DE19855497B4

DE19855497B4 - Bodenquell-Luftkonvektor

Info

Publication number: DE19855497B4
Application number: DE19855497A
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. Haugeneder
Original assignee: Altherm Baden GmbH; Altherm GmbH
Current assignee: Kampmann GmbH and Co KG
Priority date: 1998-12-01
Filing date: 1998-12-01
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2018-12-02
Also published as: DE19855497A1

Abstract

Bodenquell-Luftkonvektor, bestehend aus
– einem in einem Doppelboden (1) untergebrachten horizontal verlaufenden Strömungskanal (2), über welchen Außenluft oder Umluft vom Raum angesaugt wird,
– einer im Strömungskanal (2) angeordneten, luftdurchlässigen, verschwenkbaren oder verstellbaren Steuerklappe (4),
– einem hinter der Steuerklappe (4) angeordneten Wärmetauscher bzw. Konvektor (6),
– mit zwei Luftaustrittsöffnungen (7,8) am Strömungskanal (2), wobei eine Austrittsöffnung (7) nach und eine Austrittsöffnung (8) vor dem Wärmetauscher (6) angeordnet ist und die Austrittsöffnung (8) vor dem Wärmetauscher (6) durch Verschwenken der Steuerklappe (4) verschließbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bodenquell-Luftkonvektor mit einem in einem Doppelboden untergebrachten Strömungskanal, über welchen Außenluft oder Umluft vom Raum angesaugt wird.

Aus der DE 690 11 047 T2 ist ein Klimatisierungsverfahren für mit Doppelboden ausgestattete Räume beschrieben, bei dem die durch ein Klimagerät behandelte Luft durch Kanäle geblasen wird, mit Regeleinrichtungen für jedes individuelle Büro.

In der DE 29 36 855 A1 ein in einen Fußboden einsetzbarer Konvektor angegeben, der in einem Bodenkanal eine freie wie auch eine zwangsweise Konvektion gewährleistende Luftführung bewirkt.

Die DE 195 48 599 C2 beschreibt eine Lüftungsanlage für Räume von Gebäuden mit einem Lüftungsaggregat im Bereich eines Fensters mit einem gebäudeaußenseitigen Einlass für Zuluft und einem Auslass für Abluft. Das Lüftungsaggregat schließt hierbei flächenbündig mit dem Fußboden ab und ist in einer Aussparung des Fußbodens oder in einer Gebäudezwischendecke aufgenommen.

Bodenquell-Luftkonvektoren sind üblicherweise in einem Doppelboden eingesetzt und weisen einen Konvektor bzw. Wärmetauscher auf, dem eine Austrittsöffnung zugeordnet ist, die durch einen Lamellenrost oder dergleichen abgedeckt ist. Vor dem Konvektor bzw. Wärmetauscher befindet sich ein Strömungskanal, durch den Umluft oder Zuluft zum Wärmetauscher geführt wird. Ein derartiger Bodenquell-Luftkonvektor hat jedoch den Nachteil, dass immer gleichviel Zuluft mit geringer Wurfweite in den Raum bewegt wird. Bei einem derartigen Bodenquell-Luftkonvektor kann der Zustand eintreten, dass immer kältere Luft in den Raum einströmt und sich ein Kaltluftsee im Bodenbereich ausbildet, so dass im Bodenbereich ein Kaltluftsee mit Temperaturen zwischen 18°C und 19°C und im Bereich des Oberkörpers einer Person eine Luftschicht mit Temperaturen von 24°C bis 26°C festzustellen ist, was bedeutet, dass die gewünschten Komfortbedingungen nicht eingehalten werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bodenquell-Luftkonvektor zu schaffen, der sowohl im Sommer wie auch im Winter eine Luftverteilung mit höchstmöglichen Komfort schafft.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Der erfindungsgemäße Bodenquell-Luftkonvektor weist eine Steuerklappe auf, die vorzugsweise über einen Elektromagneten betrieben wird, derart, dass im stromlosen Zustand die Normalbetriebsstellung eingehalten wird, während in der zweiten Betriebsposition die Klappe durch einen Elektromagneten in eine Stellung verbracht wird, in der eine Schnelllüftung bzw. Schnellaufheizung gewährleistet ist.

