DE3204350A1

DE3204350A1 - Vorrichtung zur klimatisierung von raeumen, insbesondere bueroraeumen, nach dem induktionsprinzip

Info

Publication number: DE3204350A1
Application number: DE19823204350
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 4133 Neukirchen-Vluyn Finkelstein; Tibor Dr.-Ing. 5000 Köln Rakoczy; Gerhard 7000 Stuttgart Welte
Original assignee: BRANDI INGENIEURE GmbH
Current assignee: BRANDI INGENIEURE GmbH
Priority date: 1981-02-11
Filing date: 1982-02-09
Publication date: 1982-09-09

Description

VON KREISLER SCHONWALD EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER¹/ SELTING WERNER

PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisler+ 1973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln

Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden

Dr. J. F. Fues, Köln

Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln

Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln

Dipl.-Ing. G. Selting, Köln

Dr. H.-K. Werner, Köln

8.2.1982 . Sch/Sd

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

D-5000 KULN 1

Brandi Ingenieure GmbH, Max-Planck-Str. 2-4, 5000 Köln 40

Vorrichtung zur Klimatisierung von Räumen, insbesondere Büroräumen, nach dem Induktionsprinzip

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Klimatisierung von Räumen, insbesondere Büroräumen, nach- dem Induktionsprinzip, vornehmlich als Gerät im Brüstungsbereich eines Fensters, wobei die Vorrichtung bzw. das Gerät Durch- · trittsöffnungen zum Durchströmen von Raumluft in das Gehäuse der Vorrichtung u.dgl. besitzt.

Induktionsgeräte im Brüstungsbereich eines Fensters für die Klimatisierung eines Raumes sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Sie sind im allgemeinen in der Weise aufgebaut, daß sie einen Teil der thermischen Raumlast über einen Wasserkreislauf, entweder über ein Zwei- oder Mehr-Leitersystem abführen. Dies führt meist zu umfangreichen und komplizierten Wassernetzen. Fensterblasanlagen werden mit Luft betrieben und

Telefon: (0221) 131041 ■ Telex: 8882307 dopa d ■ Telegramm: Dompaten) Köln

32

zur Fensterabschirmung bei vollklimatisierten, fest verglasten Gebäuden angewandt. Hierbei kommt einem solchen Gerät • ' lediglich die Aufgabe zu, den Kälteeinfluß der verglasten Flächen zu kompensieren und mit der Schaffung der nötigen, inneren Glasoberflächentemperatur das Schwitzwasser zu vermeiden und den Strahlungsaustausch zwischen Raumnutzer und Scheibe in vertretbare Wechselbeziehungen anzuheben. Solche · Fensterblasanlagen sind nur auf einen Teil der Raumlast ausgelegt, werden zentral geregelt und versorgen nur den unmittelbaren Fensterbereich. Daneben ist eine zweite Luftzuführungsart erforderlich, die aus einer eigentlichen Klimaanlage besteht, welche getrennt von der Fensterblasanlage . das Raumklima durch die Temperaturregelung bestimmt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Klimatisierung von Räumen zu schaffen, bei der die Abschirmung des Fensters gegenüber Wärme- bzw. Kälteanfall (Transmission und Undichtigkeiten) und die Klimatisierung des Raumes in einfacher Art vereinigt sind und die insbesondere bei der Möglichkeit der Öffnung eines Fensters energiesparsam ist. . Die Erfindung zeichnet sich bei der Vorrichtung der anfangs genannten.Art dadurch aus, daß das Fensterbrüstungsgerät eine erste Luftverteilkammer mit Anschluß an eine einen konstanten Grundvolumenstrom führende Leitung und eine weitere Luftverteilkammer mit Anschluß an eine.variable Sekundärluft führende Leitung enthält, und daß die Luftaustrittsöffnungen der beiden Luftverteilkammern zueinander so angeordnet sind, daß die Sekundärluft sowie Raumluft durch die aus der ersten Luftverteilkammer ausgeblasene Luft induziert wird.

