CH653117A5 - METHOD AND DEVICE FOR THE INDIVIDUAL COOLING OF SPACES IN A BUILDING. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur individuellen Kühlung von Räumen eines Gebäudes mit Hilfe einer zentralen Lüftungsanlage, welche für die Lufterneuerung und -befeuchtung sowie für die Raumkühlung benötigte Luft den einzelnen Räumen aus einer Luftaufbereitungsanlage als kalte Primärluft mit konstanter, unter der Raumtemperatur liegender Temperatur zuführt, wobei zu Regulierung der Kühlleistung die eine vorgegebene Minimalluftmenge übersteigende Menge an zugeführter kalter Primärluft von einem Raumthermostaten gesteuert wird, sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens. The invention relates to a method for the individual cooling of rooms in a building with the aid of a central ventilation system which supplies the air required for air renewal and humidification and for room cooling to the individual rooms from an air treatment system as cold primary air with a constant temperature below the room temperature. wherein to regulate the cooling capacity, the amount of cold primary air supplied exceeding a predetermined minimum air volume is controlled by a room thermostat, and a device for carrying out the method.

Das vorstehend beschriebene Verfahren ist beispielsweise aus der CH-PS 555 519 bekannt; bei ihm erfolgt die Anpassung der zugeführten «Kälte» durch eine Mengenregulierung der aufbereiteten und abgekühlten Primärluft aus der Lüftungsanlage. Die kalte Primärluft wird vorzugsweise im Dek-kenbereich des Raumes direkt in den Raum eingeblasen und vermischt sich dort, also erst nach ihrem Austritt in den Raum, aufgrund der Induktionswirkung ihres «Strahles» mit der Raumluft. The method described above is known for example from CH-PS 555 519; he adapts the supplied "cold" by regulating the volume of the conditioned and cooled primary air from the ventilation system. The cold primary air is preferably blown into the room directly in the ceiling area and mixes there, ie only after it has exited the room, due to the induction effect of its "jet" with the room air.

Bei diesen bekannten Kühlverfahren bzw. -anlagen hat sich aus der Praxis ergeben, dass die konstante Temperatur der eingeblasenen Primär- oder Zuluft die Raumtemperatur -von etwa 26°-28°C - maximal um 8-10° unterschreiten darf, wenn die Behaglichkeit der Rauminsassen nicht beeinträchtigt werden soll; denn anderenfalls wird die Primärluftmenge, besonders bei geringem Kühlbedarf, so gering, dass sie ohne grosse Induktionswirkung und ohne ausreichende Vermischung mit der Raumluft in den Raum «herunterfällt» und im Bodenbereich Kaltluftseen bildet. In the case of these known cooling processes or systems, practice has shown that the constant temperature of the blown primary or supply air may fall below the room temperature by about 26-108 ° C by a maximum of 8-10 ° if the comfort of the Room occupants should not be affected; Otherwise, the amount of primary air, especially with low cooling requirements, becomes so small that it "falls" into the room without great induction effect and without sufficient mixing with the room air and forms cold air lakes in the floor area.

Als Folge dieser Behaglichkeitsforderung sind für die Bereitstellung der maximal erforderlichen Kälteleistung relativ grosse Primärluftmengen erforderlich, woraus sich ein grosser Aufwand und Platzbedarf für die die Primärluft bereitstellende Lüftungsanlage ergibt. As a result of this comfort requirement, relatively large amounts of primary air are required to provide the maximum cooling capacity required, which results in a great deal of effort and space for the ventilation system providing the primary air.