Bei großen Lasten bzw. bei hoher Sonneneinstrahlung wird erfindungsgemäß ein schneller Temperaturangleich der Luftschichten gewährleistet, während im Winterbetrieb durch entsprechende Steuerung der Steuerklappe eine Schnellaufheizung möglich ist. Insbesondere nach kalten Winternächten lässt sich der Bodenquell-Luftkonvektor durch entsprechende Steuerung der Klappe derart betreiben, dass von Sonntag auf Montag sehr schnell die Raumlufttemperatur des zugehörigen Raumes auf z.B. 22°C aufgeheizt werden kann. Dadurch ist es dem Betreiber des Bodenquell-Luftkollektors möglich, die Heizung sehr lange abgesenkt laufen zu lassen und die Aufheizung des Raumes erst kurz vor dem notwendigen Zeitpunkt zu bewirken. Wenn der Bodenquell-Luftkonvektor im Winterbetrieb zur Raumaufheizung in Betrieb gesetzt wird, bewegen sich sämtliche Steuerklappen in eine den Schnellheizbetrieb ermöglichende Position und die Luftgeschwindigkeit am Wärmetauscher steigt an. Dieser Anstieg der Luftgeschwindigkeit bewirkt eine hohe Turbulenz an den Wärmetauscherflächen und ein rasantes Ansteigen der Leistung des Konvektors. Darüber hinaus wird die aufgeheizte Luft in den Raum weiter "ausgeworfen" und resultiert in einer raschen Umwälzung der gesamten Raumluft, d.h. die warme Luft erreicht schneller alle Bauteile in dem zugehörigen Raum und erwärmt diese rasch.

