DE3114528A1 - Luftverteilgeraet zur temperierung - Google Patents

Description

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DipHng. Manfred BonSmänil - ; ^? .. _:* _{: ;} Kaldenkirchener Straße 35 a

Patentanwalt D-4050 Mönchengladbach 1

_β « Telefon (0 21 61) 1 21 14

Paul Pollrich GmbH & Comp.

Neußer Straße 172, 4050 Mönchengladbach 1

Regelvorrichtung für ein Luftverteilgerät zur Klimatisierung von Räumen

Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung für ein Luftverteilgerät zur Klimatisierung von Räumen, mit einer Luftzufuhreinrichtung und einer Luftausblaseinrichtung mit einem Primärblasrohr für eine konstante Grundlastluftmenge und mit einem Sekundärblasrohr für eine variable Luftmenge, und mit einer dem Sekundärblasrohr zugeordneten Volumenregeleinrichtung .

Derartige Geräte werden für die Humanklimatisierung von Gebäuden, zur Außenluftversorgung, zum Heizen und zum Kühlen eingesetzt. Bevorzugt werden die Geräte an Fenstern angeordnet.

Es sind sog. Induktionsgeräte mit einem Primärblasrohr mit InduktionsdUsen bekannt. Dabei sind in der Induktionsluft Lufterhitzung und/oder Luftkühler vorgesehen. Eine Regelung erfolgt auf der Wasserseite der Wärmetauscher mittels Ventilen oder mittels Klappenanordnungen in dem Luftweg. Bei derartigen Anordnungen ist von Nachteil, daß die Primärluftmenge meist größer gewählt werden muß als der Mindestaußenluftbedarf. Weiterhin sind die in dem Gerät vorgesehenen Kaltwasserleitungen schwitzwassergefährdet und können unter der Isolierung verrotten. Weiterhin kann an dem Luftkühler Schwitzwasser auftreten, weshalb häufig eine Schwitzwasserableitung erforderlich wird. Außerdem sind bei Reparaturen an den Wasserventilen zwecks Entleerung der Wasserleitung die Luftverteilgeräte meist ganzer Gebäudeabschnitte still-

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zulegen.

Weiterhin sind sog. "Nur-Luft-Systeme" bekannt, die als sog. Einkanal- oder Zweikanalanlagen ausgebildet sein können. Diese Anlagen weisen Luftauslässe für einen variablen Volumenstrom mit TragluftStrahlanordnungen, Dralleinrichtungen od. dgl. auf, welche die Aufgabe haben, die erforderliche Eindringtiefe des Zuluftstrahles auch bei reduziertem Volumen des Zuluftstrahles zu erreichen. Es sind auch Zweikanalanlagen mit konstanter Fördermenge in Kombination mit Induktionseinrichtungen bekannt. Weiterhin ist eine Regelvorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der einem Sekundärblasrohr eine Volumenregeleinrichtung zugeordnet ist bei konstanter Luftmenge des Primärblasrohres.

Bei derartigen Zweikanalanlagen mit konstanter Luftmenge ist nachteilig, daß bei Schwachlast unwirtschaftlich viel Luft gefördert wird. Bei den Ein- und Zweikanalanlagen mit variablem Volumen treten bei reduziertem Volumen Probleme mit der Zuluft-Eindringtiefe und der Raumdurchspülung auf.

Bei Einkanalanlagen mit variablem Volumen, bei denen das Heizen bzw. Kühlen mittels Luft erfolgt, treten bei der Einzelraumregelung Probleme auf. Insbesondere ist die Einzelraumregelung in der Übergangszeit umso unwirksamer, je näher die Zulufttemperatur an der Raumlufttemperatur liegt.

Bei Zweikanalanlagen mit variablem Volumen besteht der Nachteil, daß getrennte Stellmotoren für das Mischen und das Volumenregeln vorgesehen sind.

Der Erfindung liegt zur Behebung der geschilderten Nachteile im wesentlichen die Aufgabe zugrunde, eine Regelvorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß bei einfachem Aufbau keine unnötig großen Luftmengen gefördert werden, wobei jedoch gleichzeitig eine gute Temperaturregulierung möglich ist.

