DE2809611A1

DE2809611A1 - Verfahren zum lueften von raeumen sowie lueftungsvorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2809611A1
Application number: DE19782809611
Authority: DE
Inventors: Eckhard Kucharczyk
Original assignee: Siegenia Frank KG
Current assignee: Siegenia Aubi KG
Priority date: 1978-03-06
Filing date: 1978-03-06
Publication date: 1979-09-13
Also published as: DE2809611C2

Description

78 111 PGH

SIEGENIA-FKANKKG, Eisenhüttenstr. 22, 5900 Siegen 1

a) Titel

Verfahren zum Lüften von Räumen sowie Lüftungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

b) Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lüften von Räumen durch einen an jedem Ende mindestens eine Durchlaßöffnung aufweisenden, insbesondere quer zu diesen Durchlaßöffnungen gerichteten, Kanal. Gegenstand der Erfindung ist aber auch eine Lüftungsvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Durch Lüftung werden insbesondere menschliche Aufenthaltsräume mit frischer Luft versorgt, um die in solchen Räumen nachteiligen Veränderungen der Atemluft mindestens soweit auszugleichen, daß diese nicht mehr lästig oder gar schädlich wirken können.

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Solche Veränderungen der Atemluft werden hervorgerufen durch Wärem-Abgabe, Peuchtigkeits-Abgabe, Kohlendioxyd-Abgabe und Riechstoff-Abgabe des Menschen. Veränderungen der Atemluft ergeben sich aber oft auch durch andere Ursachen, beispielsweise durch Tabakrauch, Staub, Abgase und Gerüche bei bestimmten Arbeitsvorgängen in Werkstätten, Fabrikhallen usw..

Die Grundforderung bei jeder Lüftung ist das Sicherstellen des notwendigen Luftwechsels bei gleichzeitiger Vermeidung von Zugerscheinungen und Schallübertragungen.

Die Anzahl der durch die Lüftung hervorgerufenen Luftwechsel pro Stunde wird im wesentlichen bestimmt durch die jeweilige Nutzungsart der Aufenthaltsräume. Je nach Nutzungsart und Größe der Aufenthaltsräume lieft dabei die Anzahl der stündlichen Luftwechsel zwischen eins und zwanzig, wobei der Luftwechsel so erfolgen muß, daß je Kopf im stündlichen Mittel ein Luftaustausch

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zwischen 20 und 30 m stattfindet.

Die Aufenthaltsräume werden dadurch gelüftet, daß die verbrauchte Raumluft als sogenannte Fortluft ins Freie abgeführt und durch eine entsprechende Menge von Zugluft ausgetauscht wird.

Ist nur eine geringe Anzahl stündlicher Luftwechsel in den Aufenthaltsräumen notwendig, dann können diese Luftwechsel regelmäßig auf der Basis der sogenannten freien Lüftung bewirkt werden. Das Kriterium dieser freien Lüftung liegt darin, daß der Luftwechsel

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durch Ausnützung der natürlichen Eigenschaften der Luft bei Temperatur- und Druckunterschieden (Wind) hervorgerufen wird. Diese sogenannte freie Lüftung findet als Fugen-Lüftung, als Fenster-Lüftung als Kanal-Lüftung und als Schacht-Lüftung statt.

Eine sichere Raumlüftung, unabhängig von allen Temperatur- und Windverhältnissen,, bietet demgegenüber die sogenannte erzwungene Lüftung, das heißt, die Lüftung mit mechanischer Luftforderung. Durch den Lüfter-Betrieb läßt sich nämlich jedem Raum die notwendige Luftmenge zuführen.

Bei der erzwungenen Lüftung kann entweder die Zuluft von außen in das Gebäuteinnere gefördert - also mit Außenluft-Betrieb gearbeitet - werden, oder aber, die Raumluft wird von innen nach außen - also im Abluftbetrieb - gefördert.

Das wesentliche Kriterium beim Zuluft-Betrieb der erzwungenen Lüftung liegt darin, daß die Raumluft relativ zur Luft im Freien Überdruck hat, während andererseits beim Abluft-Betrieb der erzwungenen Lüftung die Raumluft gegenüber der Luft im Freien Unterdruck aufweist.

Die erzwungene Lüftung findet hauptsächlich auf der Basis einer Kanal-Lüftung statt,'weil hierdurch die Forderung nach einer optimalen Schalldämmung am besten erfüllt werden kann.

Soweit es dher um die erzwungene Lüftung von Räumen geht, be-

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zieht sich also die vorliegende Erfindung ebenfalls auf die Kanal-Lüftung.

c) Stand der Technik

Durch die DE-PS 23 08 479 ist bereits ein Lüftungselement für Räume bekannt geworden, das einen an jedem Ende eine Durchlaßöffnung aufweisenden, im wesentlichen quer zu diesen Durchlaßöffnungen gerichteten Kanal enthält. Dabei stimmt der Luftdurchgangsquerschnitt beider Durchlaßöffnungen in Form und Größe praktisch überein und ist jeweils größer als der Durchtrittsquerschnitt des eigentlichen Kanals bemessen.

