DE1234001B

DE1234001B - Verfahren und Geraet zur Temperaturregelung in Aufenthaltsraeumen

Info

Publication number: DE1234001B
Application number: DEA39816A
Authority: DE
Inventors: Jakob Adam
Original assignee: Svenska Flaktfabriken AB
Current assignee: Svenska Flaktfabriken AB
Priority date: 1962-03-27
Filing date: 1962-03-27
Publication date: 1967-02-09
Also published as: SE302347B; SE322885B; GB1038144A

Description

Verfahren und Gerät zur Temperaturregelung in Aufenthaltsräumen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur individuellen getrennnten Regelung der Temperatur in einem Aufenthaltsraum mehrerer an eine gemeinsame Anlage angeschlossener Räume unter Verwendung von Temperaturregelgeräten für jeden Raum, in welchen die Zuluft als Primärluft unmittelbar vor ihrem Eintritt in den jeweiligen Raum mit Raumluft als Sekundärluft vermischt wird, worauf diese Mischluft anschließend in den Raum eingeleitet wird.
Es sind bisher verschiedene derartige Verfahren zur individuellen Regelung der Temperatur eines Raumes bekanntgeworden. Bei einem dieser bekannten Verfahren wird Primärluft in das Gerät eingeführt, welches durch Injektorwirkung Raumluft als Sekundärluft ansaugt, die unmittelbar vorher mittels einer Wärmetauschbatterie thermisch in gewünschter Weise behandelt worden ist, um nach ihrer Mischung mit der Primärluft der in den Raum einzuleitenden Mischluft die gewünschte Temperatur zu verleihen. Bei einem anderen bekannten Verfahren wird ebenfalls durch die in das Gerät eingeführte Primärluft Sekundärluft angesaugt, die sich dann mit dieser vermischt. Hierauf wird die Mischluft ganz oder teilweise durch eine Behandlungseinrichtung im Gerät hindurchgeführt, welche der Mischluft die gewünschte für die Beheizung oder Kühlung des Raumes erforderliche Temperatur gibt, worauf diese aus dem Gerät in den Raum eingeleitet wird.
Diese beiden bekannten Verfahren besitzen jedoch einen nicht unerheblichen Nachteil, der darin liegt, daß eine individuelle Regelung der Raumtemperatur durch Regelung der Temperatur des Wassers in der Wärmetauschbatterie mittels Wasserventil oder mittels Wasserventil und Luftregelklappe mehr oder weniger stark eingeschränkt ist, wenn sich die Temperatur des in der Wärmetauschbatterie der Behandlungseinrichtung für die Sekundärluft oder die Mischluft befindlichen Wassers der Raumluft als Sekundärluft nähert. Je geringer nämlich der Temperaturunterschied zwischen der in, der Behandlungseinrichtung zu behandelnden Sekundärluft oder Mischluft gegenüber der Wasserteriperatur in der Wärmetauschbatterie ist, desto geringere Möglichkeiten bestehen dafür, die Sekundirluft bzw. Mischluft thermisch durch die Behandlungseinrichtung zu beeinflussen. Dieser Nachtei' tritt gerade in den übergangszeiten zwischen der kalten und warmen Jahreszeit auf, in welcher sich die Wassertemperatur der Wärmetauschbatterie nur geringfügig von der Temperatur der Raumluft bzw. zu behandelnden Frischluft unterscheidet.
Der gleiche Nachseil ist auch bei einem weiteren bekannten Verfahren gegeben, bei welchem die Temperatur der dem Raum zugeführten Luft ausschließlich durch thermische Nachbehandlung der Primärluft vor ihrer Mischung mit der Sekundärluft geregelt wird, wobei eine thermische Behandlung der Sekundärluft nicht erfolgt. Auch bei diesem Verfahren ist vor allem in Übergangszeiten und in warmen Jahreszeiten keine ausreichende Temperaturregelung möglich, in welchen sich die Wassertemperatur der Wärmetauschbatterie für die Behandlung der Primärluft von derjenigen der zu behandelnden Luft kaum unterscheidet.