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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Luftzufuhreinrichtung getrennte Zuführrohre für Warmluft und Kaltluft aufweist, und dem Primärblasrohr eine Luftmischeinrichtung vorgeschaltet ist.

Mit der Luftmischeinrichtung kann bei insgesamt konstanter Primärluftmenge das Verhältnis Kalt/Warm entsprechend den Jeweiligen Erfordernissen einreguliert werden, wobei als Primärluftmenge die Mindestluftmenge gewählt werden kann, die dem für den Menschen erforderlichen Mindest-Außenluftbedarf entspricht. Mit dem Primärluftstrom werden der Wärmebedarf und der Außenluftbedarf gedeckt. Der Primärluftstrom bewirkt in bekannter Weise die Förderung von Induktionsluft aus dem Raum und damit eine Vervielfältigung der umgewälzten Raumluftmenge mit einer insgesamt guten Raumdurchspülung bei annehmbaren Zuluft-Raumlufttemperaturdifferenzen. Bei einer Anordnung der Luftverteilgeräte unterhalb der Fenster des Raumes wird gleichzeitig eine Abschirmung der Transmissionswärme bzw. Transmissionskälte im Sommer bzw. Winter erreicht. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, den Primärluftstrom sowohl als Warmluftstrom, als Kaltluftstrom oder in einer Mischstellung einzublasen. Wenn der Primärluftstrom als Kaltluftstrom eingeblasen wird und der Kältebedarf weiter steigt, kann der Sekundär indukt ions teil allmählich freigegeben werden und somit weitere Kaltluft zugeführt werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Stellglieder der Luftmischeinrichtung und der Volumenregeleinrichtung zwischen zwei Endlagenmitnehmern beweglich an einer gemeinsamen Betätigungsstange angeordnet sind, und dem Mischstellglied zwei Jeweils in der Mündung des Zuluftrohres für die Warmluft bzw. für die Kaltluft angeordnete, zwischen den Endlagenmitnehmern vorgesehene Verschlußsitze zugeordnet sind, und dem Volumenregelstellglied ein zwischen den Endlagenmitnehmern vorgesehener Kaltluftverschlußsitz zugeordnet ist, und die Stellglieder durch

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eine Druckfedereinrichtung gegen die Endlagenmitnehmer bzw. Verschlußsitze gehalten sind, und die Betätigungsstange durch eine Hubeinrichtung in ihrer Längsrichtung verschiebbar angeordnet ist.

Diese Anordnung bietet den Vorteil, daß die Steuerung der Luftmischvorrichtung und der Volumenregeleinrichtung des Sekundärblasrohres über eine Art Sequenzmischventil erfolgt, welches so gestaltet ist, daß zur Regelung der Mischluft und des Sekundärluftstromes nur ein Stellantrieb erforderlich ist. Eine solchermaßen ausgebildete Regelvorrichtung kann mit Kegelventilen oder auch mit einer Klappenanordnung ausgebildet sein. Die Hubeinrichtung kann beispielsweise elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betrieben werden.

Zur Verstärkung der Induktionswirkung kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß die Auslässe des Sekundärblasrohres als Induktionsdüsen ausgebildet sind, üblicherweise sind jedoch die Auslässe des Sekundärblasrohres siebartig ausgebildet.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Verstelleinrichtung bzw. den Verstelleinrichtungen der Stellglieder ein gemeinsamer Antrieb zugeordnet ist. Dieses Merkmal betrifft den Fall, daß die Verstelleinrichtungen nicht auf einer gemeinsamen Betätigungsstange angeordnet sind, sondern über unterschiedliche Betätigungseinrichtungen betätigbar sind.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Vorrichtung ein Ausgangssignal in Abhängigkeit der Lage des Stellgliedes der Voluraenregeleinrichtung abgibt. Dieses Ausgangssignal dient dazu, einem Abluftvolumenregler zugeleitet zu werden. Solange lediglich Luft aus dem Primärblasrohr ausströmt, ist die Luftmenge konstant, und die Abluftmenge ist dementsprechend ebenfalls konstant. Wird aber durch das Sekundärblasrohr zusätzlich weitere Luft

