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Verfahren und Vorrichtung zur Luftkonditionierung in Gebäuden und Gebäudeteilen mit verhält- nismässig dünnen Aussenwänden aus wasserundurchlässigen Stoffen, z. B.
Glas oder Metall
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Luft- konditionierung in Gebäuden sowie dazu ge- eignete Vorrichtungen. Es ist bekannt, die Luft im Inneren von Gebäuden durch Klimaanlagen aufzubereiten und den Räumen erneut zuzu- führen. Der Energieverbrauch und die Anlage- kosten für solche Klimaanlagen erreichen bei grossen Gebäuden beträchtliche Höhe. Die Klima- anlage hat nicht nur die Aufgabe, die Luft zu entstauben bzw. in ihrer chemischen Zusammen- setzung zu verändern, sondern sie dient vor allem dazu, die Luft zu befeuhcen und nach
Bedarf zu erwärmen oder abzukühlen.
Die Erfindung beschäftigt sich mit der Aufgabe, durch eine teilweise Entlastung der Klima- anlage die Kosten der gesamten Anlage und des gesamten Betriebes herabzusetzen und zusätzlich praktische psychologische Wirkungen zu erzielen, die mit der Klimaanlage allein nicht erreichbar sind. Es ist weiter bekannt, die Fensterscheiben von einzelnen Räumen mit Wasser zu berieseln.
Eine ähnliche Berieselung mit Wasser wurde auch schon angewendet, um bei starker Sonnenstrahlung das Dach eines Gebäudes zu kühlen.
Die Erfindung löst ihre Aufgabe dadurch, dass sie diese vorher besprochenen Verfahren teilweise miteinander vereinigt, indem sowohl in an sich bekannter Weise die Luft im Gebäudeinneren durch eine Klimaanlage behandelt als auch gleichzeitig Aussenflächen des Gebäudes in an sich bekannter Weise mit Wasser berieselt werden. Es hat sich gezeigt, dass eine derartige Kombination nicht nur die Wirkungen der beiden Komponenten vereinigt, sondern darüber hinaus z. B. die Gebäudekühlung erheblich wirtschaftlicher gestaltet als dies mit einer Klimaanlage allein oder mit einer Berieselungsanlage allein mögich wäre.
Der Grund dafür ist darin zu suchen, dass eine Klimaanlage, die für sich allein, d. h. ohne Unterstützung durch äussere Gebäudekühlung, die Luft an heissen Tagen auf den gewünschten niedrigen Temperaturen halten soll, in ihrer Baugrösse und Leistung ganz bestimmte Bedingungen erfüllen muss. Diese Bedingungen wirken sich in der erforderlichen Kühlfläche der Klimaanlage aus und in der erforderlichen Was- sertemperatur. Das Wasser wird dabei nicht in jedem Fall mit der zu kühlenden Luft in Be- rührung gebracht werden dürfen, da die Luftfeuchtigkeit gleichfalls in bestimmten niedrigen
Grenzen gehalten werden soll. Die Klimaanlage muss also mit getrennter Wasser- und Luftführung arbeiten. Die Kühlwirkung des Wassers kommt nur so weit zustande, als die Temperatur des Kühlwassers erheblich unter der Temperatur der zu kühlenden Luft liegt.
Die Baukosten der Klimaanlage werden weitgehend durch die Grösse der Kühlflächen bestimmt. Die Luftgeschwindigkeit an den Kühlflächen lässt sich aus technischen Gründen nicht beliebig hoch wählen, so dass auch auf diesem Wege nichts an Grösse der Kühlfläche eingespart werden kann.
Nach der Erfindung dagegen wird ein Teil der Kühlleistung, u. zw. ein recht erheblicher Anteil, dadurch übernommen, dass die Gebäudewände von aussen berieselt werden. Selbstverständlich hat eine solche Berieselung nur einen Sinn bei modernen Gebäuden, die zu sehr grossem Teil oder vollständig aus Glas und Metall bestehen, denn nur an solchen Wänden ist eine Kühlung durch die Wand hindurch zu erwarten. Als Kühlfläche steht dabei die gesamte Aussenwand des Gebäudes zur Verfügung, also ein Vielfaches von dem, was sich in einer im Keller des Gebäudes angeordneten Luftkühlanlage unterbringen liesse. Die Kühlung wird nicht nur durch die Untertemperatur des zugeführten Kühlwassers bestimmt, sondern sie ist weitgehend eine Verdunstungskühlung.
