DE3914242C2 - Einrichtung zum Erwärmen und/oder Kühlen von Räumen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erwärmen und/oder Kühlen von Räumen mit einem Gehäuse im wesentlichen aus Metall, das eine Lufteintrittsöffnung, mindestens ein Gebläse, mindestens einen Wärmetauscher und eine Luftaustrittsöffnung enthält.

Der Wärmetauscher kann schräg oder quer zur Richtung der Luftströmung angeordnet sein. Solche bekannten Einrichtungen sind entweder mit Radial- oder mit Axialventilatoren ausgerüstet. Bei den ersteren muß die Luft entweder seitlich am Gehäuse angesaugt werden, um in Richtung zum Wärmetauscher das Gehäuse durchströmen zu können, oder die Luft muß nach dem radialen Ausströmen aus dem Gebläselaufrad um 90° umgelenkt werden, um in die gewünschte Richtung zu kommen.

Wenn es aus funktionalen Gründen erforderlich ist, den Lufteintritt so anzuordnen, daß der Luftstrom vom Lufteintritt an in Gehäuselängsrichtung zum Wärmetauscher hin gerichtet ist, dann scheidet der seitliche Lufteintritt aus. Die andere Möglichkeit, nämlich den Luftstrom nach dem Gebläse um 90° umzulenken, hat die erheblichen Nachteile zusätzlichen Druckverlustes (höherer Energieaufwand zur Luftbewegung) und höherer Geräuschentwicklung (stärkere Geräuschdämpfung erforderlich) zur Folge.

Eine weitere Möglichkeit, um einen vom Lufteintritt bis zum Wärmetauscher in einer Hauptrichtung strömenden Luftstrom zu erzeugen, besteht in der Verwendung von Axiallüftern. Hierbei müssen jedoch erhebliche Einschränkungen an der geförderten Luftmenge, insbesondere auch wegen des luftseitigen Druckverlustes, den es im Wärmetauscher zu überwinden gilt, in Kauf genommen werden.

Aus dem gleichen Grund scheidet auch die Verwendung von Querstromgebläsen aus. Diese finden ohnehin nur bei relativ kleinen Geräten mit geringer Luftleistung Anwendung. Einrichtungen in der hier geschilderten Bauweise sind z. B. durch die DE-OS 23 28 186 und DE-OS 23 29 180 mit Radialgebläse und durch die DE-OS 23 23 794 mit Axialventilator und die DE-OS 17 53 831 mit Querstromgebläse bekannt.

Zur Geräuschdämpfung werden die Gehäuse gelegentlich auch mit einer geräuschdämmenden Innenauskleidung versehen, vergl. DE-OS 23 61 994 und DE-OS 23 58 425, wobei die Geräuschdämpfungsplatten aus Mineralfasermaterial zum Schutz gegen Luft, Wasser und Fremdstoffe mit einem Schutzmaterial allseitig umhüllt sein können, vergl. DE 29 43 614 A1 und DE 34 17 874 A1.

Der Einrichtung gemäß der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen vom Lufteintritt über das Gebläse bis zum Wärmetauscher führenden Luftstrom mit kleinstmöglichen Abweichungen, d. h. ohne zusätzliche Umlenkungen zu erzeugen, der auch in der Lage ist, trotz der im Gehäuse vorhandenen luftseitigen Druckverluste, z. B. im Einströmquerabschnitt, im Wärmetauscher, durch Wandreibung, sowie im Ausströmquerschnitt eine hohe Luftförderleistung zu erzeugen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Die Luft wird nicht mehr seitlich angesaugt, so daß der Einlaß im Gerätegehäuse axial ausgerichtet ist, d. h. die Ansaugrichtung entspricht der Hauptströmungsrichtung innerhalb des Gehäuses. Hierdurch wird es möglich, Ein- und Auslaß des Gerätes in derselben axialen Richtung anzuordnen (siehe Fig. 1 und 2), so daß das Gerät auf einfachste Weise in einen Luftkanal eingebaut werden kann.

