DE10223085A1

DE10223085A1 - Einrichtung zum Heizen und/oder Kühlen eines Raumes

Info

Publication number: DE10223085A1
Application number: DE10223085A
Authority: DE
Inventors: Hans-Werner Roth; Ralf Wagner
Original assignee: LTG AG
Current assignee: LTG AG
Priority date: 2001-06-06
Filing date: 2002-05-17
Publication date: 2003-12-24
Anticipated expiration: 2022-05-18
Also published as: GB2378502A; GB0212914D0; GB2378502B; PL204618B1; DE10223085B4; PL354278A1

Abstract

Einrichtung zum Heizen und/oder Kühlen eines Raumes, mit einem Heiz- und/oder Kühlelement und einer wärme- oder kälteabgebenden Strahlungsfläche, wobei in einer ersten Betriebsart die Strahlungsfläche (32) mit einem Wärme- oder Kälteluftstrom (30) einrichtungsinnenseitig beaufschlagt wird und in einer zweiten Betriebsart der Wärme- oder Kälteluftstrom (30) zumindest teilweise durch mindestens eine einrichtungszugehörige Öffnung (16, 17) in den Raum (1) gelangt, gemäß deutscher Patentanmeldung 10128381.4-16. Es ist vorgesehen, dass das Heiz- und/oder Kühlelement (26) zusammen mit einer den Wärme- oder Kälteluftstrom (30) erzeugenden Luftfördereinrichtung eine Baueinheit (90) bildet, die baueinheitlich die einrichtungszugehörige Öffnung (16, 17) und/oder die Umschaltung der Betriebsarten vornehmende Bauglieder (20, 22) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Heizen und/oder Kühlen eines Raumes mit einem Heiz- und/oder Kühlelement und einer wärme- oder kälteabgebenden Strahlungsfläche, wobei in einer ersten Betriebsart die Strahlungsfläche mit einem Wärme- oder Kälteluftstrom einrichtungsinnenseitig beaufschlagt wird und in einer zweiten Betriebsart der Wärme- oder Kälteluftstrom zumindest teilweise durch mindestens eine einrichtungszugehörige Öffnung in den Raum gelangt, gemäß deutscher Patentanmeldung 101 28 381.4-16.

Derartige Heiz- oder Kühleinrichtungen gehen aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 101 28 381 hervor. In einer ersten Betriebsart wird die Strahlungsfläche mit einem Wärme- oder Kälteluftstrom einrichtungsinnenseitig beaufschlagt und in einer zweiten Betriebsart gelangt der Wärme- oder Kälteluftstrom zumindest teilweise durch mindestens eine einrichtungszugehörige Öffnung in den Raum. Der Raumnutzer kann somit frei zwischen den beiden Betriebsarten entscheiden, wobei der Strahlungsbetrieb (erste Betriebsart) ohne jegliche Zugluft erfolgt, so dass problemlos ein Daueraufenthalt im Nahbereich der erfindungsgemäßen Raumklimaeinrichtung möglich ist. Entscheidet sich der Raumnutzer, die Raumtemperatur schnell anzuheben oder abzusenken, so wählt er die zweite Betriebsart, die einen Konvektionsbetrieb darstellt, und akzeptiert die Zugluft oder wünscht sogar eine derartige Luftströmung. Selbstverständlich ist es auch möglich, diesen Konvektivbetrieb mit einem derart gerichteten oder im Impuls eingestellten Wärme- oder Kälteluftstrom durchzuführen, dass relativ moderate Luftgeschwindigkeiten im Raum auftreten. Mittels ein und derselben Einrichtung sind somit unterschiedliche Heiz- oder Kühlbetriebsarten möglich, nämlich - wie erwähnt - der Strahlungsbetrieb und der Konvektionsbetrieb, wobei im Konvektionsbetrieb vorzugsweise zusätzlich eine gewisse Strahlung mitwirkt. Im Komfortbetrieb, das heißt in der ersten Betriebsart, wird der Heiz- oder Kühlluftstrom einrichtungsinnenseitig geführt, das heißt, er tritt strömungstechnisch nicht in den Raum ein, beaufschlagt jedoch die im Raum abgewandte Seite der Strahlungsfläche, so dass die dem Raum zugewandte Seite der Strahlungsfläche durch Strahlungsenergietausch auf das Raumklima einwirkt. In der zweiten Betriebsart wird zumindest ein Teil des Wärme- oder Kälteluftstroms in den Raum eingeleitet, so dass eine hohe Leistungsdichte erzielt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehende Einrichtung baulich erheblich zu vereinfachen, sie preiswerter zu gestalten, und eine bessere Trennung zwischen den Gewerken Klimabau und Trockenbau bei der Erstellung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Heiz- und/oder Kühlelement zusammen mit einer den Wärme- oder Kälteluftstrom erzeugenden Luftfördereinrichtung eine Baueinheit bildet, die baueinheitlich die einrichtungszugehörige Öffnung und/oder die Umschaltung der Betriebsarten vornehmende Bauglieder aufweist. Demgemäß weist die Baueinheit alle oder im Wesentlichen alle klimatechnischen Baugruppen auf, die von einem klimatechnischen Unternehmen hergestellt und zusammengebaut werden. Die Baueinheit bildet vorzugsweise ein komplett autarkes, in sich funktionsfähiges Klimagerät. Diese Baueinheit wird einem vorzugsweise im Trockenbau hergestellten Gehäuse zugeordnet, wobei dieses Gehäuse ein Plenum bildet. Das Plenum ist bevorzugt im Deckenbereich des zu heizenden oder zu kühlenden Raumes eines Gebäudes angeordnet beziehungsweise dort im Trockenbau erstellt. Aufgrund der Erfindung werden somit die Gewerke Klimatechnik und Trockenbau getrennt ausführbar, so dass zum Beispiel der Trockenbauer keine Umschaltelemente oder dergleichen für die erste und die zweite Betriebsart berücksichtigen muss, da diese baueinheitlich der Baueinheit zugeordnet sind, also insbesondere dem separaten Raumklimagerät angehören.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die einrichtungszugehörige Öffnung eine Auslassöffnung für einen Umluftstrom ist und dass eine weitere einrichtungszugehörige Öffnung eine Einlassöffnung für den Umluftstrom bildet. Der mittels einer entsprechenden Quelle geförderte Wärme- oder Kälteluftstrom verlässt somit über die Auslassöffnung die Einrichtung und gelangt in den Raum. Dort findet eine lebhafte Luftmischung, vorzugsweise mit hoher Induktion, statt. Ein entsprechend dem Zuluftstrom bemessener Umluftstrom verlässt den Aufenthaltsbereich von Personen und gelangt durch die Einlassöffnung im Zuge des genannten Umluftverfahrens in die Einrichtung zur erneuten Behandlung zurück.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird der Wärme- oder Kälteluftstrom von einem Ventilator gefördert. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, diesen Luftstrom durch Induktionsluftdüsen zu fördern. Schließlich ist es zusätzlich oder alternativ auch möglich, den Wärme- oder Kälteluftstrom durch freie Konvektion zu fördern.