Durch eine solche Ausbildung des Fensterbrüstungsgerätes ist die Möglichkeit geschaffen, ein Luftsystem anwenden zu können,

das allein von der·Pensterbrüstung her wirksam wird und die ' Fensterabschirmung und die Raumkonditionierung zugleich durchführt. Zugleich handelt es sich um ein "trockenes" System, d.h. mit dem Entfallen Wasser führender Leitungen in Nutzbereichen. Es wird bei geschlossenem Fenster jedem Raum zwangsweise ein Mindestluftstrom zugeführt. Die individuelle Temperaturregelung der Räume untereinander wird durch einen zusätzlichen variablen Luftstrom erreicht, der dem Mindestluftstrom zugegeben wird. Es ergibt sich eine volumenstromvariab-Ie Anlage mit einem Luftfördersystem und garantiertem Mindestluftwechsel im Raum. Von der Brüstung her können Raumtiefen bis etwas über 7 m hinaus strömungsstabil und gleichmäßig bei geringen Zuluftmengen des Brüstungsgerätes durchlüftet werden. Der Brüstungsluftauslaß arbeitet nach dem Induktionsprinzip, d.h. die aus der Anlage eingebrachte Luft nimmt in einem abgestimmten Luftschacht innerhalb des Gerätegehäuses Raumluft zwangsweise zum Luftumlauf und zur Vermischung mit. Zugleich ist die Möglichkeit des Fensteröffnens gegeben, wobei das betreffende Fensterbrüstungsgerät von der Zuluft und auch hinsichtlich der Abluft abgeschaltet wird, wo.bei bei der Abluft auch eine Luftreduzierung sinnvoll sein kann. Man erzielt weiterhin einen sparsamen Energieverbrauch, weil die Fenster geschlossen bleiben können und die Abwärme aus Rückluft zurückgewonnen werden kann. Falls das Fenster geöffnet wird, erfolgt die Abschaltung der L,uft- und Wärme- bzw. Kältezufuhr zum Raum.

Zur Sicherstellung des Induktionsprinzips sind die Luftaustrittsdüsen der ersten Luftverteilkammer und der weiteren Luftverteilkammer in denselben Induktionsschacht des Gehäuses gerichtet. Dabei wird ein Grundvolumenstrom nach dem Induktionsprinzip dem Raum zugeführt. Mit diesem Grundvolumenstrom wird eine ausreichende Raumdurchlüftung sichergestellt, über die weitere Luftverteilkammer mit Luftauslässen parallel oder möglichst parallel zu den düsenförmigen Auslassen der

320: 30

ersten Luftverteilkammer wird dem Grundvolumenstr.om ein va- · riabler Volumenstrom beigemischt. Hierbei soll der Impuls der Luft aus den Luftdurchlässen der weiteren Luftverteilkammer so schwach gehalten werden, daß der Grundvolumenstrom mit starkem Impuls kaum beeinflußt wird.

• Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Zuführungsleitung zu der weiteren Luftverteilkammer ein Regelorgan aufweisen, das mit einem Raumthermostat in Verbindung steht und von diesem gesteuert wird. Die Zuführungsleitung zu der ersten Luftverteilkammer erhält ebenfalls ein Regelorgan, das mit einem Schalter eines offenbaren Fensters .verbunden ist. Beide Zuführungsleitungen können an eine gemeinsame Luftversorgungsleitung angeschlossen sein.

"Das Fensterbrüstungsgerät als Zuluftgerät nach dem Induktionsprinzip wird vorteilhaft in der Weise betrieben, daß der Zulu ftvolumenstrom in einen konstanten Grundvolumenstrom und einen variablen regelbaren Volumenstrom aufgeteilt ist. Hierbei stellt der Grundvolumenstrom, der mit hohem Energieimpuls ausgeblasen wird, die Raumdurchströmung sicher und deckt die thermischen Grundlasten ab. Der variable Vo-lumenstrom wird mit geringem Energieimpuls ausgeblasen und vom Grundvolumenstrom induziert. Er deckt die thermische Spitzenlas.t eines Raumes ab.

Die Geräte mit gleichen oder ähnlichen zu kompensierenden thermischen Lasten können von einem Luftstrom gleicher thermischer Vorregelung versorgt werden.

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

Fig. 1 zeigt ein nach dem Induktionsprinzip arbeitendes Fensterbrüstungsgerät in einer Ausführungsform gemäß der Erfindung im Schnitt und im Schema.

320V350

Die Fig. 2 dient zur Erläuterung der Anordnung und Verteilung der LuftVerteilkammern an einer Fensterfront eines Raumes, schematisch.

Fig. 3 veranschaulicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Fensterbrüstungsgerätes der erfindungsgemäßen Luftzuführung nach dem Induktionsprinzip mit .zugehörigen Versorgungsleitungen im Schema.

