本發(fā)明涉及一種用于對工業(yè)設備用的空氣流進行調(diào)節(jié)的裝置，包括：冷卻介質(zhì)回路；接入冷卻介質(zhì)回路中的冷卻裝置，其具有冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口；接入冷卻介質(zhì)回路中的至少一個負載，該至少一個負載具有冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口；用于對工業(yè)設備用的空氣進行調(diào)節(jié)的空氣供應裝置/送風裝置，其中，空氣供應裝置包括：空氣-冷卻介質(zhì)-換熱器；用于將處理室外部的空氣輸送給空氣-冷卻介質(zhì)-換熱器的進氣口；用于從空氣-冷卻介質(zhì)-換熱器將空氣輸送給工業(yè)設備的出氣口；冷卻介質(zhì)入口；和冷卻介質(zhì)出口。

此外本發(fā)明涉及一種用來控制用于對工業(yè)設備用的空氣流進行調(diào)節(jié)的裝置的方法。

背景技術(shù)：

這種冷卻裝置和空氣供應裝置的組合經(jīng)常應用在用于處理位于處理室中的對象的工業(yè)設備中。這種工業(yè)設備例如可以是干燥器、貯存?zhèn)}庫、或用于汽車車身或車輛構(gòu)件的涂漆設備。在那里經(jīng)常使用空氣供應裝置，該空氣供應裝置例如向單個的封閉的處理室或還向整個設備供給被調(diào)節(jié)的外部空氣。在這種情況下，調(diào)節(jié)首先涉及待輸入的空氣的調(diào)溫、以及空氣的調(diào)濕。相應地根據(jù)設備的放置地點，例如具有高溫的外部空氣必須被冷卻并且具有低溫的空氣必須被加熱。在氣候適宜的緯度中這意味著，空氣供應裝置在夏季處于冷卻運行模式下并且在冬季處于加熱運行模式下。

兩種過程——冷卻和加熱——與相應的能量消耗相關聯(lián)。根據(jù)設備的設計方案，冷卻裝置例如可以消耗電能，并且相應的加熱裝置例如消耗氣體。

在這種設備的設計中不僅越來越多地考慮一次性的購置設備費用，而且還要考慮這種設備的總能量消耗。然而在現(xiàn)有的設備中存在下述需求：使全年運行的總能量消耗最小化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此本發(fā)明的目的在于，給出一種開頭所述類型的裝置以及相應的方法，其能降低投資成本和/或平均總能量消耗。

所述目的通過根據(jù)獨立權(quán)利要求1所述的裝置來實現(xiàn)。

根據(jù)本發(fā)明的用于對工業(yè)設備用的空氣流進行調(diào)節(jié)的裝置包括：冷卻介質(zhì)回路；接入冷卻介質(zhì)回路中的冷卻裝置、例如冷卻設備，其具有冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口；至少一個接入冷卻介質(zhì)回路中的負載，具有冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口。

工業(yè)設備在此理解成工業(yè)設備的要被供給調(diào)節(jié)的、優(yōu)選被調(diào)溫的空氣流的區(qū)域、例如大廳、噴漆柜或干燥器。在此其可以是封閉的或能封閉的腔室、帶有閘門的腔室、具有恒定的或間歇性的空氣流的腔室。該區(qū)域還可以僅根據(jù)需要被供給空氣流。

在此，負載應被理解成一種裝置，該裝置在對冷卻介質(zhì)進行加熱的情況下使用了由冷卻裝置冷卻的冷卻介質(zhì)——即在某種程度上進行能量消耗。在此，該負載例如可以是設備的各個儀器、設備的儀器的組，可以是單獨的換熱器或還可以是工業(yè)設備的其它待調(diào)節(jié)的區(qū)域或腔室、例如大廳、噴漆柜等。

