DE2729441C2 - Vorrichtung zum Lüften und Temperieren eines umschlossenen Raumes, insbesondere Großraumes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Lüften und Temperieren eines umschlossenen Raumes, in dem sich mindestens eine Wärmequelle an einer von der Decke des Raumes im Abstand befindlichen Stelle befindet, wobei kühle Luft aus einer oberhalb der Wärmequellen gelegenen Zone in eiper von senkrecht nach unten abweichenden Richtung zugeführt und die erwärmte Luft oberhalb der Wärmequellen abgeführt wird.

Bei der Beheizung von Großräumen ist es zunehmend erwünscht, daß in dem Großraum ein mehrfacher stündlicher Luftwechsel stattfindet. Beispielsweise soll der stündliche Luftwechsel mindestens etwa das Vier- bis Fünffache betragen, wobei in bestimmten Fällen auch etwa das Zehnfache pro Stunde erreicht werden soll. Ein höherer Luftwechsel bedingt an sich einen höheren Wärmeaufwand, der im wesentlichen keine Schwierigkeiten bereitet. Ein hoher Luftwechsel bringt jedoch die Gefahr des Entstehens von Zugerscheinungen mit sich.

Bei Warmluftheizung eines Großraumes geht man deshalb im allgemeinen so vor, daß warme Luftmengen im erhöhten Maß durch die Lüftungsgeräte u. dgl. in dem Raum umgewälzt werden. Das Entstehen von Zugerscheinungen kann dabei vielfach nicht vermieden werden. Bei einer Gas-Infrarot-Strahlungsheizung ist eine Umwälzung der Luft nach dem System der Warmluftheizung nicht angebracht und durchführbar.

In der DE-Z Installation, Klimatechnik, Zentralheizung 1970, S. 65—75, ist eine Klimaanlage für einen mehrfachen Luftwechsel mit einer Kombination von Strahlungsheizung, Kühlung und Belüftung beschieben, bei der die abgehängte Decke an der Unterseite mit Aluminiumplatten oder Aluminiumstreifen belegt ist, wobei die perforierten Aluminiumplatten oder -streifen mit Klammern direkt an wasserführenden Rohren befestigt sind. In den durch die Aufbiegung sich ergebenden bahnenförmigen Aluminiumplatten sind Isoliermatten eingelegt, die einen Wärmeverlust nach oben verringern und zugleich als Schallschluckmaterial wirken sollen. Die Oberseite der Isoliermatte ist mit einer Alu-Folie bedeckt, die den Zweck hat, daß der zwischen den Aluminiumplatten mit den zugehörigen Isoliermatten und der Raumdecke gebildete Raum abgeschlossen ist, so daß Luft aus dem Deckenhohlraum durch die Isoliermatte und die Plattenperforation in den zu klimatisierenden Raum nicht strömen kann. Die Aluminiumplatten dienen zur Strahlungsheizung, und zwar als Dunkelstrahler. Sie werden erwärmt oder gekühlt durch die wasserführenden Rohre, an denen die perforierten AIuminiumplatten aufgehängt sind. Die Zuluft als Frischluft wird zu dem Deckenhohlraum geführt und kann aus dem Deckenhohlraum durch schmale Schlitze in den zu heizenden Raum treten. Dabei soll die Zuluft durch die wasserführenden Rohre erwärmt werden, bevor sie in den zu beheizenden Raum unterhalb der perforierten Aluminiumplatten gelangt. Hierbei wird die Zuluft von normalerweise niedrigerer Temperatur als die Raumluft durch die bekannte Anlage auf Raumtemperatur nachgewärmt Die Strahlungsraumheizung wird von den perforierten Aiuminiumplatten vorgenommen, wobei die Heizrohre im Deckenhohlraum die Nachwärmung der Zuluft besorgen. Es wird also als Frischluft in den zu beheizenden Raum eine Luft zugeführt, deren Temperatur der Temperatur der Raumluft entspricht. Es ergibt sich hierbei weiterhin, daß die perforierten Aluminiumplatten nicht vollständig den Heizbedarf decken, sondern eine weitere Wärmeenergie durch die auf Raumlufttemperatur nachgewärmte Zuluft in den zu beheizenden Raum zuzuführen ist. Ferner soll bei der bekannten Anlage die Abluft unterhalb des Fensters abgesaugt werden.