Fig. 4 und 5 stellen zwei weitere Ausführungsformen des Fensterbrüstungsgerätes dar.

Die Vorrichtung zur Klimatisierung von Räumen, insbesondere Büroräumen u.dgl., nach dem Induktionsprinzip weist ein • Fensterbrüstungsgerät 1 auf, das ein Gehäuse 2 aufweist, in dem Durchtrittsöffnungen 3 zum Durchströmen von Raumluft in das Innere des Gehäuses 2 vorgesehen sind, wobei die Durchtrittsöffnungen 3 in Schlitze unterteilt sein können. In der oberen Abdeckung 2a des Gehäuses 2 sind Auslässe 4 für die Zuluft zu dem Raum 5 vorgesehen, die im allgemeinen in Form eines Gitters ausgebildet sind. Das Gerät befindet sich zweckmäßig an einer Wand 6, in der Fenster 7 vorgesehen sein können.

Das Luftinduktionsgerät 1 weist eine erste Luftverteilkammer 9 auf, die mit Auslassen 10 in Form einer Düse über die Länge der Kammer versehen ist. Diese Luftverteilkammer 9 ist mit einer Anschlußleitung 11 versehen, die von einer Leitung 12 abgeht, die einen konstanten Grundvolumenstrom führt.

Weiterhin weist das Gehäuse 2 eine weitere Luftverteilkammer 14 auf, die mit Luftauslässen 15 einfacher Art ausgestattet ist.·Oberhalb der Luftverteilkammern 9 und 14 ist ein gemeinsamer Luftströmungsschacht 16 angeordnet, der zu den Zulufhaualaßöffnungen 4 des Gehäuses 2 führt, wobei der Schacht 16 auf der dem Raum zugekehrten Seite durch eine

Wand 17 begrenzt ist. Die Luftverteilkammern 9 und 14 sind zueinander so angeordnet, daß der aus den Düsen 10 der Luftverteilkammern 9 austretende Grundvolumenstrom den variablen Volumenstrom induziert, der aus der weiteren Luftverteilkammer 14 durch die Auslässe 15 austreten kann. Hierbei wird eine Induzierung des variablen Volumenstroms vorgenommen, wobei auch Raumluft durch die Schlitze 3 des Gehäuses 2 mit induziert werden kann. Der Impuls der Luft aus den Luftdurchlässen 15 wird so schwach gehalten, daß der Grundvolumenstrom mit starkem Impuls aus den Düsen 10 kaum beeinflußt wird. Zu der weiteren Luftverteilkammer 14 führt eine Leitung 18, die von der Leitung 12 gespeist sein kann.

Die Zuführungsleitung 18 zu der weiteren Luftverteilkammer 14 weist ein Regelorgan 19, z.B. in Form einer Drosselklappe, auf, das mit einem Raumthermostat 20 über einen Schalter (Relais) 21 in Verbindung steht. Die Zuführungsleitung 11 zu der ersten Luftverteilkammer 9 ist ebenfalls mit einem Regelorgan 22 ausgerüstet. Dieses steht mit einem Relais 23 in Verbindung, das in Abhängigkeit von der Stellung des zugehörigen Fensters, nämlich offen oder geschlossen, über eine Schalteinrichtung .24 auf das Regelorgan 22 einwirkt, wobei eine Verbindung zu dem Raumthermostat 20 vorgesehen ist. Die Leitung 25 stellt eine gemeinsame Luftversorgungsleitung für die Abzweigung 12 und die Zweigleitungen 11 und 18 dar.

Das Induktions-Brüstungsgerät 1a der Fig. 3 entspricht im Grundaufbau dem Gerät der Fig. 1, wobei die gleichen Teile mit denselben Bezugsziffern versehen sind. Bei diesem Gerät ist die weitere Luftverteilkammer 14 oberhalb der ersten Luftverteilkammer 9 angeordnet. Hierbei kann die weitere Luftverteilkammer 14 an der dem Schacht 16 zugekehrten Seite ein klappenartiges Seitenteil 26 aufweisen, das sich je nach

der Induktion durch den Primärluftstrom aus der ersten Luftverteilkammer 9 mehr oder weniger öffnet, wobei mehr oder weniger Sekundärluft induziert wird. Hierbei wird auch Rückluft 27 aus dem Raum 5 in den Luftströmungsschacht 16 mit induziert. Mit 28 ist die in den Raum eintretende Zuluft bezeichnet.

