DE2348253A1

DE2348253A1 - System zum konstanthalten von temperatur und/oder feuchte in einem raum

Info

Publication number: DE2348253A1
Application number: DE19732348253
Authority: DE
Inventors: Horst Henschel; Heinz-Dieter Hippler
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1973-09-25
Filing date: 1973-09-25
Publication date: 1975-04-10
Also published as: NL7412662A; FR2244965A1; ATA643074A; BE820317A

Description

System zum Konstanthalten von Temperatur und/oder Peuchte in einem Raum.

Die Ex-findung bezieht sich auf ein System zum Konstanthalten von Temperatur und/oder leuchte in einem Raum, in welchem sich Einrichtungen befinden, die je nach Zustand in unterschiedlichem Maße Wärme erzeugen und direkt durch Luft möglichst konstanter, aber niedrigerer Temperatur als die Raumtemperatur gekühlt werden müssen.

Es gibt heute eine Vielzahl von technisch hochentwickelten Geräton, die im Betrieb zum Teil erhebliche Wärmemengen abgeben. Dara.it die Punktion der einzelnen Teile solcher technisch hochentwickelter Geräte nicht gestört wird, stellen die Hersteller bestimmte Bedingungen bezüglich Temperatur und Peuchte der Raumluft bzw. der den Maschinen zugeführten Luft. Typische .'Beispiele solcher technisch hochentwickelter Geräte sind Datenverarbeitungsanlagen.

Aufgabe einer Klimaanlage ist es, den Luftzustand innerhalb der geforderten Grenzen zu halten. Da sich in den Räumen, in denen sich die oben erwähnten Geräte befinden, in den meisten !fällen auch arbeitende Personen aufhalten müssen, ist es in der Regel auch erforderlich, daß die Raumluft innerhalb der sogenannten Behaglichkeitsgrenzen liegt. Zur Kühlung solch technisch hochentwickelter Geräte bzw. Klimatisierung der Räume, in denen sich diese befinden, ist eine Reihe von Systemen bekannt geworden. Diese kann man im wesentlichen in zwei Kategorien einteilen, nämlich erstens die sogenannten Einkreissysteme, bei denen die Zuluft über eine Lüftungsdecke oder über

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einen Lüftungsboden in den Raum gefördert wird. Die zu kühlenden Einrichtungen saugen ihre Kühlluft bei Lufteinbringung über die Lüftungsdecke aus dem Raum, bei Lufteinbringung über den. Lüftungsboden wahlweise aus dem Raum oder direkt vom Lüftungsboden an. Zweitens die sogenannten Zweikreissysteine, bei denen zwei getrennt aufbereitete Zuluftmassen erstens dem Raum und zweitens separat den zu kühlenden Einrichtungen direkt zugeführt werden.

Die in einem Raum befindlichen Einrichtungen geben ihre Wärme durch Konvektion und Strahlung ab. Bei Geräten, in denen die Wärmeentwicklung besonders groß ist, ist in der Regel eine Zwangsbelüftung durch eingebaute Ventilatoren vorgesehen. Ie allgemeinen strömt die zur Kühlung erforderliche Luft unten in die Gerätegehäuse hinein und oben wieder he.vaua. I'ür die Führung der Kühlluft au den zu kühlenden Einrichtungen b^v;. die Luftführung im Raum gibt es je nach den örtlichen Verhältnissen eine Vielzahl von Möglichkeiten. Von ihnen rseien hier nur einige kurz erwähnt. So ist z. B. bekannt, bei Einkroissystenien die Zuluft über eine sogenannte Lüftungsdecke oder über verschiedene in dem Raum verteilte großflächige Gitter c/berfraD-b des ."Fußbodens zuzuführen. Sin Nachteil dieser Systeme ist, daß bei Räumen rrJ.t hohen spezifischen Wärmebelastungen keine ausreichende Kühlung der wärmeabgebenden Einrichtungen erzielt werden kann. Weiter ist es möglich, die Zuluft über einen sogenannten Doppelboden direkt den. zu kühlenden Einrichtungen und zugleich dem zu kühlenden Raum zuzuleiten. Nachteil dieser Einkreissysteme ist, daß sich zwar durchaus eine recht gute Kühlung der in dem Raum befindlichen Einrichtungen erzielen läßt, daß aber in der Regel die Temperatur und/oder Feuchte der in dem Raum befindlichen Luft stark von dem jeweiligen Zustand (Betriebszustand) der dort vorhandenen Einrichtung bzw. den Umweltbedingungen, wie z. B. Sonneneinstrahlung, abhängt.