多個負載可以并聯(lián)或串聯(lián)并且必要時還可以視為一個負載。

此外，設備具有用于調(diào)節(jié)工業(yè)設備用的空氣的空氣供應裝置?？諝夤b置包括：空氣-冷卻介質(zhì)-換熱器；空氣導流機構(gòu)，具有用于將工業(yè)設備外部的空氣、即例如外部空氣輸送給空氣-冷卻介質(zhì)-換熱器的進氣口和用于從空氣-冷卻介質(zhì)-換熱器將空氣輸送給工業(yè)設備的出氣口；以及冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口。

根據(jù)本發(fā)明規(guī)定，負載的冷卻介質(zhì)出口能與空氣供應裝置的冷卻介質(zhì)入口連接。即在確定的前提條件下將由負載消耗的——即加熱的——冷卻介質(zhì)輸送給空氣供應裝置。在空氣供應裝置中，在空氣-冷卻介質(zhì)-換熱器中可以實現(xiàn)從被加熱的冷卻介質(zhì)至要輸送至工業(yè)設備的空氣流的熱傳遞。如果負載已經(jīng)將足夠的熱能傳遞給冷卻介質(zhì)，則該熱能可以借助空氣供應裝置來用于對要輸送至工業(yè)設備的空氣流進行加熱。上述情況可能導致要提供用于加熱空氣的熱能的節(jié)省，因為在一定程度上負載的廢熱可以用于加熱空氣。

同時，通過將冷卻介質(zhì)的熱能散發(fā)至空氣流來冷卻流經(jīng)空氣供應裝置的冷卻介質(zhì)。上述情況降低了要由冷卻裝置施加在冷卻介質(zhì)上的冷卻功率并且展示了進一步的能量節(jié)省。

在一種有利的實施方式中可以規(guī)定，空氣供應裝置具有潤濕裝置。利用在加熱前對進入的空氣進行潤濕，可以通過汽化被輸入的濕氣來絕熱地對冷卻介質(zhì)進行冷卻，并且因此降低了要由冷卻裝置施加的冷卻功率。

設備的一種實施方式提出，冷卻裝置被設計用于在沒有自由式冷卻裝置的情況下運行。自由式冷卻裝置在此理解成一種裝置，其中，冷卻介質(zhì)通過空氣根據(jù)對流原理進行冷卻。自由式冷卻裝置通常處于建筑物外部。通過自由式冷卻裝置引導的空氣基本上由外部空氣組成并且相應地具有外部空氣溫度。通過自由式冷卻裝置可以通過下述方式來降低要由冷卻裝置施加的冷卻功率：冷卻介質(zhì)通過自由式冷卻裝置預先冷卻。由于負載-冷卻介質(zhì)出口與空氣供應裝置的冷卻介質(zhì)入口的可連接性，空氣供應裝置可以承擔自由式冷卻裝置的功能，其因此可以廢棄或者可以相應較小地確定尺寸。

所述設備的一種特別優(yōu)選的實施方式具有控制機構(gòu)，其被設計用于，在下述情況下在負載的冷卻介質(zhì)出口和空氣供應裝置的冷卻介質(zhì)入口之間建立連接：經(jīng)由空氣供應裝置的進氣口輸入的空氣的溫度處于在空氣供應裝置的冷卻介質(zhì)入口處的冷卻介質(zhì)的溫度之下。只要在經(jīng)由空氣供應裝置的進氣口輸入的空氣——即例如外部空氣——和在負載下游的冷卻介質(zhì)溫度之間存在值得注意的溫差、例如1.5℃，則冷卻介質(zhì)可以借助外部空氣來冷卻或者說要輸送給工業(yè)設備的空氣流被加熱。