Aufgabe der Erfindung ist, das bekannte Kühlverfahren auf der Basis variabler Primärluftmengen so zu modifizieren, das der für die Bereitstellung der maximal erforderlichen Kühlleistung notwendige Anlage- und Energieaufwand verringert wird. Die Einrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens soll zusätzlich die Randbedingung erfüllen, dass bei der in den Raum eingeblasenen Zuluft für alle variablen Primärluftmengen das Verhältnis zwischen Primärluft und induzierter Sekundär- oder Raumluft zumindest annährend konstant bleiben soll. The object of the invention is to modify the known cooling method on the basis of variable primary air quantities in such a way that the system and energy expenditure required to provide the maximum cooling capacity required is reduced. The device for implementing the new method should additionally meet the boundary condition that the ratio between primary air and induced secondary or room air should remain at least approximately constant for the supply air blown into the room for all variable primary air quantities.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die von der Lüftungsanlage dem Raum zugeführte kalte Primärluft auf eine Temperatur abgekühlt wird, die mindestens 10°C unter der Raumtemperatur liegt, und dass diese Primärluft mit als Sekundärluft angesaugter Raumluft gemischt wird, ehe sie als kühle Zuluft in den zu kühlenden Raum austritt. According to the method according to the invention, this object is achieved in that the cold primary air supplied to the room by the ventilation system is cooled to a temperature which is at least 10 ° C. below the room temperature, and that this primary air is mixed with room air drawn in as secondary air before it is mixed exits the room to be cooled as cool supply air.

Da bei dem erfindungsgemässen Verfahren - für eine gleiche Zulufttemperatur, d.h. gleiche Temperatur der in den Aufenthaltsbereich gelangenden Luft wie bisher - die Primärluft stärker - vorteilhafterweise 12-18°C unter Raumtemperatur - abgekühlt werden kann, lassen sich die notwendigen Primärluftmengen entscheidend verringern; damit können die gesamte Lüftungsanlage kleiner und kompakter gebaut und der Energieaufwand für die Förderung der Primärluft erheblich verringert werden. Die der kalten Primärluft zugemischte Raumluft wird dabei mit Vorteil - aber nicht notwendigerweise - dem zu kühlenden Raum entnommen. Since in the method according to the invention - for an equal supply air temperature, i.e. the same temperature of the air entering the lounge area as before - the primary air can be cooled more - advantageously 12-18 ° C below room temperature - the necessary quantities of primary air can be significantly reduced; this means that the entire ventilation system can be built smaller and more compact, and the energy required to convey the primary air can be significantly reduced. The room air mixed with the cold primary air is advantageously - but not necessarily - taken from the room to be cooled.

Für die Aufrechterhaltung der Komfort-Bedingungen im Aufenthaltsbereich der Rauminsassen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die kalte Primärluft und die Raumluft in einem Verhältnis von 4:1 bis 1:1 miteinander gemischt werden, wobei das Mischungsverhältnis unter Berücksichtigung wirtschaftlicher Gesichtspunkte insbesondere bei 3:2 optimiert werden kann. For maintaining the comfort conditions in the occupant's lounge area, it has proven to be advantageous if the cold primary air and the room air are mixed with one another in a ratio of 4: 1 to 1: 1, the mixing ratio taking into account economic aspects, in particular with 3 : 2 can be optimized.

Eine Einrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die einen Volumenstromregler enthaltende Zuführleitung der Lüftungsanalge für die kalte Primärluft in einer Druckkammer eines Induktionsgerätes endet, aus der düsenartige Austrittsöffnungen in eine zum Raum hin durch eine Auslassöffnung abgeschlossene Auslasskammer gerichtet sind, und dass ferner die Auslasskammer von einem Ansaugraum für die Sekundärluft A device for carrying out the new method is characterized in that the supply line of the ventilation system for the cold primary air containing a volume flow controller ends in a pressure chamber of an induction device, from which nozzle-like outlet openings are directed into an outlet chamber closed off from the room by an outlet opening, and furthermore the outlet chamber from a suction space for the secondary air

2 2nd

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umgeben ist, der mit mindestens einer Ansaugöffnung für die Raumluft versehen ist. is surrounded, which is provided with at least one suction opening for the room air.