Aufgrund dieser Ausgestaltung ergibt sich auf der Basis der sogenannten freien Lüftung, das heißt, durch Ausnützung der natürlichen Eigenschaften der Luft bei Temperatur- und Druckunterschieden (Wind) nach dem Eintritt des Luftstromes in die eine Durchlaßöffnung innerhalb des Kansl eine aus dem verminderten Kanalquerschnitt resultierendes erhöhte Strömungsgeschwindigkeit, die jedoch am Ende der Kanalstrecke, also bei Erreichen der anderen Durchlaßöffnung wieder abgebaut wird. Da also die Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Bereich der beiden Durchlaßöffnungen praktisch gleich groß ist, hat die hiervon abweichende, höhere Luftströmungsgeschwindigkeit innerhalb des querschnittsengeren Kanalabschnitts keinerlei Einfluß auf die Wirksamkeit der Kanal-Lüftung. Bestenfalls kann durch die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit der Luft innerhalb des querschnittsengeren Kanalab-

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schnitts den durch Abwinkelung im Strömungsweg hervorgerufenen erhöhten Strömungswiderständen etwas entgegengewirkt werden.

Wie beispielsweise die DE-AS 1931 346 erkennen läßt, ist es auch bereits bekannt, Kanal-Lüftungen einen Ventilator oder ein Querstromgebläse im Bereich einer der Durchlaßöffnungen zuzuordnen, um hierdurch eine Zwangs-Lüftung zu bewirken, die unabhängig von allen Temperatur- und Windverhältnissen zu einer sicheren Raumlüftung führt. In diesem Falle ist der gesamte Durchströmungsquerschnitt des Kanalabschnitts aber größer bemessen, als der Querschnitt der beiden an den verschiedenen Kanalenden vorgesehenen Durchlaßöffnungen. Der Querschnitt dieser beiden Durchlaßöffnungen ist jedoch wiederum unterschiedlich groß, und zwar ist er für die Durchlaßöffnung, welcher der Ventilator bzw. das Querstromgebläse zugeordnet ist, kleiner gewählt, als für die Durchlaßöffnung, die von der mechanischen Luftfördereinrichtung entfernt liegt.

Bei dieser mit mechanischer Luftförderung arbeitenden Kanals Lüftung wird der durch den Ventilator oder das Querstromgebläse angesaugte Luftstrom durch den vergrößerten Kanal-Querschnitt in seiner Strömungsgeschwindigkeit beträchtlich verringert, und hierbei gleichzeitig der vom Ventilator oder Querstromgebläse erzeugte (Geringfügige) Überdruck abgebaut. Das Ausmaß des Druckabbaus ist dabei im wesentlichen abhängig von drei Größen, nämlich 1. von der Förderleistung des Ventilators oder Querstromgebläses, 2. vom Gesamtvolumen des Lüfterelementes

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zwischen den beiden Durchlaßöffnungen und 3 „ vom Luftdurchgangsquerschnitt der vom Ventilator bzw. Querstromgebläse entfernten Durchlaßöffnung. Ist das Gesamtvolumen des Lüftungselementes und der Luftdurchgangsquerschnitt der zweiten Durchlaßöffnung relativ zur Förderleistung des Ventilators bzw. Querstromgebläses groß, dann findet auch ein entsprechend großer Druckabbau statt und es tritt eine beträchtliche Verminderung der Luftströmungsgeschwindigkeit im Bereich der zweiten Durchlaßöffnung ein.

Eine ähnliche Wirkungsweise haben auch Kanal-Lüftungen mit mechanischer Luftförderung, bei welchen der oder die Ventilatoren unmittelbar in den Durchströmquerschnitt des zwischen den beiden Durchlaßöffnungen liegenden Kanalabschnitts eingebaut sind, wie das z. B. nach den DE-ASen 11 99 956, 12 19 203, 12 22 642 und 12 39 832 bekannt geworden ist.

Auch bei diesen bekannten Kanal-Lüftungselementen mit mechanischer Luftförderung ist der Luftdurchgangsquerschnitt beider an den verschiedenen Kanalenden vorgesehener Luftdurchgangsöffnungen relativ zum Durchströquerschnitt des sie miteinander verbindenden Kanalabschnitts groß. Im Grunde genommen unterscheiden sich diese bekannten Lüftungselemente also vom Lüftungselement nach der DE-PS 23 08 479 nur durch den zusätzlichen Einbau von Ventilatoren zwecks Erzielung einer mechanischen Luftförderung.

d) Beschreibung der Erfindung

Zweck der Erfindung ist es, die Wirkungsweise der Kanal-Lüftungen

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zu verbessern, und zwar gleichgültig, ob diese nach dem Prinzip der sogenannten freien Lüftung oder nach dem Prinzip der Zwang-Lüftung arbeiten. Demnach liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Lüftungsverfahren und eine Lüftungsvorrichtung der gattungsgemäßen Art anzugeben, durch das bzw. mit deren Hilfe menschliche Aufenthaltsräume in optimaler Weise gelüftet werden können, ohne daß sich lästige oder gar schädliche Zuglufterscheinungen und Schallübertragungen ergeben können.

Durchgeführte Versuche haben nun gezeigt, daß dieses komplexe Problem überraschend einfach verfahrenstechnisch sowohl für die sogenannte freie Lüftung als auch für die Zwang-Lüftung von Räumen gelöst werden kann, wenn nach der Erfindung der Luftstrom in der einen Durchlaßöffnung durch einen wesentlich größeren Querschnitt als in der anderen Durchlaßöffnung geführt und dabei im Kanal unmittelbar vor oder hinter dem größeren Querschnitt spontan durch eine Strecke mit noch größerem Querschnitt geleitet wird.