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zugeführt, so fällt auch ein größer s Abluftvolumen an. Eine entsprechend vorgesehene Regeleinrichtung des Abluftvolumens kann dann über das Ausgangssignal der Vorrichtung in Abhängigkeit von der Lage des Stellgliedes der dem Sekundärblasrohr zugeordneten Volumenregeleinrichtung gesteuert werden.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere auf dem Gebiet der Energieeinsparung, da es möglich ist, mit einer dem Mindest-Außenluftbedarf entsprechenden Mindestluftmenge eine normale Raumklimatisierung im "Nur-Luft-System" zu erreichen. Im Winter und während der Übergangszeiten wird beispielsweise mit 40 96 der maximalen Luftmenge gearbeitet, und es wird somit während dieser Zeit nur ein Bruchteil der maximalen Fördermenge benötigt, wobei gleichzeitig eine individuelle Temperaturregelung der Einzelräume möglich ist.

Bei der Mischung von zuströmender Kaltluft und Warmluft tritt in Abhängigkeit von dem jeweiligen Mischungsverhältnis eine Druckänderung in den Zuluftleitungen auf. Zur Konstanthaltung des Druckes kann in den Zuluftleitungen eine Druckregeleinrichtung vorgesehen sein, beispielsweise eine Membrananordnung od. dgl., mittels derer der jeweilige Druckwert aufgenommen und einer Drosseleinrichtung, einer Regeleinrichtung für die Drehzahl des Zuluftventilators od. dgl.

zugeführt wird, so daß der Druck in den Zuluftleitungen auch bei Änderung des Mischungsverhältnisses Kaltluft/Warmluft konstant gehalten werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Fensterbereiches

eines Gebäuderaumes mit unterhalb der Fensterscheibe angeordnetem Luftverteilgerät zum Zwecke der Klimatisierung;

Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung etwa längs

der Linie II-II in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;

Fig. 3 einen Schnitt durch die Regelvorrichtung etwa längs der Linie III-III in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab für die Stellung "Kühllast";

Fig. 4 eine Darstellung entsprechend Fig. 3 für die Stellung "Teilkühllast";

Fig. 5 eine Darstellung entsprechend Fig. 3 für die Stellung "Heizlast".

In Fig. 1 ist an einer Wand 1 oberhalb des Bodens 2 eines Raumes und unterhalb einer Fensterscheibe 3 in einer schematisch angedeuteten Fensterbank 4 ein Luftverteilgerät zur Raumklimatisierung angeordnet. Das Luftverteilgerät weist eine mit 4 bezeichnete Luftzufuhreinrichtung, eine Regelvorrichtung 5 sowie eine Luftausblaseinrichtung mit beidseitig des Luftverteilgerätes angeordneten Primärblasrohren 6 und Sekundärblasrohren 7 auf. Die Primärblasrohre und Sekundärblasrohre sind hinter einer Abdeckung 8* (Fig. 2) angeordnet. Die Primärblasrohre 6 weisen Induktionsdüsen 8 auf, durch die die Zuluft nach oben ausströmt. Zwischen dem unteren Ende der Abdeckung 8¹ und dem Boden des Raumes 2 ist ein Spalt 9 angeordnet. Durch die aus den Induktionsdüsen 8 nach oben ausströmende Luft wird durch den Spalt 9 Raumluft (Induktionsluft) entsprechend der Pfeildarstellung angesaugt, welehe sich mit der aus den Induktionsdüsen ausströmenden Primärluft mischt und dann am oberen Ende aus einer mit Lamellen versehenen Abdeckung 10 ausströmt. Die Sekundärblasrohre 7 weisen Auslaßöffnungen 11 auf, die siebartig oder auch als Induktionsdüsen ausgebildet sein können.

