DE20314018U1 - Raumtemperierungseinrichtung - Google Patents

Raumtemperierungseinrichtung

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DE20314018U1 DE20314018U DE20314018U DE20314018U1 DE 20314018 U1 DE20314018 U1 DE 20314018U1 DE 20314018 U DE20314018 U DE 20314018U DE 20314018 U DE20314018 U DE 20314018U DE 20314018 U1 DE20314018 U1 DE 20314018U1
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Description

BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Raumtemperierungseinrichtung mit mindestens einem von Umgebungsluft umströmten Wärmeaustauscher, einer Lufteintrittsöffnung und einer Luftaustrittsöffnung.
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, eine Raumtemperierungseinrichtung zu verwenden, in dem ein Wärmeaustauscher angeordnet ist. Hierbei kann es sich um diverse Wärmeaustauscher handeln, die beispielsweise im Gleichstrom, Kreuzstrom oder Gegenstrom betrieben werden. In der Regel wird bei den bekannten Raumtemperierungseinrichtungen Umgebungsluft angesaugt, die
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über den Wärmeaustauscher strömt. Aufgrund des Temperaturgefälles zwischen dem Wärmeaustauscher und der Umgebungsluft entsteht ein Wärmestrom vom wärmeren zum kälteren Medium. Soll beispielsweise die Raumluft gekühlt werden, wird der angesaugten Umgebungsluft Wärme durch den kälteren Wärmeaustauscher entzogen und anschließend durchströmt die gekühlte Umgebungsluft die Luftaustrittsöffnung und gelangt so in den zu kühlenden Raum. Es ist ebenfalls bekannt, diese Raumtemperierungseinrichtung zur Raumlufterwärmung zu betreiben. Hierbei umströmt die Umgebungsluft den Wärmeaustauscher, der durch ein Medium aufgeheizt ist, und nimmt gleichzeitig Wärme auf. Die erwärmte Umgebungsluft verlässt anschließend die Raumtemperierungseinrichtung über die Luftaustrittsöffnung. Einer der Nachteile dieser bekannten Raumtemperierungseinrichtungen ist jedoch, dass trotz immer modernerer Wärmeaustauscher ein großer Betrag an Energie notwendig ist, die Raumluft auf die entsprechende Temperatur zu bringen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Raumtemperierungseinrichtung der genannten Art zu schaffen, die einen guten Wirkungsgrad aufweist und des Weiteren kostengünstig herzustellen ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 vorgeschlagen. Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Raumtemperierungseinrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Raumtemperierungseinrichtung einen ersten Wärmeaustauscher, der ein Phasenwechselmaterial (Phase Change Material) umfasst, in einem ersten Strömungsbereich der Umgebungsluft aufweist. Des Weite-
ren ist erfindungsgemäß ein zweiter, von einem Fluid durchströmter Wärmeaustauscher in einem zweiten Strömungsbereich der Umgebungsluft, der sich an den ersten Strömungsbereich anschließt, angeordnet. Das Phasenwechselmaterial (PCM) bietet den wesentlichen Vorteil, dass es bei der vorliegenden Erfindung als Latentwärmespeicher einen hohen Wirkungsgrad aufweist. Hierbei kann das Phasenwechselmaterial beispielsweise ein Salz, ein Salzhydrat, ein Gemisch von Salzen und/oder Salzhydraten und/oder ein organisches Material sein, welches Wärme in Form von Schmelzwärme („latente" Wärme) speichert. Prinzipiell „arbeitet" das Phasenwechselmaterial in der Weise, dass beim Schmelzen, das heißt, wenn das PCM von der festen in die flüssige Phase übergeht, Wärme verbraucht wird beziehungsweise Wärme aufgenommen wird. Solange der flüssige Zustand bestehen bleibt, wird diese Wärme latent durch das PCM gespeichert. Beim Erstarren, das bedeutet, wenn das PCM von der flüssigen in die feste Phase übergeht, wird die oben genannte latente Wärme wieder frei. Somit bietet das PCM insbesondere bei Raumtemperierungseinrichtung den wesentlichen Vorteil, dass es Wärme aus der Umgebung aufnehmen und abführen kann, wodurch sich der Wirkungsgrad einer Raumtemperierungseinrichtung wesentlich erhöhen lässt.