Hinter dem Halbaxialgehäuse ist besonders günstig eine Sekundärluft-Jalousie anzuordnen, da diese die ausströmende Luft richtet und mit Außenluft mischt.

Die Verwendung eines Radialgebläses mit halbaxialem Laufrad ist an sich durch die E DE 28 26 791 C2 und die E DE 37 08 040 A1 bekannt.

Da die Einlaufdüse in das halbaxiale Laufrad nur einen sehr kleinen Luftspalt zum Laufrad aufweisen darf, ist das seitliche, an den Gehäusewänden befestigte Motor- und Laufradtrageblech, das mit Durchbrüchen zur Verringerung des Luftwiderstandes versehen ist, erfindungsgemäß noch zusätzlich mittels vier Stützen mit der als Grundplatte dienenden Stirnwand verbunden, an welcher die Einlaufdüse befestigt ist. Hierdurch wird verhindert, daß z. B. bei einem möglichen Verzug des Gehäuses bei der Montage an einer unebenen Wand das Laufrad des Gebläses wegen des engen Luftspaltes an der Einlaufdüse schleift.

Das Gehäuse ist an der Innenseite mit einem geräuschdämmenden Material, vorzugsweise mit Mineralfaserplatten, ausgekleidet, wobei diese Platten durch eine allseitige Umhüllung gegen Eindringen von Luft, Wasser und Fremdstoffen geschützt sind.

Der Wärmetauscher kann schräg eingebaut sein, wenn zur Verringerung des luftseitigen Druckverlustes eine vergrößerte Anströmfläche erforderlich ist. Ein Wärmetauschereinbau um 90° quer zur Hauptluftrichtung ist ebenso möglich.

Die Ausblasöffnung kann der Hauptluftrichtung folgend an der zur Lufteinlaßöffnung gegenüberliegenden Gehäuseseite sein. Erforderlichenfalls ist aber auch ein seitlicher Luftaustritt möglich.

Wenn der Luftaustritt nicht in einen weiterführenden Luftkanal sondern unmittelbar in den zu temperierenden Raum führt, ist an der Luftaustrittsöffnung in der Regel eine verstellbare Jalousie angebracht. Beim Gegenstand der Erfindung wird am Luftaustritt eine Sekundärluftjalousie gemäß einer Entwicklung der Anmelderin, vergl. DE 36 38 614 A1 und DE 36 38 616 A1 angeordnet.

Der Lufteintritt erhält entweder ein Berührungsschutzgitter oder ein Kanalübergangsstück, dessen Eintrittsquerschnitt mit einem eventuell anzuschließenden Luftkanal übereinstimmt und dessen Innenseiten erfindungsgemäß ebenfalls mit geräuschdämmenden Platten wie das Gehäuse selbst ausgekleidet sind.

In den Zeichnungen sind Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Einrichtung mit Berührungsschutzgitter an der Lufteintrittsöffnung, mit einer Sekundärluftjalousie an der gegenüberliegenden Luftaustrittsöffnung, sowie mit einem 90° quer zur Luftrichtung angeordneten Wärmetauscher;

Fig. 2 eine Einrichtung mit einem Kanalübergangsstück an der Lufteintrittsseite und einem Kanalanschluß an der gegenüberliegenden Luftaustrittsöffnung sowie mit einem schräg eingebauten Wärmetauscher in einer teilweise aufgeschnittenen Draufsicht und im Schnitt A-A;

Fig. 3 eine Einrichtung, ähnlich Fig. 1, jedoch mit der Luftaustrittsöffnung in einer Seitenwand;

Fig. 4 eine Einrichtung, ähnlich Fig. 2, jedoch mit der Luftaustrittsöffnung ebenfalls in einer Seitenwand und in einer teilweise aufgeschnittenen Draufsicht und im Schnitt B-B.