Ziel der Erfindung ist die Vermeidung dieses Nachteils. Dies wird dadurch erreicht, daß gemäß der Erfindung sowohl die Primärluft als auch die Sekundärluft vor ihrer Mischung in getrennten Wärmetauschern thermisch behandelt wird und daß die Oberflächentemperaturen dieser Wärmetauscher derart eingeregelt werden, daß mindestens die eine dieser Temperaturen sich wesentlich von der Temperatur der den jeweiligen Wärmetauscher durchströmenden Luft unterscheidet. Dadurch kann in jeder Jahreszeit eine zufriedenstellende individuelle Regelung der Temperatur in einem Aufenthaltsraum mehrerer an eine gemeinsame Anlage angeschlossener Räume vorgenommen werden, da sich immer entweder die Temperatur der Primärluft oder die Temperatur der Sekundärluft von derjenigen der Wärmetauscher in hierzu ausreichendem Maß unterscheidet. So besteht im Sommer bei beabsichtigter Kühlwirkung, wobei die Wassertemperatur des Wärmetauschers in der Regel etwa die Temperatur der Primärluft besitzt, die Möglichkeit, die erforderliche Kühlleistung durch entsprechende Kühlung der Sekundärluft vorzunehmen, welche in diesem Fall erheblich wärmer als das kühle Wasser des Wärmetauschers ist.
Die Regelung der thermischen Behandlung der Primärluft und bzw. oder der Sekundärluft kann derart vorgenommen werden, daß die Primär- und bzw. oder die Sekundärluft entweder ganz durch die jeweilige Behandlungseinrichtung oder ganz durch einen Umgehungskanal oder in beliebigem Anteilverhältnis teilweise durch die Behandlungseinrichtung und teilweise durch den Umgehungskanal geleitet wird. Hierdurch kann die in den Raum einzuführende Mischluft auf jede gewünschte Temperatur gebracht werden.
Es ist aber auch möglich, die Regelung durch eine Änderung der Oberflächentemperatur des jeweiligen Wärmetauschers vorzunehmen.
Ein zur Durchführung des geschilderten Verfahrens besonders geeignetes sogenanntes Induktionsgerät ist dadurch gekennzeichnet, daß die thermischen Behandlungseinrichtungen für die Primärluft und die Sekundärluft jeweils aus einem oder mehreren mit Heiz- oder Kühlmedium gespeisten Wärmetauschern bestehen, wobei der Wasseraustritt des Wärmetauschers für die Sekundärluft an den Wassereintritt des Wärmetauschers für die Primärluft angeschlossen sein kann. Es ist aber auch möglich, daß der Wärmetauscher für die Primärluft und derjenige für die Sekundärluft jeweils an ein separates Wassernetz oder parallel an ein gemeinsames Wassernetz angeschlossen sind.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der in der Zeichnung in senkrechten Schnitten dargestellten Ausführungsbeispiele.
F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Ausführungsform eines mit Handregler ausgestatteteten Gerätes zur Temperierung der Raumluft; F i g. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform mit Raumluftfühler zur Betätigung der Regelklappe; F i g. 3 veranschaulicht in schematischer Darstellung den Anschluß der Wärmetauscher für die Primärluft und die Sekundärluft an ein gemeinsames Wassernetz mit einem Durchlaufregelventil; F i g. 4 ist ein Querschnitt durch eine Ausführungsform dieses Regelventils; F i g. 5 ist ein Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform dieses Ventils.
Bei beiden in F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen ist eine Zuleitung 1 für die Primärluft mit kreisförmigem Querschnitt vorgesehen, die eine Austrittsöffnung 2 zum Gerät 3 des individuell zu temperierenden Raumes aufweist. An diese öffnung 2 schließen sich zwei getrennte Kanäle an, und zwar ein Zuführungskanal 4 zu einer Behandlungseinrichtung 5 und ein parallel zu diesem verlaufender Umgehungskanal 6. Die Eintrittsöffnungen dieser beiden Kanaäle 4 und 6 sind durch eine Regelklappe 7 einstellbar, die aus einer gewölbten, sich gegen die Wandung der Zuluftleitung 1 anlegenden Scheibe 8 besteht, welche eine Austrittsöffnung 9 für die Primärluft besitzt. Je nach Lage der Austrittsöffnung 9 gegenüber den Eintrittsöffnungen der beiden Kanäle 4 und 6 entsprechend der Stellung der Scheibe 8 tritt mehr oder weniger Primärluft in jeden der beiden Kanäle ein. Es ist selbstverständlich auch möglich, die Klappe 7 derart einzustellen, daß die Primärluft ausschließlich über den Kanal 4 durch die Behandlungseinrichtung 5 oder ausschließlich durch den Umgehungskanal 6 geleitet wird, ohne in diesem thermisch nachbehandelt zu werden.