Erfindungsgemäß kann die Raumtemperierungseinrichtung zur Raumlufterwärmung und zur Raumluftkühlung betrieben werden. Bei der Raumluftkühlung gelangt die Umgebungsluft durch die Lufteintrittsöffnung in den ersten Strömungsbereich der Raumtemperierungseinrichtung, wobei sie entlang des ersten Wärmeaustauschers, der vorzugsweise ein Plattenwärmeaustauscher ist, strömt. Hierbei wird die Luft in dem ersten Strömungsbereich gekühlt, während das im ersten Wärmeaustauscher angeordnete, aufgeladene PCM von der festen in die flüssige Phase übergeht. Die abgekühlte Umgebungsluft gelangt anschließend in den zweiten
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Strömungsbereich, in dem der zweite Wärmeaustauscher angeordnet ist. Je nach Betriebsfall kann auch hier eine weitere Abkühlung der Umgebungsluft stattfinden. Im Falle von beispielsweise Temperaturspitzen, bei denen der erste Wärmeaustauscher nicht genügend weit die Temperatur der Umgebungsluft abkühlen kann, wird der zweite Wärmeaustauscher aktiviert, der der Umgebungsluft weitere Wärme entzieht. Hierbei ist vorzugsweise der zweite Wärmeaustauscher mit einem Kühlsystem, insbesondere einer Kältemaschine verbunden, das das durch den zweiten Wärmeaustauscher strömende Fluid auf die notwendige niedrige Temperatur bringt. Das Fluid, das vorzugsweise Wasser ist, wird im erwärmten Zustand dem zweiten Wärmeaustauscher wieder abgeführt. Ist beispielsweise das PCM entladen, das bedeutet, ist das PCM in der flüssigen Phase, wird ebenfalls der zweite Wärmeaustauscher aktiviert, um die Umgebungsluft auf die entsprechende niedrige Temperatur zu bringen. Für die Wirkungsweise der Einrichtung ist es dabei unerheblich, ob der erste Wärmetauscher bzw. der erste Strömungsbereich in Strömungsrichtung hinter dem zweiten Wärmetauscher bzw. dem zweiten Strömungsbereich angeordnet ist.
Bei der Raumlufterwärmung befindet sich das aufgeladene PCM in der flüssigen Phase. Wird durch die Lufteintrittsöffnung kalte Umgebungsluft in die Raumtemperierungseinrichtung angesaugt, strömt diese zunächst über den ersten Wärmeaustauscher. Hierbei geht das PCM des ersten Wärmeaustauschers von der flüssigen in die feste Phase über, wobei gleichzeitig die Umgebungsluft Wärme aufnimmt. Reicht die durch den ersten Wärmeaustauscher übertragende Wärme nicht aus, die Umgebungsluft auf die gewünschte Temperatur zu bringen, wird der im zweiten Strömungsbereich angeordnete zweite Wärmeaustauscher aktiviert. Der zweite Wärmeaustauscher ist mit einem Heizsystem verbunden, das beispielsweise den zweiten Wärmeaustauscher mit erwärmtem Wasser ver-
sorgt. Ist das PCM entladen, das bedeutet, ist das PCM in der festen Phase, ist eine Erwärmung der Umgebungsluft im ersten Wärmeaustauscher nicht möglich, so dass in diesem Fall ebenfalls der zweite Wärmeaustauscher aktiviert wird.
Bei einer weiteren Alternative der Erfindung ist der zweite Wärmeaustauscher als Rippenrohrwärme- und/oder als Lamellenrohrwärmeaustauscher ausgebildet. Durch den Einsatz von Rippen oder Lamellen können im Vergleich zu glatten Rohren größere Wärmeübertragungsflächen realisiert werden, wodurch eine kompakte, leistungsfähige Wärmeübertragerkonstruktion erzielbar ist. Die Rippen können beispielsweise spiralförmig auf dem Rohr angeordnet sein, wobei es sich vorzugsweise um ein Stahlband handeln kann, welches auf das Rohr gewickelt ist und an seinen beiden Enden am Rohr befestigt ist. Die Rippen sitzen durch den Wickelvorgang straff auf dem Rohr auf und können zusätzlich wie bei der Lamellenrohrkonfiguration durch einen Überzug wärmeleitend mit dem Rohr verbunden sein. Als Wärmeübertragungsflächen sowohl Rippen als auch Lamellen in einem Wärmeaustauscher zu verwenden, ist ebenfalls denkbar.
