DE10231133C1 - Verfahren zum Klimatisieren von Räumen mit geregelter Raumheizung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Abstract

Die automatische Klimatisierung von Räumen wird durch aufwendige Zentralklimaanlagen durchgeführt und ist nur bei großtechnischen Anlagen wirtschaftlich anwendbar. Für Wohneinheiten, Einzelraumklimatisierung, sind Einzelgeräte zur Raumluftkühlung, Trocknung, Befeuchtung, Erwärmung und Reinigung im Gebrauch, die Teilbereiche abdecken. Das neue Verfahren soll, mittels einem geringen technischen Aufwand, eine rationelle, wirtschaftliche Raumluftklimatisierung und eine geregelte Be- und Entlüftung nach Bedarf ermöglichen. DOLLAR A Die Klimatisierung von Räumen erfolgt durch direkte, kontrollierte Aufbereitung eines geregelten Frischluft- und Abluftstromes nach Bedarf. Durch einen gesteuerten Luftwärmetauscher (3), der abluftseitig nach Bedarf mit einer über Thermostat (A) gesteuerten Frischwasserumlaufkühlung (4) gekühlt werden kann, und der nach Bedarf vorklimatisierte Frischluftstrom durch einen über Thermostat (B + C) nach Bedarf kühlbar, beheizbar, gesteuerten Konfektorheizkörper (5) geführt wird, der mit einer Frischluftbefeuchtung ausgestattet ist, die nach Bedarf über einen Hygrostat (E) einer Frischwasserumlaufbefeuchtung (6) bedient wird, und der Frischluftstrom nach Bedarf klimatisiert der Raumluft zugeführt wird. Die automatische Leistungsregelung einer Zu- und Ablufteinheit nach Bedarf erfolgt über eine Schadstoffmessung (E) im Abluftstrom.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patenanspruches 1, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es ist bekannt, daß zur Klimatisierung von Räumen mit üblicher Zentralheizung und temperaturgeregelten Heizkörpern, Elektro-Ofenspeicherheizungen, Ofenheizungen, Einzelgeräte zur schrittweisen Klimatisierung oder eine Zentralklimaanlage mit umfangreicher Steuerungsanlage und einem aufwendigen Zu- und Abluftkanalsystem eingesetzt werden. Unter der Patentschrift DE 195 01 949 C2 ist ein Verfahren bekannt zur Folgeregelung zum Klimatisieren von Räumen, daß

• 1. a.) eine Frischluftbefeuchtung bei kalter Aussenluftbelüftung ermöglicht und die Einstellung der gewünschten Raumluftfeuchte durch eine für den Raum spezifische Frischlufteintrittstemperatur eingestellt wird.
• 2. b.) daß bei hohen Aussentemperatuen ein regulierbarer Frischluftstrom, durch einen mit Wasser gekühlten Bioreaktor durch das Bioreaktorverfahren, biologisch gereinigt, gekühlt der Raumluft zugeführt wird.

Bei diesem Verfahren ist aber eine automatische, kontrollierte Vollklimatisierung von Räumen, Kontrolle des CO2 Gehaltes, die relative Raumluftfeuchte, eine geregelte Abstimmung aller Klimakomponenten, für konstante, gesunde Raumluftverhältnisse nicht möglich.

Die Entgegenhaltung 2 (GEA: Meistverkaufte Luftheizapparate in Europa In. Heizung Klima. 2001, 2-01, S. 42, 44) zeigt Gemeinsamkeiten mit dem Anmeldegegenstand in den Bauteilen, wie Gehäuse mit Zu und Abgängen, Sensoren, Regler, Be- und Entlüftungseinheit, Einsatz von Lammellen­ konvektoren, Luftwärmetauscher, Heiz- und Kühlwasserumlauf zum Klimatisieren.

Die Nachteile einer vollautomatischen Zentral-Klimaanlage liegen in den hohen Aufwandskosten und aufwendiger komplexen Steuerung aller Klimakomponenten und Anlagentechnik, sowie schwieriger Nachrüstungsmöglichkeiten für Einzelraumklimatisierung.

Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung, liegt die Aufgabe zugrunde, ein automatisch kontrolliertes Verfahren zu schaffen, ohne einer aufwendigen Anlagentechnik-, umfangreiche Steuerungstechnik zum komplexen Regeln aller Klimakomponenten, sowie nachteilige umfangreiche Zu- und Abluftkanäle und Umluftsysteme zu vermeiden.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile, bestehen insbesonders darin, daß mit geringem Aufwand an Vorrichtungen und möglicher Ausnutzung üblich vorhandener Einrichtungen wie Zentralheizung, Zu- und Abluftsysteme, ein wirtschaftliches, automatisches sich selbst kontrollierendes Verfahren zum Klimatisieren von Räumen geschaffen ist. Das unabhängig vom klimatischen Zustand der Aussenluft eine direkte äusserst rationelle und energieeinsparende Raumklimatisierung ermöglicht. Vorteilig ist auch, daß durch eine eingebaute Schadstoffmessung in der Abluft, die Be- und Entlüftungsleistung nach Bedarf, an dem momentanen CO2 Ausstoß im Raum oder sonstiger ungesunder Schadstoffkonzentra­ tionen, die durch entsprechenden Raumluftaustausch rasch zu beseitigen sind, kontrolliert geregelt ist.

Eine vorteilige Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch 2 angegeben.

Die Vorrichtung ermöglicht, ohne ein aufwendiges Zu- und Abluftsystem, eine direkte Raumklimatisierung mit einer guten Raumdurchlüftung in dem kühle, als auch warme, klimatisierte Frischluft von unten den Raum durchspült und die verbrauchte Raumluft effektiv von oben abgesaugt wird. Vorteilig ist auch, daß die kompakte Vorrichtung jeder Raumsituation, angepasst werden kann, und einfach über vorhandene Be- und Entlüftungseinrichtungen, oder einem Zu- und Abluftventilatorteil, über einen Zentralheizungsanschluß, Frischwasseranschluß bedienbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben:

Fig. 1 zeigt, eine über Smokmessung leistungsreguliertes Zu- und Abluftventilatorteil 1, daß vorzugsweise geräuscharm im Aussenbereich installiert werden kann, und über kurze Kanäle mit dem Aussengehäuse 2 der Klimavorrichtung geräuscharm verbunden ist. Oben im Gehäuse 2 ist am Frischlufteingang ein Thermostat A eingebaut, der den Frischluftstrom auf die eingestellte Eintrittstemperatur prüft und nach Bedarf bei Übertemperatur eine Frisch­ wasserumlaufkühlung 4 durch direkte Ingangsetzung einer Frischwasserumlaufpumpe aktiviert wird. Der Frischluftstrom durchströmt einen Luft-Luftlamellenwärmetauscher 3, der im oberen Bereich eingebaut ist und auf der Abluftseite mit einer Frischwasserumlauf­ kühlung 4 nach Bedarf gekühlt wird. Durch diese indirekte Frischluftkühlung ist bereits ein großer Jahreszeitraum abgedeckt, wo mit geringstem Energieaufwand, Mitteln eine effektive Frischluftklimatisierung durchgeführt werden kann. Das umgepumpte Frischwasser fließt über eine Tropfenabscheidereinrichtung, Kondensatauffangwanne in die am Boden eingebaute Wasserauffangwanne 7 ab. Der natürliche oder vorklimatisierte Zuluftstrom durchströmt einen Konvektorheizkörper 5 und wird am Ausgang der Ausblasjalosie über einen Thermostat B auf die eingestellte, gewünschte Raumlufttemperatur geprüft und je nach Bedarf durch einen mittels Kühlwasser beaufschlagbaren Konvektorheizkörper 5 automatisch auf die gewünschte Raumlufttemperatur, über ein Thermostatheizungsventil C geregelt, und über einen Zentralheizungskreislauf automatisch beheizbar gesteuert. Ohne vorhandener Zentralheizung ist der Konvektorheizkörper mit einer geregelten Elektroheizung ausgestattet und an einem Frischwasser oder Kühlwasser Kreislauf angeschlossen. Oben eingebaut am Ansaug des Abluftstromes, ein Hygrostat D zur automatischen Steuerung einer Frischwasserumlaufpumpe. Die in einer Wasserauffangwanne 7 eingebaut ist und über eine Frischwasserniveauregelung 8 mit Frischwasser versorgt wird. über die Pumpe wird nach Bedarf eine Konvektorheizkörperluftbefeuchtung 6 bedient, zur automatischen Regelung einer für den Raum spezifisch eingestellter maximaler, - minimaler relativer Raumluftfeuchte. Der notwendige Raumluftaustausch, für eine gleichbleibende, normale, gesunde CO2 Raumluftkonzentration im Raum oder Raumbedingt noch eine andere schädliche Raumluftkonzentration zur Messung hilfreich sein kann, ist am Abluftansaug eine entsprechende Messsonde E angebracht. Die ein Zu- und Abluftventilatorteil nach Bedarf auf maximale, minimale Luftwechselleistung reguliert.