Neben der Behandlungseinrichtung 5 ist im Gerät 3 eine weitere Behandlungseinrichtung 10 vorgesehen, durch welche die Sekundärluft zur thermischen Nachbehandlung hindurchgeleitet wird, die unterhalb der Behandlungseinrichtung an der Unterseite des Gerätes 3 in diese eingesaugt wird. Das Einsaugen dieser Sekundärluft erfolgt in bekannter Weise dadurch, daß die Primärluft nach dem Durchströmen der Behandlungseinrichtung 5 bzw. des. Umgehungskanals 6 durch Luftdüsen 11 in einen Mischraum 12 einströmt, wodurch auf die in der Behandlungseinrichtung 10 befindliche Sekundärluft eine Saugwirkung ausgeübt wird, durch welche diese Luft durch die Behandlungseinrichtung 10 hindurch in den Mischraum 12 eingesaugt wird. Von dort treten Primärluft und Sekundärluft nunmehr als Mischluft durch ein an der oberen Abschlußwand 13 des Geräts angeordnetes Gitter aus diesem Gerät in den zu temperierenden Raum hinein aus.
Die Behandlungseinrichtungen 5 und 10 für die Primärluft und die Sekundärluft können aus durch Wasser gespeisten Wärmetauschern bestehen, wie das bei den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen der Fall ist. Hier sind beide Wärmetauscher an ein und dasselbe Wasserleitungssystem angeschlossen. Die untere der beiden Wärmetauschbatterien der Behandlungseinrichtung 10 für die Sekundärluft ist mit ihrer _Wassereintrittsöffnung 14 an die Wasservorlaufleitung (Zulaufleitung) angeschlossen und steht über eine Verbindungsleitung 15 mit der oberen Batterie dieser Behandlungseinrichtung in Verbindung. Diese Batterie ist über eine weitere Verbindungsleitung 16 an den Wassertauscher der Behandlungseinrichtung 5 für die Primärluft angeschlossen, der über den Austritt 17 mit der Wasserrücklaufleitung in Verbindung steht. Das Heiz- bzw. Kühlwasser für die Wärmetauscher tritt also bei 14 in die Behandlungseinrichtung 10 für die Sekundärluft ein und wird anschließend nach geringfügiger Änderung seiner Temperatur durch die von ihm behandelte Sekundärluft in die Behandlungseinrichtung 15 für die Primärluft übergeleitet, um anschließend auch diese thermisch nachzubehandeln.
Die Einstellung der Regelklappe 7 kann auf verschiedene Weise erfolgen. Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel geschieht die Regelung mittels eines Handreglers 18 an der oberen Abschlußwand 13 des Geräts, der über einen Bowdenzug 19 od. dgl. mit dem Stellhebel 20 der Regelklappe 7 in Verbindung steht. Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird dagegen die Einstellung der Regelklappe über einen Raumluftfühler 21 vorgenommen, der aus einem eine bestimmte Luftmenge einschließenden zylindrischen Balg besteht. Dieser Raumluftfühler wirkt auf ein Schwenkorgan 22, welches je nach Ausdehnung des zylindrischen Balgs die Austrittsöffnung einer an die Zuluftleitung 1 für die Primärluft angeschlossenen Luftrohrleitung 23 mehr oder weniger verschließt oder öffnet. Von dieser Luftrohrleitung 23 zweigt eine Stichleitung 24 ab, die zu einer Steuermembran 25 führt, welche je nach der durch den auf sie auflastenden Luftdruck gegebenen Lage die Lage des Stellhebels 20 der Regelklappe 7 bestimmt, mit welcher die Membran in bewegungsübertragender Verbindung steht.