本發(fā)明的其它設計方案在從屬權(quán)利要求中給出。

此外所述目的通過用來控制用于對工業(yè)設備用的空氣流進行調(diào)節(jié)的裝置的方法來實現(xiàn)。所述裝置包括：具有冷卻裝置的冷卻介質(zhì)回路；接入冷卻介質(zhì)回路中的至少一個負載；和接入冷卻介質(zhì)回路中的空氣供應裝置，用于對工業(yè)設備用的外部空氣進行調(diào)節(jié)。所述方法包括下述步驟：確定外部空氣的溫度；和在下述情況下在空氣供應裝置中借助在負載下游的冷卻介質(zhì)來加熱外部空氣：外部空氣的溫度低于閾限溫度。只要外部空氣的溫度足夠低，則該外部空氣借助冷卻介質(zhì)來加熱或者說冷卻介質(zhì)通過外部空氣來冷卻。因此得出了上面已經(jīng)闡述的優(yōu)點：在加熱外部空氣或者說需要對冷卻介質(zhì)進行冷卻時節(jié)省能量。

所述方法的一種改進方案提出，所述方法附加地包括下述步驟：確定在負載下游的冷卻介質(zhì)的溫度。在負載下游的冷卻介質(zhì)的溫度因此為閾限溫度。只要外部空氣的溫度低于在負載下游的冷卻介質(zhì)的溫度或者在兩種溫度之間存在足夠大的溫差，則外部空氣可以借助冷卻介質(zhì)來加熱或者說冷卻介質(zhì)可以借助外部空氣來冷卻。

在所述方法的一種有利的改進方案中規(guī)定，外部空氣在加熱之前被潤濕。

在所述方法的一種特別優(yōu)選的實施方式中，通過加熱外部空氣對冷卻介質(zhì)進行冷卻，并且被冷卻的冷卻介質(zhì)被輸送給另一個負載。因此可以將通過空氣供應裝置冷卻的冷卻介質(zhì)直接輸送給另一個負載、例如冷卻區(qū)或噴漆柜。

所述方法的其它設計方案在從屬方法權(quán)利要求中給出。

附圖說明

下面借助附圖詳細闡述本發(fā)明的實施例。其中，示出了：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用于對工業(yè)設備用的空氣流進行調(diào)節(jié)的裝置的示意圖；

圖2示出了圖1的裝置的第一種切換狀態(tài)；和

圖3示出了圖1的裝置的第二種切換狀態(tài)。

具體實施方式

圖1示出了用于對工業(yè)設備用的空氣流進行調(diào)節(jié)的裝置10的示意圖。工業(yè)設備例如可以是處理室11，該處理室僅示意性示出、并且例如可以是干燥室、冷卻區(qū)、噴漆柜等、或者還可以由多個處理室構(gòu)成。

裝置10具有冷卻介質(zhì)回路12，其流動方向通過箭頭示出。在此，水被用作冷卻介質(zhì)。當然還可以使用其它冷卻介質(zhì)。

在冷卻介質(zhì)回路12中接入冷卻裝置14、例如冷卻設備。冷卻裝置14例如可以作為獨立的單元配備有自己的冷卻回路，例如包括冷凝器、汽化器、壓縮器和膨脹閥。冷卻裝置14包括冷卻介質(zhì)入口141和冷卻介質(zhì)出口142。冷卻裝置14被設計用于，例如借助電能對流入冷卻介質(zhì)入口141中的冷卻介質(zhì)進行冷卻并且在冷卻狀態(tài)下又將其輸出到冷卻介質(zhì)出口142。冷卻介質(zhì)在冷卻介質(zhì)入口141的可能的溫度處于10-22℃、典型地12-16℃的范圍內(nèi)，在冷卻介質(zhì)出口處于6-16℃、典型地6-10℃的范圍內(nèi)，入口溫度與出口溫度的典型的比例例如可以為12/6、15/7或16/10。

冷卻介質(zhì)回路12借助泵16保持。

在圖1中示出的實施例中，同樣在冷卻介質(zhì)回路12中接入第一負載18和第二負載20。第一負載18和第二負載20分別具有冷卻介質(zhì)入口181、201和冷卻介質(zhì)出口182、202。兩個負載18、20在圖1中示出的實施例中并聯(lián)。當然，還可以考慮兩個負載18、20串聯(lián)，以及僅一個負載或更多數(shù)量的負載。