Selbstverständlich sind auch bei der neuen Einrichtung wie bisher die allgemeinen Forderungen nach einer möglichst guten Geräuschdämpfung sowie einer möglichst weitgehenden Vermeidung von Feuchtigkeitskondensation an den kalten Teilen der Einrichtung zu erfüllen. Hierfür haben sich besonders raumsparende Lösungen ergeben, wenn die Druckkammer einen Schalldämpfer enthält, der aus teleskopartig ineinander greifenden Schallschluckrohren unterschiedlichen Durchmessers besteht und/oder wenn die Raumbegrenzungen des oder innerhalb des Induktionsgerätes mindestens teilweise schallabsorbierend und/oder wärmeisolierend augebildet sind. Of course, with the new device, as before, the general requirements for the best possible noise reduction and the greatest possible avoidance of moisture condensation on the cold parts of the device must be met. This has resulted in particularly space-saving solutions if the pressure chamber contains a silencer which consists of telescoping interlocking sound-absorbing pipes of different diameters and / or if the space limitations of or within the induction device are at least partially sound-absorbing and / or heat-insulating.

Wie bereits erwähnt, besteht ein Teil der gestellten Aufgabe darin, dass das Mischungsverhältnis zwichen Primärluft und induzierter Sekundär- oder Raumluft für alle variablen Primärluftmengen mindestens annähernd konstant bleibt; dies wird mit der neuen Einrichtung dadurch gewährleistet, dass während der Zumischung von Raumluft innerhalb des Induktionsgerätes bei allen Primärluftmengen der Widerstand für die Raumluftansaugung annähernd in einem festen Verhältnis zur Austrittsgeschwindigkeit der Primärluft aus den düsenartigen Austrittsöffnungen steht. Durch Formgebung dieser Austrittsdüsen und/oder Ausgestaltung des Widerstandes für den Strom angesaugter Raum- oder Sekundärluft bei der Auslegung des Induktionsgerätes ist es daher möglich, im Zu- oder Mischluftstrom, der in den Raum austritt, annähernd ein bestimmtes Verhältnis zwischen Primär-und Sekundärluft einzustellen und insbesondere dieses Verhältnis so auszugestalten, dass der Pirmärluftanteil 60% und der Sekundärluftanteil 40% betragen. As already mentioned, part of the task is that the mixing ratio between primary air and induced secondary or room air remains at least approximately constant for all variable primary air quantities; This is ensured with the new device in that while the admixture of room air within the induction device, for all primary air quantities, the resistance to the room air intake is approximately in a fixed ratio to the exit speed of the primary air from the nozzle-like outlet openings. By shaping these outlet nozzles and / or designing the resistance for the flow of sucked-in room or secondary air in the design of the induction device, it is therefore possible to approximately set a certain ratio between primary and secondary air in the supply or mixed air flow that exits into the room and in particular to design this ratio in such a way that the proportion of primary air is 60% and the proportion of secondary air is 40%.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht in dem relativ geringen Druckabfall, der in dem Induktionsgerät entsteht. Another significant advantage of the invention is the relatively low pressure drop that arises in the induction device.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert: The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment in conjunction with the drawing:

Fig. 1 zeigt in einem Schnitt I-I von Fig. 2 den Grundriss eines zur erfindungsgemässen Einrichtung gehörigen Induktionsgerätes; Fig. 1 shows in section I-I of Fig. 2 the floor plan of an induction device belonging to the device according to the invention;

Fig. 2 ist der Schnitt II-II von Fig. 1, während Fig. 2 is section II-II of Fig. 1, while

Fig. 3 den Schnitt III-III von Fig. 2 wiedergibt. Fig. 3 shows the section III-III of Fig. 2.

Ein Induktionsgerät 1 (Fig. 1) wird mit in der nicht gezeigten Luftaufbereitungsanlage aufbereiteter und abgekühlter Primärluft über eine Leitung 2 versorgt, die ins Gehäuse 3 des Gerätes 1 hineinführt und in einer Druckkammer 4 endet; dabei ragt das freie Ende der Leitung 2 in die Druckkammer 4 hinein und enthält einen Volumenstromregler 5 bekannter Konstruktion. Mit diesem wird in bekannter Weise die Primärluftmenge in Abhängigkeit von der Raumtemperatur gesteuert, die durch einen Raumthermostaten 6 erfasst wird. An induction device 1 (FIG. 1) is supplied with primary air which has been conditioned and cooled in the air treatment system (not shown) via a line 2 which leads into the housing 3 of the device 1 and ends in a pressure chamber 4; the free end of the line 2 protrudes into the pressure chamber 4 and contains a volume flow controller 5 of known construction. With this, the amount of primary air is controlled in a known manner as a function of the room temperature, which is detected by a room thermostat 6.

