DE2953168C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Luftverteilsystem mit Einlaß­ öffnungen für Außenluft und Rückluft, mit einer Misch­ kammer, mit einem Gebläse und mit Schalldämpfungsmitteln.

Ein derartiges Luftverteilsystem zeigt die US-PS 37 48 997. Man hat dabei zwar eine Dämpfer-Vorrichtung im Bereich des Gebläse-Einlasses angeordnet, nicht jedoch für eine weiter­ gehende Schallabsorbierung gesorgt. Auch befinden sich der Mischraum für Außenluft und Rückluft sowie der Raum für das Gebläse und die Ableitung in einer Ebene, was für die Schallabsorbierung ungünstig ist.

Außerdem erfordert in einem mehrgeschossigen Gebäude eine waagrechte Verbindung aller Elemente der Anlage einen relativ großen Raum auf einem Flur oder Geschoß und be­ nötigt weiterhin eine Winkelverbindung hoher Geschwindig­ keit (und damit hohen Verlustes) zwischen dem Ausgangs­ dämpfer und der senkrechten Hauptverteilungsleitung des Systems.

Zusätzlich zu den Anforderungen eines relativ großen Raumes entstehen ernste Probleme hinsichtlich der Verteilung der Luft in Geschossen oder Fluren. Aufgrund relativ hoher Ver­ luste in den Dämpfern oder durch die Winkelverbindungen gibt es auch Einschränkungen in der Gebläseleistung. Die Reihenkombination der Elemente, die mit herkömmlichen Dämpfern bestückt sind, erfordert verschiedene Luftge­ schwindigkeitsänderungen und von hoch nach niedrig und von niedrig nach hoch. Derartige Anordnungen haben relativ hohe Energieanforderungen. Weiterhin bildet die zerstreute Anordnung der einzelnen Elemente an vielen Orten Geräusch­ quellen. Zusätzlich bildet jedes Element akustische Wege zum Übertragen von Geräusch zum Rest des Gebäudes.

Die US-PS 22 67 425 betrifft eine Klimatisierungsanlage ohne Angabe über deren Anordnung in einem Gebäude. Dabei sind Wärmetauscher ringförmig in Ansaugleitungen angebracht.

Die US-PS 22 95 251 betrifft ein Verteilungssystem für eine Klimatisierungsanlage in einem Gebäude. Dabei ist es Auf­ gabe der Anordnung, für eine gleichmäßig isostatische Ver­ teilung in den einzelnen Gebäudeteilen und Stockwerken zu sorgen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Luftverteil­ system der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß eine wirksame und raumsparende Anlage geschaffen wird, die sich durch gute Schalldämmung auszeichnet.

Diese Aufgabe wird bei einem Luftverteilungssystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil angegebenen Merkmale gelöst. Die Unteransprüche enthalten zweckmäßige weitere Ausbil­ dungen.

Die Luft-Klimatisierungsanlage nach der Erfindung zeichnet sich durch eine relativ kompakte Bauweise im Vergleich mit herkömmlichen Systemen aus. Der Eingangsdämpfer und die in der Anlage verteilten Dämpfer bewirken einen hohen Grad an Geräuschverringerung (teilweise aufgrund der kompakten Aus­ führung der zentralen lufttechnischen Einheit und teilweise aufgrund der axialen Symmetrie der Anlage), die außerdem hinsichtlich des Energieverbrauchs relativ wirtschaftlich ist.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die im folgenden näher beschrieben werden. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht der Anlage,

Fig. 2 eine Seitensicht dieser Anlage, die in einem mehr­ geschossigen Gebäude eingebaut ist,

Fig. 3 eine Abzweig- und Dämpfvorrichtung;

Fig. 4 und 5 alternative Beispiele von Strömungskonzentrator-, Dämpfer- und Gebläseausführungen zur Verwendung im System der Fig. 2;

Fig. 6 einen Querschnitt eines alternativen Strömungskon­ zentrators zur Verwendung im System der Fig. 2, und

Fig. 7 im Querschnitt eine alternative Form eines Strömungs­ konzentrators/Schalldämpfers.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Anlage. Es ist ein mehrgeschossiges Gebäude 10 dargestellt, durch das eine zentral angeordnete Hauptleitung 12 führt, die senkrecht im Inneren des Gebäudes 10 verläuft. Wie dargestellt, umfaßt das Gebäude 10 ein Untergeschoß 14, ein erstes Geschoß 16 und eine zweites Geschoß 18. Zusätzliche Geschosse können in ähnlicher Weise angeordnet sein. Das Untergeschoß 14 um­ faßt eine Mischkammer 20, welche die Hauptelemente für das Luftverteilsystem des Gebäudes 10 enthält.