Zweckmäßigerweise weist der erste Wärmeaustauscher eine Umhüllung auf, wobei das Phasenwechselmaterial unterhalb der Umhüllung angeordnet ist. Vorzugsweise besteht die Umhüllung aus einem Material mit einer hohen Wärmeleitung, beispielsweise aus Stahl, Edelstahl, Kupfer oder Aluminium oder deren Legierungen. Hierbei bildet die Umhüllung eine Art Verkapselung oder Versiegelung des PCM am ersten Wärmeaustauscher, um einen Flüssigkeitsaustritt, der zu einem Substanzverlust beziehungsweise zu einer Verunreinigung des Wärmeaustauschers führen kann, zu verhindern.
Bei einer weiteren Alternative der Erfindung weist die Raumtemperierungseinrichtung Umschaltmittel aufweist, wodurch die Raumtemperierungseinrichtung in mehreren Betriebszuständen betreibbar ist. Hierbei besteht die Möglichkeit, dass die Umschaltmittel jeweils an der Lufteintritts- und Luftaustrittsöffnung angeordnet sind und je nach Betriebszustand die Öffnungen schließbar und/oder offenbar sind. Ferner kann vorgesehen sein, dass für einen Umluftbetrieb ein Umluftkanal in der Raumtemperierungseinrichtung angeordnet ist, der durch die Umschaltmittel vom ersten und vom zweiten Strömungsbereich trennbar oder mit dem ersten und mit dem zweiten Strömungsbereich verbindbar ist. Sind beispielsweise durch die Umschaltmittel die Lufteintritts- und Luftaustrittsöffnung geschlossen, befindet sich die Raumtemperierungseinrichtung, die vorzugsweise ein Ventilator aufweist, in dem Umluftbetrieb. Die Umgebungsluft strömt hierbei durch den ersten und den zweiten Strömungsbereich und gelangt in den Umluftkanal, der wiederum in den ersten Strömungsbereich mündet. Es stellt sich somit eine Umluftströmung ein. Dieser Betriebszustand kann beispielsweise für die Ladephase des Phasenwechselmaterials verwendet werden.
Soll zum Beispiel das Phasenwechselmaterial von der flüssigen in die feste Phase versetzt werden, wird im Umluftbetrieb der zweite Wärmeaustauscher mit einem gekühlten Fluid versorgt, so dass die innerhalb der Raumtemperierungseinrichtung zirkulierende Luft abgekühlt wird. Gleichzeitig strömt die abgekühlte Luft in den ersten Strömungsbereich, in dem der erste Wärmeaustauscher mit dem Phasenwechselmaterial angeordnet ist. Hierbei wird die im PCM latent gespeicherte Wärme frei, wobei das Material sich von der flüssigen in die feste Phase versetzt wird. Die frei gewordene Wärme wird durch die Umluft aufgenommen, die in den sich anschließenden zweiten Strömungsbereich strömt und dort wiederum
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durch den zweiten Wärmeaustauscher abgekühlt wird. Im aufgeladenen Zustand des PCM kann der erste Wärmeaustauscher zuverlässig den Raum mit kühler Luft versorgen.
Der Umluftbetrieb kann ebenfalls dafür verwendet werden, das Phasenwechselmaterial zu laden, indem dem PCM Wärme zugeführt wird. In diesem Fall wird der zweite Wärmeaustauscher durch ein erwärmtes Fluid durchflossen, wobei gleichzeitig die sich im Umluftbetrieb befindende Luft im zweiten Strömungsbereich erwärmt wird. Die erwärmte Luft gelangt anschließend in den Umluftkanal, der in den ersten Strömungsbereich mündet. Dort wird das im ersten Wärmeaustauscher angeordnete PCM von der festen in die flüssige Phase versetzt, wobei gleichzeitig der Umgebungsluft Wärme entzogen wird, die in dem sich anschließenden zweiten Strömungsbereich erneut aufgewärmt wird. Auf diese Art wird das PCM aufgeladen, um im aufgeladenen Zustand den Raum mit warmer Umgebungsluft zu versorgen.