Das Heiz- und/oder Kühlelement ist bevorzugt als Wärmetauscher ausgebildet. Insbesondere kommen Wasser/Luft-Wärmetauscher oder aber auch Kältemittel/Luft-Wärmetauscher zum Einsatz.

Das Heiz- und/oder Kühlelement und die den Wärme- oder Kälteluftstrom antreibende Luftfördereinrichtung sind bevorzugt Bestandteile eines Ventilatorkonvektors oder eines Induktionsgerätes.

Die Umschaltung der Betriebsarten erfolgt insbesondere mittels mechanischer Umschaltung der Bauglieder. Bei diesen Baugliedern kann es sich bevorzugt um Zu- oder Abluftklappen oder dergleichen handeln. Im Zuge des Begriffs "Klappe" sind auch andere Verschließmittel zu verstehen, mit denen Luftströmungswege geöffnet oder verschlossen werden können. Dabei kommt es somit erfindungsgemäß nicht auf die Klappbewegung an, sondern nur auf das Öffnen und Schließen. Selbstverständlich können auch beim Öffnen und Schließen Zwischenstellungen angefahren werden, das heißt, die Erfindung ist nicht auf ein vollständiges Verschließen und maximales Öffnen der Luftwege beschränkt, sondern auch ein teilweise erfolgendes Öffnen und Verschließen ist mit einbezogen. Dies kann im Zuge eines Steuer- oder Regelbetriebs erfolgen.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass der Auslassöffnung und/oder Einlassöffnung öffenbare Verschließelemente zugeordnet sind. Der Auslassöffnung ist eine Zuluftklappe und der Einlassöffnung eine Umluftklappe zugeordnet. Die Auslassöffnung lässt sich zum Beispiel mittels der Zuluftklappe öffnen und schließen; der für die Luftströmung effektive Querschnitt der Einlassöffnung ist von der Stellung der Umluftklappe abhängig.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Einlassöffnung nicht mit einer Verschlusseinrichtung versehen, das heißt, sie ist unverschließbar ausgebildet und derart hoch angeordnet, dass in der ersten Betriebsart, also im Komfortbetrieb, der einrichtungsinnenseitige Kälteluftstrom durch den Schwerkrafteffekt weitgehend im Innern der Einrichtung zirkulierend verbleibt. Im Umlenkbereich können Lenkbleche vorgesehen sein. Der Kälteluftstrom tritt somit nicht in den Raum ein. Es liegt somit ein geschlossene Strömungswege aufweisender Kaltluftsee vor, der weitgehend in der Einrichtung verbleibt und dessen Oberfläche niedriger liegt als die Einlassöffnung. In diesem Zustand wird die Strahlungsfläche beaufschlagt, so dass diese das Klima im Raum beeinflusst. Erfolgt der Übergang zur zweiten Betriebsart, so verlässt der Wärme- oder Kälteluftstrom zumindest teilweise durch die Auslassöffnung die Einrichtung und gelangt in den zu heizenden oder zu kühlenden Raum. Um einen Druckausgleich herbeizuführen, strömt in der zweiten Betriebsart durch die entsprechend hoch angeordnete Einlassöffnung Raumluft in die Einrichtung zurück, das heißt, es ist ein bestimmungsgemäßer Kühlbetrieb möglich, ohne dass der Eingangsöffnung eine Klappe zugeordnet ist. Damit vereinfacht sich die Bauform.