同樣在冷卻介質(zhì)回路12中接入具有冷卻介質(zhì)入口221和冷卻介質(zhì)出口222的空氣供應裝置22。此外，空氣供應裝置22具有進氣口223和出氣口224?？諝夤b置22可以通過進氣口223借助風機226從處理室11的外部吸取空氣并且通過出氣口224例如輸出到處理室11。此外，空氣供應裝置22具有空氣-冷卻介質(zhì)-換熱器225以及可選地具有用于冷卻介質(zhì)的次級泵227?？諝?冷卻介質(zhì)-換熱器225不僅連接到冷卻介質(zhì)回路12上而且還連接到向處理室11輸送空氣的空氣導流機構(gòu)上，并且能夠基于溫度比例使熱量從冷卻介質(zhì)傳遞給空氣或反之。不僅空氣供應裝置22的冷卻介質(zhì)出口222而且負載18、20的冷卻介質(zhì)出口182、202都與冷卻裝置14的冷卻介質(zhì)入口141連接。

為了在運行中使設備10匹配于所存在的溫度比例、特別是在進氣口223處的空氣溫度，設置不同的控制閥和管路用于冷卻介質(zhì)。從泵16引導至負載18、20和空氣供應裝置22的管路24分成平行于負載18、20延伸的管路26和供給負載18、20的管路28。負載18、20的出口通過平行于空氣供應裝置22延伸的管路30與冷卻介質(zhì)入口141連接。同時，負載18、20的出口通過管路32與空氣供應裝置22的冷卻介質(zhì)入口221連接。

在管路26、30、32中分別布置控制閥。布置在管路26中的控制閥261在打開狀態(tài)下能夠使空氣供應裝置22平行于負載18、20接通，并且因此將由冷卻裝置14通過管路24輸送的冷卻介質(zhì)分配給負載18、20和空氣供應裝置22。在控制閥261的關閉狀態(tài)下，空氣供應裝置22僅能通過負載18、20的冷卻介質(zhì)出口182、202和管路32被供給冷卻介質(zhì)。

布置在管路30中的控制閥301在打開狀態(tài)下能將由負載18、20消耗的冷卻介質(zhì)直接輸出到冷卻裝置14。在控制閥301的關閉狀態(tài)下，所消耗的冷卻介質(zhì)僅能通過管路32輸送給空氣供應裝置22。

布置在管路32中的控制閥321在關閉狀態(tài)下防止了能量充沛的未消耗的冷卻介質(zhì)從管路26通過管路32、30直接轉(zhuǎn)入到冷卻裝置14中。

現(xiàn)在借助圖2和圖3——它們示出了圖1的設備10的不同的切換狀態(tài)——來闡述設備10的不同的運行狀態(tài)。

圖2示出了設備10的第一種切換狀態(tài)，其中，控制閥261、301打開，且控制閥321關閉。在這種切換狀態(tài)下，負載18、20和空氣供應裝置22并聯(lián)。這意味著，由冷卻裝置14通過管路24輸送的冷卻介質(zhì)被分配給空氣供應裝置22和負載18、20?？諝夤b置22和負載18、20的冷卻介質(zhì)出口222、182、202分別通過相應的管路與冷卻裝置14的冷卻介質(zhì)入口141連接。

在下述情況下引起這種切換狀態(tài)：通過空氣供應裝置22的進氣口223吸取的外部空氣與在負載18、20的冷卻介質(zhì)出口182、202處的冷卻介質(zhì)相比具有較高的溫度。在這種情況下通常表明，冷卻所吸取的外部空氣至希望的溫度。為此目的，從通過空氣供應裝置22的冷卻介質(zhì)入口221流入空氣-冷卻介質(zhì)-換熱器225中的冷卻介質(zhì)到流經(jīng)空氣-冷卻介質(zhì)-換熱器225的外部空氣進行熱量傳遞。在這種運行狀態(tài)下，沒有恢復/使得由負載18、20產(chǎn)生的冷卻介質(zhì)溫度提高。這種運行方式還可以稱為夏季-運行狀態(tài)。