Durch diese verfahrenstechnische Maßnahme läßt sich, gleichgültig ob im Be- oder Entlüftungsbetrieb gefahren wird, ein strömungsgünstiger Druckaufbau im Lüftungskanal erreichen, welcher die Förderleistung erhöht und damit den Luftwechsel verbessert.

Erfindungsgemäß hat es sich auch als günstig erwiesen, wenn der Luftstrom innerhalb der Strömungs strecke mit noch größerem Querschnitt in seiner Strömungsrichtung spitzwinklig abgelenkt

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wird. Hierdurch kann nämlich die Schallübertragung vom Freien in das Rauminnere wesentlich vermindert werden.

Nach einem wichtigen, verfahrenstechnischen Weiterbildungsmerkmal ist noch vorgesehen, daß der Luftstrom innerhalb der Strömungsstrecke mit noch größerem Querschnitt in mehrere Teilströme aufgespalten oder aber aus mehreren Teilströmen gesammelt wird.

Wird mit erzwungener Lüftung gearbeitet, dann erweist es sich als besonders zweckdienlich, wenn der Luftstrom in der Durchlaßöffnung mit größerem Querschnitt axial beschleunigt wird.

Eine Lüftungsvorrichtung zur Durchführung des Lüftungsverfahrens zeichnet sich erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch aus, daß die Durchlaßöffnung am einen Kanalende einen wesentlich größeren Durchgangsquerschnitt als die Durchlaßöffnung am anderen Kanalende aufweist und daß im Kanal, unmittelbar an die größere Durchlaßöffnung anschließend, eine Kammer mit einem relativ zur größeren Durchlaßöffnung wiederum, und zwar spontan, vergrößerten Querschnitt angeordnet bzw. ausgebildet ist.

Mit Bezug auf die sich an die Kammer anschließende Kanalstrecke ist ebenfalls eine spontane Querschnittsänderung vorgesehen.

Aufgrund der angegebenen Bauweise für die Lüftungsvorrichtung arbeitet diese gewissermaßen nach dem Druckbehälter-Prinzip, das heißt, der jeweils in. der Kammer anstehende Druck ist be-

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stimmend für die Druck- und damit auch die Strömungsverhältsnisse in den sich an die Kammer anschließenden, querschnittsengeren Bereichen der Kanal-Lüftung.

Es hat sich erfindungsgemäß als nachahmenswert erwiesen, die Durchlaßöffnung an einem Kanelende mit einem um ein Mehrfaches, z.B. um das Dreifache, größeren Durchgangsquerschnitt als die Durchlaßöffnung am anderen Kanalende auszustatten. Andererseits ist es wichtig, den Querschnitt der Kammer mindestens parallel zur Ebene der größten Durchlaßöffnung um ein Mehrfaches größer als den Querschnitt dieser Durchlaßöffnung auszuführen. Auch der Querschnitt der Kammer parallel zur Ebene des Kanalquerschnitts sollte zweckmäßigerweise um ein Mehrfaches größer als der Kanal-Gesamtquerschnitt sein.

In baulicher Hinsicht kann es sich auch nach der Erfindung als wichtig erweisen, wenn die Durchlaßöffnungen des Kanals eine andere geometrische Querschnittsform aufweisen als der Kanal und die Kammer. Hierbei können die Durchlaßöffnungen einen runden Querschnitt haben, während der Kanal und die Kammer jeweils eine rechteckige Querschnittsform aufweist.

Ein gutes Schalldämm-Verhalten wird erfindungsgemäß ferner dadurch erreicht, daß der Kanal mit seinem einen Ende im rechten Winkel zur größeren Durchlaßöffnung an die Kammer angeschlossen ist und die kleinere Durchlaßöffnung sich unter einem rechten Winkel an das andere Ende des Kanals anschließt.

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Die Effektivität einer Lüftungsvorrichtung kann auch dadurch günstig beeinflußt werden, daß gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung zwei Kanalabschnitte an sich gegenüberliegenden Wandungen der Kammer angeschlossen sind und jeder derselben an seinem anderen Ende mit einer eigenen Durchlaßöffnung versehen ist.

Eine Lüftungsvorrichtung der beschriebenen Art läßt sich auf besonders einfache Weise zu einer Kanal-Lüftung mit erzwungener Luftbewegung ausbauen, wenn in die Durchlaß Öffnungen größeren Querschnitts ein Axial-Ventilator als Luftförderer eingebaut wird. Über diesen lassen sich dann die Druckverhältnisse innerhalb der Kammer in Abhängigkeit von seiner Förderleistung beeinflussen. Praktische Versuche haben dabei ergeben, daß durch das Zusammenarbeiten des Axial-Ventilators mit der der Durchlaßöffnung größeren Querschnitts benachbarten Kammer nur Spaltverluste entstehen, die etwa in der Größenordnung von 50% liegen. Demgegenüber hat sich gezeigt, daß bei unmittelbarem Einbau des Axial-Ventilators in einen Lüftungskanal entsprechenden Querschnitts Spaltverluste auftreten, die bei etwa 90% liegen.