Die Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen, und zwar zeigt:
Fig. 1 einen mit einer Einrichtung zum Heizen und/oder Kühlen ausgestatteten Raum eines Gebäudes oder dergleichen, wobei sich die Einrichtung in einer ersten Betriebsart befindet,
Fig. 2 die Darstellung der Fig. 1, jedoch in einer zweiten Betriebsart,
Fig. 3 bis 5 unterschiedliche Bauformen der Einrichtung,
Fig. 6 eine Einrichtung mit zwei Luftklappen,
Fig. 7 und 8 eine Einrichtung mit nur einer Luftklappe,
Fig. 9 eine Einrichtung mit innerer Trennwand,
Fig. 10 eine Einrichtung mit Luftleiteinrichtung,
Fig. 11 und 12 eine Einrichtung, bei der die Fördereinrichtung der Luft getrennt zum Heiz- und/oder Kühlelement angeordnet ist,
Fig. 13 eine Einrichtung mit horizontal geteilten Luftkammern,
Fig. 14 bis 16 eine Einrichtung, bei der durch die einstellbare Größe des Volumenstromes der Fördereineinrichtung der Lufteintritt in den Raum beeinflussbar ist,
Figuren ein weiteres Ausführungsbeispiel einer 16a bis c entsprechend der Fig. 14 ausgebildeten Einrichtung,
Fig. 17 eine Einrichtung mit als Schlitzauslass ausgebildeter Auslassöffnung, die eine Luftlenkung im Raum gestattet,
Fig. 18 ein Beispiel zur Luftlenkung im Raum,
Fig. 19 bis 21 die Einrichtung mit einer die Luftlenkung im Raum ermöglichenden Zuluftklappe,
Fig. 22, 23 eine mit Induktionsgerät versehene Eintung,
Fig. 24 eine einer Teildecke zugeordnete Einrichtung mit Induktionseinrichtung,
Fig. 25 eine einer geschlossen abgehängten Decke zugeordnete Einrichtung mit Induktionseinrichtung,
Fig. 26, 27 eine mit vertikaler Strahlungsfläche versehene Einrichtung,
Fig. 28 eine Einrichtung, bei der die Luftförderung mittels freier Konvektion erfolgt,
Fig. 29 bis 31 weitere Ausführungsformen der Einrichtung.
Die Fig. 1 zeigt einen Raum 1 eines Gebäudes. Der Raum 1 weist eine Massivdecke 2, einen Fußboden 3 und Seitenwände 4, 5 auf. Innerhalb des Raumes 1 befindet sich eine Einrichtung 6 zum Heizen oder Kühlen. Sie ist unterhalb der Massivdecke 2 angeordnet und besitzt ein Gehäuse 7, das ein Plenum 8 bildet. Das Gehäuse 7 weist an seiner Unterseite 9 eine Strahlungwand 10 und an seiner Oberseite 11 eine Deckenwand 12 auf. Ferner besitzt das Gehäuse 7 Seitenwände 13, wobei bei einer quarderförmigen Gehäuseausbildung insgesamt vier Seitenwände 13 vorgesehen sind. Benachbarte Seitenwände 13 schließen jeweils einen Winkel von 90° ein. An zwei, zueinander gegenüberliegenden, aus der Fig. 1 ersichtlichen Seitenwänden 13 (erste Seitenwand 14 und zweite Seitenwand 15) ist jeweils eine Öffnung 16 beziehungsweise 17 ausgebildet, wobei die Öffnung 16 eine Auslassöffnung 18 und die Öffnung 17 eine Einlassöffnung 19 bildet. Die Auslassöffnung 18 ist mittels einer ein Bauglied 20 darstellenden Zuluftklappe 21 und die Einlassöffnung 19 mittels einer ebenfalls ein Bauglied 22 bildenden Umluftklappe 23 verschließbar. Zuluftklappe 21 und Umluftklappe 23 sind um mittige, horizontal verlaufende Achsen 24 schwenkbar gelagert.
Im Innern 25 des Gehäuses 7 ist ein Heiz- und/oder Kühlelement 26 angeordnet, das einen Wärmetauscher 27 bildet. Ferner befindet sich im Innern 25 des Gehäuses 7 eine Fördereinrichtung 28, die der Luftförderung dient und als Ventilator 29 ausgebildet ist. Das Heiz- und/oder Kühlelement 26 bildet zusammen mit der Luftfördereinrichtung 28 und der Zuluftklappe 21 sowie der Umluftklappe 23 eine Baueinheit 90, die in einem Gerätegehäuse 91 unterbracht ist. Diese klimatechnische Einheit ist somit getrennt von dem Gehäuse 7, also dem Plenum 8, ausgebildet. Bevorzugt kann die Baueinheit 90 in einer klimatechnischen Fabrik hergestellt werden, während das Plenum vorzugsweise im Trockenbau erstellt wird, also einem anderen Gewerk angehört.
Es ergibt sich folgende Funktion: Der Ventilator 29 fördert einen Luftstrom, der den Wärmetauscher 27 passiert, so dass - je nach Zustand des Wärmetauschers 27 (Heizen oder Kühlen) - dieser einen Wärme- oder Kälteluftstrom 30 darstellt. In einer ersten Betriebsart sind Zuluftklappe 21 und Umluftklappe 23 geschlossen, so dass der Wärme- oder Kälteluftstrom 30 im Innern 25 des Plenums 8 derart umläuft, dass er an der Innenseite 31 der Strahlungswand 10 entlangstreicht, dann - im Bereich der Auslassöffnung 18 - nach oben abgelenkt wird, unterhalb der Deckenwand 12 zurückströmt, im Bereich der Einlassöffnung 19 nach unten umgelenkt wird und zurück zum Ventilator 29 gelangt. Da die Strahlungswand 10 gut wärmeleitend ausgebildet ist, strahlt die außenliegende Strahlungsfläche 32 Wärme beziehungsweise Kälte (Pfeile 33) in den Raum 1.
Eine zweite Betriebsart der Einrichtung 6 ist in der Fig. 2 dargestellt, wobei hinsichtlich der Bezeichnung der Teile auf die Fig. 1 verwiesen wird. In der Fig. 2 sind Zuluftklappe 21 und Umluftklappe 23 geöffnet. Da Auslassöffnung 18 und Einlassöffnung 19 beabstandet zu den Seitenwänden 4 und 5 des Raumes 1 liegen, tritt der Wärme- oder Kälteluftstrom 30 aus diesen Öffnungen aus und gelangt in den Raum 1. Dort erfolgt eine starke konvektive Durchmischung. Die Raumluft gelangt als Umluft durch die Einlassöffnung 19 zurück in das Innere 25 der Einrichtung 6. Da der Wärme- oder Kälteluftstrom 30 auch in der aus der Fig. 2 hervorgehenden zweiten Betriebsart in der Innenseite 31 der Strahlungswand 10 entlangstreicht, tauscht deren Strahlungsfläche 32 ebenfalls Wärme oder Kälte (Pfeile 33) mit dem Raum 1 aus; dieser Austausch ist jedoch gegenüber der in Fig. 1 gezeigten Betriebsart geringer. Auch im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind Wärmetauscher 27, Ventilator 29 und Zuluftklappe 21 sowie Umluftklappe 23 als Baueinheit 90 in einem Gerätegehäuse 91 untergebracht. Das Gerätegehäuse 91 weist in sämtlichen Ausführungsbeispielen dieser Anmeldung selbstverständlich entsprechende Öffnungen auf, damit die Luftströme aus- beziehungsweise eintreten können.