Eine weitere Möglichkeit zur Ladung des PCM besteht darin, dass die Raumtemperierungseinrichtung mit mindestens einer Öffnung ausgebildet ist, die unmittelbar am Umluftkanal angeordnet ist. Hierbei ist die Lufteintrittsöffnung geöffnet und die Luftaustrittsöffnung durch das Umschaltmittel geschlossen. In diesem Betriebszustand wird Umgebungsluft durch die Lufteintrittsöffnung in die Raumtemperierungseinrichtung befördert. Hierbei kann es sich um kühle Umgebungsluft handeln, beispielsweise kühle Nachtluft, wodurch das PCM in die feste Phase versetzt wird und für den Kühlbetrieb aufgeladen wird. Die eingesaugte Luft strömt hierbei durch den ersten und den zweiten Strömungsbereich, wobei der zweite Wärmeaustauscher in diesem Betriebszustand deaktiviert ist. Anschließend gelangt die Umgebungsluft in den Umluftkanal und wird von dort durch die Öffnung wieder in die Umgebung geleitet.
: J
Selbstverständlich kann auch warme Umgebungsluft in die Raumtemperierungseinrichtung geleitet werden, um das PCM für den Heizbetrieb aufzuladen. In diesem Fall wird das PCM von der festen in die flüssige Phase versetzt. Auch hier strömt die Umluft über den ersten und den zweiten Strömungsbereich in den Umluftkanal und anschließend durch die Öffnung in die Umgebung.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Raumtemperierungseinrichtung in rein schematische Darstellung in einem ersten Betriebszustand,
Fig. 2 die Raumtemperierungseinrichtung in einem zweiten
Betriebszustand und
Fig. 3 die Raumtemperierungseinrichtung in einem dritten
Betriebszustand.
Figur 1 zeigt die Raumtemperierungseinrichtung 100 mit einer Lufteintrittsöffnung 10 und einer Luftaustrittsöffnung 11. Innerhalb der Raumtemperierungseinrichtung 100 ist ein Plattenwärmeaustauscher 12 aus PCM in einem ersten Strömungsbereich 14 sowie ein Rippenrohrwärmeaustauscher 13 in einem zweiten Strömungsbereich 15 angeordnet, wobei bei dieser Ausführungsform der erstgenannte Wärmeaustauscher 12 der Lufteintrittsöffnung 10 zugewandt ist. Unterhalb des Rippenrohrwärmeaustauschers 13 ist ein Ventilator 16 positioniert. Des Weiteren weist die Raumtemperierungseinrichtung 100 einen Umluftkanal 19 auf, der durch eine
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Wandung 21 vom ersten und vom zweiten Strömungsbereich 14,15 im wesentlichen getrennt ist.
Im Bereich der Lufteintritts- und Luftaustrittsöffnung 10,11 sind ferner Umschaltmittel 17,18 angeordnet, die je nach Betriebszustand der Raumtemperierungseinrichtung 100 die Öffnungen 10, 11 schließen oder öffnen können. Bei der darstellten Ausführungsform sind die Umschaltmittel 17,18 als Klappen ausgebildet, die drehbar oder schwenkbar an den Öffnungen 10,11 befestigt sind. Im vorliegenden Betriebszustand ist die Klappe 17 der Lufteintrittsöffnung 10 (obere Klappe) in vertikaler Position, so dass die Lufteintrittsöffnung 10 geöffnet ist und somit Umgebungsluft in den Innenraum der Raumtemperierungseinrichtung 100 einströmen kann. Die Raumtemperierungseinrichtung 100 ist darüber hinaus derart ausgebildet, dass in der beschriebenen Position der oberen Klappe 17 die Lufteintrittsöffnung 22 vom Umluftkanal 19 zum Strömungsbereich 14 geschlossen ist, so daß der Umluftkanal 19 vom erste Strömungsbereich 14 getrennt ist, das heißt, kein Umluftbetrieb möglich ist.