Die sogenannten Zweikreissysteme haben gegenüber den Einkreiseystemen den großen Vorteil, daß sie mit Hilfe ihrer zwei Kreise

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für die Zuführung der Luft einerseits eine optimale Kühlung der in dem Raum befindlichen Einrichtungen und zum anderen eine optimale Einstellung der Temperatur und/oder Feuchte des Raumes selbst ermöglichen. Ein Nachteil der Zweikreissysteme ist jedoch, daß sie hinsichtlich Anschaffungspreis und Betriebskosten sehr teuer sind und darüber hinaus einen sehr großen Platzbedarf aufweisen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System zum Konstanthalten von Temperatur und/oder Feuchte in einem Raum zu schaffen, in welchem sich Einrichtungen befinden, die je nach Zustand in unterschiedlichem Maße Wärme erzeugen und direkt durch Luft möglichst konstanter Temperatur gekühlt werden müssen, wobei das System zwar die Torteile eines Zweikreissystemes·, näüilich optiraalu Kühlung der Einrichtungen und optimale Einsteilxmg von Temperatur und/oder Feuchte des Raumes ermöglichen, dabei aber die Vorteile eines Einkreissysteraes, nämlich niedrige Anschaffung^- und Betriebskosten und geringen Raumbedarf besitzen soll. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöpt, rLaß abhängig von der Temperatur und/oder Feuchte der in dem Haue befindlichen Luft die Menge der den Einrichtungen direkt zugeüührten Luft konstanter Temperatur und/ oder Feuchte geregelt wird.

Durch die direkte Ziiführung von Luft konstanter Temperatur und/ oder Feuchte zu den Einrichtungen wird erreicht, daß diese trotz schwankender Wärmeentwicklung stets ausreichend klimatisiert werden. Die Raumtemperatur und -feuchte würde sich infolge der schwankenden Wärmeentwicklung in den zu kühlenden Einrichtungen sowie abhängig von Umwelteinflüssen, wie z. B. Sonneneinstrahlung, über die Grenzen der Behaglichkeit hinaus ändern können. Wenn nun erfindungsgemäß die Menge der den Einrichtungen zugeführten Luft abhängig von der Temperatur und/oder Feuchte der in dem Raum befindlichen Luft geregelt wird, ist es möglich, bei geringem Wärmefall in dem Raum die Raumtemperatur durch Zuführen

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einer geringen Menge von Luft konstanter, aber unter der üblichen Raumtemperatur liegender Temperatur zu den Geräten die Raumtemperatur auf einem vorgegebenen Wert zu halten, und andererseits ist es möglich, diesen Wert auch zu halten, wenn die Wärmeentwicklung der Geräte oder äußere Wärmeeinstrahlung zunimmt, indem die Menge der den Einrichtungen zugeführten Kühlluft erhöht wird.

Eine besonders vorteilhafte, da kosten- und raumgünstige Ausbildung eines erfindungsgemäßen Systemes ergibt sich durch einen Ventilator, der abhängig von der in dem Raum herrschenden Temperatur und/oder Feuchte mit Hilfe eines zusätzlichen Reglers gesteuert wird.

Anhand der Figuren 1 bis 3 wird der Stand der Technik sowie ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems erläutert, wobei Figur 1 das Prinzip eines bekannten Einkreissystems, Figur 2 das Prinzip eines bekannten Zweikreissystems und Figur das Prinzip des erfindungsgemäßen Systems zeigen.

