DE1454653B2 - Klimaanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage mit mindestens einem Lüftungsgerät in jedem zu klimatisierenden Raum, das an einen Flüssigkeits-, insbesondere Wasserkreislauf, der die Geräte miteinander verbindet und ihnen je nach den Erfordernissen Wärme entzieht oder zuführt, und an einen offenen Luftkreislauf mil einer zentralen Anlage und Auslässen zu mindestens einigen der Räume angeschlossen ist.

Es ist eine Klimaanlage mit geschlossenem Flüssigkeitskreislauf bekannt, bei der Induktionsgeräte verwendet werden, die in den einzelnen zu klimatisierenden Räumen eines Gebäudes angeordnet sind, denen klimatisierte Luft von einer zentralen Anlage aus zugeführt wird.

Bei dieser bekannten Anlage werden sämtliche Induktionsgeräte von derselben Wärmeträgerflüssigkeit gleichzeitig beaufschlagt, die je nach der Jahreszeit entweder aufgeheizt oder abgekühlt ist. Die Wärmetauscher der bekannten Anlage können also jeweils gleichzeitig nur alle heizen oder alle kühlen. Es ist demnach nicht möglich, daß ein Teil der Wärmetauscher kühlt, während der andere Teil gleichzeitig heizt.

Es sind auch schon Kleinwärmepumpen mit umschaltbarem Kreislauf bekannt. Die Kleinwärmepumpe ist ein Elektro-Wärmegerät, da ihr Kompressor elektrisch angetrieben wird. Die Geräte benutzen in den meisten Fällen die Luft als Wärmequelle. Sie sind oft mit einer temperaturabhängigen Umschaltung von Heizung auf Kühlung · ersehen.

Durch Dreiwegeventile werden die Funktionen von Verdampfer und Kondensator vertauscht. Das Bekanntsein von Kleinwärmepumpen allein vermittelt jedoch noch nicht die technische Lehre, wie sie in eine Klimaanlage eingebaut werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klimaanlage der eingangs genannten Art mit mindestens einem Lüftungsgerät in jedem zu klimatisierenden Raum so auszubilden, daß gleichzeitig ein Teil der Räume mittels der Wärmetauscher gekühlt und die restlichen Räume geheizt werden können.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß die Wärmetauscher der Klimageräte als Wärmepumpen mit umschaltbarem Kreislauf ausgebildet sind, in denen die Raumluft mit einem von beiden, dem Kondensator oder dem Verdampfer, und die umlaufende Flüssigkeit mit dem anderen der beiden, dem Kondensator oder dem Verdampfer, in Wärmeaustausch gebracht wird, und daß der Fliissigkcitskreislauf eine Wärmequelle, eine Wärmesenke und automatische Steuermittel zum Leiten der Flüssigkeit wahlweise durch die Wärmequelle oder die Wärmesenke oder durch beide zur Aiifrechtcrhaltung einer im wesentlichen konstanten Temperatur der Flüssigkeit an einer oder mehreren bestimmten Stellen des Kreislaufs aufweist.

Durch diesen Wärmepumpenbetrieb kann der Flüssigkeitskreislauf ganzjährig mit nahezu konstanter Vorlauftemperatur betrieben werden. Jeder Raum wird mit der umlaufenden Flüssigkeit von konstanter Temperatur versorgt, und die Wärmepumpe mit umschaltbarem Kreislauf nutzt diese Flüssigkeit je nach den von der Jahreszeit abhängigen Erfordernissen zum Wärmen oder Kühlen des Raumes aus. Hierdurch ist es möglich, Wärme von einem Raum zum anderen mit Hilfe der Wärmeträgerflüssigkeit zu ihertragen. Die Flüssigkeit wird also entsprechend dtr Oesamtwirkung aller Klimageräte genutzt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind im folgenden aufgeführt. Sind die Klimageräte in parallelen Zweigleitungen des Kreislaufes angeordnet, ist die Thermostatsteuerung von der Temperatur der Flüssigkeit am Einlaß der parallelen Zweigleitungen abhängig. Bei einer bevorzugten AusfiMirungsform der Erfindung besteht die Wärmequelle aus einem Heizkessel, der einen Wärmeerzeuger speist, durch den die umlaufende Flüssigkeit geleitet wird. Die Wärmequelle kann auch eine Abwärme-Rückgewinnungsanlage aufweisen. Die Wärmesenke wird vorteilhaft als Kühlturm ausgebildet. Schließlich ist es vorteilhaft, daß der offene Luftkreislauf den umgebenden Raum über von den Wärmetauschern getrennte Auslässe speist.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel schematisch veranschaulicht.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Anlage läuft eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, durch einen Wärmeerzeuger 1 über einen Vorlauf 2 zu einer Gruppe parallel zueinander verlaufender Rohre, von denen jedes mit einem Wärmetauschers verbunden ist. Der besseren Übersichtlichkeil wegen sind in der Zeichnung nur zwei Wärmetauscher 3 dargestellt.