Der Wirkungsgrad einer erfindungsgemäßen nach dem Druckbehälter-Prinzip arbeitenden Lüftungsvorrichtung erhöht sich damit gegenüber der herkömmlichen Bauart praktisch um den einen erheblichen Faktor.

Wird erfindungsgemäß der Axial-Ventilator mit einer zu seiner Rotationsebene symmetrischen Beschaufelung versehen und durch

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einen reversierbaren Elektromotor angetrieben, dann kann ein und dieselbe Lüftungsvorrichtung wahlweise zur Belüftung oder zur Entlüftung des Raumes eingesetzt werden.

Weitere Erfindungsmerkmale liegen darin, daß der Axial-Ventilator von einem in die Durchlaßöffnung eingesetzten Mantelring umgeben ist und daß dieser Mantelring in die Kammer hineinragt.

Die dem Mantelring bzw. der Durchlaßöffnung größeren Querschnitts gegenüberliegende Wand der Kammer läßt sich abnehmbar ausbilden bzw. anordnen, damit die Kammer zu Reinigungszwecken wie auch für den Ein- oder Ausbau des Axial Ventilators jederzeit zugänglich gemacht werden kann.

Schließlich wird noch vorgeschlagen, die an die Kammer anschließenden Kanalabschnitteund die Durchlaßöffnung kleineren Durchtrittsquerschnitts in Formteilen aus Schalldämm- bzw. Schallschluck-Material auszubilden.

e) Beschreibung der Zeichnungsfiguren

Fig. 1 zeigt in schematisch vereinfachter Prinzipdarstellung einen Horizontalschnitt durch den Grundauf bau einer Lüftungsvorrichtung, in

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Pig. 2 ist die Lüftungsvorrichtung nach Fig. 1 in Ansicht von vorne schematisch dargestellt,

Fig. 3 zeigt in räumlicher Prinzipdarstellung eine abgewandelte Ausführungsform der Lüftungsvorrichtung nach den Fig. 1 und 2,

Fig. 4 zeigt in einem horizontalen Längsschnitt und ausführlicher Darstellung die Lüftungsvorrichtung nach Fig. 3 in schalldämmender Ausführung und in ein prismenförmiges Gehäuse eingebaut, die

Fig. 5 zeigen verschiedene Querschnitte durch die Lüftungsbis 7 vorrichtung nach Fig_o 4, und zwar entsprechend den

Linien V-V, VI- VI, und VII - VII.

f) Wege zur Ausführung der Erfindung

Bei der Lüftung von menschlichen Aufenthalts räumen kommt es darauf an, eine ausreichende Zahl von Luftwechseln unter gleichzeitiger Verhinderung von Zuglufterschein-ungen und Schallübertragungen zu erzielen. Je nach Nutzungsart der Räume liegt dabei die Zahl der stündlich erforderlichen Luftwechsel zwischen 2 und 15, das heißt, die Raumluft muß stündlich zwischen 2 und 15 mal erneuert werden. Als Mindestmenge der stündlich je Person dem Raum zugeführten Außenluftmenge - das ist die Außenluftrate - gelten

3 nach den VDI-Lüftungsregeln bei Räumen mit Rauchverbot 20 m

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3 bei Räumen, in denen geraucht wird, 30 m .

Um diesen Forderungen auf der Basis einer sogenannten Kanal-Lüftung in optimaler Weise Rechnung zu tragen, bei welcher die Luftförderung durch einen an jedem Ende mindestens eine Durchlaßöffnung aufweisenden, insbesondere quer zu diesen Durchlaßöffnungen gerichteten, Kanal erfolgt, ist ein Verfahren entwickelt worden, bei dem der Luftstrom in der einen Durchlaßöffnung durch einen wesentlich größeren Querschnitt als in der anderen Durchlaßöffnung geführt und dabei im Kanal unmittelbar vor oder hinter dem größeren Querschnitt spontan durch eine Strecke mit noch größerem Querschnitt geleitet wird.

Dieses Lüftungsverfahren ist nicht nur bei der sogenannten freien Lüftung anwendbar, bei der die Luftwechsel in dem betreffenden Raum allein durch Ausnützung der natürlichen Eigenschaften der Luft bei Temperatur- und Druckunterschieden (Wind) hervorgerufen wird; vielmehr kann es für die sogenannte erzwungene Lüftung Einsatz finden, die unabhängig von allen Temperatur- und Windverhältnissen eine sichere Raumlüftung durch mechanische Luftförderung erreicht. Von wesentlicher Bedeutung ist dabei auch, daß sich dieses Lüftungs verfahren gleichermaßen gut zur Belüftung als auch zur Entlüftung der Aufenthalts räume eignet.

Besonders wichtig ist dabei, daß zur Durchführung des Lüftungsverfahrens in jedem Falle der gleiche Grundaufbau für die Lüftungsvorrichtung zum Einsatz gelangen kann.

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Der Grundaufbau für eine solche Lüftungsvorrichtung 1 ist in den Fig. 1 und 2 der Zeichnung dargestellt.

Gemäß den Fig. 1 und 2 weist die Lüftungsvorrichtung 1 einen Kanal 2 auf, der an jedem seiner beiden Enden eine Durchlaßöffnung 3 bzw. 4 besitzt. Dabei erstreckt sich der Kanal 2 im wesentlichen quer zur Ebene der beiden Durchlaßöffnungen 3 und 4. Die Durchlaßöffnungen 3 und 4 sind verschiedenen Kanalseiten zugeordnet und befinden sich, bezogen auf die Einbauebene der Lüftungsvorrichtung 1 vorzugsweise an einander gegenüberliegenden Kanalseiten.