Das in Fig. 3 bis 5 in vergrößertem Maßstab im Schnitt dargestellte Luftverteilgerät 5 weist in einem Gehäuse 12 einen Zuluftanschluß 13 für den Zustrom von Kaltluft in Pfeilrichtung A und einen Zuluftanschluß 14 für den Zustrom von Warmluft in Pfeilrichtung B auf.

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Es versteht sich, daß an das Luftverteilgerät entweder nur Jeweils ein Primärblasrohr und ein Sekundärblasrohr, oder auch mehrere Primär- und Sekundärblasrohre angeschlossen sein können, wie beispielsweise in Fig. 1 dargestellt. Die zugeführte Kaltluft durchströmt einen Kanal 16, der zwei Ausgänge besitzt, und zwar einen dem Sekundärblasrohr 7 zugewandten Verschlußsitz 17 und einen dem Primärblasrohr zugewandten Verschlußsitz 18. Ein die Warmluft führender Kanal 19 endet in einem Verschlußsitz 20. Dem Verschlußsitz 17 ist eine insgesamt mit 21 bezeichnete Volumenregeleinrichtung zugeordnet, und den Verschlußsitzen 18 und 20 ist eine mit 22 bezeichnete Luftmischeinrichtung zugeordnet. Ein als Doppelkegel ausgebildetes Stellglied 23 der Luftmischeinrichtung 22 ist lose auf einer Betätigungsstange 24 geführt.

Ebenso ist ein Stellglied 25 der Volumenregeleinrichtung 21 auf der gleichen Betätigungsstange 24 bewegbar geführt. Die Stellglieder 23 und 25 sind zwischen einem unteren Endlagenmitnehmer 26 und einem oberen Endlagenmitnehmer 27 angeordnet. Zwischen den Stellgliedern 23 und 25 befindet sich eine Druckfeder 28. Die Betätigungsstange 24 ist als Verstellspindel ausgebildet und in ihrem unteren Endbereich in einem Gleitlager 29 geführt. Oberhalb des Gehäuses sitzt ein schematisch dargestellter und mit 30 bezeichneter Hubmotor, der die Verstellung der Stellglieder bewirkt.

Bei der Stellung entsprechend Fig. 3 handelt es sich um die Kühllaststellung, bei der das Stellglied 23 in seiner unteren Lage ist und gegen den Verschlußsitz 20 anliegt. Dem Primärblasrohr 6 wird Kaltluft durch den Kanal 16 und den Verschlußsitz 18 zugeführt. Außerdem strömt Kaltluft durch den Verschlußsitz 17 in das Sekundärblasrohr 15.

Bei der Lage der Stellglieder entsprechend Fig. 4 ist die Betätigungsstange 24 durch Betätigung des Hubmotors etwas nach oben gefahren worden, und zwar soweit, daß der Endlagenmitnehmer 27 die Stellung 27* eingenommen hat, in der

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dieser oberhalb des Verschlußsitzes 17 liegt. Dadurch wird das Stellglied 25 durch Wirkung der Druckfeder 28 in die Stellung 25' gebracht, in der es gegen den Verschlußsitz 17 anliegt. Dies hat zur Folge, daß dem Sekundärblasrohr 15 keine Kaltluft mehr zugeführt werden kann. Der Endlagenmitnehmer 26 hat gleichzeitig die Stellung 26' erreicht. In dieser Stellung liegt das Stellglied 23' noch gegen den Verschlußsitz 20 an. Es strömt also lediglich Kaltluft durch den Kanal 16 in das Primärblasrohr 14. Wird nun die Betätigungsstange 24 noch weiter angehoben, so hebt sich das Stellglied 23 aus der Lage 23' gemäß Fig. 4 von dem Verschlußsitz 20 ab, was zur.Folge hat, daß dem Primärblasrohr nun sowohl Kaltluft durch den Kanal 16 als auch Warmluft durch den Kanal 19 zugeführt wird, wobei das Gesamtvolumen des aus dem Primärblasrohr ausströmenden Gemisches von Kaltluft und Warmluft jeweils gleich ist. Obwohl sich in dieser Stellung der obere Endlagenmitnehmer 27 aus der Stellung 27' entsprechend Fig. 4 weiter nach oben bewegt hat, bleibt das Stellglied 25 in Anlagestellung gegen den Verschlußsitz 17, so daß dem Sekundärblasrohr 7 keine Zuluft zugeführt wird.