In der Druckkammer 4 sind als Schalldämpfer zwei teleskopartig ineinander greifende Rohrabschnitte 7 und 8 von Schalldämpferrohren unterschiedlichen Durchmessers vor653117 In the pressure chamber 4 there are two telescoping pipe sections 7 and 8 of silencer pipes of different diameters as a silencer

gesehen; durch diese wird die Primärluft in der Druckkammer 4 in eine hin und her verlaufende Strömung gezwungen, wodurch trotz der relativ kurzen Abmessungen der Rohrabschnitte 7 und 8 eine gute Schalldämpfung erzielt wird. seen; through this, the primary air in the pressure chamber 4 is forced into a back and forth flow, whereby a good sound absorption is achieved despite the relatively short dimensions of the pipe sections 7 and 8.

Rechtwinklig zur Einströmrichtung der Primärluft ist die Druckkammer 4 durch eine Zwischenwand 9 begrenzt, in der düsenartige Austrittsöffnungen 10 vorgesehen sind. Diese sind so angeordnet, dass die aus ihnen austretenden Primärluftstrahlen in eine Auslasskammer 11 gerichtet sind, die von einem Hohlquader 12 gebildet wird. Am Ende ist die Auslasskammer 11 durch eine in bekannter Weise mit einem Gitter versehene Auslassöffnung 14 abgeschlossen, durch die die Zuluft in den Raum 15 ausgeblasen wird. The pressure chamber 4 is delimited at right angles to the inflow direction of the primary air by an intermediate wall 9, in which nozzle-like outlet openings 10 are provided. These are arranged such that the primary air jets emerging from them are directed into an outlet chamber 11, which is formed by a hollow cuboid 12. At the end, the outlet chamber 11 is closed by an outlet opening 14 provided in a known manner with a grille, through which the supply air is blown out into the space 15.

Der Hohlquader 12 ist umgeben von einem durch das Gehäuse 3 begrenzten Ansaugraum 16 für die als Sekundärluft von den Primärluft-« Strahlen» angesaugte Raumluft, die in diesen «Strahlen» über einen nach Art einer Venturi-Düse wirkenden Ringspalt 17 zwischen dem Rand des Hohlquaders 12 und der Zwischenwand 9 eingesogen wird. The hollow cuboid 12 is surrounded by a suction space 16 delimited by the housing 3 for the room air sucked in as secondary air by the primary air “jets”, which in these “jets” have an annular gap 17 acting like a Venturi nozzle between the edge of the hollow cuboid 12 and the intermediate wall 9 is sucked in.

In den Ansaugraum 16 kann Raumluft aus dem Raum 15 durch eine ebenfalls von einem Gitter verschlossene Ansaugöffnung 13 im Gehäuse 3 nachfliessen. Room air can flow into the suction space 16 from the space 15 through a suction opening 13 in the housing 3, which is also closed by a grille.

Vorteilhafterweise ist das Induktionsgerät im Deckenbereich des zu kühlenden Raumes 15 so angeordnet, dass, wie in Fig. 2 andeutungsweise zu erkennen ist, die aus der Auslassöffnung 14 ausströmende Zu- oder Mischluft parallel zur Decke im wesentlichen horizontal in den Raum 15 austritt, und dass die Ansaugöffnung 13 im «Boden» des Gehäuses 3 vorgesehen ist, die Raumluft also von unten angesaug wird. Advantageously, the induction device is arranged in the ceiling area of the room 15 to be cooled such that, as can be seen in FIG. 2, the incoming or mixed air flowing out of the outlet opening 14 exits into the room 15 essentially horizontally parallel to the ceiling, and that the suction opening 13 is provided in the "bottom" of the housing 3, that is, the room air is sucked in from below.