In der Fig. 1 ist mit 1 das Gehäuse bezeichnet. Die Gehäuseseiten sind mit 1a, 1b, 1c, 1d bezeichnet. Die Lufteintrittsöffnung 2 ist an einer Stirnseite des Gehäuses 1 angeordnet und ist mit einem Berührungsschutzgitter 18 abgedeckt. Das Radialgebläse mit der Einlaufdüse 3a und dem Gebläsemotor 15 (hier als Beispiel ein sogenannter Außenläufermotor) ist gemäß der Erfindung mit einem halbaxialen Laufrad 3 ausgerüstet. Dieses Laufrad 3 macht es möglich, einen Luftstrom in der Hauptluftrichtung I-I zu erzeugen, ohne daß zusätzliche, den luftseitigen Druckverlust erhöhende und das Geräusch vergrößernde Maßnahmen erforderlich wären. Die geförderte Luft durchströmt den Wärmetauscher 14, der die Erwärmung oder Abkühlung der Luft bewirkt. Im letzteren Fall sind nicht dargestellte, zum allgemeinen Stand der Technik gehörende Maßnahmen erforderlich, um an den kalten Wärmetauscherflächen entstehendes Schwitzwasser aus dem Gehäuse abzuführen.

An der der Stirnseite gegenüberliegenden Gehäuseseite 1d befindet sich die Luftaustrittsöffnung 11, an welcher eine verstellbare weiter unten beschriebene Sekundärluftjalousie 13 angeordnet ist. Die vorteilhafte Wirkung der Sekundärluftjalousie 13 besteht im Gegensatz zu einer normalen Jalousie darin, daß die Luftaustrittsgeschwindigkeit der bei 19 ausströmenden Primärluft durch die verstellbaren düsenförmigen Verengungen erhöht werden kann. Über die offenen Gegenprofile wird bei 20 seitlich Sekundärluft angesaugt und im Zentrum des Luftvolumenstromes zugemischt. Die Ausblastemperatur kann dadurch bis auf wenige Grad C über Raumtemperatur reduziert werden. Durch die Verstellung des Primärluftaustritts 19 kann die Eindringtiefe erhöht und die Raumdurchspülung verbessert werden, ohne daß sich unter der Raumdecke ein Warmluftpolster mit erhöhten Transmissionsverlusten ausbildet. Die Temperatur-Sollwerte werden schneller erreicht, das Gerät schaltet schneller ab und verbraucht weniger Energie.

Der Motor 15 mit dem Laufrad 3 des Radialgebläses ist an einem Trageblech 6 befestigt, das in Luftrichtung Öffnungen aufweist, die bei 6a liegen und das an zwei gegenüberliegenden Gehäusewänden 1a und 1b befestigt ist. Die Einlaufdüse 3a des Radialgebläses ist hinter der Lufteintrittsöffnung an der Stirnwand 4 befestigt. Der Spalt zwischen dem Außenrand der Einlaufdüse 3a und dem Innenrand des halbaxialen Laufrades 3 beträgt nur wenige Millimeter. Wenn nun das Gehäuse infolge unsachgemäßer Montage an einer unebenen Wand verwunden wird, könnte das Laufrad an der Einlaufdüse schleifen. Um dies zu verhindern, werden die Stirnwand 4 und das Tragblech 6 durch vier Stützen 5 fest miteinander verbunden. Die Innenseite des Gehäuses 1 ist mit einem geräuschdämmenden Material 7 bedeckt, vorzugsweise mit Platten aus einem Mineralstoff. Alle mit dem Innenraum des Gehäuses in Verbindung stehende Flächen, auch offene Stirnseiten dieser geräuschdämmenden Platten 7 sind mit einer dünnen Abdeckung 7a zum Schutz gegen eindringende Luft, Feuchtigkeit oder andere Fremdstoffe versehen.