Im Bereich der Luftaustrittsöffnung 11 ist eine weitere, drehbare Klappe 18 (untere Klappe) angeordnet. Im Betriebszustand gemäß Figur 1 ist hierbei die untere Klappe 18 in einer horizontalen Position, so dass die durch die Raumtemperierungseinrichtung 100 in Strömungsrichtung S strömende Luft durch die Luftaustrittsöffnung 11 in den zu temperierenden Raum gelangen kann. Gleichzeitig ist durch die horizontale Position der unteren Klappe 18 der Luftaustrittsöffnung 23 zum Umluftkanal 19 gesperrt, das bedeutet, dass die innerhalb der Raumtemperierungseinrichtung 100 zirkulierende Luft nicht in den Umluftkanal 19 gelangen kann. Die die Luftaustrittsöffnung 23 nicht verschließende Position der Klappe 18 ist in Fig. 1 gestrichtelt angedeutet
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Der Betriebszustand gemäß Figur 1 ist für einen Kühlbetrieb und für einen Heizbetrieb benutzbar. Beim Kühlbetrieb gelangt in der Regel warme Luft aus einem Raum 20 durch die Lufteintrittsöffnung 10 in den ersten Strömungsbereich 14, in dem der Plattenwärmeaustauscher 12 mit einem Phasenwechselmaterial angeordnet ist, welches in einem geladenen Zustand, das bedeutet in fester Phase, ist. Während die Umgebungsluft den Plattenwärmeaustauscher 12 umströmt, wird der Luft Wärme entzogen, wobei gleichzeitig das PCM von der festen in die flüssige Phase übergeht. Anschließend durchströmt die gekühlte Luft den zweiten Strömungsbereich 15 und verlässt die Raumtemperierungseinrichtung 100 durch die Luftaustrittsöffnung 11. Während des Kühlbetriebes besteht ebenfalls die Möglichkeit den Rippenrohrwärmeaustauscher 13 zu aktivieren. Hierbei wird gekühltes Wasser durch den Rippenrohrwärmeaustauscher 13 geführt und durch den Luftstrom erwärmt wieder abgeführt. Dieses gekühlte Wasser kann aus einem nicht explizit gezeigten Kühlsystem, insbesondere aus einer Kältemaschine, oder aus einem Wasserspeicher zur Verfügung gestellt werden. Die Aktivierung des Rippenrohrwärmeaustauschers 13 dient zur Kühlung bei Temperaturspitzen der Umgebungsluft oder nach einer Entladung des Plattenwärmeaustauschers 12, insbesondere des PCM.
Beim Heizbetrieb ist der Betriebszustand gemäß Figur 1 ebenfalls anwendbar. In diesem Fall wird kühlere Umgebungsluft durch den Ventilator 16 in den Innenraum der Raumtemperierungseinrichtung 100 angesaugt. Die Umgebungsluft strömt durch die Lufteintrittsöffnung 10 in Richtung des aufgeladenen Plattenwärmeaustauschers 12, dessen Phasenwechselmaterial in flüssiger Phase ist. Während die Umgebungsluft über den Plattenwärmeaustauscher 12 strömt, wird die latent gespeicherte Wärme im PCM frei und
wird von der Umgebungsluft aufgenommen. Gleichzeitig wechselt das PCM von flüssiger in die feste Phase. Wie beim Kühlbetrieb kann der Rippenrohrwärmeaustauscher 13 zusätzlich aktiviert werden, falls der Plattenwärmeaustauscher 12 beispielsweise nicht genügend die Umgebungsluft auf eine gewünschte Temperatur erwärmen kann. Der Rippenrohrwärmeaustauscher 13 ist in diesem Fall mit einem nicht dargestellten Heizsystem verbunden, welches den Rippenrohrwärmeaustauscher 13 mit erwärmtem Wasser versorgt. Ist der Plattenwärmeaustauscher 12 entladen, besteht ebenfalls die Möglichkeit, eine Erwärmung der Umgebungsluft allein durch den Rippenrohrwärmeaustauscher 13 zu bewirken.