Um die Bildung von Kondenswasser zu vermeiden und zusätzlich zum Schalldämpfer 7,8 eine Schalldämpfung zu erreichen, sind das Gehäuse 3 und der Hohlquader 12 aus wärme- und schallisolierendem Material, wie z.B. Glas- oder Mineralwolle, gefertigt. In order to avoid the formation of condensed water and to achieve sound absorption in addition to the muffler 7, 8, the housing 3 and the hollow cuboid 12 are made of heat and sound insulating material, such as e.g. Glass or mineral wool.

Ein Beispiel für die Wirksamkeit des neuen Verfahrens sei abschliessend erwähnt: Finally, an example of the effectiveness of the new process should be mentioned:

Es sei angenommen, dass die maximal abzuführende Wärmemenge 700 W betrage, um den zu kühlenden Raum auf einer konstanten Raumtemperatur von 26°C zu halten. Für diese Wärmeabfuhr tritt ein Primärluftstrom von 160 m3/h mit einer Temperatur von etwa 12,5°C in das Induktionsgerät 1 der Einrichtung ein. Im Gerät 1 werden in den Primärluftstrom als Sekundärluft 110 mVh Raumluft mit Hilfe des aus der Druckkammer 4 durch die Düsen 10 mit einer Geschwindigkeit 11 m/sec Primärluftstromes induziert. Die in den Raum 15 durch das Gitter 14 austretende Zuluft trägt somit im Maximalbetrieb 270 mVh; sie hat eine Temperatur von etwa 18°C. Wird nur eine minimale Kühlleistung gefordert, so beträgt der Primärluftmengenstrom bei gleichbleibenden Temperaturen 80 mVh; von diesem reduzierten Primärluftstrom werden als Sekundärluft 55 m3/h Raumluft angesaugt, so dass sich ein Zuluftstrom von 135 m3/h ergibt. It is assumed that the maximum amount of heat to be dissipated is 700 W in order to keep the room to be cooled at a constant room temperature of 26 ° C. For this heat dissipation, a primary air flow of 160 m3 / h with a temperature of approximately 12.5 ° C. enters the induction device 1 of the device. In device 1, 110 mVh of ambient air is induced in the primary air flow as secondary air with the aid of the primary air flow from the pressure chamber 4 through the nozzles 10 at a speed of 11 m / sec. The supply air exiting into the room 15 through the grille 14 thus carries 270 mVh in maximum operation; it has a temperature of about 18 ° C. If only a minimum cooling capacity is required, the primary air volume flow is 80 mVh at constant temperatures; From this reduced primary air flow, 55 m3 / h of indoor air is drawn in as secondary air, resulting in a supply air flow of 135 m3 / h.

Der Primärluftanteil in der Misch- oder Zuluft beträgt somit konstant etwa knapp 60%, während derjenige der Raumluft etwas mehr als 40% ist. The proportion of primary air in the mixed or supply air is constantly around 60%, while that in the room air is slightly more than 40%.

3 3rd

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims (8)