Die Zuführungsleitung 25 kann durch ein Lüftungs-Zentralgerät 29 mit regelbarem Fördervolumen gespeist werden. Mit ist ein Schaltschrank bezeichnet.

Dadurch, daß der Grundvolumenstrom mit hohem Energieimpuls aus den Düsen 10 der ersten Luftverteilkammer 9 ausgeblasen wird, wird eine ausreichende Raumbelüftung erzielt, wobei dadurch die thermische Grundlast für den Raum gedeckt ist. Von der weiteren Luftverteilkammer 14 tritt ein variabler Volumenstrom mit geringem Energieimpuls in das Innere des Gerätegehäuses 2, wobei die Menge des Volumenstroms in Abhöngigkeit von der Raumtemperatur mittels des Thermostaten zwangsgeregelt.wird. Der variable Volumenstrom wird von dem Grundvolumenstrom induziert und dient zur Abdeckung der

20· thermischen Spitzenlast des Raumes. Auf diese Weise können individuelle Raumtemperaturwünsche erfüllt oder unterschiedliche Lasten kompensiert werden. Räume bzw. Geräte mit gleichen oder angenähert gleichen thermischen Randbedingungen können zweckmäßig von einem Gesamtvolumenstrom gleicher Vorreglung versorgt werden. Ferner ist es möglich, daß Gerätegruppen bei einer gemäßigten Außentemperatur und bei geringen thermischen Lasten zugunsten einer Fensterlüftung über Verschlußorgane abgeschaltet werden. Beim öffnen eines Fensters wird über den Schalter die Lüftung des Raumes wegge-

30. schaltet. Dies führt zu einer wesentlichen Energieeinsparung. Im Raum kann noch ein von einer im Raum befindlichen Person zu betätigender weiterer Schalter vorgesehen sein, so daß

32(M

beim Öffnen des Fensters automatisch oder über den weiteren Schalter nach Wunsch die Lüftung des Raumes weggeschaltet werden kann.

In den Fig. 4 und 5 sind zwei weitere Ausführungsformen des Klimatisiergerätes dargestellt, bei denen erreicht wird, daß mit Sicherheit verhindert wird, daß unterschiedliche Luftmengen gegebenenfalls Druckänderungen in den Geräten nach sich ziehen.

Gemäß der Fig. 4 ist in der beiden Luftverteilkammern 9, 14 gemeinsamen Luftzuführungsleitung 12 ein Druckregler 32 angeordnet, mit dem ein Fensterschalter 33 zusammenwirkt. Das in der Zuführungsleitung 18 zu der weiteren Luftverteilkammer 14 befindliche Regelorgan 34 steht mit einem Raumthermostaten 20 in Verbindung.

Ein Druckregler 32 hält über einen Pressostaten 35 den Düsenvordruck in der Verteilkammer 9 konstant, unabhängig von wechselnden Systemdrücken und unabhängig vom Volumenstrom, der durch den Regler 32 fließt. Der Druckregler 32 wird vorteilhaft mit Preßluft über einen Fensterschalter 33 versorgt. Wird der Fensterschalter 33 geöffnet, so wird der Regler 32 luftdicht abgesperrt. Über das Regelorgan 34, welches an einen Raumthermostaten 20 angeschlossen ist, wird die Verteilkammer 14 mit variablem Volumenstrom versorgt. Da der Vordruck des Regelorgans auch bei der Leitung 18 konstant ist, bleibt auch der jeweils vom Raumthermostaten angeforderte Volumenstrom konstant. ■

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Fensterbrüstungsgerätes zur Gewährleistung konstanter Druckverhältnisse. In der Luftzuführungsleitung 12 steht ein Volumenstromregier 36 mit einem Fensterschalter 33 und einem Raumthermostaten 20 in Verbindung. In der Zuführungsleitung 18

■9- -

zu der weiteren Luftverteilkammer 14 kann eine einfache, selbsttätige, ohne Hilfsenergie arbeitende Regelklappe 37 mit einem Gegengewicht 37a vorgesehen sein.