Das Luftverteilsystem umfaßt eine herkömmliche Ausblase- Anordnung 30 mit Dämpfern 32, 36 und einem Gebläse 34 sowie einen automatisch einstellbaren Luftschlitz 38, der mit der Außenluft in Verbindung steht.

In dieser Anordnung dient die Mischkammer 20 zum Mischen von Außenluft und Rückluft. Rückluft wird in herkömnlicher Weise durch einen Dämpfer 26 und eine Rückleitung 28 zu einem Bereich 40 der Mischkammer 20 geleitet. In diesem Bereich wird Luft von der Außenseite durch einen Luftschlitz 41 eingesaugt und mit der Rückluft vermischt. Das Gemisch aus Außenluft und Rückluft wird dann durch einen Filter 42 zum Bereich 44 innerhalb der Mischkammer 20 geschickt.

Das Luftverteilsystem ist weiterhin mit einem Strömungs­ konzentrator/Schalldämpfer 50 ausgerüstet, der innerhalb der Mischkammer 20 liegt. Der Schalldämpfer 50 ist von kegelförmigen Außen- und Innenabschnitten 52, 54 begrenzt, wobei beide Abschnitte im wesentlichen axial symmetrisch zu einer senkrechten Achse 56 sind. Der Schalldämpfer 50 hat eine Einlaßöffnung 58, die sich ebenfalls symmetrisch zu der Achse 56 erstreckt, und eine Auslaßöffnung 60, die zur Hauptleitung 12 führt. Der Außenabschnitt 52 ist hohl und hat eine konische Innenfläche. Der Innenabschnitt 54 hat eine konische Außenfläche. Der Außenabschnitt 52 und der Innenabschnitt 54 führen die Luft in einer im wesent­ lichen axial-symmetrischen Strömung von der Mischkammer 20 durch die Einlaßöffnung 58 zur Auslaßöffnung 60.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der Außen- und der Innenabschnitt 52 bzw. 54 mit einem akustisch absorbieren­ den Material ausgekleidet. Dabei ist der mittlere Radius an der Einlaßöffnung 58 größer als der mittlere Radius an der Auslaßöffnung 60.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Querschnitte des durch die Abschnitte 52 und 54 festgelegten Strömungs­ weges durch Kreise begrenzt. In alternativen Ausführungs­ beispielen können die Abschnitte 52 und 54 jedoch auch so gestaltet sein, daß die Querschnitte des durch diese Elemente erzeugten Strömungsweges Grenzen aufweisen, die elliptisch oder polygon sind.

Ein Gebläse 62 ist zwischen der Auslaßöffnung 60 des Schalldämpfers 50 und der Hauptleitung 12 angeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind Wärmetauscher 64 an der Einlaßöffnung 58 vorgesehen. Diese können herkömm­ liche Elemente sein, die an die Abmessungen der Einlaß­ öffnung 58 angepaßt sind, und sie können verwendet werden, um die in die Einlaßöffnung 58 eintretende Luft in geeig­ neter Weise zu konditionieren bzw. zu klimatisieren (d. h. wärmen oder kühlen). In alternativen Ausführungsbeispielen kann der Filter 42 aus Filterelementen bestehen, die direkt auf den Außenflächen der Wärmetauscher 64 befestigt sind.

Bei dem Ausführungsbeispiel können eine Abzweig- und Dämpf­ vorrichtung 70 für das erste Geschoß 16 und eine ebensolche Vorrichtung 72 für das zweite Geschoß 18 zum Einspeisen der konditionieren Luft aus der Hauptleitung 12 vorgesehen sein.

Die verwendeten Dämpfer können von herkömmlicher Ausführung sein und in verschiedenen Zweigleitungen verwendet werden. Die über das Gebäude 10 verteilten Dämpfer bewirken eine wesentliche Verringerung des Geräusches.