Die Fig. 3 zeigt den Raum 1 mit der Anordnung gemäß der Fig. 1 und 2, das heißt, die Einrichtung 6 befindet sich mit Abstand unterhalb der Massivdecke 2. Die Einrichtung 6 ist beispielsweise mittels einer Abhängeinrichtung 34 an der Massivdecke 2 befestigt. Gemäß Fig. 4 ist es auch möglich, nicht ein Deckelsegel gemäß Fig. 3 vorzusehen, sondern eine geschlossene Decke 35 auszubilden, das heißt, unterhalb der Massivdecke 2 des Raumes 1 befindet sich die abgehängte Decke 35, die die Auslassöffnung 18, die Einlassöffnung 19, die Zuluftklappe 21 und die Umluftklappe 23 aufweist. Im Zwischenraum zwischen den Decken 2 und 35, also im Innern 25, sind Wärmetauscher 27 und Ventilator 29 angeordnet.
Die Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine Teildecke 36 im Raum 1 ausgebildet ist, das heißt, nur ein Anteil des Grundrisses des Raumes 1 weist das Plenum 8 auf, wobei sich die Auslassöffnung 18 und die Zuluftklappe 21 an einer Vertikalwand 37 und die Einlassöffnung 19 sowie Umluftklappe 23 an einer Horizontalwand 38 befinden, wobei die Horizontalwand 38 die Strahlungswand 10 darstellt.
Aus der Fig. 6 ist ersichtlich, dass -ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2- die Einrichtung 6 mit Zuluftklappe 21 und Umluftklappe 23 versehen ist. Die Deckenwand 12 ist geschlossen ausgebildet.
In den Ausführungsbeispielen der Fig. 3 bis 6 ist jeweils eine Baueinheit 90 mit Gerätegehäuse 91 vorgesehen, wobei die Baueinheit 90 den Ventilator 29, den Wärmetauscher 27 sowie die Zuluftklappe 21 und die Abluftklappe 23 umfasst.
Im Gegensatz dazu zeigt die Fig. 7 eine Einrichtung 6, deren Gehäuse 7 mit Abstand zur Massivdecke 2 angeordnet ist und im Bereich ihrer Deckenwand 12die Einlassöffnung 19 aufweist, die nicht verschließbar ist, also keine Klappe oder dergleichen besitzt. Im übrigen entspricht die Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels der Fig. 7 der Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels der Fig. 6. Aus den Fig. 7 und 8 geht die Funktionsweise dieses Ausführungsbeispiels hervor. Wird - gemäß Fig. 7 - im Kühlbetrieb gemäß der ersten Betriebsart die Zuluftklappe 21 geschlossen, so fördert der Ventilator 29 einen durch den Wärmetauscher 27 gekühlten Kälteluftstrom 30, der im Innern 25 des Gehäuses 7 umläuft und auch darin aufgrund des Schwerkrafteffekts verbleibt. Wird - gemäß Fig. 8 - die Zuluftklappe 21 geöffnet, so dringt der Kälteluftstrom 30 in den Raum 1 ein. Zum Druckausgleich strömt eine entsprechende Luftmenge aus dem Raum 1 durch die Einlassöffnung 19 in das Innere 25 der Einrichtung 6 zurück. In den Ausführungsbeispielen der Fig. 7 und 8 bilden jeweils Wärmetauscher 27, Ventilator 29 und Zuluftklappe 21 eine Baueinheit 90 mit Gerätegehäuse 91.
Die Fig. 9 zeigt eine Einrichtung 6, die der Einrichtung 6 der Fig. 8 entspricht. Unterschiedlich ist lediglich, dass sich im Innern 25 der Einrichtung 6 eine horizontale Trennwand 39 befindet, die den internen Wärme- oder Kälteluftstrom 30 in einen zur Zuluftklappe 21 hinströmenden und einen zum Ventilator 29 zurückströmenden Zweig unterteilt. Zusätzlich kann eine Luftleiteinrichtung 40 vorgesehen sein, die - wie die Draufsicht der Fig. 10 zeigt - die vom Wärmetauscher 27 kommende Luft divergierend auffächert. Hierzu sind entsprechend gestaltete Luftleitbleche 41 vorgesehen, so dass eine horizontale Auffächerung erfolgt. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 9 und 10 liegen somit vertikal geteilte Luftkammern 42, 43 vor. Gemäß Fig. 10 wird die Zuluftklappe 21 um ihre Achse 24 mittels eines Antriebs 44 geschwenkt. Der Wärmetauscher 27, der Ventilator 29, die Zuluftklappe 21 mit Antrieb 44 und die Luftleiteinrichtung 40 gehören einer Baueinheit 90 an, die - zu ihrem Zusammenhalt - ein Gerätegehäuse 91 aufweist.
Auch beim Ausführungsbeispiel der Fig. 11 und 12 ist das Plenum 8 aufgrund der an der Oberseite 11 der Einrichtung 6 liegenden klappenfreien Einlassöffnung 19 teilweise offen. Ventilator 29 und Wärmetauscher 27 sind derart beabstandet zueinander angeordnet, dass sich der Ventilator 29 unterhalb der Einlassöffnung 19 befindet und der Wärmetauscher 27 unterhalb der Deckenwand 12 des Gehäuses 7 liegt. Gemäß Fig. 12 bildet sich in der ersten Betriebsart ein Wärme- oder Kälteluftstrom 30 aus, der vom Ventilator 29 ausgeht, den Wärmetauscher 27 passiert und sich dort aufteilt. Die beiden Teilströme werden umgelenkt (es wird davon ausgegangen, dass die Zuluftklappe 21 geschlossen ist, anders als in der Fig. 12 gestrichelt gezeigt), so dass die beiden Teilströme nochmals den Wärmetauscher 27 passieren und zum Ventilator 29 zurückgelangen. Eine Baueinheit 90 mit Gerätegehäuse 91 nimmt den Wärmetauscher 27, Ventilator 29 und Zuluftklappe 21 mit Antrieb 44 auf.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 13 liegen bei der Einrichtung 6 horizontal geteilte Luftkammern 45 und 46 vor. Dies wird dadurch erzielt, dass - vom Wärmetauscher 27 ausgehend - eine Trennwand 47 im Innern 25 des Gehäuses 7 angeordnet ist. Auslassöffnung 18 und Einlassöffnung 19 liegen zur Mittellinie 48 versetzt, um die Luftkammer 46 zu schaffen. In der zweiten Betriebsart strömt der auf die Auslassöffnung 18 gerichtete Wärme- oder Kälteluftstrom 30 bis zu einer Öffnung 49, die zwischen der Stirnseite der Trennwand 47 und dem Gehäuse 7 gebildet ist. Dort wird die Luft entsprechend umgelenkt, so dass sie in die Luftkammer 46 gelangt. Von dort aus strömt der Wärme- oder Kälteluftstrom 30 zurück zum Ventilator 29. Eine Baueinheit 90 mit Gerätegehäuse 91 nimmt den Wärmetauscher 27, den Ventilator 29, die Zuluftklappe 21 und den Antrieb 44 auf.