Der über einen Thermostaten 20 und den Fensterschalter 33 angesteuerte, vom Systemdruck unabhängige Volumenstromregler 36 versorgt die Verteilkammern 9 und 14 mit Zuluft. Der Teilvolumenstrom zu der weiteren Luftverteilkammer 14 fließt über die selbsttätige Regelklappe 37. Das Gegengewicht 37a ist vorteilhaft so justiert, daß· bei Minimälvolumehstrom des Regelorgans 36 die'Regelklappe 37 verschlossen ist, während sie bei Maximalvolumenstrom voll geöffnet ist. Der in die Luftverteilkammer 9 fließende Teilvolumenstrom bleibt in diesem Regelbereich konstant.

Claims

320' "■■()

Ansprüche

f 1.!Vorrichtung zur Klimatisierung von Räumen, insbesondere Büroräumen u.dgl., nach dem Induktionsprinzip, vornehmlich als Gerät im Brüstungsbereich eines Fensters, wobei die Vorrichtung bzw. das Gerät Durchtrittsöffnungen zum Durchströmen von Raumluft in das Gehäuse der Vorrichtung u.dgl. besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß das Fensterbrüstungsgerät (1,1a) eine erste Luftverteilkammer (9) mit Anschluß an eine einen konstanten Grundvolumenstrom führende Leitung (11) und eine weitere Luftverteilkammer · (14)'mit Anschluß an eine einen variablen Luftstrom führende Leitung (18) enthält, und daß die Luftaustrittsöffnungen (10;15,26) der beiden Luftverteilkammern (9, 14) zueinander so angeordnet sind, daß der variable Luft-■ strom sowie Raumluft (27) durch die aus der ersten Luftverteilkammer (9) ausgeblasene Luft induziert wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftaustrittsöffnungen (10,15) der ersten Luftverteilkammer (9) und der weiteren Luftverteilkammer (14) in denselben Induktionsschacht (16) des Gehäuses (2) gerichtet sind, und daß die Luftaustrittsöffnungen (10) der ersten Luftverteilkammer (9) als Düsen ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsleitung (18) zu der weiteren Luftverteilteilkammer (14) ein Regelorgan (19) aufweist, das mit einem Raumthermostat (20) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsleitung (11,12) zu der ersten Luftverteilkammer (9) ein Regelorgan (22) aufweist,

das mit einem Schalter (21) eines offenbaren Fensters (7) und/oder mit einem im Raum vorgesehenen weiteren Schalter verbunden ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsleitungen (11,18) an eine gemeinsame Versorgungsleitung (25) angeschlossen sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß mehrere Fensterbrüstungsgeräte (1,1a) zu einer Gerätegruppe zusammengefaßt sind, und daß die Gerätegruppen durch Fensterschalter gemeinsam abschaltbar sind.
. Vorrichtung nach Anspruch · 1 oder 2 , α3αμΓσ!ι gekennzeichnet, daß in der beiden Verteilkammern (9,14) gemeinsamen Luftzuführungsleitung (12) ein Druckregler (32) angeordnet ist, der mit einem Fensterschalter (33) in Verbindung steht, und daß das in der Zuführungsleitung (18) zu der weiteren Luftverteilkammer (14) befindliche Regelorgan (34) mit einem Raumthermostaten (20) verbunden ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregler (32) mit einem Pressostaten (35) verbun-

' den- ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der beiden Luftverteilkammern (9,14) gemeinsamen Zuführungsleitung (12) ein Volumenstromregler (36) angeordnet ist, der mit einem Fensterschalter (33) und einem Raumthermostaten (20) in Verbindung steht, und daß in der Zuführungsleitung (18) zu der weiteren Luftverteilkammer (14) eine selbsttätige Regelklappe (37) vorgesehen ist.

320- ¹D

- 1-2 -
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätige Regelklappe (37) mit einem Gegengewicht (37a) versehen ist.
11. Verfahren zur Durchführung einer Klimatisierung von Räumen, insbesondere Büroräumen, nach dem Induktionsprinzip mit Hilfe von Fensterbrüstungsgeräten, nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuluftvolumenstrom in einen konstanten Grundvolumenstrom und einen variablen regelbaren Volumenstrom aufgeteilt ist, und daß der Grundvolumenstrom unter Ausblasen mit hohem Energieimpuls die Raumdurchströmung sicherstellt und die thermischen Grundlasten abdeckt, während der variable Volumenstrom mit geringem Energieimpuls ausgeblasen, vom Grundvolumenstrom induziert wird und die thermische Spitzenlast eines Raumes abdeckt.