Die Regelung der Lufttemperatur kann aber auch durch Regelung der Wassertemperatur der Wärmetauscher erfolgen. In F i g. 3 ist eine Anlage mit einer solchen Regelung dargestellt. Der Wärmetauscher 5 für die Primärluft und derjenige 10 für die Sekundärluft sind über Leitungen 28 an eine gemeinsame Wasservorlaufleitung 26 und über Leitungen 29, 30, 31, 33 mit einem Regelventil 32 an die Wasserrücklaufleitung 27 angeschlossen. Das Regelventil 32 enthält zwei Durchflußöffnungen 34, 35 für die jeweiligen Wärmetauscher durchströmenden Heiz- oder Kühlmedien versehen, von welchen die Öffnung 34 von dem die Sekundärluftwärmetauscher 10 speisende Medium und die öffnung 35 von dem die Primärluftwärmetauscher 5 speisenden Medium durchströmt werden. Diese beiden aus den Leitungen 30 und 31 in das Gehäuse des Regelventils eintretenden Medien werden sodann über einen Auslaß in die Leitung 33 abgeführt, die zur gemeinsamen Wasserrücklaufleitung 27 führt.
Die beiden Durchflußöffnungen 34 und 35 sind durch drei Ventilorgane regelbar, welche bei dem in F i g. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel aus Tellern bzw. kolbenartigen Ventilelementen 37, 38 und 39 besteht, die an der in ihrer Längsrichtung verschiebbaren Ventil- oder Betätigungsstange 36 gelagert sind. Die zwei oberen dieser drei Ventilteller bzw. Ventilkolben befinden sich an den entgegengesetzten öffnungsseiten der oberen Durchflußöffnung 34 in solchem Abstand voneinander, daß die öffnung in der einen Endlage der Betätigungsstange von einem dieser beiden Ventilorgane und in der anderen Endlage von dem anderen dieser Ventilorgane geschlossen wird.
Die untere Durchflußöffnung 35 wird dagegen von dem dritten Ventilorgan 39 gedrosselt, wobei dessen Lage zu derjenigen der beiden erstgenannten Ventilorgane 37, 38 so gewählt ist, daß bei einer Verschiebung der Ventilbetätigungsstange 36 von ihrer oberen in ihre untere Endlage zuerst das mittlere Ventilorgan 38 die obere Durchflußöffnung 34 sukzessiv öffnet, worauf das unterste an der Stange befindliche Ventilorgan 39 die untere Durchflußöffnung 35 sukzessiv schließt und zuletzt das oberste Ventilorgan 37 die zuletzt geöffnete obere öffnung 34 wieder allmählich schließt. Damit das untere Ventilorgan 37 in seiner Schließlage noch das nachträgliche Schließen der oberen Durchflußöffnung 34 durch den oberen Ventilteller 37 ermöglicht, ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Ventilteller 39 unter Wirkung einer Kraft der Feder 40 in gewissen Grenzen längsverschiebbar an der Ventilstange 36 gelagert.
Bei dem in F i g. 5 dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel des Regelventils 32 bestehen die Verschlußorgane an der Ventilstange 36 aus einem einzigen stiftartigen Körper 41, der an seinem unteren, zur Regelung des Zulaufs von der Leitung 30 dienenden Ende eine Schrägfläche 42 aufweist. Ferner besitzt dieser Stiftkörper 41 im Bereich des oberen Ventilsitzes 34 eine Einschnürung 43 mit zwei anschließenden Schrägflächen 44 und 45, durch welche der Zulauf von der Leitung 31 geregelt werden kann. Die gegenseitige Lage der Ventilflächen 42, 44 und 45 ist so gewählt, daß sie in gleicher Weise die Durchfluß öffnungen 34, 35 öffnen und schließen wie die Ventilorgane 37, 38, 39 beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 4. Die Betätigung der Ventilstange 36 erfolgt in beiden Fällen über eine Antriebseinrichtung 46, die von einem in dem zu temperierenden Raum angeordneten Thermostat 47 gesteuert wird.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur individuellen getrennten Regelung der Temperatur in einem Aufenthaltsraum mehrerer an eine gemeinsame Anlage angeschlossener Räume unter Verwendung von Temperaturregel- bzw. Induktionsgeräten für jeden Raum, in welchen die Zuluft als Primärluft unmittelbar vor ihrem Eintritt in den jeweiligen Raum mit Raumluft als Sekundärluft vermischt wird, worauf diese Mischluft anschließend in den Raum eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Primärluft als auch die Sekundärluft vor ihrer Mischung in getrennten Wärmetauschern thermisch behandelt werden und daß die Oberflächentemperaturen dieser Wärmetauscher derart eingeregelt werden, daß