Die Fig. 14 bis 16 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung 6, die klappenfrei ausgebildet ist. Im Gehäuse 7 ist der Wärmetauscher 27 und der Ventilator 29 untergebracht; die Deckenwand 12 ist nicht geschlossen, sondern mit der Einlassöffnung 19 versehen, die - wie nachstehend noch gezeigt werden wird - gleichzeitig die Auslassöffnung 18 bildet. Wird - gemäß Fig. 14 - der Ventilator 29 mit niedriger Drehzahl betrieben, so verbleibt der Wärme- oder Kälteluftstrom 30, insbesondere der Kälteluftstrom, im Innern 25 der Einrichtung 6. Wird eine hohe Drehzahl beim Ventilator 29 eingestellt, so führt dies dazu, dass der Wärme- oder Kälteluftstrom 30 aus der Auslassöffnung 18 austritt. Zum Druckausgleich wird ein entsprechender Luftstrom in die mit der Auslassöffnung 18 zusammenfallende Einlassöffnung 19 eintreten. Ein gewisser Luftanteil wird lediglich im Innern 25 der Einrichtung 6 umgewälzt, wodurch aufgrund der Strahlungswand 10 Strahlungsenergie in den Raum 1 abgegeben wird. Wärmetauscher 27 und Ventilator 29 sind integraler Bestandteil einer Baueinheit 90, die ein Gerätegehäuse 91 aufweist.
Die Fig. 16a, b und c zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung 6, die grundsätzlich so wie die Einrichtung der Fig. 14 ausgebildet ist. Allerdings besteht keine Klappenfreiheit. Vielmehr ist die Deckenwand 12 im ausblasseitigen Umlenkbereich 86 mit einer Luftleitklappe 85 versehen. Die dem Umlenkbereich 86 des Gehäuses 7 zugekehrte Endkante der Luftleitklappe 85 ist mittels eines Scharniers 87 an der Deckenwand 12 angelenkt; die gegenüberliegende Endkante der Luftleitklappe 85 bildet eine freie Endkante, die die kombinierte Auslass-/Einlassöffnung 18/19 bereichsweise begrenzt. Die Deckenwand 12 erstreckt sich nur über eine relativ kurze Horizontalerstreckung (ausgehend vom Umlenkbereich 86 beziehungsweise der ersten Seitenwand 14). Nimmt die Luftleitklappe 85 die in der Fig. 16a gezeigte Stellung ein, in der sie mit der Deckenwand 12 fluchtet, also horizontal angeordnet ist, so liegt die gleiche Wirkungsweise vor, wie zur Fig. 14 beschrieben. Wird die Luftleitklappe 85 jedoch gemäß Fig. 16b nach oben verschwenkt, das heißt erstreckt sie sich - ausgehend vom Scharnier 87 schräg nach oben, so kann der Kaltluftstrom 30 - insbesondere unter der Wirkung der Umlenkung im Umlenkbereich 86 nach oben aus der Auslassöffnung 18 austreten. Aus dem Raum 1 strömt ein entsprechender Luftanteil durch die Einlassöffnung 19 in das Innere 25 des Gehäuses 7 zurück.
Wird die Luftleitklappe 85 abgesenkt, so wie dies aus der Fig. 16c hervorgeht, so dass sie - ausgehend vom Scharnier 87 - schräg nach unten weist, vorzugsweise bis auf die Innenseite der Strahlungswand 10 reicht, so bildet sie in dieser Stellung eine Auflauframpe für den Kaltluftstrom 30, so dass dieser in den Raum 1 gelenkt wird. Durch die kombinierte Auslass-/Einlassöffnung 18/19 tritt ein entsprechender Luftanteil aus dem Raum 1 in das Innere 25 des Gehäuses 7 zurück. Wärmetauscher 27, Ventilator 29 und Luftleitklappe 85 gehören integral zu einer Baueinheit 90, die ein Gerätegehäuse 91 besitzt.
Die Fig. 17 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung 6, bei dem die Auslassöffnung 18 als Schlitzauslass 50, also linienförmig ausgebildet ist. Eine derartige Ausgestaltung kann beispielsweise bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 19 bis 21 vorgesehen sein. Hierauf wird nachstehend noch näher eingegangen.
Die Fig. 18 verdeutlicht lediglich, dass es aufgrund der Anordnung einer Einrichtung 6 in einem Raum 1 nicht nötig ist, in einer Raumecke 51 einen Heizkörper üblicher Art aufzustellen. Verlässt beispielsweise ein Wärmeluftstrom 30 mit ausreichendem Strömungsimpuls die Einrichtung 6 mit einer Temperatur von circa 25°C und strömt in Richtung auf die Raumecke 51 und dann am Fußboden 3 des Raumes 1 entlang, so weist der Luftstrom im Bereich des Fußbodens 3 zum Beispiel immer noch eine Temperatur von circa 20°C auf. Mithin ist die Einrichtung 6 geeignet, um den Raum 1 aufzuheizen. Eine Baueinheit 90 wird gebildet von Ventilator, Wärmetauscher und Klappe, wobei diese Bauelemente deutlich der Fig. 18 zu entnehmen sind. Die Baueinheit 90 besitzt ein Gerätegehäuse 91.