通常還在下述情況下采用這種運行方式：雖然外部空氣的溫度超過冷卻介質(zhì)的返程/回流溫度，然而仍然較低而不需要冷卻，而是必要時甚至還需加熱。

圖3示出了設備10的第二種切換狀態(tài)，其中，控制閥261、301被關閉并且控制閥321被打開。一方面負載18、20且另一方面空氣供應裝置22現(xiàn)在處于串聯(lián)結(jié)構(gòu)中。通過管路24由泵16輸送的冷卻介質(zhì)首先流經(jīng)負載18、20，在此經(jīng)歷了溫度提高。離開冷卻介質(zhì)出口182、202的冷卻介質(zhì)經(jīng)由管路32到達空氣供應裝置22的冷卻介質(zhì)入口221并且然后流經(jīng)空氣-冷卻介質(zhì)-換熱器225。在那里，被加熱的冷卻介質(zhì)可以將熱能輸出到通過進氣口223吸入的并且例如通過出氣口224輸出到處理室11的空氣。因為在一方面負載18、20且另一方面空氣供應裝置22串聯(lián)時提高了經(jīng)由整個系統(tǒng)的壓力降，所以在這種情況下次級泵227可以被接通或者利用提高的體積流和/或輸送壓力工作。這種補償能實現(xiàn)經(jīng)由負載和空氣供應裝置的保持不變的有效的總壓力降。

在下述情況下選擇這種運行狀態(tài)：通過進氣口223吸入的空氣——即在此為外部空氣——的溫度低于冷卻介質(zhì)在冷卻介質(zhì)出口182、202處的溫度。如此冷卻的冷卻介質(zhì)可以被引導到設備10的其它負載處，以便在那里例如在冷卻區(qū)或噴漆柜中用于進行工藝冷卻。替選地，被冷卻的冷卻介質(zhì)——如在圖3中示出的那樣——可以被輸送至冷卻裝置14并且從而降低其能量消耗。這種運行方式還可以稱為冬季運行狀態(tài)。

如果外部空氣的溫度例如為-9℃且冷卻介質(zhì)回路12被設計用于在管路142中10℃的始流溫度以及在管路141中16℃的回流溫度，則在空氣-冷卻介質(zhì)-換熱器225之后的空氣的溫度為5℃。為了使得向處理室11輸送的空氣達到20℃的所需的溫度，該空氣借助附加的加熱裝置加熱至18℃，以便在壓縮之后通過風機226以20℃吹到處理室11中。在空氣流量典型為86.000m3/h時，上述情況例如可能意味著在空氣-冷卻介質(zhì)-換熱器225處回收例如為400kw的冷卻功率且在加熱裝置處節(jié)省約400kw的加熱功率。加熱裝置的加熱功率也可以相應較小地選擇，并且可以省略自由式冷卻器，這一點導致了較少的投資成本。

由此，一方面降低了冷卻裝置14的能量消耗。另一方面僅需較少或不必使用能量用于加熱待輸送給處理室11的空氣。上述情況一方面可以廢棄附加的自由式冷卻設備——其此外配屬于冷卻裝置14——并且因此降低了設備10中的投資成本。另一方面，通過節(jié)省用于加熱外部空氣的能量還降低了整套設備的每年的能量消耗。同時能以較少的費用來改裝現(xiàn)存的設備——基本上安裝調(diào)節(jié)閥261、321、301、必要時次級泵227以及附加的管路32。

在首次設計這種設備10時，冷卻介質(zhì)回路例如可以總地被設計用于較高的溫度。上述情況引起了更大的節(jié)約，因為在一年內(nèi)大部分時間可以使用圖3的運行狀態(tài)“冬季”。此外下述情況可能是有利的，空氣供應裝置22布置在冷卻裝置14附近，從而冷卻介質(zhì)回路12的整個返程能以盡可能高的溫度由空氣供應裝置22使用?？傊?，設備10的安裝地點的外部空氣的年平均溫度越低，則節(jié)約效果越好。