Ein wesentliches Merkmal der Lüftungsvorrichtung 1 besteht darin, daß die beiden Durchlaßöffnungen 3 und 4 größenmäßig völlig verschiedene Luftdurchgangsquerschnitte haben, und dabei beispielsweise die Durchlaßöffnung 3 wesentlich größer bemessen ist als die Durchlaßöffnung 4.

Gleichermaßen wichtig ist es aber auch, daß im Kanal 2, unmittelbar an die größere Durchlaßöffnung 3 anschließend, eine Kammer 5 angeordnet bzw. ausgebildet wird, die einen relativ zur größeren Durchlaßöffnung wiederum und zwar spontan, vergrößerten Querschnitt aufweist.

Dieser größere Querschnitt der Kammer 5 geht , und zwar wiederum unter spontaner Verengung, in die Kanalstrecke 6 über, deren Durchströmquerschnitt nicht nur kleiner als der Durchgangsquerschnitt der Durchlaßöffnung 3 und der Kammer 5, sondern auch

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kleiner als der Durchgangsquerschnitt der Durchlaßöffnung 4 ist.

Es hat sich auch als wichtig erwiesen, daß sich die Kanalstrecke 6 an die Kammer 5 relativ zur Durchlaßöffnung 3 unter einem spitzen, beispielsweise einem rechten Winkel anschließt, und zwar so, daß die kammerseitige Mündung 7 des Kanalabschnitts 6 sowohl von der Vorderwand 8 und der Rückwand 9 als auch von der Bodenwand 10 und der Deckenwand 11 Abstand aufweist.

Als zweckmäßig hat es sich dabei erwiesen, wenn die Ränder der Mündung 7 des Kanalabschnitts 6 von der Vorderwand 8, der Boden-wand 10 und der Deckenwand 11 der Kammer 5 etwa übereinstimmenden Abstand haben, während sie von der Rückwand 9 der Kammer 5 einen größeren, und zwar mindestens den doppelten Abstand aufweisen.

Aus Fig. 1 ergibt sich, daß die Durchlaßöffnung 3 durch einen in die Kammer 5 hineinragenden Mantelring 12 begrenzt wird, dessen Länge etwa gleich dem Abstand zwischen der Vorderwand 8 der Kammer 5 und der ihr benachbarten Mündungskante des Kanalabschnitts 6 ist.

Fig. 2 zeigt, daß beide Durchlaßöffnungen 3 und 4 kreisförmig ausgeführt sind, während die Kammer 5 die Form eines rechteckigen Kastens hat. Auch die Kanalstrecke 6 ist in ihrem Durchströmquerschnitt etwa rechteckig gestaltet.

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21 ί

- Δ 1 - i

Aufgrund der beschriebenen Ausgestaltung für die Lüftungsvorrichtung 1 wirkt diese nach dem Druckbehälter-Prinzip, das heißt, das Strömungsverhalten der Luft durch die gesamte Lüftungsvorrichtung 1 wird vom Volumen der Kammer 5 und den an den unterschiedlich großen Durchlaßöffnungen 3 und 4 jeweils anstehenden Druckdifferenzen bestimmt.

Während bei der Kanal-Lüftung üblicherweise Wert darauf gelegt wird., daß die Lüftungskanäle einen möglichst geringen Strömungswiderstand haben, sind beim beschriebenen Aufbau einer Lüftungsvorrichtung bewußt und in bestimmter Weise örtlich begrenzte Strömungswider stände eingebaut. Hierdurch wird über die Kammer 5 gewissermaßen ein Pumpeffekt hervorgerufen, welcher den Luftdurchsatz durch die Lüftungsvorrichtung erhöht. Dieser Pumpeffekt der Kammer 5 stellt sich dabei ein, gleichgültig, ob ein Druckgefälle von der Durchlaßöffnung 3 zur Durchlaß öffnung 4 hin oder aber von der Durchlaßöffnung 4 zur Durchlaßöffnung 3 hin besteht.

Die Lüftungsvorrichtung nach Fig. 3 hat grundsätzlich den gleichen Aufbau wie die Lüftungsvorrichtung nach den Pig. I und 2. Sie unterscheidet sich hiervon lediglich dadurch, daß an die mit der größeren Durchlaß öffnung 3 ausgestattete Kammer 2 nach entgegengesetzten Seiten gerichtete Kanalstrecken 6' und 6" angeschlossen sind, deren jede an ihrem anderen Ende eine eigene Durchlaßöffnung 4' bzw. 4" mit kleinerem Durchlaßquerschnitt aufweist.

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Sowohl bei der Lüftungsvorrichtung nach den Fig. 1 und 2 als auch bei derjenigen nach Fig. 3 stehen die Durchlaß öffnungen 4 bzw. 4', 4", die den kleineren Durchgangsquerschnitt haben, mit dem Rauminneren in Verbindung, während die Durchlaßöffnung 3 größeren Durchgangsquerschnitts der Außenluft zugewendet ist.