Die Fig. 19 bis 21 zeigen eine speziell ausgebildete Auslassöffnung 18 und eine entsprechend gestaltete Zuluftklappe 21. Hierdurch ist es möglich, die Zuluftklappe 21 zur Luftlenkung im Raum 1 zu nutzen. Die erste Seitenwand 14 des Gehäuses 7 ist hierzu im Bereich der Zuluftklappe 21 mit einer schräg in das Innere 25 des Gehäuses 7 verlaufenden oberen Wand 52 versehen, die endseitig eine Abwinklung 53 aufweist. Die untere Wand 54 der ersten Seitenwand 14 weist ein kurzes vertikales Wandstück 55 und ein daran anschließendes abgewinkeltes, kurzes horizontales Wandstück 56 auf. Die Abwinklung 53 und das Wandstück 56 dienen insbesondere der mechanischen Versteifung der Anordnung. Zwischen dem horizontalen Wandstück 56 und der oberen Wand 52 ist die Auslassöffnung 18 ausgebildet. Die Achse 24 der Zuluftklappe 21 verläuft relativ zum Gehäuse 7 weit außenliegend, wobei die Zuluftklappe 21 als Winkelklappe 57 ausgebildet ist, die einen ersten Schenkel 58 und einen zweiten Schenkel 59 aufweist, wobei die beiden Schenkel 58, 59 einen Winkel einschließen, der kleiner als 180° ist. Die Endränder der Winkelklappe 57 sind mit Abkantungen 60, 61 versehen. In der Fig. 19 ist die Zuluftklappe 21 in der geschlossenen Stellung gezeigt. Wird sie -gemäß Fig. 19- in Richtung des Pfeiles 62 im Uhrzeigersinn mittels eines nicht dargestellten Antriebs geschwenkt, so nimmt sie die Stellung gemäß Fig. 20 ein. Dabei entfernt sich der erste Schenkel 58 von der oberen Wand 52, so dass ein Teil der Auslassöffnung 18 gebildet wird. Ferner entfernt sich der zweite Schenkel 59 von der unteren Wand 54, so dass dort ein anderer Teil der Auslassöffnung 18 entsteht. Da die Geometrie entsprechende Schrägwände - wie vorstehend beschrieben - besitzt, wird die Luft aus der Einrichtung 6 nicht vertikal nach unten, sondern leicht schräg nach unten in den Raum 1 ausgeblasen. Ein sehr geringer Luftstrom verlässt die Einrichtung 6 durch den oberen Bereich der Auslassöffnung 18. Wird - gemäß Fig. 21 - die Zuluftklappe 21 noch weiter in Uhrzeigerrichtung verschwenkt, so tritt die Luft noch stärker zur Vertikalen abgelenkt aus der unteren Auslassöffnung 18 aus. Der Luftstrom der oberen Auslassöffnung 18 vergrößert sich. Eine Baueinheit 90 wird gebildet vom Wärmetauscher 27, Ventilator 29 sowie der Winkelklappe 57. Zu dieser Baueinheit 90 gehören integral vorzugsweise auch die Wand 52 und die Abwinklung 53 sowie die Wandteile 55 und 56. Alles befindet sich in einem Gerätegehäuse 91.
Nach einem speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung tritt bei der in der Fig. 19 vorliegenden Stellung der Zuluftklappe 21 ein Zuluftstrom aus der Einrichtung 6 aus. Es erfolgt bevorzugt ein alternierender Austritt aus dem linienförmigen Luftauslass (siehe Fig. 19, Pfeile 63), um eine Grundlüftung zu realisieren.
Die Fig. 22 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung 6, die dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 entspricht. Abweichend ist lediglich, dass kein Ventilator vorgesehen ist, sondern ein Induktionsgerät 68 ausgebildet wird. Dies weist Primärluftdüsen 64 auf, die mit Primärluft 65 gespeist werden. Die Primärluft 65 wird vorzugsweise zentral aufbereitet. Die Primärluft 65 tritt nach Austritt aus den Primärluftdüsen 64 in einen Mischraum 66 ein und vereinigt sich dort aufgrund ihrer Induktionswirkung mit durch den Wärmetauscher 27 gesaugte Luft (Pfeile 67). Das Funktionsprinzip der Einrichtung 6 der Fig. 22 entspricht ansonsten dem der Fig. 1 und 2. Eine kompakte mit Gerätegehäuse 91 versehene Baueinheit 90 wird gebildet von dem Induktionsgerät 68 zusammen mit der Zuluftklappe 21 und der Abluftklappe 23.
Die Fig. 23 verdeutlicht die Einrichtung der Fig. 22 in der Draufsicht. In gestrichelten Linien sind die Zuluftklappe 21 und die Umluftklappe 23 dargestellt (jeweils Offenstellung). Anstelle oder alternativ zur Umluft klappe 23 kann auch eine Einlassöffnung 19 vorgesehen sein, wie dies gestrichelt in der Fig. 23 wiedergegeben ist. Auch beim Ausführungsbeispiel der Fig. 23 ist ein Induktionsgerät 68 und kein Ventilator vorgesehen.
In der Fig. 24 ist eine Einrichtung 6 dargestellt, die ein Induktionsgerät 68 aufweist. Eine Teildecke 69, die mittels einer Abhängvorrichtung 70 von der Massivdecke 2 beabstandet angeordnet ist, erstreckt sich nur über einen Teil des Grundrisses des Raumes 1. Die Zuluftklappe 21 weist eine Größe auf, die dem Abstand der Teildecke 69 von der Massivdecke 2 entspricht. Die Auslassöffnung 18 ist somit vertikal liegend ausgebildet. Wie auf der rechten Seite der Fig. 24 erkennbar, erstreckt sich die Teildecke 69 nicht ganz bis zur Seitenwand 5 des Raumes 1, so dass auch dort ein Luftstrom austreten kann (Pfeil 71).
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 25 entspricht dem Ausführungsbeispiel der Fig. 24 und unterscheidet sich nur dadurch, dass anstelle der Teilwand 69 eine geschlossene Decke 72 vorgesehen ist, in der sich die Auslassöffnung 18 - in Horizontalposition - befindet.
In den Ausführungsbeispielen der Fig. 24 und 25 bildet das Induktionsgerät 68 mit der Zuluftklappe 21 jeweils eine Baueinheit 90. Hierzu ist jeweils ein Gerätegehäuse 91 vorgesehen.
Die Fig. 26 und 27 zeigen eine Einrichtung 6 mit vertikal verlaufender Strahlungswand 10, das heißt, das Plenum 8 wird von einer Seitenwand 4 des Raumes 1, Teilen der Massivdecke 2 und des Fußbodens 3 sowie der bereits erwähnten Strahlungswand 10 gebildet. Die Strahlungswand 10 weist im Bereich des Fußbodens 3 die Auslassöffnung 18 und im Bereich der Massivdecke 2 die Einlassöffnung 19 auf. Hier können Luftgitter ausgebildet sein. Entsprechende Lagen haben die Zuluftklappe 21 und die Umluftklappe 23. Wärmetauscher 27 und Ventilator 29 sind übereinander angeordnet, wobei sich der Ventilator 29 oberhalb des Wärmetauschers 27 befindet. Beide Teile sind im Innern 25 der Einrichtung 6 angeordnet. In der ersten Betriebsart ergibt sich die Luftströmung gemäß Fig. 26 im Innern 25. Dementsprechend strahlt die Strahlungsfläche 32 Energie in den Raum 1 ab. Werden die Zuluftklappe 21 und die Umluftklappe 23 geöffnet, so tritt der Wärme- oder Kälteluftstrom 30 in den Raum 1 ein. Im Falle der Fig. 26 liegt somit eine reine Kühl- oder Heizwand vor; im Falle des Betriebs gemäß Fig. 27 liegt ein Konvektionsbetrieb vor. Es liegt eine integrale Baueinheit 90 vor, die den Wärmetauscher 27, den Ventilator 29 sowie die Zuluftklappe 21 und die Abluftklappe 23 umfasst. Bevorzugt ist hierfür ein Gerätegehäuse 91 vorgesehen.