Wenn die Betätigungsstange dann noch weiter angehoben wird, wird schließlich die in Fig. 5 gezeigte Stellung erreicht, die der Heizlaststellung entspricht, in welcher dem Primärblasrohr 6 lediglich Warmluft aus Pfeilrichtung B aus dem Kanal 19 zugeführt wird, während weder dem Primärblasrohr 6 noch dem Sekundärblasrohr 7 Kaltluft zugeführt wird. In dieser Lage liegen nämlich sowohl das Stellglied 23 gegen den Verschlußsitz 18 (Stellung 23") als auch das Stellglied 25 gegen den Verschlußsitz 17 an. Die Betätigungsstange 24 ist durch Wirkung des Hubmotores 30 zur Erreichung dieser Stellung so angehoben worden, daß die Endlagenmitnehmer die Stellungen 26" bzw. 27" eingenommen haben. Durch Wirkung des Endlagenmitnehmers 26" liegt das Stellglied 23" gegen den Verschlußsitz 18 an, und das Stellglied 25' wird durch Wirkung der Feder 28 gegen den Verschlußsitz 17 gedrückt.

Claims (6)

1. Dipl.-Ing. Manfred Bonsmarin- ; ; -;- - _:" ; Kaldenkirchener Straße 35 a

   Patentanwalt D-4050 Mönchengladbach

   Telefon (0 21 61) 1 21

   Akte: 81 140

   Paul Pollrich GmbH & Comp.

   Neußer Straße 172, 4050 Mönchengladbach 1

   Regelvorrichtung für ein Luftverteilgerä+· zur Klimatisierung von Räumen

   Patentansprüche

   Regelvorrichtung für ein Luftverteilgerät zur Klimatisierung von Räumen, mit einer Luftzufuhreinrichtung und einer Luftausblaseinrichtung mit einem Primärblasrohr für eine konstante Grundlastluftmenge und mit einem Sekundärblasrohr für eine variable Luftmenge, und mit einer dem Sekundärblasrohr zugeordneten Volumenregeleinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzufuhreinrichtung getrennte Zuführrohre (13, 14) für Warmluft und Kaltluft aufweist, und dem Primärblasrohr (6 ) eine Luftmischeinrichtung (22) vorgeschaltet ist.
2. 2. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder (23, 25) der Luftmischeinrichtung (22) und der Volumenregeleinrichtung (21) zwisehen zwei Endlagenmitnehmern (26, 27) beweglich an einer gemeinsamen Betätigungsstange (24) angeordnet sind, und dem Mischstellglied (23) zwei jeweils in der Mündung des Zuluftrohres (19 bzw. 16) für die Warmluft bzw. für die Kaltluft angeordnete, zwischen den Endlagenmitnehmern (26, 27) vorgesehene Verschlußsitze (20 bzw. 18) zugeordnet sind, und dem Volumenregelstellglied (25) ein zwischen den Endlagenmitnehmern (26, 27) vorgesehener Kaltluftverschlußsitz (17) zugeordnet ist, und die Stellglieder (23, 25) durch eine Druckfederein-

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   richtung (28) gegen die Endlagenmitnehmer (26, 27) bzw. Verschlußsitze gehalten sind, und die Betätigungsstange (24) durch eine Hubeinrichtung (30) in ihrer Längsrichtung verschiebbar angeordnet ist.
3. 3. Regelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe (11) des Sekundärblasrohres (7) als InduktionsdUsen ausgebildet sind.
4. 4. Regelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe (11) des Sekundärblasrohres

   (7) siebartig ausgebildet sind.
5. 5. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstelleinrichtung bzw. den Verstelleinrichtungen der Stellglieder (23, 25) ein gemeinsamer Antrieb zugeordnet ist.
6. 6. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein Ausgangssignal in Abhängigkeit der Lage des Stellgliedes (25) der Volumenregeleinrichtung (21) abgibt.