Fig. 2 zeigt ein Gehäuse 1, dessen Gehäuseseiten mit 1a bis 1f bezeichnet sind und das an der Lufteintrittsseite 1c ein Kanalübergangsstück 21 aufweist, an das ein Luftkanal mit geringerem Querschnitt als der Gehäusequerschnitt angeschlossen werden kann. Dieses Kanalübergangsstück 21 ist an der Innenseite ebenfalls mit Platten 22 aus geräuschdämmendem Material verkleidet. Der Motor 8 des Radialgebläses mit halbaxialem Laufrad 3 ist hier ein normaler Flanschmotor.

Im Gegensatz zur Fig. 1 ist der Wärmetauscher 9 schräg im Gehäuse angeordnet. Diese Variante erlaubt es, einen Wärmetauscher mit größerer Stirnfläche einzubauen, was den luftseitigen Druckverlust verringert und die Wärmetauschleistung erhöht. Die Luftaustrittsöffnung 11 an der dem Lufteintritt gegenüberliegenden Stirnwand 1d ist mit einem Anschlußstutzen 12 ausgerüstet, der dazu dient, die austretende Luft in einem Luftkanal weiterzuführen.

Am Ende des hier nicht dargestellten Luftkanals ist dann selbstverständlich wieder eine Sekundärjalousie angeordnet.

Fig. 3 zeigt eine Variante des Gehäuses von Fig. 1, bei der die Luftaustrittsöffnung 16 an der Seitenwand 1b angeordnet ist, so daß die Luft über eine verstellbare Sekundärjalousie 13 im rechten Winkel zur Hauptluftrichtung I-I abgeführt werden kann.

Ebenso zeigt die Fig. 4 eine Variante der Fig. 2, bei der die Luft über eine schmale Längsseite 1f im rechten Winkel zur Hauptluftrichtung I-I abgeblasen wird. Bei dieser Variante ist die verstellbare Sekundärluftjalousie 17 tiefer in der Ausblasöffnung 16 angeordnet. Diese Anordnung verkleinert den seitlichen Ansaugquerschnitt 20 für die Sekundärluft und verhindert, daß wegen der geringen Jalousiebreite zuviel untemperierte Sekundärluft angesaugt wird.

Es kann vorteilhaft sein, auch eine Verstellmöglichkeit für die Sekundärluftjalousie als Ganzes in Luftrichtung vorzusehen, um auch den Ansaugquerschnitt 20 für die Sekundärluft den Temperaturverhältnissen der Umgebung optimal anpassen zu können.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten Gehäuse 1 mit seinen Gehäusewänden 1a-1f ist vor der Lufteintrittsöffnung 2 ebenfalls ein Kanalübergangsstück 21 angeordnet, das an der Innenseite mit geräuschdämmenden Platten verkleidet ist, die eine schützende Umhüllung 23 haben.

Die hier im einzelnen erläuterte Einrichtung gemäß der Erfindung bringt gegenüber Einrichtungen, wie sie durch den Stand der Technik bekannt sind, eine außergewöhnliche Verbesserung der Luftleistung, des Geräuschverhaltens und der thermischen Wirksamkeit.

Die Sekundärluftjalousie 13, 17 weist mehrere Lamellen auf, die auch Flachprofile, Klappen, Leitbleche, Jalousieprofile genannt werden können und von denen je zwei ein Lamellenpaar bilden. Hierzu sind die Lamellen der Sekundärluftjalousie 13, 17 mit ihrem einen Ende an einer Achse angelenkt. Diese Achse ist auf der der Luftstromquelle zugewandten Seite des Lamellenpaars, so daß die anströmende Luft zuerst auf die Achse auftrifft und danach in düsenförmige Schlitzauslässe gelangt, die jeweils zwischen den Lamellenpaaren gebildet werden. Damit bilden die einander benachbarten Lamellen zweier verschiedener Lamellenpaare zwischen sich jeweils eine Schlitzdüse, die in Anströmrichtung zur Außenseite hin sich verjüngt.