Aus der Fig. 28 ist eine Anordnung erkennbar, die der der Fig. 26 und 27 entspricht. Allerdings ist kein Ventilator 29 vorgesehen. Dies hat zur Folge, dass nur durch freie Konvektion eine Strömung zustande kommt. Sind die Zuluftklappe 21 und Umluftklappe 23 geschlossen, so bildet sich innerhalb der Einrichtung 6 eine freie Konvektion aus, so dass die Strahlungswand 10 Strahlung in den Raum 1 abgibt. Werden die erwähnten Klappen 21 und 23 geöffnet, so ergibt sich die aus der Fig. 28 dargestellte Luftströmung, wobei der gestrichelte Pfeil den Heizbetrieb und der gepunktete Pfeil den Kühlbetrieb darstellt. Beim Heizbetrieb tritt die Luft oben in den Raum 1 ein; beim Kühlbetrieb tritt die kalte Luft unten in den Raum ein. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 29 liegt ebenfalls eine Bauform mit vertikaler Heiz-/Kühlfläche vor. Dies ist auch bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 30 und 31 der Fall. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 29 ist eine vertikale Trennwand 73 im Innern 25 der Einrichtung 6 vorgesehen. Ansonsten entspricht der Aufbau dem Ausführungsbeispiel der Fig. 26. Werden die Zuluftklappe 21 und die Umluftklappe 23 nur bis in die in der Fig. 29 durchgezogen dargestellten Stellungen geschwenkt, so schließen sie an die Trennwand 73 an, das heißt, die hinter der Trennwand 73 liegende Zone 74 wird nicht von Luft durchströmt. Ventilator 29 und Wärmetauscher 27 befinden sich in einer Zone 75, die auf der anderen Seite der Trennwand 73 liegt, also nahe der Strahlungswand 10. Bei geschlossener Zuluftklappe 21 und Umluftklappe 23 ergibt sich die bereits beschriebene interne Strömung rund um die Trennwand 73 herum. Bei einer Öffnung der beiden erwähnten Klappen 21, 23 in Stellungen, die in der Fig. 29 eingezeichnet sind, liegt sowohl ein Konvektionsbetrieb als auch ein Umlauf eines gewissen Luftanteils im Innern 25 der Einrichtung 6 vor.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 30 ist der Wärmetauscher 27 in der Zone 74 (vergleiche mit Fig. 29) angeordnet. Der Ventilator 29 befindet sich stirnseitig der Trennwand 73 im unteren Bereich 76 der Einrichtung 6. Ansonsten entspricht der Aufbau dem der Fig. 29, mit der Ausnahme, dass die Zuluftklappe 21 im oberen Bereich angelenkt ist und in Offenstellung gegen die Trennwand 73 treten kann. Hierdurch kann keine Luftströmung in der Zone 75 stattfinden. In den Fällen der Ausführungsbeispiele der Fig. 29 und 30 liegt jeweils ein geteiltes Plenum 8 vor.
Schließlich zeigt das Ausführungsbeispiel der Fig. 31 eine Draufsicht auf eine Seitenwand 4 des Raumes 1. Auch hier ist eine Einrichtung 6 mit geteiltem Plenum 8 vorgesehen. Hierzu ist im Bereich der Massivdecke 2 und im Bereich des Fußbodens 3 jeweils die Umluftklappe 23 beziehungsweise die Zuluftklappe 21 vorgesehen. Beide Klappen 21, 23 sind berandet von vertikalen Teilwänden 77, 78. Fluchtend zu den Teilwänden 77 und 78 liegen Mittelwände 79 und 80, derart, dass Luftöffnungen 81 und 82 ausgebildet werden. Zwischen den beiden Mittelwänden 79 und 80 befinden sich Ventilator 29 und Wärmetauscher 27. Die nicht näher dargestellte Strahlungswand 10 verläuft parallel zur dargestellten Seitenwand 4 und weist die gestrichelt angedeuteten Klappen 21 und 23 auf. Sind die Zuluftklappe 21 und Umluftklappe 23 geschlossen, so ergibt sich die Luftverteilung gemäß der in Fig. 31 eingezeichneten Pfeile 83, das heißt, die von dem Ventilator geförderte Luft tritt durch den Wärmetauscher 27 hindurch und verteilt sich über die gesamte Grundrissfläche, das heißt, es liegt eine sehr große Strahlungsfläche bei der ersten Betriebsart vor. Die Luft durchsetzt dabei die Luftöffnungen 81 und 82, so dass auch die Seitenzonen gut durchströmt werden. Werden Zuluftklappe 21 und Umluftklappe 23 geöffnet, so tritt der größte Teil der geförderten Luft aus der Auslassöffnung 18 aus und gelangt in den Raum 1 und von dort zurück über die Einlassöffnung 19 in das Plenum 8. Die Seitenzonen werden in diesem Falle nicht mehr so stark von einem Luftstrom beaufschlagt, so dass die Strahlungsleistung der Gesamtanordnung zurückgeht; dafür jedoch die Konvektionsleistung einen Wert entsprechend der Klappenstellung annimmt.
In den Fig. 29 bis 31 sind Ausführungsbeispiele dargestellt, die Baueinheiten 90 umfassen, welche jeweils den Wärmetauscher 27, den Ventilator 29 sowie Zuluftklappe 21 und Abluftklappe 23 umfassen und hierfür vorzugsweise jeweils Gerätegehäuse 91 aufweisen.
Aus dem Vorstehenden wird deutlich, dass zum Umschalten der ersten Betriebsart in die zweite Betriebsart eine entsprechende Klappenstellungsveränderung durchgeführt werden muss. Dies kann von Hand oder motorisch erfolgen. Dabei ist es auch möglich, einen Regler einzusetzen oder es erfolgt mittels eines Handsteuersignals (per Draht oder drahtlos). Vorzugsweise ist die Strahlungswand 10, also die raumseitig zugekehrte Fläche wärmeleitend und schallabsorbierend ausgeführt. Dazu kann sie zusätzlich ein mikroperforiertes Metallpaneel aufweisen. In die raumseitig zugekehrte Fläche kann eine Raumbeleuchtung integriert werden (zum Beispiel Einbau-, Anbauleuchten). Es kann auch eine angestrahlte reflektierende Fläche ausgebildet werden, die durch das Licht entsprechender Leuchter oder Strahler beaufschlagt wird.