Die DE-AS 20 47 811 betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung eines umschlossenen Raumes, in dem sich mindestens eine Wärmequelle, z. B. Hochtemperatur-Bogenlampen, an einer von der Decke des Raumes im Abstand befindlichen Stelle befindet, wobei durch die Wärmequelle im Raum übereinandergeschichtete Luftzonen unterschiedlicher Temperatur erzeugt werden. Um eine wirksame Kühlung des Raumes zu erreichen, ist ein Gitter zwischen der Decke und der Wärmequelle angeordnet. Der Einlaß für die Zuluft befindet sich zwischen der Decke und dem Gitter, und der Auslaß für die Abluft ist in der Nähe der Decke angeordnet. Dabei soll die Luft aus dem Luftverteiler zumindest teilweise in einer von senkrecht nach unten abweichenden Richtung austreten und im Verhältnis zu den Wärmequellen kühl sein. Um zu vermeiden, daß die örtlichen Bereiche in dem Raum, die sich neben dem durch die Wärmequellen sehr stark erhitzten Bereich befinden, zu stark gekühlt werden, bedarf es besonderer Maßnahmen, nämlich der Erzeugung eines kühleren, abgegrenzten Luftbereiches dicht unter der Decke und des weit Auseinanderliegens des Zulufteintritts von dem Abluftaustritt.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei der Beheizung von Großräumen, Hallen, insbesondere Werkhallen, mittels einer Gasstrahlungsheizung einen hohen Luftwechsel so sicherzustellen, daß Zugerscheinungen nicht auftreten und die wärmephysiologischen Vorteile einer Gasstrahlungsheizung gewahrt bleiben. Gemäß der Erfindung erfolgt die Beheizung der Großräume u. dgl. mittels der Gasstrahlungsheizung, bei der die Wärmestrahlung (Infrarotstrahlung) aus großer Höhe des Großraumes unter Berücksichtigung eines gleichmäßigen Strahlungsfeldes auf die Grundfläche des Großraumes und

b5 die in diesem sich befindenden ruhenden oder sich bewegenden Gegenstände u. dgl. gerichtet ist, durch Einlassen von Frischluft aus der Außenatmosphäre von oben in den Großraum mit der Maßgabe, daß die

Frischluft-Zuführungsvorrichtungen zwischen den Gas-Infrarotstrahlern und die Entlüfter neben den Frischluftzuführungen angeordnet sind.

Bei einer solchen Luftführung und Beheizung des Großraumes läßt sich einerseits ein beliebig hoher Luftwechsel erzielen, andererseits treten bei der so eingeführten Frischluft Zugerscheinungen nicht auf. Die von oben eingebrachte kalte Luft fällt aufgrund ihrer niedrigen Temperatur in den Raum, wobei sie sich mit der aufsteigenden verbrauchten warmen Luft mehr oder weniger vermischt, so daß die kalte Frischluft unten an der Grundfläche, auf der sich die Personen aufhalten, entsprechend temperiert ankommt. Ein solcher Luftwechsel geht mit geringer Luftgeschwindigkeit vor sich und unterliegt einer natürlichen Thermik, durch die ein Auftreten von Zugerscheinungen verhindert wird. Zugleich ist die Gewähr gegeben, daß die frische Luft, da sie durch ihre niedrige Temperatur von allein nach unter! sinkt, tatsächlich zu den auf der Grundfläche befindlichen Personen gebracht wird, d. h. daß <:Me Personen durch den Luftwechsel mit der Frischluft in dem geforderten Umfang versorgt werden. Man benötigt kein Dirigieren einer Luftströmung. Es wird lediglich die natürliche Thermik sowohl für die Kaltluft als auch für die verbrauchte Luft genutzt. Eine Lärmbelästigung durch Strömungsgeräusche ist nicht vorhanden. Die Vorzüge der Gas-Infrarotstrahlung, wie verhältnismäßig geringer Energiebedarf, Ausstrahlung von behaglicher Wärme von dem angestrahlten Fußboden, den Maschinen und Einrichtungsgegenständen, wobei die Luft relativ kühl bleibt, und Vermeidung von Staubaufwirbelung, bleiben trotz des hohen Luftwechsels im vollen Umlang erhalten. Die Beheizung eines Großraumes, einer Halle od. dgl. gemäß der Erfindung erlaubt es, nur einen Teil des Großraumes zu beheizen und mit dem mehrfachen Luftwechsel versehen zu können, ohne daß der beheizte Teil von dem nicht beheizten Teil abgetrennt zu werden braucht. Die Strahlungs- und Strömungsverhältnisse bleiben von sich aus auf den mit den Infrarotstrahlern beaufschlagten Raum begrenzt.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele nachstehend erläutert.

F i g. 1 zeigt einen Großraum, z. B. eine Werkhalle, im Querschnitt mit einer Gasstrahlungsheizung und mit Luftzuführungs- und Abführungsvorrichtungen zur Durchführung eines stündlich mehrfachen Luftwechsels, im Schema.

Fig.2 ist ein Längsschnitt durch den Großraum der F i g. 1 schematich.

F i g. 3 und 4 veranschaulichen im Schema eine weitere Möglichkeit der Anordnung von Frischluftzuführungs- und Abluftabführungsvorrichtungen bei Beheizung des Großraums mittels einer Gasstrahlungsheizung.