In Fig. 4 der Zeichnung ist eine Lüftungsvorrichtung 1 dargestellt, die in ihrem grundsätzlichen Aufbau mit der Lüftungsvorrichtung nach Fig. 3 identisch ist. Sie unterscheidet sich von dieser jedoch dadurch, daß sie auch nach dem Prinzip der erzwungenen Lüftung arbeiten kann. Zu diesem Zweck ist in die Durchlaßöffnung 3 größeren Durchgangsquerschnitts ein Axial-Ventilator 13 eingebaut, und zwar sitzt dieser konzentrisch innerhalb des Mantelrings 12, welcher von der Durchlaß öffnung 3 aus in die Kammer 5 hineinragt. Dabei kann der Axial-Ventilator 13 so ausgelegt werden, daß er eine Förderleistung von 260 m /hhat und im Betrieb bei einer Förderleistung 0 einen

2 statischen Druck von etwa 9 806, 65 Pa (Pascal) = N/m

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(Newton je m ) zu erzeugen vermag.

Durch das Zusammenwirken eines solchen Axial-Lüfters 13 mit der zwischen der Durchlaßöffnung 3 und der Kanalstrecke 6 bzw. den Kanalstrecken 6' und 6" angeordneten Kammer 5 kann dann

2 in der Kammer 5 ein statischer Druck von etwa 2 942 Pa = N/m

3 erzeugt und dabei eine Luftförderleistung von 130 m / h durch die Lüftungsvorrichtung 1 erreicht werden.

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Durch das Zusammenwirken des Axial-Ventilators 13 mit der Kammer 5 ergeben sich für diesen also lediglich Spaltverluste in Höhe von 50%.

Vergleichsweise wird jedoch mit einem entsprechend ausgelegten Axial-Ventilator, wenn dieser in eine auf der ganzen Länge zwischen den beiden Durchlaßöffnungen gleichen Querschnitt aufweisende Kanalstrecke eingebaut ist nur eine effektive

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Förderleistung von etwa 26 m /h erreicht, weil sich in dieser Kanalstrecke ein statischer Druck nicht aufbauen läßt. Gegenüber den Spaltverlusten von 50% beim beschriebenen Aufbau einer Lüftungsvorrichtung entstehen hier also Spaltverluste von etwa 90%, das heißt, die effektiven Luftförderleistungen der beiden unterschiedlichen Lüftungs sy sterne verhalten sich etwa wie 5 : 1.

Aus den Fig. 4 bis 7 ergibt sich, daß die gesamte Lüftungsvorrichtung 1 in ein prismatisches Gehäuse 14 von beispielsweise quadratischem Querschnitt eingebaut ist, dessen Enden durch Abschlußplatten 15 verschlossen sind.

Ein Teilstück einer Längswand 16 des Gehäuses 14 bildet die Vorderwand 8 für die Kammer 5 und ist zu diesem Zweck mit der im Durchgangsquerschnitt größeren Durchlaßöffnung 3 versehen, an die sich der Mantelring 12 anschließt,.

Die Bodenwand 10 und die Deckenwand 11 der Kammer werden ebenfalls durch Teilabschnitte von Längswänden 17 und 18 des Gehäuses gebildet.

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Zur Bildung der Querwände für die Kammer 5 sind in das Gehäuse 14 zwei Trennplatten 19 und 20 eingesetzt, mit denen zur Bildung der Rückwand 9 für die Kammer 5 eine Abschlußplatte 21 lösbar, z. B. durch Schrauben in Verbindung steht.

In den Trennplatten 19 und 20 befindet sich jeweils ein Durchbruch 22 bzw. 23, wobei sich an diese Durchbrüche 22 und 23 die Kanalstrecken 6' bzw. 6" der Lüftungsvorrichtung 1 anschließen. Die Kanalstrecken 6' und 6" erstrecken sich jeweils über den zwischen den Trennplatten 19 bzw. 20 und den Endplatten 15 begrenzten Längenbereich des Gehäuses 14 und werden insgesamt von Formteilen 24 und 25 aus Schalldämm-Werkstoff, beispielsweise Schaumstoff eingegrenzt. Dabei hat das Formteil im wesentlichen U-förmigen Querschnitt, wobei Schenkel und Steg des U-Profils gleiche Dicke aufweisen. Das Formteil 25 wird hingegen durch einen im Querschnitt rechteckigen Material-, insbesondere Schaumstoffblock, gebildet, wobei dessen Querschnittsdicke mindestens doppelt so groß wie die Dicke von Schenkeln und Steg des U-Profils ist. Die beiden Formteile 24 und 25 werden relativ zueinander jeweils so in das Gehäuse 14 eingesetzt, daß diese zwischen sich die Kanalstrecke 6' bzw. 6" von rechteckigem Querschnitt einschließen.

Die Formteile 25 weisen jeweils einen Durchbruch auf, welcher die Durchlaßöffnung 4' bzw. 4" kleineren Querschnitts bildet. Die Durchlaßöffnungen 4' und 4" sind derjenigen Längswand 26 des Gehäuses 14 zugewandt, welche der Längswand 16 gegenüber-

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liegt. Dabei hat die Längswand 26 über ihre ganze Länge und auf einem Teil ihrer Breite schlitz- oder gitterartige Durchbrüche, die dem Rauminneren zugewendet sind. Innerhalb des Gehäuses 14 ist außerdem eine Abschlußplatte 27 quer zu ihrer Ebene verschiebbar geführt, die in ihrer einen Schiebe stellung die schlitz- oder gitterartigen Durchbrüche der Längswand 26 für einen Luftdurchgang freigibt, während sie diese in ihrer anderen Schiebe stellung verschließt. Die Durchlaßöffnungen 4' und 4" sind relativ zur Abschlußplatte 27 so angeordnet, daß die Abschlußplatte 27 innerhalb des Gehäuses 14 eine wirksame Leitfläche für die Luftströmung bilden kann.