Nachfolgend wird anhand der Zeichnung der erfindungsgemäße Bodenquell-Luftkonvektor detaillierter erläutert zur Beschreibung weiterer Merkmale und Vorteile.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung des Bodenquell-Luftkollektors im Normalbetrieb, und
2 eine schematische Darstellung des Bodenquell-Luftkollektors in seiner Betriebsstellung zur Schnellaufheizung.
In 1 ist ein Doppelboden durch 1 dargestellt. Unterhalb des Doppelbodens 1 befindet sich ein Strömungskanal 2, über welchen Luft von außen oder Umluft vom Raum angesaugt wird, je nach Steuerung eines nicht dargestellten Lufteintrittssystems. Innerhalb des Strömungskanales 2 befindet sich ein mit 3 bezeichnetes Filterelement, welches den Querschnitt des Strömungskanales 2 ausfüllt und bei dem in 1 horizontal verlaufenden Strömungskanals 2 eine vertikale Stellung einnimmt. Hinter dem Filterelement 3 befindet sich eine verstellbare oder verschwenkbare Steuerklappe 4, die bei der dargestellten Ausführungsform um eine am oberen Ende der Steuerklappe 4 definierte horizontale Schwenkachse 5 aus der in 1 gezeigten Position im Uhrzeigersinn in die in 2 gezeigte Position verschwenkbar ist.
Innerhalb des Strömungskanales 2 befindet sich hinter der Steuerklappe 4 ein Wärmetauscher bzw. Konvektor 6, der eine vorzugsweise nach oben weisende Austrittsöffnung 7 besitzt, die durch einen Rost oder dergleichen abgedeckt sein kann. Weiterhin ist eine zweite Austrittsöffnung 8 vorgesehen, die vor dem Wärmetauscher 6 angeordnet ist, bei der dargestellten Ausführungsform nach oben gerichtet ist und durch einen Rost 10 oder dergleichen abgedeckt sein kann.
Unterhalb der Austrittsöffnung 8 befindet sich eine Einrichtung 12, z.B. in Form einer beispielsweise horizontal verlaufenden Wand, die mit strömungsdurchlässigen und strömungsundurchlässigen Bereichen 12a, 12b versehen ist, wie dies im folgenden noch beschrieben wird.
Die Steuerklappe 4 weist einen vorbestimmten Strömungswiderstand auf, der dadurch erzeugt wird, dass die Steuerklappe 4 entsprechend der Einrichtung 12 strömungsdurchlässige und strömungsundurchlässige Bereiche besitzt, die entsprechend mit 4a bzw. 4b bezeichnet sind. Auf diese Weise wird in der in 1 gezeigten im wesentlichen vertikalen Steuerklappenposition ein Strömungswiderstand gegenüber der durch den Strömungskanal 2 zugeführten Strömung erzeugt, der gegebenenfalls durch das Filterelement 3 erhöht wird, so dass die Strömung in der in 1 gezeigten Stellung einem größeren Strömungswiderstand ausgesetzt ist als in dem in 2 gezeigten Beispiel, in welchem die Klappe 4 im Uhrzeigersinn nach oben verschwenkt ist.
Die Einrichtung 12 hat im wesentlichen L-förmige Gestalt, wobei die strömungsdurchlässige und strömungsundurchlässige Abschnitte enthaltende Wand in der in 1 gezeigten Stellung gegen über dem darüber befindlichen Rost, Lochblech 10 oder dergleichen geringfügig beabstandet ist und ferner einen seitlichen Wandabschluss 14 besitzt, der ein seitliches Durchströmen der Einrichtung 12 in Richtung auf die Öffnungen des Rostes 10 verhindert.
Die Stellung der Steuerklappe 4 wird. durch einen Elektromagneten 16 oder dergleichen verändert, zu welchem Zweck die Steuerklappe 4 seitlich geführt sein kann. Bei stromlosem Elektromagneten 16 nimmt die Steuerklappe 4 die in 1 gezeigte Position ein, bei aktiviertem Elektromagneten 16 die in 2 gezeigte Position.
In der in 1 veranschaulichten Betriebsstellung des Bodenquell-Luftkonvektors wird somit Zuluft oder Umluft über den Strömungskanal 2 durch das Filterelement 3 und, durch die Steuerklappe 4 geleitet und dann über einerseits den Wärmetauscher 6 zur ersten Austrittsöffnung 7 geleitet und andererseits über die zweite Austrittsöffnung 8 nach oben geleitet. Der Wärmetauscher 6 kann dabei in Betrieb oder auch außer Betrieb sein je nach Außentemperatur.
Um eine schnelle Aufheizung der Raumtemperatur zu ermöglichen, insbesondere während des Winterbetriebes, wird entsprechend 2 der Bodenquell-Luftkonvektor so betrieben, dass die Steuerklappe 4 ihre in 2 gezeigte im wesentlichen horizontale Betriebsstellung einnimmt, was durch die Aktivierung des Elektromagneten 16 erreicht wird. Über ein Steuergestänge 17, 18 wird die Steuerklappe 4 um die Achse 5 nach oben geklappt. Die Steuerklappe 4 hat dabei eine solche Struktur hinsichtlich ihrer strömungsdurchlässigen und strömungsundurchlässigen Bereiche, dass die strömungsundurchlässigen Bereiche 4a der Steuerklappe 4 die strömungsdurchlässigen Bereiche 12a der Einrichtung 12 abschließen. Dadurch wird eine Strömung von Luft durch die Einrichtung 12 hindurch verhindert. Die Steuerklappe 4 kann zusätzlich mit einer in 2 nach oben gebogenen Lippe 18 versehen sein, die vorzugsweise aus elastischem Material besteht und den Zweck hat, durch die Einrichtung 12 nicht abgeschlossene Öffnungen wie die Öffnung 20 luftdicht abzuschließen.
In der Stellung der Steuerklappe 4 gemäß 2 wird somit ein Luftaustritt über die Austrittsöffnung 8 verhindert und die gesamte Luftströmung geht über den Wärmetauscher 6 zur Austrittsöffnung 7. Da in diesem Falle die Steuerklappe 4 den Strömungskanal 2 öffnet, gelangt die über den Strömungskanal 2 zugeführte Luft über das Filter 3 zum Wärmetauscher 6, infolgedessen die Steuerklappe 4 dieser Luftströmung keinen Strömungswiderstand entgegensetzt und die Luftgeschwindigkeit im Vergleich zu dem Beispiel nach 1 höher ist. Die Steuerklappe 4 kann also zugleich den Zweck erfüllen, die Luftgeschwindigkeit in ihrer in 1 gezeigten Stellung zu erniedrigen bzw. die Luftgeschwindigkeit in ihrer in 2 gezeigten Stellung gegenüber der Variante nach 1 zu erhöhen.
Wenn im Beispiel nach 2 der Wärmetauscher 6 mit Warmwasser betrieben wird, wird die gesamte Luftströmung über den Wärmetauscher 6 geführt und es wird eine Schnellaufheizung sichergestellt.
Bei großen Lasten bzw. bei Sonneneinstrahlung wird somit durch die in 1 gezeigte Schaltung eine höhere Luftgeschwindigkeit und durch die beiden offenen Austrittsöffnungen 7, 8 die Erzeugung einer hohen Turbulenz sichergestellt, was bedeutet, dass beim Anlaufen der Anlage die Luftgeschwindigkeit hoch ist, was einer Mischungslüftung gleichkommt. Im Sommerbetrieb ist ersichtlicherweise der Wärmetauscher 6 abgeschaltet. Durch Verengung der Austrittsöffnung 7, 8 bei gleichbleibender Luftmenge wird dagegen im Winterbetrieb die Geschwindigkeit wie auch die Wurfweite wesentlich erhöht.
Im Winterbetrieb wird die gesamte, erwärmte Luft ausschließlich nur über die Austrittsöffnung 7 abgegeben, wenn die in 2 gezeigte Schaltung zur Schnellaufheizung eingestellt ist und es wird eine wesentlich höhere Turbulenz an den Wärmetauscherflächen und damit ein schnelles Ansteigen der Leistung des Konvektors sichergestellt. Gleichzeitig wird die Luft auch weiter ausgeworfen und bringt so eine sehr schnelle Umwälzung der Raumluft mit sich.
Ein weiterer Vorteil der Schnelllüftung entsprechend 2 besteht auch darin, dass durch die Erhöhung der Luftgeschwindigkeit am Konvektor bzw. Wärmetauscher der Konvektor regelmäßig von grober Verunreinigung befreit werden kann.
Die Schnellaufheizung mit der Betriebsstellung der Steuerklappe 4 entsprechend 2 wird vorzugsweise nur vor Inbetriebnahme der Räume durchgeführt, so dass die hierbei möglicherweise auftretende höhere Staubaufwirbelung nur kurzzeitig und vor Begehung der Räumlichkeiten festzustellen ist.
Bei dem beschriebenen Bodenquell-Luftkonvektor sind beide Austrittsöffnungen 7 und 8 auf Bodenniveau, d.h. in der Horizontalebene liegend vorgesehen und vorzugsweise nebeneinander, wie dies aus den 1 und 2 hervorgeht.
Der in Verbindung mit 1 und 2 beschriebene Bodenquell-Luftkonvektor besteht in der Praxis bei größeren Räumlichkeiten aus einer Mehrzahl von Strömungskanälen 2 und Austrittsöffnungen 7, 8, so dass eine entsprechende Zahl von Steuerklappen 4 und nicht nur eine einzige Steuerklappe 4 vorgesehen sind.