Die um die Achse drehverstellbaren Lamellen können so verstellt werden, daß der Zwischenraum zwischen zwei Lamellen eines Lamellenpaars kleiner wird und der Luftkanal größer als auch der Zwischenraum größer und der Luftkanal entsprechend kleiner.

Das gleichmäßige Verstellen aller Lamellen wird durch ein Gestänge erzeugt, das aus rechtwinklig zur anströmenden Luft liegenden Stangen besteht.

Die Lamellen eines einzigen Lamellenpaares bilden zwischen sich einen Zwischenraum, der zu den Stirnseiten hin offen ist um Sekundärluft eintreten zu lassen. Diese Sekundärluft strömt dann in Ausströmrichtung aus, da sie von der durch die Luftkanäle hindurchströmenden Luft mitgenommen wird. Hierbei ist von Bedeutung, daß der kleinste Freiströmungsquerschnitt des Luftkanals sich weit vorne an den freien Enden der Lamellen befindet. Um auf besonders einfache Weise einen freien Eintritt von Sekundärluft in die Zwischenräume zu gewährleisten, sind die Lamellen vorzugsweise so weit vor dem Auslaß eines Gerätes oder eines Luftkanals angeordnet, daß die Stirnseiten frei sind.

Claims (10)

1. Einrichtung zum Erwärmen und/oder Kühlen von Räumen mit einem Gehäuse im wesentlichen aus Metall, das eine Lufteintrittsöffnung, mindestens ein Gebläse, mindestens einen Wärmetauscher und eine Luftaustrittsöffnung enthält, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) das Gebläse weist ein halbaxiales Laufrad (3) auf,
• b) das Gebläse ist im Gehäuse (1) befestigt
  • - durch ein mit zwei gegenüberliegenden Gehäusewänden (1a, 1b) verschraubtes Trageblech (6), mit Durchbrüchen (6a), welches rechtwinklig zur Hauptluftrichtung (I-I) angeordnet ist
  • - durch vier Stützen (5) zwischen dem Trageblech (6) und der Stirnwand (4), welche parallel zur Hauptluftrichtung (I-I) angeordnet sind, und
• c) an der in den zu erwärmenden oder zu kühlenden Raum führenden Luftausblasöffnung (11, 16) ist eine verstellbare Sekundärluftjalousie (13, 17) angeordnet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) an der Innenseite mit einem geräuschdämmenden Material, vorzugsweise mit Mineralfaserplatten (7) bedeckt ist, welche mit einer Umhüllung (7a) versehen sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Wärmetauscher (14) um 90° quer zur Hauptluftrichtung (I-I) eingebaut ist/sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Wärmetauscher (9) schräg zur Hauptluftrichtung (I-I) eingebaut ist/sind.

5. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausblasöffnung (11) der Hauptluftrichtung (I-I) folgend an der Gehäuseseite (1d) angeordnet ist, die der Gehäuseseite (1c), die die Lufteintrittsöffnung enthält, gegenüberliegt.

6. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausblasöffnung (16) in Luftrichtung hinter dem/den Wärmetauscher/n an einer seitlichen Gehäusewand (1b) angeordnet ist.

7. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare Sekundärluftjalousie (17) teilweise in den Ausblasquerschnitt (16) versenkt ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärluftjalousie (17) als Ganzes innerhalb der Ausblasöffnung (16) in Luftrichtung verschiebbar ist.

9. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kanalübergangsstück (21) an der Lufteintrittsöffnung (2) an der Innenseite mit einem geräuschdämmenden Material, vorzugsweise mit Mineralfaserplatten (22) bedeckt ist, welche mit einer Umhüllung (23) versehen sind.

10. Einrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteintrittsöffnung (2) an einer Stirnwand (4) angeordnet ist.