Fig. 3 zeigt eine beispielsweise Ausführungsform für einen Strömungskonzentrator/Schalldämpfer, der in dem System der Fig. 2 als Dämpfer 70, 72 verwendet werden kann. Dabei sind Leitungen 110, 112 zur Luftführung vorgesehen, wobei die Einlaßleitung 110 einen größeren Querschnitt hat als die Auslaßleitung 112 und die Leitungen 110, 112 zueinander koaxial sind. Die Ein­ laßleitung 110 überlappt die Auslaßleitung 112 mit den Sek­ tionen 120, 122. Zwischen diesen beiden Sektionen 120, 122 sind ein Abschlußstopfen 126 und Abstandsstücke 132, 134 vorgesehen, wobei das Abstandsstück 132 im Schnitt darge­ stellt ist. Durch die Teile 126, 132, 134 werden Ringräume 124, 136 gebildet, von denen der Ringraum 124 zur Einlaß­ leitung 110, also stromauf, offen ist. Der die Sektion 122 ganz umschließende Ringraum 136 ist an eine Zweigleitung 138 angeschlossen, wobei der Luftstrom über eine Leitung 114 nahe dem stromabseitigen Ende des Ringraums 136 ab­ strömt.

Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführung, die im wesent­ lichen den Ausführungen der Fig. 1 und 2 gleicht, wobei jedoch die Anlage auf dem Dach 76 des Gehäubes 10 befestigt ist und sich die Hauptleitung 12 nach unten zu einem Dämp­ fer 78 erstreckt.

In Fig. 4 umfaßt der Strömungskonzentrator/Schalldämpfer 50 einen Umkehrabschnitt 80 zusätzlich zu den anderen Elemen­ ten, die in der Ausführung der Fig. 1 und 2 gezeigt sind. Der Mischraum wird durch ein allgemein zylindrisches Ge­ häuse 82 gebildet. Der Umkehrabschnitt 80 ist angeordnet, um wirksam die Rück- und die Außenluft zur Einlaßöffnung 58 des Schalldämpfers 50 zu speisen. Zusätzliche Elemente können ebenfalls innerhalb des Gehäuses 82 untergebracht sein, wie z. B. Heiz-, Kondensations- oder Kühl-Elemente sowie andere alternative Elemente, die gewöhnlich getrennte Umhüllungen erfordern. Somit kann ein einziger Zugang ver­ wendet werden, um die gesamte Anlage zu warten. Diese Aus­ führungsform ist insbesondere bei extremen Umgebungen vor­ teilhaft.

Fig. 5 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform für den Schalldämpfer 50, das Gebläse 62 und die Wärmetauscher 64. Das Gebläse 62 ist wahlweise steuerbar, um von einem Motor 84 oder einem getrennten Motor 86 angetrieben zu werden, der am anderen Ende der Welle 88 gekoppelt ist. In dieser Ausführung kann der Energiewirkungsgrad des Systems gesteigert werden, indem wahlweise einer der Motoren 84 und 86 betrieben wird.

Fig. 6 zeigt schematisch eine weitere alternative Ausfüh­ rungsform für den Dämpfer, die Gebläseanordnung und die Wärmetauscher 64. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Zentrifugalgebläse 90 einer herkömmlichen Form mit einer Auslaßöffnung 92 zum Koppeln mit der Hauptleitung 12 gezeigt. Einlaßöffnungen für das Gebläse 90 sind mit den Bezugszeichen 94 und 96 versehen. Mit diesem herkömm­ lichen Gebläse 90 sind zwei Schalldämpfer 100, 102 mit der Einlaßöffnung 94 bzw. 96 des Gebläses 90 gekoppelt darge­ stellt.

Die Schalldämpfer 100, 102 können beide im wesentlichen die gleiche Form aufweisen, wie diese in den Fig. 1 und 2 für den Schalldämpfer 50 gezeigt ist.

Fig. 7 zeigt einen Querschnitt einer letzten alternativen Ausführung für den Schalldämpfer 50 und die Wärmetauscher 64 des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 und 2. In Fig. 7 sind einander entsprechende Bauteile mit den gleichen Be­ zugszeichen wie in Fig. 2 versehen. In Fig. 7 umfassen der Außen- und der Innenabschnit 52 bzw. 54 zwei Stufen-Flächen. Obwohl die Außenfläche der Wände im wesentlichen zylind­ risch ist, sind die Innenwege der Luftströmung konisch.