Claims

Bodenquell-Luftkonvektor, bestehend aus – einem in einem Doppelboden (1) untergebrachten horizontal verlaufenden Strömungskanal (2), über welchen Außenluft oder Umluft vom Raum angesaugt wird, – einer im Strömungskanal (2) angeordneten, luftdurchlässigen, verschwenkbaren oder verstellbaren Steuerklappe (4), – einem hinter der Steuerklappe (4) angeordneten Wärmetauscher bzw. Konvektor (6), – mit zwei Luftaustrittsöffnungen (7,8) am Strömungskanal (2), wobei eine Austrittsöffnung (7) nach und eine Austrittsöffnung (8) vor dem Wärmetauscher (6) angeordnet ist und die Austrittsöffnung (8) vor dem Wärmetauscher (6) durch Verschwenken der Steuerklappe (4) verschließbar ist.
Bodenquell-Luftkonvektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerklappe (4) mit strömungsdurchlässigen und strömungsundurchlässigen Bereichen (4a, 4b) versehen ist, dass die vor dem Wärmetauscher (6) liegende Austrittsöffnung (8) mit einer Einrichtung (12) versehen ist, die strömungsdurchlässige und strömungsundurchlässige Bereiche (12a, 12b) aufweist mit einer Struktur, derart, dass die Steuerklappe (4) in der der Schnellaufheizung entsprechenden Position mit den strömungsundurchlässigen Bereichen (4) die strömungsdurchlässigen Bereiche (12a) der Einrichtung (12) verschließt.
Bodenquell-Luftkonvektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerklappe (4) eine erste, im wesentlichen vertikale Position für den Normalbetrieb und eine zweite, im wesentlichen horizontale Betriebsstellung für den Schnellheizbetrieb aufweist.
Bodenquell-Luftkonvektor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerklappe (4) an ihrem oberen Ende um eine horizontale Achse (5) verschwenkbar gelagert ist.
Bodenquell-Luftkonvektor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Strömungskanal (2) ein quer zum Strömungskanal (2) liegendes Filterelement (3) vorgesehen ist, welches in der Normalbetriebsstellung der Steuerklappe (4) parallel zur Steuerklappe (4) liegt.
Bodenquell-Luftkonvektor nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Steuerklappe (4) in ihrer Normalbetriebsstellung parallel und benachbart zum Filterelement (3) angeordnet ist.
Bodenquell-Luftkonvektor nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerklappe (4) an ihrem freien Ende mit einer Dichtungslippe (20) versehen ist.
Bodenquell-Luftkonvektor nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (16) zur Veränderung der Betriebsstellung der Steuerklappe (4) vorgesehen ist.
Bodenquell-Luftkonvektor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (16) aus einem Elektromagneten mit Steuergestänge (17, 18) besteht.