Die Formteile 24 und 2 5 aus Schalldämm-Werkstoff sind einfach lose in das Gehäuse 14 eingesetzt und können daher im Bedarfsfalle nach Entfernen der Längswand 26 und der Abschlußplatte 27 leicht aus dem Gehäuse 14 herausgenommen werden. Ebenso ist nach Entfernen der Längswand 26 und der Abschlußplatte 27 die Rückwand 21 der Kammer 5 leicht zu entfernen, so daß sich das Innere der Kammer 5 zum Zwecke der Reinigung bzw. für das Ein- und Ausbauen des Axial-Ventilators 13 leicht zugänglich gemacht werden kann.

Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß es zweckmäßig ist, den Axial-Ventilator 13 mit einer zu seiner Rotationsebene symmetrischen Beschaufelung zu versehen und ihn durch einen reversierbaren Elektromotor anzutreiben. Die Lüftungsvorrichtung 1 läßt sich in diesem Falle entsprechend dem jeweiligen Bedarf durch einfach Drehrichtungs-Umkehr des Axial-Ventilators

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13 entweder zur Be- oder zur Entlüftung des Raumes einsetzen. Im Stillstand des Axial-Ventilators 13 läßt sich die Lüftungsvorrichtung 1 jedoch durch Öffnen der Abschluß platte 27 auch nach dem Prinzip der freien Lüftung betreiben. Ob hierbei eine Belüftung oder eine Entlüftung des Raumes stattfinden wird, hängt dann lediglich davon ab, ob ein Druckgefälle von außen nach innen oder aber von innen nach außen besteht.

Bei der praktischen Ausgestaltung der Lüftungs vor richtungen hat es sich bewährt, das Verhältnis des üurchgangsquerschnitts der größeren Durchlaßöffnung 3 zum Querschnitt der Kammer in Achsrichtung der Durchlaßöffnung 3 etwa auf 1 : 2 bis 1 : 3 umzustellen, das Verhältnis des Kärntner-Querschnitts zum Gesamt-Querschnitt der Kanalstrecke 6 bzw. 6', 6" in Achsrichtung der Kanalstrecke ca. zwischen 3 : 1 und 4 : 1 vorzusehen und das Verhältnis des Querschnitts der Kanalstrecke 6 bzw. 6', 6" zum Querschnitt der kleineren Durchlaßöffnung 4 bzw. 4', 4" etwa zwischen 2 : 1 und 3 : 1 zu machen.

Wird, wie in den Pig. 4 und 5 gezeigt, in die größere Durchlaßöffnung 3 ein Axial-Ventilator 13 eingebaut, dann ist es auch zu empfehlen, das Volumen der Kammer 5 so einzustellen, daß es zu effektiven Förderleistung (m /s) des Axial-Ventilators 13 -das ist dessen Fördervolumen abzüglich der im Betrieb auftretenden Spaltverluste- in einem Verhältnis zwischen 1 : 8 und 1 : 10 steht.

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Damit sich das Volumen der Kammer 5 leicht auf die jeweiligen Bedürfnisse einstellen läßt, ist es bei der Lüftungsvorrichtung 1 nach den Fig. 4 bis 7 möglich, die Querwände 19 und 20 in Längsrichtung des Gehäuses 14 verschiebbar und feststellbar anzuordnen sowie die Abschlußplatte 21 in ihrer Längenabmessung so auszubilden, daß sie den gesamten Verschiebebereich der Querwände 19 und 20 zu überbrücken vermag.

Da die Kanalstrecken 6'und 6" in Formteilen 24 und 25 aus elastisch verformbarem Schalldämm-Material ausgebildet sind, passen sie sich in ihrer Längenabmessung völlig selbsttätig der vorgenommenen Verstellung der Querwände 19 und 20 an.

In vielen Fällen kann es sich als zweckmäßig erweisen, die Verstellung der Querwände 19 und 20 zwecks Volumens änderung der Kammer 5 stufenlos durch einen Kraftantrieb, z. B, einen Elektromotor, über entsprechende Getriebe glieder, beispielsweise Schraubentriebe, vorzunehmen. Der Betrieb des Elektromotors läßt sich dabei durch Fernwirkung, beispielsweise in Abhängigkeit vom Differenzdruck zwischen dem Rauminneren und der Außenluft, regeln und/oder steuern. Als Meß-, Regel- und/oder Steuerglieder können dabei Strömungssonden, beispielsweise Pitot-Rohre, Prandtlsche Rohre od.dgl., zum Einsatz gelangen, die an geeigneten Stellen im Strömungsweg der Lüftungsvorrichtung 1 montiert sind.

Durch die zuletzt beschriebenen Ausgestaltungsmerkmale läßt sich die Arbeitsweise der Lüftungsvorrichtung weiter optimieren.