Figur 2 zeigt die erfindungsgemäße Raumtemperierungseinrichtung 100 in einem Umluftbetrieb. Die obere Klappe 17 befindet sich in einer horizontalen Position, wodurch ein Eintritt von Umgebungsluft durch die Lufteintrittsöffnung 10 verhindert wird. Die untere Klappe 18 weist eine vertikale Position auf, womit auch die Luftaustrittsöffnung 11 verschlossen ist. In diesem Betriebszustand strömt die innerhalb der Raumtemperierungseinrichtung 100 sich befindende Luft durch den ersten und den zweiten Strömungsbereich 14,15 und gelangt durch die Luftaustrittsöffnung in den Umluftkanal 19, der die Luft über die Lufteintrittsöffnung 22 in den ersten Strömungsbereich 14 führt. Da der Lufteintritt 10 und der Luftaustritt 11 durch die Klappen 17,18 verschlossen sind, ist der Luftstrom kurz geschlossen und zirkuliert im Umluftverfahren innerhalb der Raumtemperierungseinrichtung 100.
Dieser Betriebszustand gemäß Figur 2 ist insbesondere für den Ladevorgang des PCM vorgesehen. Soll beispielsweise für den Kühlbetrieb das PCM des Plattenwärmeaustauschers 12 geladen werden, wird die Raumtemperierungseinrichtung 100 im Umluftverfahren betrieben, wobei gleichzeitig der Rippenrohrwärmeaustau-
scher 13 aktiviert ist und mit dem Kühlsystem verbunden ist, der den Rippenrohrwärmeaustauscher 13 mit gekühltem Wasser versorgt. Die innerhalb der Raumtemperierungseinrichtung 100 zirkulierende Luft wird am Rippenrohrwärmeaustauscher 13 gekühlt und strömt anschließend über den Umluftkanal 19 in den ersten Strömungsbereich 14, in dem der Plattenwärmeaustauscher 12 mit dem PCM angeordnet ist. Während die gekühlte Luft den Plattenwärmeaustauscher 12 umströmt, wird das PCM von der flüssigen in die feste Phase versetzt und somit für den Kühlbetrieb aufgeladen.
Der Aufladevorgang des PCM für den Heizbetrieb erfolgt ebenfalls mit dem in Figur 2 gezeigten Betriebszustand. Hierbei ist der Rippenrohrwärmeaustauscher 13 mit einem Heizsystem verbunden, das den Wärmeaustauscher 13 mit erwärmtem Wasser versorgt. Die zirkulierende Luft wird durch den Rippenrohrwärmeaustauscher 13 erwärmt und gelangt über den Umluftkanal 19 zum Plattenwärmeaustauscher 12. Dort wird das PCM durch die erwärmte Luft aufgeladen, in dem das PCM von der festen in die flüssige Phase versetzt wird. Bei diesem Phasenübergang verbraucht das PCM Wärme, die, solange der flüssige Zustand bestehen bleibt, latent gespeichert ist.
In Figur 3 wird ein weiterer Betriebszustand gezeigt, um das PCM des Plattenwärmeaustauschers 12 zu laden. In diesem Betriebszustand befinden sich beide Klappen 17,18 in ihrer vertikalen Position. Das bedeutet, dass die Lufteintrittsöffnung 10 geöffnet und die Luftaustrittsöffnung 11 geschlossen ist. Um das PCM für den Kühlbetrieb aufzuladen, wird kühle Luft, insbesondere Nachtluft über einen Kanal 24 in die Raumtemperierungseinrichtung 100 angesaugt, wodurch das entladene PCM in die feste Phase versetzt
wird. Die Luft wird anschließend nach Außen über einen Kanal 25, der unmittelbar an den Umluftkanal 19 angeschlossen ist, geführt.
Ebenfalls ist es denkbar, für den Heizbetrieb den in Figur 3 gezeigten Betriebszustand zu nutzen, um das PCM aufzuladen. In diesem Fall wird warme Außenluft über den Plattenwärmeaustauscher 12 geführt, wodurch das entladene PCM von der festen in die flüssige Phase versetzt wird.
