein zum Einsatz in Fahrzeugen, insbesondere in großvolumigen Fahrzeugen. Insbesondere können hier auch großvolumige Flugzeuge klimatisiert werden. Auch in Bussen, Lastkraftwagen, Kraftwagen und anderen Fahrzeugen kann die Erfindung zum Einsatz kommen.

In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird in dem Sorptionsprozess das Absorbermedium mit Wasser „beladen" und das wasserbeladene Absorbermedium einem Regenerator zugeführt und in dem Regenerator mit einem thermischen Verfahren das Wasser ausgetrieben. Mit einem solchen thermischen Verfahren lässt sich das Verfahren besonders einfach durchführen. Außerdem ist das Verfahren auf diese Weise besonders energieeffizient durchführbar, da Abwärme aus anderen Bereichen des Fahrzeugs genutzt werden kann. Zum Austreiben von Wasser aus dem wasserbeladenen Sorbens wird dabei bevorzugt ein thermischer Verdampfer mit einem Medium beheizt. Dafür kann thermische Energie aus einer anderen

Kraftquelle, beispielsweise aus einem Antrieb oder aus einem Generator verwendet werden. Alternativ kann das Wasser aus dem wasserbeladenen Absorbermedium auch mittels mechanischer Verfahren, beispielsweise mit einem Osmoseprozess abgetrennt werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das aus dem Absorbermedium abgetrennte Wasser anderen Prozessen zugeführt. Dadurch wird das Verfahren insgesamt besonders ressourcenschonend durchführbar. In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird in bestimmten Abständen, bevorzugt fortlaufend, geprüft, ob ausreichende thermische Energie zur Durchführung des Verfahrens, also zum Austreiben des Wassers, zur Verfügung steht und dass bei nicht ausreichend zur Verfügung stehender Energie das wasserbeladene Absorbermedium in einem Tank zwischengespeichert wird.

Bevorzugt wird zu einem Zeitpunkt, bei dem ausreichend Energie zur Verfügung steht, das zwischengespeicherte wasserbeladene Absorbermedium dem Regenerator wieder zugeführt. Auch dadurch wird eine besonders hohe Energieeffizienz erreicht, da der Betrieb dieses Klimatisierungsverfahren fast ausschließlich mit Abwärme möglich wird. In einer bevorzugten Ausgestaltung der

Erfindung wird bei Abfuhr von wasserbeladenem Absorbermedium aus einem Speicher für regeneriertes Absorbermedium Absorbermedium in entsprechender Menge dem Sorptionsprozess zugeführt. Bevorzugt wird als Absorbermedium eine hygroskopische Flüssigkeit verwendet. Insbesondere könnte dies eine ionische Flüssigkeit sein, die sich durch nichtkorrosive und geruchsneutrale

Eigenschaften auszeichnet. Insbesondere handelt es sich um eine Salzlösung. Es ist möglich, die verschiedenen Speicher baulich zusammenzulegen und einen gemeinsamen Speicher als Schichtspeicher zu betreiben. Die Größe und Anzahl der Speicher hängt auch von dem Fahrzeug und insbesondere von dem Volumen des Fahrzeugs ab, in dem die Erfindung zum Einsatz kommt.

In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird im Fall der Kühlung der Raumluft nachts, also bei grundsätzlich niedrigerer Außentemperatur, wasserbeladenes Absorbermedium in einem Speicher zwischengespeichert. Dieses vergleichsweise kalte wasserbeladene Absorbermedium wird dann am Tag, wenn die Temperaturen insgesamt höher sind, dem dann erzeugten wasserbeladenen Absorbermedium zugeführt und damit vermischt, so dass das dem Regenerator zugeführte wasserbeladene Absorbermedium am Tag gekühlt wird und dadurch in dem dem Regenerator nachfolgenden Wärmetauscher weniger Energie aufgebracht werden muss, um das Absorbermedium zu kühlen. Im umgekehrten Fall, also wenn die Raumluft nicht gekühlt, sondern erwärmt werden muss, sind die Prozesse umgekehrt bzw. dann wird das tagsüber erzeugte wasserbeladene Absorbermedium zu einem Teil zwischengespeichert und nachts dem Regenerator zugeführt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung gibt einen Überblick über das erfindungsgemäße Verfahren.

Mit 1 ist ein Klimagerät gekennzeichnet, das die Raumluft in einem Fahrzeug konditioniert. Bei großen Fahrzeugen werden eine Mehrzahl solcher Klimageräte 1 eingesetzt. Auf der rechts mit 2 gekennzeichneten Seite ist die Fahrzeuginnenseite angedeutet. Dort befindet sich also die Raumluft. Auf der links mit 3 gekennzeichneten Seite ist die Außenseite dargestellt. Von dort kommt also die Zuluft bzw. die Abluft wird an die Außenseite 3 abgegeben. Weiterhin ist ein Regenerator 4, ein Wärmetauscher 5, ein Speicher für Wasser 6, ein Speicher für wasserbeladenes Absorbermedium 7 und ein Speicher für regeneriertes Absorbermedium 8 vorgesehen.