Fig. 2 zeigt:
Die Frontseite der Vorrichtung mit Frischwasseranschluß 8. Unter 9 ist ein Kühlwasserkreislaufsystem mit einem wechselseitig genutzten Heißwasserkreislaufsystem mit einem üblichen Zentralheizungsboiller und geregeltem Heizungsbrenner dargestellt. Die kontrollierte Beaufschlagung zur Kühlung eines Konvektorheizkörpers 5 und Zuluftstrom­ kühlung, erfolgt über eine Umwälzpumpe, die nach Bedarf einen Kühlwasserkreislauf ingang setzt, bei abgeschaltetem Brenner. Zur Kühlwasserkühlung ist eine energiesparende Grundwasserkühlung dargestellt, in dem der Kühlwasserkreislauf in einem geschlossenen Rohrsystem durch eine Grundwasservorlage geführt wird. Weiter ist eine geregelte Kühlwasserkühlung mit einer Wärmepumpe zum Brauchwassererwärmen in einem nachgeschalteten Warmwasserboiller und zum Kühlen des Kühlwasserkreislaufes im Zentralheizungsboiller dargestellt.

Claims (2)

1. Verfahren zum Klimatisieren von Räumen mit geregelter Raumbeheizung, dadurch gekennzeichnet, daß
in einem Frischluftstrom durch einen Sensor in einem Thermostat der Istwert für eine Frischlufteintrittstemperatur ermittelt und
dieser mit einem Sollwert für die Frischlufteintrittstemperatur vergleichen wird
wobei bei Überschreitung des Sollwertes der Frischlufteintrittstemperatur eine Frischwasserumlaufkühlung auf der Abluftseite eines Luftwärmetauschers zur Frischluftstromkühlung und Frischlufttrocknung durch Aktivieren und Deaktivieren auf den Sollwert für die Frischlufteintrittstemperatur geregelt wird, und
der Frischluftstrom nach Durchströmen des Luftwärmetauschers und, Durchströmen eines mit Frischwasser benetzbaren Konvektorheizkörpers vor einer Ausblasjalosie durch einen Thermostat auf einen Raumluft-Temperatur Sollwert geregelt wird, wobei der Frischluftstrom befeuchtet der Raumluft zugeführt wird, und
ein Abluftstrom, durch einen Hygrostat auf einen Raumluftfeuchte Sollwert regelt, wobei eine Konvektorheizkörperbefeuchtung, durch Umpumpen von Frischwasser, aktiviert oder deaktiviert wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Klimatisieren von Räumen mit geregelter Raumbeheizung, aus einem äussseren Gehäuse mit Zu- und Abgängen besteht, in dem am Abluftansaug eine Schadstoffmessung zur direkten Leistungsregelung, einer Be- und Entlüftungseinheit eingebaut ist, und ein Luft-Luftwärmetauscher eingebaut ist, der auf der Abluftseite mit einer Thermostat gesteuerten Frischwasserumlaufkühlung ausgestattet ist, ein mit Thermostat geregelter Lamellenkonvektorheizkörper angeordnet ist, der mit einer über Hygrostat geregelten Frischwasserumlaufbefeuchtung ausgestattet ist, und am Gehäuseboden eine Wasserauffangwanne eingebaut ist, die mit einem Überlauf, Schlammablauf und einem niveaugeregelten Frischwasserzulauf ausgestattet ist.