Durch eine Zwischenleitung 4 gelangt das Wasser zu einem Dreiwegeventil 5, mit dem das Wasser entweder einem Kühlturm 6 oder einer Umgehung 7 zugeführt wird. Der Kühlturm 6 und die Umgehung 7 führen beide in einen Rücklauf 8 zum Wärmeerzeuger 1.

Eine mit gestrichelten Linien dargestellte Nebenstromleitung 9 wird benutzt, wenn dem Wasser Wärme aus dem Luftabsaugsystem oder anderen Quellen anfallender oder sonst nutzlos vcrlorengehender Wärme zugeführt v/ius. Der Wärmeerzeugcr 1 wird bei Bedarf mittels Wasser erhitzt, das aus einem Heizkessel 10 kommt und über ein Dreiwegcventil Hl fließt, mit dem das Wasser dem Heizkessel 10 entweder über der« Wärmeerzeuger 1 oder direkt über eine Rückleitung 12 wieder zugeführt wird.

Um die Temperatur im Vorlauf 2 auf einem vorherbestimmten Wert, beispielsweise 27" C zu halten, ist im Vorlauf 2 ein Thermostat 13 angeordnet, der die Drciwegeveiitile 5 und 11 steuert. Wenn das Dreiwegeventil 5 den Durchfluß zum Kühlturm 6 sperrt, unterbricht ein Hilfsschaiter ein Kühlturmgcbläse, die beide in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Ein anderer Hilfsschnltcr sorgt dafür, daß der Heizkessel 10 arbeitet, wenn das Dreiwegeventil 11 den Zufluß von Heizwasser aus dem Heizkessel 10 zum Wärmcerzeuger 1 freigibt.

Fin weiterer Thermostat 14 regelt die Arbeitsweise des Heizkessels 10, um die Wassertemperatur im Kreislauf des Heizkessels 10 mit dem Wärmccrzeu- gcr 1 auf dem eingestellten Wert, z. B- 80° C, zu halten.

Jeder Wärmetauscher 3 kann einzeln umgeschaltet und entweder als Heizkörper, der dem umlaufenden Wasser Wärme entzieht, oder als Kühler verwendet werden, der den Raum mit gekühlter Luft beschickt und die hierbei entwickelte Wärme an das Wasser abgibt. Zu diesem Zweck sind die Wärmetauscher 3 als Wärmepumpen mit umschaltbarem Kreislauf ausgebildet, in denen die Raumluft mit einem von bei- den, dem Kondensator oder dem Verdampfer, und die umlaufende Flüssigkeit mit dem anderen der beiden, dem Kondensator oder dem Verdampfer, in Wärmeaustausch gebracht wird. Eis kann automatisch

oder von Hand umgeschaltet werden. Das Kondensat pus dem Wärmetauscher 3 wird gesammelt und durch Leitungen 16 abgeführt.

An jedem Wärmetauscher 3 kann ein einstellbarer Frischlufteinlaß und ein Hochleistungs-Luftfilter an- S gebracht sein. 1st das Gerät mit der Außenluft in nur ganz geringem Maße verbunden, werden hierdurch für cue Anlage keine Zusatzaggregate benötigt. Außerdem werden die Anlage- und Betriebskosten gesenkt.

Wenn jedoch diese Ausbildung für das Klima ungeeignet ist, kann ein getrenntes Gebläse benutzt werden, wobei die Luft von einer zentralen Anlage zu den Geräten geführt und von diesen in dem gewünschten Zustand in den Raum gedrückt wird. Die Luft kann hierbei über die Geräte oder über separate JZinlaßvorrichtungen zugeführt v/erden.