Bei dem Einkreissystem von Figur 1 sollen die in einem Raum R befindlichen Geräte G so gekühlt werden, daß die für ihre Teile von den Herstellern vorgegebenen Grenztemperaturen und Feuchtewerte nicht überschritten werden. Zu diesem Zweck wird die Zuluft über einen sogenannten Doppelboden D dem Raum R über Luftauslässe im Doppelboden D und den Geräten G direkt zugeführt. Diese Zuluft wird mit Hilfe eines Temperaturfühlers T und eines Feuchtefühlers F bzw. einer Temperaturregeleinrichtung Rt und einer Feuchteregeleinrichtung Rf auf konstanten Temperatur- bzw. Feuchtewerten gehalten. Dies geschieht in bekannter Weise dadurch, daß bei zu hoher Zulufttemperatur mit Hilfe des Reglers Rt ein Kühler und bei zu niedriger Zulufttemperatur ein Erhitzer eingeschaltet wird, der die Temperatur der Zuluft solange absenkt bzw. erhöht, bis von dem Temperaturfühler T die vorgegebene Temperatur festgestellt wird. In gleicher Weise wird mit

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Hilfe des Feuchtefühlers F und der Feuchteregeleinrichtung Rf ein Befeuchter B bzw. der Kühler K gesteuert,, bis die vom Feuchtefühler F festgestellte Feuchte der Zuluft ihren Sollwert erreicht. Der Ventilator 7 fördert bei diesem System Zuluft in stets gleichbleibender Menge zu den zu kühlenden Geräten G- bzw. in den Raum R.

Wie bereits erwähnt, haben Systeme, die nach diesem Prinzip arbeiten, den Fachteil, daß die Temperatur bzw. Feuchte der in dem Raum R befindlichen Luft stark von der Wärmeentwicklung der Geräte oder der Wärmeeinwirkung von außen her abhängen. Eine Regelung der Raumtemperatur bzw. Raumluftfeuchte ist bei solchen Systemen unter Zugrundelegung einer konstanten Zulufttemperatur und/oder -feuchte nicht möglich.

Figi 2 zeigt demgegenüber ein sogenanntes Zweikreissystem, wel-. ches wie das System von Fig. 1 Zuluft konstanter Temperatur und Feuchte den Geräten G über einen Doppelboden D zuführt. Um aber die in dem Raum R vorhandene Luft auf gewünschte Temperatur und/ oder Feuchtewerte zu bringen bzw. dort zu halten, ist ein zweites Zuluftsystera vorgecehen, mit dem Kühler K2, dem Erhitzer E2, dem Befeuchter B2 und einem Ventilator V2, welches mit Hilfe eines Temperaturreglers Rt2 und eines Feuchtereglers Rf2, die von einem Temperaturfühler T2 bzw. einem Feuchtefühler F2 gesteuert werden, unabhängig von der Wärmeentwicklung der Geräte G Temperatur und Feuchte in dem Raum R auf konstanten Werten zu halten. Wie schon die Prinzipskizze von Fig· 2 zeigt, ist der Aufwand an Kühl-, Erhitzungs-, Befeuchtungs- und Luftfordereinrichtungen sowie den zugehörigen Regeleinrichtungen praktisch doppelt so groß wie bei einem Einkreissystem. Die Anschaffungsund Betriebskosten sowie der große Raumbedarf sind daher häufig Hindernisse für die Installation eines solchen Zweikreissystems, welches an sich für die Kühlung der Geräte einerseits und die Klimatisierung des Raumes andererseits ausgezeichnete Eigenschaften aufweist. . ,"

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Pig. 3 zeigt schließlich ein System gemäß der Erfindung, welches die Vorteile des Zweikreissystems mit denjenigen des Einkreissystems in nahezu idealer Weise vereinigt, ohne die Nachteile beider Systeme aufzuweisen.

Das System enthält, wie das System von Fig. 1 und von Pig. 2, eine Einrichtung zum Zuführen von Luft konstanter Temperatur und/oder Feuchte zu den Geräten G-, die aus einem Kühler, einem Erhitzer, einem Befeuchter, einem Ventilator und den zugehörigen Regeleinrichtungen Rt und Rf mit den beiden Fühlern T1 und F1 .besteht. Der Unterschied gegenüber dem Einlcreissystem von Fig. 1 besieht darin, daß die Menge der den Geräten G über den Doppelboden D zugeführten Luft konstanter Temperatur und/oder Feuchte mit Hilfe des Ventilators V geregelt werden kann. Zu diesem Zweck sind in dem Raum R ein Temperaturfühler ίΡ2 und/ oder ein Feuchtefühler F2 angeordnet, - die tr.it Hilfe der Regeleinrichtung Rr die Luftförderleistung des Ventilators V steuern. Steigt z. B. die Temperatur der im Raura R befindlichen Luft trotz Zuführung von Luft konstanter Temperatur zu den Geräten G und dem Raum R infolge der Wärmeentwicklung der Geräte G co ^r der Sonneneinstrahlung usw. über einen vorgegebenen Grenzwert, so erhöht die Raumregeleinrichtung Rr mit ELiIfe des Temperaturfühlers T2 die Förderleistung de3 Ventilators V. Dadurch gelangen trotz Zuführung von Luft konstanter Temperatur zu den Geräten G und in den Raum R größere Kühlluftmengen in den Raum R und die Temperatur in dem Raum R wird somit abgesenkt. In ähnlicher Weise kann bei Unterschreiten einer vorgegebenen Raumtemperatur, z. B. durch Abschalten einzelner Geräte G, mit Hilfe des Temperaturfühlers T2 bzw. der Raumregeleinrichtung Rr die Förderleistung des Ventilators V soweit verringert werden, daß durch die geringere Kühlluftmenge die Raumtemperatur ansteigt.

Sollte es für gewisse Zwecke erforderlich sein, anstelle der Temperatur die Feuchte in einem Raum auf seinen bestimmten Wert oder in einem engbegrenzten Bereich konstant zu halten,

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ist es ζ. B. mit einem Feuchteregler 3?2 möglich, durch Zuführen einer größeren oder kleineren Menge Luft die Raumfeuchte konstant zu halten. Bei passender Dimensionierung der Raumregeleinrichtung Rr "bzw, "beim Festlegen passender Punkte "bzw. Bereiche für die Raumtemperatur bzw. Raumfeuchte in gewissen Grenzen auf gewünschten Werten zu halten.

Obgleich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Ventilator zum Regeln der Luftmenge dargestellt ist, können statt dessen, falls erwünscht, auch andere regelnde Organe, wie z. B. Yentile, Klappen, Motoren usw. verwendet werden.

Wie aus der Prinzipdarstellung von !'ig. 3 ersichtlich ist, ist trotz der vorteilhaften Eigenschaften des erfindungsgemäßen Systems, wie optimale Gerätekiüilung und Raumklimatisierung, der Aufwand für das erfindungsgemäße System wesentlich geringer als der eines Zweikreissystems, jedoch kaum höher als der eines Einkreineystems, wie es in Pig..1 gezeigt ist.

2 Patentansprüche

3 JFiguren

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Claims

Patentansprüche

1. JSystem zum Konstanthalten von Temperatur und/oder Feuchte —s in einem Raum wechselnder Wärmebelastung, in welchem sich Einrichtungen "befinden, die je nach Zustand in unterschiedlichem Maße Wärme erzeugen und direkt durch Luft möglichstkonstanter Temperatur und/oder Feuchte gekühlt v/erden müssen, mit mindestens je einem Kühler, einem Erhitzer und einem Befeuchter, die mit Hilfe von Temperatur- und/oder Feuchtereglern so gesteuert werden, daß die den Einrichtungen zugeführte Luft in Temperatur und/oder 3?e\ichte möglichst konstant ist, sowie mit einem Ventilator »um Zuführen der Luft, insbesondere zum Klimatisieren von Datenverarbeitung^-* räumen, dadurch gekennzeichnet, daß abhängig von der Temperatur und/oder Feuchte der in dorn Raum (R) befindlichen Luft die Menge der dem Eaum und/oder den Einrichtungen direkt zugeführten Luft konstanter Temperatur und/oder Feuchte geregelt wird.

2. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Ventilator, der abhängig von der in dein Raum (R) herrsch enden Temperatur und/oder Feuchte mit Hilfe eines Reglers in seiner Luftförderleistung geregelt wird.

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