Der durch die Innen- und die Außenwände gebildete gesamte Strömungsweg ist auch in Fig. 7 ein axial-symmetrischer Luftströmungsweg von der Einlaßöffnung 58 zur Auslaßöff­ nung 60.

Claims (10)

1. Luftverteilsystem, mit Einlaßöffnungen für Außenluft und Rückluft, mit einer Mischkammer, mit einem Gebläse und mit Schalldämpfungsmitteln, dadurch gekennzeichnet

• - daß innerhalb der Mischkammer (20) ein Strömungskon­ zentrator und eine mit diesem eine Einheit bildende Schalldämpfvorrichtung (50) angeordnet ist,
• - daß der Strömungskonzentrator/Schalldämpfer (50) eine Einlaßöffnung (58) und eine Auslaßöffnung (60) aufweist,
• - daß mit schalldämmendem Material bekleidete Außen- und Innenabschnitte (52, 54) einen Luftströmungsweg begrenzen, der im wesentlichen symmetrisch zu einer senkrechten Achse (56) verläuft, die in der Mitte der Auslaß­ öffnung (60) angeordnet ist,
• - daß die Luftströmung im wesentlichen radial durch die Einlaßöffnung (58) in den Strömungskonzentrator/ Schalldämpfer (50) eintritt und diesen im wesent­ lichen axial durch die Auslaßöffnung (60) verläßt und
• - daß das Gebläse (62) an die Auslaßöffnung (60) an­ schließt.

2. Luftverteilsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftströmungsweg am Verbindungspunkt zur Misch­ kammer (20) einen mittleren Radius hat, der größer ist als der mittlere Radius an der Auslaßöffnung (60).

3. Luftverteilsystem nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (62) ein Axialgebläse ist.

4. Luftverteilsystem nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenabschnitt (52) eine im wesentlichen koni­ sche Innenfläche und der Innenabschnitt (54) eine im wesentlichen konische Außenfläche aufweist.

5. Luftverteilsystem nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (62) eine Welle (88) aufweist, die an jedem ihrer Enden einen Antriebsmotor (84, 86) hat, wobei diese Antriebsmotoren (84, 86) unterschiedliche Ausgangsdrehzahlen aufweisen, und daß eine Vorrichtung zum wahlweisen Steuern der Motoren (84, 86) vorgesehen ist, derart, daß lediglich nur ein Motor in Betrieb nehmbar ist.

6. Luftverteilsystem nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Abzweig- und Dämpfvorrichtung (70) vorgesehen ist, die über eine Hauptleitung (12) mit dem Ausgang des Gebläses (62) verbunden ist.

7. Luftverteilsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekannzeichnet,

• - daß die Anlage auf dem Dach (76) eines Gebäudes (10) befestigt ist, wobei sich die Hauptleitung (12) nach unten zu einem Dämpfer (78) erstreckt,
• - daß der Schalldämpfer (50) einen Umkehrabschnitt (80) aufweist, der in einem zylindrischen Gehäuse (82) untergebracht ist, und
• - daß an den Enden des Umkehrabschnitts (80) Einlaß­ öffnungen (58) und Filter (42) angebracht sind.

8. Luftverteilsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß in dem Gehäuse (82) zusätzliche Elemente wie Heiz- Kondensations- oder Kühlelemente untergebracht sind.

9. Luftverteilsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

• - daß an einem herkömmlichen Zentrifugalgebläse (90) mit einer Auslaßöffnung (92) für die Hauptleitung (12) zwei gegenüberliegende Eingangsöffnungen (94, 96) vor­ gesehen sind, und
• - daß mit den Eingangsöffnungen (94, 96) zwei Schall­ dämpfer (100, 102) verbunden sind (Fig. 6).

10. Luftverteilsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalldämpfer (50, 100, 102) aus einem schall­ dämmenden Block mit den Abschnitten (52, 54) besteht, wobei im Inneren konische Luftführungswege eingearbei­ tet sind, die radial von den Einlaßöffnungen (58) und axial zu den Auslaßöffnungen (60) verlaufen (Fig. 7).