Durch diese letztere Ausbildung ergeben sich folgende Vorteile: Da die Geräte nur eine einfache Verbindungsleitung zum Wasser Kreislauf haben, kön- ao nen sie bei einer Änderung des Bauplanes sehr tchnell ausgebaut und ihr Einbau bis zum Fertigausbau aufgeschoben werden, so daß im Bedarfsfall di.. Mieter ihre Wahl treffen können.

Eine zusätzliche Filtrierung und Regulierung der Luftfeuchtigkeit kann an der zentralen Anlage vorgesehen werden. Die Belüftung ist unabhängig von liußeren Faktoren, wie beispielsweise dem Windtlruck.

Mit einer derartigen Belüftungsanlage wird die Luft gefiltert und gereinigt und bei kälterem und trockenem Wetter erwärmt und angefeuchtet. Die I,uft wird durch ein einfaches Leitungssystem aus billigem Material und mit einer geringen Geschwindigkeit verteilt, wobei Ringleitungen in großer Höhe um den Gebäudekem herumlaufen. Das Wasser wird nur zu Kondensationszwecken in das Klimagerät geleitet, wodurch die Wärmeverluste äußerst gering gehalten werden.

Die Herstellungs- und Betriebskosten der Anlage, der Leitungen und des Gebläses sind gering und l'ibcrtragungsverluste der Leitungen und Rohre werden vermieden, so daß keine Isolierung an irgend einer Stelle erforderlich ist.

Die Anlage kann an vielen Stellen und Einrich-Hingen verwendet werden, wie beispielsweise in Büroliäusern, Hotels, Fabriken, Schiffen usw. In jedem Tall kann jedes Gerät selbständig gesteuert werden, wobei sich keine Auswirkung auf die anderen Genie ergibt, weil durch den Thermostat 13 eine allgemeine Steuerung vorgenommen wird. Weiterhin hat die Anlage aus den oben genannten Gründen einen geringen Flatzbcdarf. Auch ist keine zentrale Kühlanlage notwendig, wie sie bei vieien bekannten mit Auslaßgeräten in jedem Raum ausgestatteten Klimaanlagen erforderlich ist.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Klimaanlage mit mindestens einem Lüftungsgerät in jedem zu klimatisierenden Raum, das an einen Flüssigkeits-, insbesondere Wasserkreislauf, der die Geräte miteinander verbindet und ihnen je nach den Erfordernissen Wärme entzieht oder zuführt und an einen offenen Luftkreislauf mit einer zentralen Anlage und Auslässen zu mindestens einigen der Räume angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher (3) der Klimageräte als Wärmepumpen rr^;: umschaltbarem Kreislauf ausgebildet sind, in denen die Raumluft mit einem von beiden, dem Kondensator oder dem Verdampfer, und die umlaufende Flüssigkeit mit dem anderen der beiden, dem Kondensator oder dem Verdampfer in Wärmeaustausch gebracht wird, und daß der Flüssigkeitskreislauf eine Wärmequelle, eine Wärmesenke und automatische Steuermittel zum Leiten der Flüssigkeit wahlweise durch die Wärmequelle oder die Wärmesenke oder durch beide zur Aufrechterhaltung einer im wesentlichen konstanten Temperatur der Flüssigkeit an einer oder mehreren bestimmten Stellen des Kreislaufes aufweist.

2. Klimaanlage nach Anspruch 1, bei der die Klimageräte in parallelen Zweigleitungen des Kreislaufs angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermostatsteu°rung von der Temperatur der Flüssigkeit am Einlaß der parallelen Zweigleitungen abhängig ist.

3. Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmequelle aus einem Heizkessel (10) besteht, der einen Wärmeerzeuger (1) speist, durch den die umlaufende Flüssigkeit geleitet wird.

4. Klimaanlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmequelle eine Abwärme-Rückgewinnungsanlage aufweist.

5. Klimaanlage nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmesenke als Kühlturm (6) ausgebildet ist.

6. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der offene L'üftkreislauf den umgebenden Raum über von den Wärmetauschern (3) getrennte Auslässe speist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen