WO2016087013A1 - Belüftungssystem - Google Patents

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WO2016087013A1
WO2016087013A1 PCT/EP2015/002121 EP2015002121W WO2016087013A1 WO 2016087013 A1 WO2016087013 A1 WO 2016087013A1 EP 2015002121 W EP2015002121 W EP 2015002121W WO 2016087013 A1 WO2016087013 A1 WO 2016087013A1
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WO
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air flow
nozzle
induction
air
ambient air
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PCT/EP2015/002121
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Inventor
Rainer Schmid
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Audi Ag
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Publication date
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    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/08—Units comprising pumps and their driving means the working fluid being air, e.g. for ventilation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00507—Details, e.g. mounting arrangements, desaeration devices
    • B60H1/00557—Details of ducts or cables
    • B60H1/00564—Details of ducts or cables of air ducts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60H1/241—Devices purely for ventilating or where the heating or cooling is irrelevant characterised by the location of ventilation devices in the vehicle
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04D25/16—Combinations of two or more pumps ; Producing two or more separate gas flows
    • F04D25/166—Combinations of two or more pumps ; Producing two or more separate gas flows using fans
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/582—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F5/00—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
    • F04F5/14—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being elastic fluid
    • F04F5/16—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being elastic fluid displacing elastic fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00507—Details, e.g. mounting arrangements, desaeration devices
    • B60H2001/006—Noise reduction

Definitions

  • the present invention relates to a method for ventilating a room and a ventilation system.
  • fans or blowers are generally used, accelerate the air via fins, thereby generate a flow of air and circulate the air in a room to be ventilated or supply the room with fresh air.
  • blowers usually have a high space and energy requirements, methods and devices for ventilation of especially confined spaces are needed that work efficiently and require relatively little space.
  • Bypass nozzle includes, one through the pressure generator
  • accelerated air flow can be tempered by a heat exchanger.
  • Induction air flow located ambient air sucked as ambient air flow, and directed over the at least one nozzle a directed
  • Ambient air is tempered via a heat exchanger and then passed through a second blower in the range of action of the induction air flow.
  • the presented method uses a principle which, for example, is used in so-called Dyson fans.
  • an air flow is passed through a nozzle which has wing-like curved surfaces at respective exit points of the air flow from the nozzle and thereby aligns the air flow.
  • a vertically flowing air flow is axially deflected by the aerodynamically curved surfaces and an induction air flow, d. H. Sheath stream, which "entrains" the surrounding air and thereby accelerates.
  • Induction airflow fan is supplied with air and a heat exchanger for controlling the temperature of ambient air through a second fan, d. H. an ambient air blower, is supplied with ambient air, so that is tempered by the induction air flow accelerated and to be transported in a room to be ventilated ambient air by means of the heat exchanger.
  • Induction air flow must be changed. This means that by a control of the supply or to the flow around the
  • Heat exchanger with ambient air provided ambient air blower a proportion of tempered, d. H. from cold or warm, air in
  • Total air flow can be controlled without being on a
  • Heat exchange capacity of the heat exchanger must be acted upon.
  • the total air flow which is correspondingly more reduced.
  • the total air flow at constant flow ie the same strength, and in particular constant induction air flow can be efficiently regulated in its temperature.
  • respective ambient air can, for example, be passed several times through a heat exchanger before it is finally fed to the at least one nozzle, ie brought into an effective range of the induction current.
  • circulation or fresh air operation ie a supply of sucked air while driving, to allow a mixed operation in which a bspw.
  • Induction air flow from freshly drawn air forms a total air flow.
  • Such a separation of climatic characteristics of induction air flow and ambient air flow leads to a particularly pleasant and finely adjustable total air flow, for example, an interior of a vehicle heated very quickly and a driver is not bothered with dry air because the warmed ambient air quickly mixed with the air of the induction air stream ,
  • a particularly compact nozzle or a particularly weak induction air flow can be selected. While in traditional systems, an air flow must be dimensioned so strong that even on far away structures, such as
  • Heat exchangers in a vehicle change applied flows or pressures, the induction air flow using the
  • inventive method are chosen only so strong independent of other structures that a desired or pleasant total air flow is achieved and an acoustic load correspondingly low.
  • the intensity of the strength of the total air flow determining blower for generating the induction air flow can be correspondingly lower, since the ambient air does not need to be sucked through angled pipe systems.
  • the total air flow from tempered Ambient air flow and induction air flow is deflected via a rotation of the at least one nozzle in its flow direction.
  • the at least one nozzle at least in the horizontal
  • Direction in particular in the horizontal and vertical direction is adjustable.
  • the nozzle is fixed only at a central point around which the nozzle can be designed to be pivotable.
  • the tempered ambient air is conducted via an air duct behind the at least one nozzle.
  • Ambient air flow is transported by the corresponding ambient air blower behind the at least one nozzle, so that the ambient air is entrained particularly efficient by the induction air flow.
  • Ambient air flow may be provided at least one air duct, which is selected such that flow characteristics of the ambient air flow are adapted to requirements of at least one nozzle.
  • the air duct for example, may have a defined diameter or a defined shape, which transports the ambient air with a defined thickness to a defined location relative to the induction air flow.
  • the air duct is changed in its cross section, whereby the ambient air flow is changed in its strength.
  • Total air flow consists of an ambient air flow, which consists only to a part of tempered ambient air and to another part of ambient air that has not been circulated through the ambient air blower. Through a mixed ambient air flow can on properties of the total air flow, such as. Humidity and
  • Temperature are acted by circulating an existing air in a room and is partially supplemented by tempered air.
  • the present invention relates to a ventilation system with
  • At least one nozzle to be flown through a flow channel from a first fan in such a way that by means of the at least one nozzle, an induction air flow passing through the at least one nozzle, wherein the induction air flow is to be used in order to Induction air flow located ambient air suck as ambient air flow, and wherein a total air flow consisting of the induction air flow and the ambient air flow to be transported via the at least one nozzle directed, and wherein the
  • Ventilation system comprises a heat exchanger, which is adapted to a second fan to the at least one nozzle
  • the presented ventilation system is used in particular for carrying out the presented method.
  • the presented ventilation system works on the "Dyson principle", as it is, for example, in fans of the company “Dyson” is used.
  • a sheath flow ie induction air flow is generated by a nozzle, which extends axially through the nozzle and in relation to its own volume a disproportionately large amount, ie, for example. Sucks a five to fifteen times the amount of ambient air and entrains.
  • Nozzle cross section to circulate considerably more air, d. H. to generate a stronger total air flow.
  • the ventilation system is arranged in a vehicle.
  • Ventilation strength and ventilation temperature usually a compromise solution.
  • Heat exchanger can be saved.
  • Ventilation system is provided that an air duct to supply the at least one nozzle with tempered ambient air, gradually to open and close is.
  • Ambient air blower as well as by a partial closure of the air duct to supply the at least one nozzle with tempered ambient air is to be influenced.
  • a partial closure of the air duct to supply the at least one nozzle with tempered ambient air is to be influenced.
  • a high closure or a small opening of the air duct a high
  • Ummetrelz Gold be achieved, whereas at a small closure or a large opening of the air duct, a high temperature control can be achieved.
  • Ventilation system is provided, that the at least one nozzle at least one Helmholtz resonator for the reduction of
  • Noise emissions of the at least one nozzle comprises.
  • Helmholtz resonators are particularly suitable for the reduction of
  • Ventilation system is very quiet and comfortable for a user.
  • porous absorbers and / or resonance absorbers can be used.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a possible
  • Figure 2 shows a schematic representation of a possible
  • FIG. 3 shows a plan view of the nozzles from FIG. 2.
  • a nozzle 1 is shown, which via a first air duct 3 with air from an induction air flow fan (not shown here) and via a second air duct 5 with tempered air from a
  • Ambient air blower (not shown here) is supplied, as illustrated by arrows 7 and 9, respectively.
  • the first air duct 3 is functionally connected to the nozzle 1, so that a guided through the first air duct 3 air flow through the nozzle 1 from the inside, the nozzle 1 in her
  • Ambient air flow circulated through an ambient airflow pump independent of an induction airflow pump, can be
  • Ambient air flow eg. By multiple circulating through a
  • Heat exchanger 15 as indicated by arrow 17, respective requirements of a user, such as. Temperature and / or humidity are circulated accordingly before being supplied to the total air flow.
  • the heat exchanger 15 may be configured as a heating and / or cooling element.
  • FIG 2 two nozzles 21 and 23 are shown, through which a total air flow for ventilating a vehicle is generated in each case.
  • the nozzles 21 and 23 are adjustable both in the horizontal and in the vertical direction, so that, for example, a driver and a passenger can be supplied according to their wishes with air.
  • Total air flow can be controlled separately from the corresponding other nozzle 21 and 23, respectively.
  • Air ducts can be achieved, for example, via a constriction in the respective air duct, which, for example, is to be controlled via a switch 25.
  • FIG. 3 shows a plan view of a ventilation system 30 with nozzles 21 and 23.
  • a space 31 behind the Nozzles 21 and 23 in which ambient air to be distributed is provided, accessible to a user.
  • the user can act on the space 31, for example by attaching fragrancing bodies.
  • closed channels for conducting air in which, in particular during the operation of air conditioners bacteria, such as, for example. Can settle mildew bacteria, reduced.
  • nozzles 21 and 23 creates a shapely impression that offers a significant aesthetic value over a conventional ventilation grille.
  • Induction air flow can be supplied, the nozzles 21 and 23 are deflected individually, so that a respective total air flow is also deflected.
  • d. H. Rotating the nozzles 21 and 23 can be dispensed with a ventilation grille, as it is standard in the automotive industry.
  • a waiver of ventilation grille increases the accident safety of a corresponding vehicle, since any impact occurring splintering sharp small parts are avoided.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beströmen eines Raums mit temperierter Luft, bei dem über mindestens eine Düse, die von einem ersten Gebläse mit Luft beströmt wird, ein Induktionsluftstrom aufgebaut wird, wobei über den Induktionsluftstrom in einem Wirkungsbereich des Induktionsluftstroms befindliche Umgebungsluft als Umgebungsluftstrom angesaugt, und über die mindestens eine Düse ein gerichteter Gesamtluftstorm bestehend aus dem Induktionsluftstrom und dem Umgebungsluftstrom in den Raum transportiert wird, und wobei die Umgebungsluft über einen Wärmetauscher temperiert und anschließend über ein zweites Gebläse in den Wirkungsbereich des Induktionsluftstroms geleitet wird. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Belüftungssystem.

Description

Belüftungssystem
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Belüftung eines Raums sowie ein Belüftungssystem.
Zur Belüftung von Räumen, insbesondere in Fahrzeugen, werden in der Regel Ventilatoren bzw. Gebläse eingesetzt, die Luft über Lamellen beschleunigen, dadurch einen Luftstrom erzeugen und die Luft in einem zu belüftenden Raum umwälzen bzw. den Raum mit frischer Luft versorgen.
Da Gebläse in der Regel einen hohen Platz- und Energiebedarf haben, werden Verfahren und Vorrichtungen zur Belüftung von insbesondere engen Räumen benötigt, die effizient arbeiten und vergleichsweise wenig Platz benötigen.
In der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2013 100 998 A1 ist ein Gebläse für ein Kraftfahrzeug vorgestellt, das einen Druckerzeuger und eine
Nebenstromdüse umfasst, wobei ein durch den Druckerzeuger
beschleunigter Luftstrom durch einen Wärmetauscher temperiert werden kann.
Vor diesem Hintergrund wird ein Verfahren mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 und ein Belüftungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 6 vorgestellt.
Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung und den abhängigen Patentansprüchen.
Es wird somit ein Verfahren zum Beströmen eines Raums mit temperierter Luft vorgestellt, bei dem über mindestens eine Düse, die von einem ersten Gebläse mit Luft beströmt wird, ein Induktionsluftstrom aufgebaut wird, wobei über den Induktionsluftstrom in einem Wirkungsbereich des
Induktionsluftstroms befindliche Umgebungsluft als Umgebungsluftstrom angesaugt, und über die mindestens eine Düse ein gerichteter
Gesamtluftstorm bestehend aus dem Induktionsluftstrom und dem
Umgebungsluftstrom in den Raum transportiert wird, und wobei die
Umgebungsluft über einen Wärmetauscher temperiert und anschließend über ein zweites Gebläse in den Wirkungsbereich des Induktionsluftstroms geleitet wird.
Das vorgestellte Verfahren nutzt ein Prinzip, das bspw. bei sogenannten Dyson-Ventilatoren zur Anwendung kommt. Dabei wird ein Luftstrom durch eine Düse geleitet, die an jeweiligen Austrittsstellen des Luftstroms aus der Düse flügelartig gebogene Flächen aufweist und den Luftstrom dadurch ausrichtet. Dies bedeutet, dass ein vertikal ausströmender Luftstrom durch die aerodynamisch gebogenen Flächen axial ausgelenkt wird und einen Induktionsluftstrom, d. h. Mantelstrom, bildet, der umgebende Luft "mitreißt" und dadurch beschleunigt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die mindestens eine Düse zum
Erzeugen des Induktionsluftstroms durch ein erstes Gebläse, d. h. ein
Induktionsluftstromgebläse, mit Luft versorgt wird und ein Wärmetauscher zur Temperierung von Umgebungsluft durch ein zweites Gebläse, d. h. ein Umgebungsluftgebläse, mit Umgebungsluft versorgt wird, so dass durch den Induktionsluftstrom beschleunigte und in einen zu belüftenden Raum zu transportierende Umgebungsluft mittels des Wärmetauschers temperiert wird.
Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Trennung von
Induktionsluftstromkreislauf und Umgebungsluftstromkreislauf, ist es möglich, eine Temperatur eines jeweiligen Gesamtluftstorms, d. h. eines Luftstorms aus Induktionsluftstrom und mitgerissener Umgebungsluft, d. h.
Umgebungsluftstrom, zu beeinflussen, ohne dass eine Intensität des
Induktionsluftstroms verändert werden muss. Die bedeutet, dass durch eine Ansteuerung des zur Versorgung bzw. zum Umströmen des
Wärmetauschers mit Umgebungsluft vorgesehenen Umgebungsluftgebläses ein Anteil von temperierter, d. h. von kalter oder warmer, Luft im
Gesamtluftstrom gesteuert werden kann, ohne dass auf eine
Wärmetauschleistung des Wärmetauschers eingewirkt werden muss.
Weiterhin ist es ebenso denkbar, dass durch Regulierung einer aktuellen Wärmetauschleistung des Wärmetauschers bei gleichbleibender Leistung des Umgebungsluftgebläses Einfluss auf die durch den Gesamtluftstrom regulierte Temperatur in einem zu belüftenden Raum genommen wird. Da der Induktionsluftstrom ein Vielfaches, insbesondere ein fünfzehnfaches seines eigenen Volumenstroms an Umgebungsluft, d. h. Luft aus einer Umgebung der mindestens einen Düse bzw. aus einem Wirkungsbereich des Induktionsluftstroms transportieren kann, ist eine Regulierung des
Induktionsluftstroms selbst weniger für den Induktionsluftstrom von
Bedeutung als für den Gesamtluftstrom, der sich entsprechend stärker reduziert. Durch eine getrennt von dem Induktionsluftstrom zu regulierende Temperatur des Umgebungsluftstroms kann der Gesamtluftstrom bei gleichbleibendem Volumenstrom, d. h. gleicher Stärke, und insbesondere gleichbleibendem Induktionsluftstrom effizient in seiner Temperatur reguliert werden. Dazu kann jeweilige Umgebungsluft bspw. mehrfach durch einen Wärmetauscher geleitet werden, bevor sie letztlich der mindestens einen Düse zugeführt, d. h. in einen Wirkungsbereich des Induktionsstroms gebracht wird. Weiterhin ist es möglich, neben bekannten Einstellungen wie Umwälzbetrieb oder Frischluftbetrieb, d. h. eine Versorgung mit beim Fahren angesaugter Luft, auch einen Mischbetrieb zu ermöglichen, bei dem eine bspw.
vortemperierte Innenraumluft als Umgebungsluftstrom mit einem
Induktionsluftstrom aus frisch angesaugter Luft einen Gesamtluftstrom bildet. Eine derartige Trennung klimatischer Eigenschaften von Induktionsluftstrom und Umgebungsluftstrom führt zu einem besonders angenehmen und fein regelbaren Gesamtluftstrom, der bspw. einen Innenraum eines Fahrzeugs besonders schnell erwärmt und einen Fahrer nicht mit trockener Luft belästigt, da sich die angewärmte Umgebungsluft schnell mit der Luft des Induktionsluftroms vermischt.
Ferner kann unter Verwendung zweier Gebläse eine besonders kompakte Düse bzw. ein besonders schwacher Induktionsluftstrom gewählt werden. Während bei traditionellen Systemen ein Luftstrom so stark bemessen sein muss, dass sich auch an weit entfernten Strukturen, wie bspw. einem
Wärmetauscher in einem Fahrzeug anliegende Strömungen bzw. Drücke ändern, kann der Induktionsluftstrom unter Verwendung des
erfindungsgemäßen Verfahrens unabhängig von weiteren Strukturen lediglich so stark gewählt werden, dass ein gewünschter bzw. angenehmer Gesamtluftstrom erreicht wird und eine akustische Belastung entsprechend gering ausfällt. Durch Verwendung eines separaten Gebläses für den
Transport von Umgebungsluft zu einem jeweiligen Wärmetauscher, kann die Intensität des die Stärke des Gesamtluftstroms bestimmenden Gebläses zur Erzeugung des Induktionsluftstroms entsprechend geringer ausfallen, da die Umgebungsluft nicht mehr durch verwinkelte Rohrsysteme angesaugt zu werden braucht.
In einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist
vorgesehen, dass der Gesamtluftstrom aus temperiertem Umgebungsluftstrom und Induktionsluftstrom über eine Rotation der mindestens einen Düse in seiner Strömungsrichtung umgelenkt wird.
Um einen Strömungsverlauf des Gesamtluftstroms zu verändern, ist vorgesehen, dass die mindestens eine Düse mindestens in horizontaler
Richtung, insbesondere in horizontaler und vertikaler Richtung verstellbar ist.
Durch eine zentrale Versorgung der mindestens einen Düse mit Luft zur Erzeugung des Induktionsluftstroms, wird die Düse lediglich an einem zentralen Punkt fixiert, um den die Düse schwenkbar ausgestaltet sein kann.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass die temperierte Umgebungsluft über einen Luftkanal hinter die mindestens eine Düse geleitet wird.
Um eine möglichst effiziente Integration von Umgebungsluft in einen
Gesamtluftstrom zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass ein jeweiliger
Umgebungsluftstrom durch das entsprechende Umgebungsluftgebläse hinter die mindestens eine Düse transportiert wird, so dass die Umgebungsluft besonders effizient durch den Induktionsluftstrom mitgerissen wird. Zum Transport des durch das Umgebungsluftgebläse beschleunigten
Umgebungsluftstroms kann mindestens ein Luftkanal vorgesehen sein, der derart gewählt ist, dass Strömungseigenschaften des Umgebungsluftstroms an Anforderungen der mindestens einen Düse angepasst sind. Dies bedeutet, dass der Luftkanal bspw. einen definierten Durchmesser oder eine definierte Form aufweisen kann, welche die Umgebungsluft mit einer definierten Stärke an eine definierte Stelle relativ zu dem Induktionsluftstrom transportiert. In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass der Luftkanal in seinem Querschnitt verändert wird, wodurch der Umgebungsluftstrom in seiner Stärke verändert wird.
Es ist denkbar, dass ein zum Belüften eines Raums verwendeter
Gesamtluftstrom aus einem Umgebungsluftstrom besteht, der lediglich zu einem Teil aus temperierter Umgebungsluft und zu einem weiteren Teil aus Umgebungsluft, die nicht durch das Umgebungsluftgebläse umgewälzt wurde, besteht. Durch einen gemischten Umgebungsluftstrom kann auf Eigenschaften des Gesamtluftstroms, wie bspw. Luftfeuchtigkeit und
Temperatur, eingewirkt werden, indem eine in einem Raum vorhandene Luft umgewälzt und teilweise um temperierte Luft ergänzt wird.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Belüftungssystem mit
mindestens einer Düse, die durch einen Strömungskanal von einem ersten Gebläse derart mit Luft zu beströmen ist, dass mittels der mindestens einen Düse ein Induktionsluftstrom aufgebaut wird, der durch die mindestens eine Düse verläuft, wobei der Induktionsluftstrom zu verwenden ist, um in einem Wirkungsbereich des Induktionsluftstroms befindliche Umgebungsluft als Umgebungsluftstrom anzusaugen, und wobei ein Gesamtluftstrom bestehend aus dem Induktionsluftstrom und dem Umgebungsluftstrom über die mindestens eine Düse gerichtet zu transportieren ist, und wobei das
Belüftungssystem einen Wärmetauscher umfasst, der dazu ausgebildet ist, von einem zweiten Gebläse zu der mindestens einen Düse zu
transportierende Umgebungsluft zu temperieren.
Das vorgestellte Belüftungssystem dient insbesondere zur Ausführung des vorgestellten Verfahrens.
Insbesondere ist vorgesehen, dass das vorgestellte Belüftungssystem nach dem "Dyson-Prinzip" arbeitet, wie es bspw. bei Ventilatoren der Firma "Dyson" zum Einsatz kommt. Dabei wird durch eine Düse ein Mantelstrom, d. h. Induktionsluftstrom erzeugt, der sich axial durch die Düse erstreckt und im Verhältnis zu seinem Eigenvolumen eine überproportional große Menge, d. h. bspw. eine fünf- bis fünfzehnfache Menge an Umgebungsluft ansaugt und mitreißt. Nach einem vergleichbaren Prinzip arbeiten bspw.
Mantelstrahltriebwerke im Flugzeugbau. Da die Umgebungsluft passiv durch den Induktionsluftstrom mitgerissen wird, beschränkt sich ein zu leistender Energieaufwand auf die Beschleunigung des Induktionsluftstroms.
Entsprechend ist es unter Verendung eines Belüftungssystems auf
Grundlage des Dyson- bzw. Mantelstromprinzips möglich, im Verhältnis zu einem traditionellen Gebläse, das einen kompletten Gesamtluftstrom beschleunigen und umwälzen muss, bei einem vergleichbaren
Düsenquerschnitt erheblich mehr Luft umzuwälzen, d. h. einen stärkeren Gesamtluftstrom zu erzeugen.
In einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Belüftungssystems ist vorgesehen, dass das Belüftungssystem in einem Fahrzeug angeordnet ist.
Insbesondere beim Belüften von Fahrzeugen ist eine Integration von
Belüftungsstärke und Belüftungstemperatur meist eine Kompromisslösung. Durch Verwendung des vorgestellten Belüftungssystems ist es möglich, einen Umgebungsluftstrom bspw. in wiederholten Zyklen durch einen
Wärmetauscher zu leiten, bevor er einem jeweiligen Induktionsluftstrom zugeführt wird. Dadurch kann besonders warme bzw. kalte Luft bereitgestellt werden, auch ohne dass ein jeweiliger Wärmetauscher auf besonders hoher Stufe betrieben werden muss, so dass Energie beim Betrieb des
Wärmetauschers gespart werden kann.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten
Belüftungssystems ist vorgesehen, dass ein Luftkanal zur Versorgung der mindestens einen Düse mit temperierter Umgebungsluft, stufenweise zu öffnen und zu verschließen ist.
Um einen durch ein jeweiliges Umgebungsluftgebläse zu transportierenden Umgebungsluftstrom so anzupassen, dass er einer aktuellen durch bspw. einen Nutzer vorgegebenen Einstellung von Temperatur und Stärke eines jeweiligen Gesamtluftstroms entspricht, ist vorgesehen, dass der
Umgebungsluftstrom durch sowohl eine Leistungsabgabe des
Umgebungsluftgebläses als auch durch einen teilweisen Verschluss des Luftkanals zur Versorgung der mindestens einen Düse mit temperierter Umgebungsluft zu beeinflussen ist. So kann bspw. durch einen großen Verschluss bzw. eine kleine Öffnung des Luftkanals eine hohe
Umwälzwirkung erzielt werden, wohingegen bei einem kleinen Verschluss bzw. einer großen Öffnung des Luftkanals eine hohe Temperierleistung erzielt werden kann.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten
Belüftungssystems ist vorgesehen, dass die mindestens eine Düse mindestens einen Helmholtz-Resonator zur Reduktion von
Geräuschemissionen der mindestens einen Düse umfasst.
Helmholtz-Resonatoren eignen sich besonders zur Reduktion von
Vibrationen. Durch eine Kopplung, d. h. eine Verbindung, eines Helmholtz- Resonators mit dem vorgestellten Belüftungssystem können Vibrationen beim Betrieb des Belüftungssystems vermieden werden, so dass das
Belüftungssystem sehr ruhig und für einen Nutzer angenehm läuft. Dabei können poröse Absorber und/oder Resonanzabsorber verwendet werden.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen. Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen
Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer möglichen
Ausgestaltung des vorgestellten Belüftungssystems.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer möglichen
Ausgestaltung von Düsen zum Erzeugen eines Gesamtluftstroms.
Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf die Düsen aus Figur 2.
In Figur 1 ist eine Düse 1 dargestellt, die über einen ersten Luftkanal 3 mit Luft von einem Induktionsluftstromgebläse (hier nicht dargestellt) und über einen zweiten Luftkanal 5 mit temperierter Luft von einem
Umgebungsluftgebläse (hier nicht dargestellt) versorgt wird, wie durch Pfeile 7 bzw. 9 verdeutlicht wird. Dabei ist der erste Luftkanal 3 mit der Düse 1 funktional verbunden, so dass ein durch den ersten Luftkanal 3 geleiteter Luftstrom die Düse 1 von innen durchströmt, wobei die Düse 1 in ihrem
Inneren Öffnungen 11 aufweist, durch die der aus dem ersten Luftkanal 3 in die Düse 1 geleitete Luftstrom als Induktionsluftstrom nach außen tritt und die Düse in Richtung eines zu belüftenden Raums verlässt, wie durch Pfeil 13 angedeutet. Durch den Induktionsstrom wird durch den zweiten Luftkanal 5 geleitete temperierte Umgebungsluft mitgerissen und als Gesamtluftstrom in Richtung des Pfeils 13 ausgeleitet. Da der Induktionsluftstrom als Mantelstrom wirkt, trägt der Induktionsluftstrom selbst nur einen Bruchteil, bspw. 20%, zu einem Gesamtluftstrom aus Induktionsluftstrom und Umgebungsluftstrom bei.
Aufgrund des von dem Induktionsluftstrom unabhängigen
Umgebungsluftstroms, der durch eine von einer Induktionsluftstrompumpe unabhängige Umgebungsluftstrompumpe umgewälzt wird, kann der
Umgebungsluftstrom, bspw. durch mehrfaches Zirkulieren durch einen
Wärmetauscher 15, wie durch Pfeil 17 angedeutet, jeweiligen Anforderungen eines Nutzers, wie bspw. Temperatur und/oder Luftfeuchtigkeit entsprechend umgewälzt werden, bevor er dem Gesamtluftstrom zugeführt wird. Der Wärmetauscher 15 kann als Heiz- und/oder Kühlelement ausgestaltet sein.
In Figur 2 sind zwei Düsen 21 und 23 dargestellt, durch die jeweils ein Gesamtluftstrom zum Belüften eines Fahrzeugs erzeugt wird. Die Düsen 21 und 23 sind sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung verstellbar, so dass bspw. ein Fahrer und ein Beifahrer ihren Wünschen entsprechend mit Luft versorgt werden können. Durch eine veränderbare Größe eines Luftkanals zur Zuführung von Induktionsluft zu der jeweiligen Düse 21 bzw. 23 kann die Düse 21 bzw. 23 in der Stärke eines erzeugten
Gesamtluftstroms getrennt von der entsprechend anderen Düse 21 bzw. 23 geregelt werden. Eine derartige Regelung der Größe des jeweiligen
Luftkanals kann bspw. über eine Verengung in dem jeweiligen Luftkanal, die bspw. über einen Schalter 25 zu steuern ist, erreicht werden.
In Figur 3 ist eine Draufsicht auf ein Belüftungssystem 30 mit Düsen 21 und 23 dargestellt. Im Gegensatz zu Düsen traditioneller Bauart ist es unter Verwendung des Belüftungssystems 30 möglich, einen Raum 31 hinter den Düsen 21 und 23, in dem zu verteilende Umgebungsluft bereitgestellt wird, für einen Nutzer zugänglich zu gestalten. Dies bedeutet, dass der Nutzer auf den Raum 31 , bspw. durch Anbringen von Beduftungskörpern, einwirken kann. Weiterhin werden abgeschlossene Kanäle zum Leiten von Luft, in denen sich insbesondere beim Betrieb von Klimageräten Bakterien, wie ,bspw. Schimmelbakterien absetzen können, reduziert.
Ferner entsteht durch Verwendung der Düsen 21 und 23 ein formschöner Eindruck, der einen erheblichen ästhetischen Mehrwert gegenüber einem herkömmlichen Lüftungsgitter bietet.
Da die Düsen 21 und 23 lediglich durch einen kleinen, jeweils zentral an den Düsen angeordneten Luftkanal mit Luft zum Erzeugen des
Induktionsluftstroms versorgt werden, können die Düsen 21 und 23 einzeln ausgelenkt werden, so dass ein jeweiliger Gesamtluftstrom ebenfalls ausgelenkt wird. Durch ein Auslenken, d. h. Rotieren, der Düsen 21 bzw. 23 kann auf ein Lüftungsgitter, wie es standardmäßig im Automobilbau verwendet wird, verzichtet werden. Durch einen Verzicht auf Lüftungsgitter erhöht sich eine Unfallsicherheit eines entsprechenden Fahrzeugs, da bei einem Aufprall ggf. entstehende splitternde scharfe Kleinteile vermieden werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Beströmen eines Raums mit temperierter Luft, bei dem über mindestens eine Düse, die von einem ersten Gebläse mit Luft beströmt wird, ein Induktionsluftstrom aufgebaut wird, wobei über den
Induktionsluftstrom in einem Wirkungsbereich des Induktionsluftstroms befindliche Umgebungsluft als Umgebungsluftstrom angesaugt, und über die mindestens eine Düse ein gerichteter Gesamtluftstorm bestehend aus dem Induktionsluftstrom und dem Umgebungsluftstrom in den Raum transportiert wird, und wobei die Umgebungsluft über einen Wärmetauscher temperiert und anschließend über ein zweites Gebläse in den Wirkungsbereich des Induktionsluftstroms geleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem der Gesamtluftstrom aus temperiertem Umgebungsluftstrom und Induktionsluftstrom über eine
Rotation der mindestens einen Düse in seiner Strömungsrichtung umgelenkt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die mindestens eine Düse gemäß dem Dyson-Prinzip arbeitet.
4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem die temperierte Umgebungsluft über einen Luftkanal hinter die mindestens eine Düse geleitet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Luftkanal in seinem
Querschnitt verändert wird, wodurch der Umgebungsluftstrom in seiner Stärke verändert wird.
6. Belüftungssystem mit mindestens einer Düse (1 , 21 , 23), die durch einen Strömungskanal (3) von einem ersten Gebläse derart mit Luft zu beströmen ist, dass mittels der mindestens einen Düse (1 , 21 , 23) ein
Induktionsluftstrom aufgebaut wird, der durch die mindestens eine Düse (1 , 21 , 23) verläuft, wobei der Induktionsluftstrom zu verwenden ist, um in eine, Wirkungsbereich des Induktionsluftstroms befindliche Umgebungsluft als Umgebungsluftstrom anzusaugen, und wobei ein Gesamtluftstrom bestehend aus dem Induktionsluftstrom und dem Umgebungsluftstrom über die mindestens eine Düse (1 , 21 , 23) gerichtet zu transportieren ist, und wobei das Belüftungssystem (30) einen Wärmetauscher (15) umfasst, der dazu ausgebildet ist, von einem zweiten Gebläse zu dem Wirkungsbereich des Induktionsluftstroms zu transportierende Umgebungsluft zu temperieren.
7. Belüftungssystem nach Anspruch, wobei das Belüftungssystem (30) in einem Fahrzeug angeordnet ist.
8. Belüftungssystem nach Anspruch 6 oder 7, bei dem ein Luftkanal (15) zur Versorgung der mindestens einen Düse (1 , 21 , 23) mit temperierter Umgebungsluft stufenweise zu öffnen und zu verschließen ist.
9. Belüftungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem die mindestens eine Düse (1 , 21 , 23) mindestens einen Helmholtz-Resonator zur Reduktion von Geräuschemissionen der mindestens einen Düse (1 , 21 , 23) umfasst.
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