Claims

1. Einrichtung zum Heizen und/oder Kühlen eines Raumes, mit einem Heiz- und/oder Kühlelement und einer wärme- oder kälteabgebenden Strahlungsfläche, wobei in einer ersten Betriebsart die Strahlungsfläche (32) mit einem Wärme- oder Kälteluftstrom (30) einrichtungsinnenseitig beaufschlagt wird und in einer zweiten Betriebsart der Wärme- oder Kälteluftstrom (30) zumindest teilweise durch mindestens eine einrichtungszugehörige Öffnung (16, 17) in den Raum (1) gelangt, gemäß deutscher Patentanmeldung 101 28 381.4-16, dadurch gekennzeichnet, dass das Heiz- und/oder Kühlelement (26) zusammen mit einer den Wärme- oder Kälteluftstrom (30) erzeugenden Luftfördereinrichtung eine Baueinheit (90) bildet, die baueinheitlich die einrichtungszugehörige Öffnung (16, 17) und/oder die Umschaltung der Betriebsarten vornehmende Bauglieder (20,22) aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einrichtungszugehörige Öffnung (16) eine Auslassöffnung (18) für einen Umluftstrom ist und dass eine weitere einrichtungszugehörige Öffnung (17) eine Einlassöffnung (19) für den Umluftstrom bildet.

3. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeoder Kälteluftstrom (30) von einem Ventilator (29) gefördert wird.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärme- oder Kälteluftstrom (30) von Induktionsluftdüsen (Primärluftdüsen (64)) gefördert wird.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärme- oder Kälteluftstrom (30) durch freie Konvektion gefördert wird.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heiz- und/oder Kühlelement (26) ein Wärmetauscher (27), insbesondere ein Wasser/Luft-Wärmetauscher oder Kältemittel/Luft-Wärmetauscher ist.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heiz- und/oder Kühlelement (26) und die den Wärme- oder Kälteluftstrom (30) antreibende Fördereinrichtung (28) Bestandteil eines Ventilatorkonvektors oder eines Induktionsgeräts sind.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltung der Betriebsarten mittels mechanischer Umschaltung der Bauglieder (20, 22) erfolgt.

9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauglieder (20,22) von Zu- und/oder Umluftklappen (21, 23) oder dergleichen gebildet sind.

10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslassöffnung (18) und/oder der Einlassöffnung (19) öffenbare Verschließelemente zugeordnet sind.

11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslassöffnung (18) eine Zuluftklappe (21) und der Einlassöffnung (19) eine Umluftklappe (23) zugeordnet ist.

12. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (19) unverschließbar ausgebildet und derart hoch angeordnet ist, dass in der ersten Betriebsart der einrichtungsseitige Kälteluftstrom (30) durch den Schwerkrafteffekt im Innern (25) der Einrichtung (6) zirkulierend verbleibt.