Der Großraum 1, z.B. eine Werkhalle, wird mittels einer Gasstrahlungsheizung beheizt. Hierbei sind die Gas-Infrarotstrahler 2, 3 in großer Höhe, z. B. an einer Dachkonstruktion, der Halle in entsprechender Verteilung für ein gleichmäßiges Strahlungsfeld über die Bodenfläche des Großraums angeordnet. Die Frischluftzuführungsvorrichtungen 4 sind in der oberen Hälfte der Halle oder höher als etwa 5 m, oberhalb der Gas-Infrarotstrahler, z. B. an dem Dachfirst, vorgesehen. Die Zuführungsvorriehtungen für die Frischluft, die kälter als die Raumtemperatur sein soll, sind mit einem Gebläse oder einem Ventilator 5 versehen, so daß die Frischluft unter einem vorbestimmten Druck in den Großraum eiiieeblasen wird. Die Frischluft durchläuft einen Luftverteiler 6 im Anschluß an die Zuführungsvorrichtung. Der Luftverteiler 6 hat die Aufgabe, die Frischluft möglichst in horizontaler Richtung ausströmen zu lassen, so daß ein großer Bereich des Großraumes mit der Frischluft bestrichen werden kann, wobei die Aufteilung des zugtführten Frischluftstromes rings um den Luftverteiler erfolgen soll. Der eingeführte Frischluftstrom wird auf diese Weise diffus nach allen Richtungen in der Horizontalen verteilt.

Im Abstand von der Frischluftzuführung sind Entlüfter 7 zum Austreten der Abluft, d. h. der erwärmten Luft, angeordnet. Die Entlüfter 7 sind zu den Frisc'riluftzuführungen — in Längsrichtung der Halle gesehen — versetzt vorgesehen, so daß in der Halle ein gewisser Kreislauf von dem absinkenden kalten Luftstrom zu dem durch Thermik aufsteigenden erwärmten Luftstrom sich ungestört ausbilden kann.

Während die Gas-Infrarot-Strahlungsheizung in der Weise wirksam ist, daß die elektromagnetischen Wellen, die vom Strahler ausgesendet werden, durch das Auftreffen auf Gegenstände oder auf Körper in Wärme umgesetzt werden, wobei die Raumluft nicht zum Wärmetransport benötigt wird, verbreitet sich die für den mehrfachen stündlichen Luftwechsel in die Halle eingeführte kalte Frischluft mittels des Luftverteilergerätes über einen vorbestimmten Bereich des Großraums. Die kalte Frischluft strömt zunächst mehr oder weniger horizontal in den Raum ein und fällt dann durch die Ther-.Tiik aufgrund ihrer kalten Temperatur mehr oder weniger in die Senkrechte übergehend in den Raum bis zur Bodenfläche ab. Unterwegs erfolgt bereits eine gewisse Vermischung mit der durch die Thermik aufsteigenden verbrauchten Luft. Die Luftverhältnisse sind jedoch so, daß die kalte Frischluft, wenn auch etwas temperiert, bis zu den auf der Bodenfläche der Halle befindlichen Personen gelangt. Sobald die kalte Frischluft durch die durch die Infrarotstrahlung erwärmten Gegenstände sich so weit erwärmt hat, daß sie aufgrund ihrer erhaltenen Temperatur nicht mehr absinkt, sondern aufsteigt, gelangt sie in den oberen Bereich infolge der Thermik mit niedriger Geschwindigkeit und entweicht sodann durch die in entsprechender Verteilung angebrachten Entlüfter, die sich ebenfalls im oberen Bereich des Großraumes befinden. Auf diese Weise ergibt sich ein ständiger Luftwechsel in der von der Gasstrahiungsheizung beheizten Halle, ohne jegliche spürbare Zugerscheinung. Die Luftgeschwindigkeiten sind lediglich durch die jeweilige Thermik im Kaltslrom oder Warmstrom bedingt. Die Anzahl der Luftwechsel in der Stunde läßt sich durch die Menge und den Druck der zugeführten kalten Frischluft regeln.

Bei dem Ausführungsbeispiel der F i g. 3 und 4 sind die Gas-Infrarotstrahler 2, die Frischluftzuführungsvorrichtungen 4 und die Entlüfter 7 nur in einem Teil des Großraumes, aber dort wie im zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel im regelmäßigen Rhythmus zueinander versetzt angeordnet, wie sich dies aus der F i g. 4 ergibt. Dadurch ist die Gewähr gegeben, daß jede dafür vorgesehene Stelle der Grundfläche des Großraumes von dem Luftwechsel erfaßt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Anwendung einer Vorrichtung zum Lüften und Temperieren eines umschlossenen Raumes, in dem sich mindestens eine Wärmequelle an einer von der Decke des Raumes im Abstand befindlichen Stelle befindet, wobei kühle Luft aus einer oberhalb der Wärmequellen gelegenen Zone in einer von senkrecht nach unten abweichenden Richtung zugeführt und die erwärmte Luft oberhalb der Wärmequellen abgeführt wird, auf die Beheizung von Großräumen, Hallen, insbesondere Werkhallen, mittels einer Gasstrahlungsheizung, bei der die Wärmestrahlung (Infrarotstrahlung) aus großer Höhe des Großraumes unter Berücksichtigung eines gleichmäßigen Strahlungsfeldes auf die Grundfläche des Großraumes und die ic diesem sich befindenden ruhenden oder sich bewegenden Gegenstände u. dgl. gerichtet ist, durch Einlassen von Frischluft aus der Außenatmosphäre von oben in den Großraum mit der Maßgabe, daß die Frischluftzuführungsvorrichtungen zwischen den Gas-Infrarotstrahlern und die Entlüfter neben den Frischluftzuführungen angeordnet sind.