653117 PATENTANSPRÜCHE653117 PATENT CLAIMS 1. Verfahren zur individuellen Kühlung von Räumen eines Gebäudes mit Hilfe einer zentralen Lüftungsanlage, welche für die Lufterneuerung und -befeuchtung sowie für die Raumkühlung benötigte Luft den einzelnen Räumen aus einer Luftaufbereitungsanlage als kalte Primärluft mit konstanter, unter der Raumtemperatur liegender Temperatur zuführt, wobei zur Regulierung der Kühlleistungen die eine vorgegebene Minimalluftmenge übersteigende Menge an zugeführter kalter Primärluft von einem Raumthermostaten gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Lüftungsanlage dem Raum (15) zugeführte kalte Primärluft auf eine Temperatur abgekühlt wird, die mindestens 10°C unter der Raumtemperatur liegt, und dass diese Primärluft mit als Sekundärluft angesaugter Raumluft gemischt wird, ehe sie als kühle Zuluft in den zu kühlenden Raum (15) austritt. 1.Procedure for individual cooling of rooms in a building with the help of a central ventilation system, which supplies the air required for air renewal and humidification as well as for room cooling to the individual rooms from an air conditioning system as cold primary air with a constant temperature below room temperature, whereby Regulation of the cooling capacities, the amount of cold primary air supplied exceeding a predetermined minimum air volume is controlled by a room thermostat, characterized in that the cold primary air supplied to the room (15) by the ventilation system is cooled to a temperature which is at least 10 ° C below the room temperature , and that this primary air is mixed with room air drawn in as secondary air before it exits as cool supply air into the room (15) to be cooled. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kalte Primärluft auf Temperaturen abgekühlt wird, die 12 -18°C unter der Raumtemperatur liegen. 2. The method according to claim 1, characterized in that the cold primary air is cooled to temperatures which are 12-18 ° C below the room temperature. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kalte Primärluft und die Raumluft in einem Verhältnis von 4:1 bis 1:1, insbesondere in einem Verhältnis von 3:2, miteinander gemischt werden. 3. The method according to claim 1, characterized in that the cold primary air and the room air in a ratio of 4: 1 to 1: 1, in particular in a ratio of 3: 2, are mixed together. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Raumluft direkt aus dem zu kühlenden Raum (15) angesaugt wird. 4. The method according to claim 1, characterized in that the room air is sucked directly from the room to be cooled (15). 5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einen Volumenstromregler (5) enthaltende Zuführleitung (2) der Lüftungsanlage für die kalte Primärluft in einer Druckkammer (4) eines Induktionsgerätes (1) endet, aus der düsenartige Austrittsöffnungen (10) in eine zum Raum (15) hin durch eine Auslassöffnung (14) abgeschlossene Auslasskammer (11) gerichtet sind, und dass ferner die Auslasskammer (11) von einem Ansaugraum (16) für die Sekundärluft umgeben ist, der mit mindestens einer Ansaugöffnung (13) für die Raumluft versehen ist. 5. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that the supply line (2) containing a volume flow controller (5) of the ventilation system for the cold primary air ends in a pressure chamber (4) of an induction device (1) from which nozzle-like outlet openings ( 10) are directed into an outlet chamber (11) which is closed off from the room (15) by an outlet opening (14), and that the outlet chamber (11) is also surrounded by a suction chamber (16) for the secondary air, which has at least one suction opening ( 13) is provided for the indoor air. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer (4) einen Schalldämpfer enthält, der aus teleskopartig ineinander greifenden Schallschluckrohren (7,8) unterschiedlichen Durchmessers besteht. 6. Device according to claim 5, characterized in that the pressure chamber (4) contains a silencer, which consists of telescopically interlocking sound-absorbing pipes (7,8) of different diameters. 7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Raumbegrenzungen (3,12) des oder innerhalb des Induktionsgerätes (1) mindestens teilweise schallabsorbierend und/oder wärmeisolierend ausgebildet sind. 7. Device according to claim 5 or 6, characterized in that the space boundaries (3,12) of or within the induction device (1) are at least partially sound-absorbing and / or heat-insulating. 8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Induktionsgerät (1) Form und/ oder Abmessungen der Auslasskammer (11) und des Ansaugraumes (16) sowie der Austrittsöffnungen (10), der Ansaugöffnung (13) und/oder der Auslassöffnung (14) so ausgestaltet sind, dass der aus der Auslasskammer (11) austretende Mischluftstrom annähernd 60% kalte Primärluft und 40% angesaugte Sekundärluft enthält. 8. Device according to one of claims 5-7, characterized in that in the induction device (1) shape and / or dimensions of the outlet chamber (11) and the suction chamber (16) and the outlet openings (10), the suction opening (13) and / or the outlet opening (14) are designed such that the mixed air stream emerging from the outlet chamber (11) contains approximately 60% cold primary air and 40% sucked secondary air.