mindestens die eine dieser Temperaturen sich wesentlich von der Temperatur der den jeweiligen Wärmetauscher durchströmenden Luft unterscheidet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der zugeführten Primärluft niedriger als die der angesaugten Sekundärluft gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der thermischen Behandlung der Primärluft und bzw. oder der Sekundärluft derart vorgenommen wird, daß die Primär- und bzw. oder Sekundärluft entweder ganz durch die jeweilige Behandlungseinrichtung oder ganz durch einen Umgehungskanal oder in beliebigem Anteilsverhältnis teilweise durch die Behandlungseinrichtung und teilweise durch den Umgehungskanal geleitet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der thermischen Behandlung der Primärluft und bzw. oder der Sekundärluft durch eine Änderung der Oberflächentemperatur des jeweiligen Wärmetauschers vorgenommen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der thermischen Behandlung der Primärluft derart vorgenommen wird, daß sie ganz durch die jeweilige Behandlungseinrichtung oder ganz durch einen Umgehungskanal oder in beliebigem Anteilsverhältnis teilweise durch die Behandlungseinrichtung und teilweise durch den Umgehungskanal geleitet wird, und daß die Regelung der thermischen Behandlung der Sekundärluft durch eine Änderung der Oberflächentemperatur des jeweiligen Wärmetauschers vorgenommen wird.
6. Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die thermischen Behandlungseinrichtungen für die Primärluft und die Sekundärluft jeweils aus einem oder mehreren mit Heiz- oder Kühlwasser gespeisten Wärmetauschern bestehen.
7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasseraustritt des Wärmetauschers für die Sekundärluft an den Wassereintritt des Wärmetauschers für die Primärluft angeschlossen ist. B.
Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher für die Primärluft und derjenige für die Sekundärluft jeweils an ein separates Wassernetz angeschlossen sind.
9. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher für die Primärluft und derjenige für die Sekundärluft parallel an ein gemeinsames Wassernetz angeschlossen sind.
10. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wärmetauscher einerseits an verschiedene Zulaufleitungen für das Heiz-oder Kühlmedium, andererseits jedoch an eine gemeinsame Rücklaufleitung angeschlossen sind.
11. Gerät nach Anspruch 9 und/oder 10, für welches die Temperatur des Heiz- oder Kühlmediums in den Wasservorlaufleitungen zu den Wärmetauschern in Abhängigkeit von dem jeweils herrschenden Außenklima zentral regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung des Durchflusses des Heiz- oder Kühlmediums durch die Wärmetauscher ein Ventil (32) vorgesehen ist, dessen Gehäuse mit zwei regelbaren Öffnungen (34, 35) für den Durchfluß der die jeweiligen Wärmetauscher (5,10) durchströmenden Heiz-oder Kühlmedien versehen ist, von welchen die von dem die Sekundärluftwärmetauscher (10) speisenden Medium durchflossene Öffnung (34) von zwei an den entgegengesetzten öffnungsseiten auf einer Betätigungsstange angeordneten Ventilorgane (37, 38) derart gedrosselt wird, daß die Öffnung in der einen Endlage der Betätigungsstange (36) von einem dieser Ventilorgane und in der anderen Endlage von dem anderen dieser Ventilorgane geschlossen wird, während diejenige Durchflußöffnung (35), die von dem die Primärluftwärmetauscher (5) speisenden Medium durchflossen wird, von einem dritten auf der Betätigungsstange angebrachten Ventilorgan (39) gedrosselt wird, wobei die Lage jeder der drei Ventilorgane auf der Betätigungsstange derart gewählt ist, daß bei einer Verschiebung der Stange von der einen bis zur anderen Endlage zuerst das eine (38) der beiden erstgenannten Ventilorgane die erstgenannte Öffnung (34) sukzessiv öffnet, wonach das letztgenannte Ventilorgan (39) die letztgenannte Öffnung (35) sukzessiv schließt und zuletzt das andere (37) der beiden erstgenannten Ventilorgane die erstgenannte Öffnung (34) wieder sukzessiv schließt, wobei während dieser letzten Schließbewegung die Betätigungsstange die Schließlage des dritten Ventilorgans (39) für die letztgenannte Öffnung (35) beibehält.