Von der Außenseite 3 wird Raumluft M1 dem Klimagerät 1 zugeführt und dort in einem offenen Sorptionsprozess konditioniert. Dabei erfolgt typischerweise eine Trocknung durch Membranentfeuchtung, d.h. dass die Sorption über einen Wärmetauscher mittels Membran stattfindet, und auch eine Kühlung oder Heizung. Bei einer Heizung erfolgt oftmals eine Befeuchtung der Luft. Aus dem Klimagerät 1 wird die Raumluft M1 dann dem Fahrzeug auf der Seite 2 zugeführt. Umgekehrt wird fahrzeugseitig Abluft M2 über das Klimagerät 1 an die Außenseite 3 abgegeben. Dabei kann in dem Klimagerät 1 auch ein Wärmetauscher vorgesehen sein, mit dem später auch wieder eine Beeinflussung des Absorbermediums möglich ist. Eine nicht untypische Temperaturkonstellation, bei der eine Kühlung der Raumluft erfolgt, könnte so aussehen, dass Außenluft mit einer Temperatur von 32 Grad Celsius und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 90% im Klimagerät 1 derart konditioniert wird, dass im Fahrzeuginneren die Raumluft M1 mit einer Temperatur von 20 Grad Celsius und 50% relativer Luftfeuchte bereitgestellt wird. Aus dem Fahrzeuginneren wird dann die Abluft M2 mit einer Temperatur von 23 Grad und einer relativen Luftfeuchte von 60% durch das Klimagerät 1 und einen dort vorhandenen Wärmetauscher nach außen geführt und erreicht die Außenseite dann mit etwa 26 Grad Celsius und 70 % relativer Luftfeuchte. An der mit 10 gekennzeichneten Stelle wird das wasserbeladene Absorbermedium S2 aus dem Klimagerät 1 abgeführt. Da mit Hilfe des Absorbermediums die Membranentfeuchtung durchgeführt wurde, ist das Absorbermedium S2 hier wasserbeladen. Die Temperatur Tc des Absorbermediums S2 ist auch vergleichsweise hoch. Dieses Absorbermedium S2 wird dem Regenerator 4 zugeführt. Im Regenerator 4 wird dem wasserbeladenen Sorbens S2 das Wasser ausgetrieben. Hierzu wird ein Medium 1 mit einer hohen Temperatur Tb verwendet, mit dem ein thermischer Verdampfer betrieben wird. Das Medium 1 wird dann mit einer geringeren Temperatur Ta wieder abgeführt. Das Medium 1 ist dabei insbesondere eine durch Abwärme erhitzte Flüssigkeit, deren thermische Energie in diesem Prozess genutzt wird. Aus dem Regenerator

4 wird in der Figur das nach rechts im Leitungsbereich 1 1 regenerierte Absorbermedium S1 wieder dem Klimagerät 1 zugeführt. Dabei durchläuft es vorher noch einen Wärmetauscher 5, in dem mit Hilfe eines Mediums 2 das regenerierte Medium entsprechend den Anforderungen an die Temperatur in der Raumluft M1 entweder aufgeheizt oder abgekühlt wird. Das im Regenerator 4 aus dem wasserbeladenen Absorbermedium S2 ausgetriebene Wasser W1 wird im Speicher für Wasser 6 gespeichert und kann dann anderen Prozessen zugeführt werden. Steht im Regenerator 4 nicht ausreichend Energie zur Verfügung, also ist Medium 1 zur Zuführung von thermischer Energie nicht ausreichend vorhanden, so wird das wasserbeladene Absorbermedium in einem Speicher für wasserbeladenes Absorbermedium 7 zwischengespeichert. Wenn wieder ausreichend Energie zur Verfügung steht, so kann aus dem Speicher für wasserbeladenes Absorbermedium 7 dieses wieder in den Prozess eingebracht und dem Regenerator 4 zugeführt werden. Parallel dazu besteht ein Speicher für regeneriertes Absorbermedium 8, aus dem regeneriertes Absorbermedium in den Kreislauf eingebracht wird, wenn wasserbeladenes Absorbermedium dem Kreislauf entzogen wird und in den Speicher 7 geleitet wird. Bei Wiedereinfuhr von wasserbeladenen Absorbermedium aus dem Speicher 7 in den Kreislauf wird in dem Regenerator 4 erzeugtes regeneriertes Absorbermedium S1 im Speicher 8 wieder aufgenommen. Im Klimagerät 1 ist ebenfalls ein Wärmetauscher vorgesehen, in dem die Abluft M2 je nach Anforderung an die Temperatur des regenerierten Absorbermediums S1 vor der Abgabe an die Außenseite 3 gekühlt oder erwärmt wird und damit entsprechend das regenerierte Absorbermedium in einem Wärmetauscher im Klimagerät 1 temperiert wird.

Für die in der Zeichnung dargestellten Temperaturen gilt Ta < Tb <Tc. Dies beschreibt den Fall der Kühlung. Es ist sowohl eine Kühlung als auch eine Erwärmung der Raumluft möglich. In der Figur ist nur ein Klimagerät 1 dargestellt. Dies ist jedoch so zu verstehen, dass eine Mehrzahl von Klimageräten vorhanden sind, aus denen wasserbeladenes Absorbermedium S2 demselben Regenerator 4 zugeführt wird. An einem Regenerator 4, Wärmetauscher 5, Speicher für Wasser 6, Speicher für wasserbeladenes Absorbermedium 7 und Speicher für regeneriertes Absorbermedium 8 können eine Vielzahl von Klimageräten 1 angeschlossen und mit diesen betrieben werden.