BEZUGSZEICHENLISTE
100 Raumtemperierungseinrichtung
10 Lufteintrittsöffnung
11 Luftaustrittsöffnung
12 erster Wärmeaustauscher, Plattenwärmeaustauscher
13 zweiter Wärmeaustauscher, Rippenrohrwärmeaustau
scher
14 erster Strömungsbereich
15 zweiter Strömungsbereich
16 Ventilator
17 Umschaltmittel, Klappe
18 Umschaltmittel, Klappe
19 Umluftkanal
20 Räume
21 Wandung
22 Lufteintrittsöffnung
23 Luftaustrittsöffnung
24 Kanal
25 Kanal

Claims (19)

1. Raumtemperierungseinrichtung (100) mit mindestens einem von Umgebungsluft umströmten Wärmeaustauscher (12, 13), einer Lufteintrittsöffnung (10) und einer Luftaustrittsöffnung (11), dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Wärmeaustauscher (12), der ein Phasenwechselmaterial (Phase Change Material) umfasst, in einem ersten Strömungsbereich (14) der Umgebungsluft und ein zweiter, von einem Fluid durchströmter Wärmeaustauscher (13) in einem zweiten Strömungsbereich (15) der Umgebungsluft, der sich an den ersten Strömungsbereich (14) anschließt oder in einer Strömungsrichtung (S) vor dem ersten Strömungsbereich (14) angeordnet ist.
2. Raumtemperierungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmeaustauscher (12) als Plattenwärmeaustauscher ausgebildet ist.
3. Raumtemperierungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wärmeaustauscher (13) als Rippenrohrwärmeaustauscher ausgebildet ist.
4. Raumtemperierungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wärmeaustauscher (13) als Lamellenrohrwärmeaustauscher ausgebildet ist.
5. Raumtemperierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmetaustauscher (12) oder der zweite Wärmetauscher (13) der Lufteintrittsöffnung (10) zugewandt ist.
6. Raumtemperierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Phasenwechselmaterial ein Salz, Salzhydrat, ein Gemisch von Salzen und/oder Salzhydraten und/oder ein organisches Material ist.
7. Raumtemperierungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Material Paraffin ist und das Gemisch Magnesium- und Lithiumnitrat aufweist.
8. Raumtemperierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmeaustauscher (12) eine Umhüllung aufweist, wobei das Phasenwechselmaterial unterhalb der Umhüllung angeordnet ist.
9. Raumtemperierungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung aus einem Material mit hoher Wärmeleitung besteht.
10. Raumtemperierungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung aus Stahl, Edelstahl, Kupfer oder Aluminium oder deren Legierungen bestehen.
11. Raumtemperierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilator (16) innerhalb der Raumtemperierungseinrichtung (100) angeordnet ist.
12. Raumtemperierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Raumtemperierungseinrichtung (100) zur Raumlufterwärmung und zur Raumluftkühlung einsetzbar ist.
13. Raumtemperierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Raumtemperierungseinrichtung (100) Umschaltmittel (17, 18) aufweist, wodurch die Raumtemperierungseinrichtung (100) in mehreren Betriebszuständen betreibbar ist.
14. Raumtemperierungseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltmittel (17, 18) jeweils an der Lufteintritts- und Luftaustrittsöffnung (10,11) angeordnet sind und je nach Betriebszustand die Öffnungen (10,11) schließbar und/oder öffenbar sind.
15. Raumtemperierungseinrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltmittel (17, 18) Klappen sind, die drehbar an den Öffnungen (10,11) befestigt sind.
16. Raumtemperierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Umluftbetrieb ein Umluftkanal (19) angeordnet ist, der durch die Umschaltmittel (17, 18) vom ersten und vom zweiten Strömungsbereich (14, 15) trennbar oder mit dem ersten und mit dem zweiten Strömungsbereich (14, 15) verbindbar ist.
17. Raumtemperierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid Wasser ist.
18. Raumtemperierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (100) mit einem Kanal (24) zur Zuführung von Umgebungsluft und mit einem weiteren Kanal (25) zur Abführung erwärmter oder gekühlter Umgebungsluft verbunden ist.
19. Raumtemperierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wärmeaustauscher (13) mit einem Kühlsystem, insbesondere mit einer Kältemaschine, und/oder einem Heizsystem verbunden ist.
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