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Claims

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Patentansprü ehe

l.j Verfahren zum Lüften von Räumen durch einen an jedem Ende mindestens eine Durchlaßöffnung aufweisenden, insbesondere quer zu diesen Durchlaßöffnungen gerichteten, Kanal, dadurch gekennzeichnet,

daß der Luftstrom in der einen Durchlaßöffnung (3) durch einen wesentlich größeren Querschnitt als in der anderen Durchlaßöffnung (4 bzw. 4', 4" ) geführt und dabei im Kanal (6 bzw„ 6^ 6" ) unmittelbar vor oder hinter der Durchlaßöffnung (3) größeren Querschnitts spontan durch eine Strecke (5) mit noch größerem Querschnitt geleitet wird,,
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Luftstrom innerhalb der Strömungs strecke (5) mit noch größerem Querschnitt in seiner Strömungsrichtung spitzwinklig abgelenkt wird (3, 7).

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3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der Luftstrom innerhalb der Strömungsstrecke (5) mit noch größerem Querschnitt in mehrere Teilströme (6', 6") aufgespalten oder aus mehreren Teilströmen (6', 6* ) gesammelt wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß der Luftstrom in der Durchlaßöffnung (3) mit größerem Querschnitt axial beschleunigt wird (13).
5. Lüftungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Durchlaßöffnung (3) am einen Kanalende einen wesentlich größeren Durchgangsquerschnitt als die Durchlaßöffnung (4 bzw. 4', 4" ) am anderen Kanalende aufweist und im Kanal (6 bzw. 6', 6" ), unmittelbar an die größere Durchlaßöffnung (3) anschließend, eine Kammer (5) mit einem relativ zur größeren Durchlaßöffnung (3) wiederum, und zwar spontan, vergrößertem Querschnitt angeordnet bzw. ausgebildet ist.
6. Lüftungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

daß die Durchlaßöffnung (3) am einen Kanalende einen um ein Mehrfaches, z.B. um das Dreifache größeren Durchgangsquerschnitt als die Durchlaßöffnung (4 bzw. 4', 4") am anderen Kanalende aufweist.

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7. Lüftungsvorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Kammer (5) mindestens parallel zur Ebene der größeren Durchlaßöffnung (3) um ein Mehrfaches größer als der Querschnitt dieser Durchlaßöffnung (3) ist.
8. Lüftungsvorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Kammer (5) parallel zur Ebene des Kanalquerschnitts (6 bzw. 6', 6" ) um ein Mehrfaches größer als der Kanal-Gesamtquerschnitt (6 bzw. 6' und 6") ist.
9. Lüftungsvorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßöffnungen (3 und 4) des Kanals eine andere geometrische Querschnittsform aufweisen als der Kanal (6 bzw. 6', 6" ) und die Kammer (5).
10. Lüftungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßöffnungen (3 und 4 ) einen runden Querschnitt haben, während der Kanal (6 bzw. 6', 6" ) und die Kammer (5) eine rechteckige Querschnittsform aufweisen.
11. Lüftungsvorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (6 bzw. G', 6" ) mit seinem einen Ende (7)

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im rechten Winkel zur größeren Durchlaßöffnung (3) an die Kammer (5) angeschlossen ist und die kleinere Durchlaßöffnung (4 bzw. 4^ 4* ) sich unter einem rechten Winkel an das andere Ende des Kanals (6 bzw. 6', 6") anschließt.
12. Lüftungsvorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 11_# dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kanalabschnitte (6'und 6" ) an sich gegenüberliegende Wandungen (19 und 20) der Kammer (5) angeschlossen sind (22 bzw. 23) und jeder derselben an seinem anderen Ende mit einer eigenen Durchlaßöffnung (A', 4*) versehen ist.
13. Lüftungsvorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in die Durchlaß öffnung (3) größeren Querschnitts ein Axial-Ventilator (13) als Luftförderer eingebaut ist.
14. Lüftungsvorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Axial-Ventilator (13) eine zu seiner Rotationsebene symmetrische Beschaufelung aufweist und durch einen reversierbaren Elektromotor antreibbar ist.
15. Lüftungsvorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Axial-Ventilator (13) von einem in die Durchlaßöffnung (3) eingesetzten Mantelring (12) umgeben ist.

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16. Lüftungsvorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantelring (12) in die Kammer (5) hineinragt.
17. Lüftungsvorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Mantelring (12) bzw. der Durchlaßöffnung (3) größeren Querschnitts gegenüberliegende Wand (9 bzw. 21) der Kammer (5) abnehmbar ausgebildet bzw. angeordnet ist.
18. Lüftungsvorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Kammer (5) anschließenden Kanalabschnitte (6', 6" ) und die Durchlaßöffnung (4', 4") kleineren Durchtrittsquerschnitts in Formteilen (24 und 25) aus Schalldämm-Werkstoff ausgebildet sind.
19. Lüftungsvorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen (19 und 20) der Kammer (5) zwecks Änderung des Kammervolumens verschiebbar , z.B. durch einen Elektromotor stufenlos verstellbar, sind.
20. Lüftungsvorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgröße des Elektromotors durch im Strömungsweg der Lüftungsvorrichtung (1) angeordnete Meßglieder, z.B. Strömungssonden, wie Pitot-Rohre, Prandtlsche JRöhre od. dgl., bestimmbar ist.

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