Die Verdunstung an der Aussenfläche des Gebäudes verändert nicht die Luftfeuchtigkeit im Inneren des Gebäudes, so dass diese Verdunstung ohne Bedenken sehr weit getrieben werden kann. Da Wasser eine sehr hohe Verdampfungswärme hat, ist der Gewinn durch Verdunstungskühlung sehr gross. In Verbindung mit der weitgehend vergrösserten Kühlfläche ergibt sich also eine hohe Kühlwirkung mit verhältnismässig geringem Aufwand. Die Kühlfläche kostet nichts, da sie ohnehin vorhanden ist. Das Wasser braucht nicht sehr kalt zu sein, sondern bewirkt eine Verdunstungskühlung selbst dann, wenn es nicht
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die andere Gruppe nach Bedarf dem verstärkten
Betrieb dient.
Die Schwierigkeit, dass die nach Montage schwer zugänglichen Aussenleitungen der Beriese- lungsanlage mit den erforderlichen Öffnungen im Laufe der Zeit durch das Wasser und noch mehr durch Wasser mit zugesetzten Fenster- reinigungsmitteln angegriffen werden, kann er- findungsgemäss dadurch behoben sein, dass die
Berieselungsleitungen aus Kunststoff bestehen.
Damit sie sich unter dem Einfluss der Wärme nicht in unerwünschter Weise verschieben oder zerreissen, können die Leitungen mit Dehnungs- bogen versehen sein. Zweckmässig werden die einzelnen Leitungsabschnitte für verschiedene
Stockwerke mit unveränderlichen oder regelbaren Drosselsstellen versehen. Im allgemeinen wird die Leitung für das oberste Stockwerk keine Drosselstelle brauchen, sondern man wird dort den Druck so hoch halten, wie er mit den vorhandenen Mitteln erreichbar ist. Dagegen wird man in den darunterliegenden Stockwerken durch Abdrosseln den Druck bei gemeinsamer Versorgung der Leitungen auf die Höhe herabsetzen, die er ohne Drosselung im obersten Stockwerk hat.
Das aussen am Gebäude ablaufende Wasser kann durch eine um das Gebäude herumlaufende Fangrinne zurückgewonnen werden, die nach Bedarf mit einem neben ihr angeordneten geneigten, gepflasterten oder plattenbelegten Randstreifen ergänzt ist und in einen Sandfang mündet.
Die Zeichnung zeigt in einem horizontalen (Fig. 1) und einem vertikalen (Fig. 2) Verteilungsschema die Anordnung der erfindungsgemässen Berieselungsleitungen.
In Fig. 1 ist 1 der Gebäudegrundriss, dessen innere Einteilung nur durch schematische Andeutung der Tragkonstruktion dargestellt ist. Im Keller befindet sich eine Pumpe 2, die nach Bedarf aus zwei Teilpumpen zusammengebaut sein kann. Diese Pumpe liefert das Wasser durch Steigrohre 3 und 4 an die Speiseleitungen 5, 6 und 7. Die Speiseleitung 5 ist über Absperrhähne 8,9, 10, 11 an je ein aussen an der Gebäudefront angeordnetes Berieselungsrohr 12, 13, 14, 15, angeschlossen. Durch diesen Teil des Verteilersystems wird also nur die im Grundriss linke Gebäudefront sowie ein kleiner Teil der im Grundriss oberen Gebäudefront berieselt.
Die andere Verteilungsleitung 6 ist durch die Mitte des Gebäudes hindurchgeführt und verzweigt sich auf die gegenüberliegende Front des Gebäudes in die Teilleitungen 16 und 17. Diese sind über Absperrhähne 18-25 an die aussen liegenden Berieselungsleitungen 26-33 angeschlossen. Somit wird durch die mittlere Speiseleitung 6 die im Grundriss unten gezeichnete Gebäudefront versorgt. Die dritte Speiseleitung 7 versorgt in ähnlicher Weise wie die zuerst be-
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sprochene Speiseleitung 5 die im Grundriss rechte Front des Gebäudes sowie einen Teil der im Grundriss oben gezeichneten Gebäudefront. Der mit keiner Speiseleitung versehene Teil der Gebäudefront an der Pumpenseite liegt dort, wo die Sonneneinstrahlung am geringsten ist.
Das Schema der vertikalen Aufteilung der Leitungen (Fig. 2) zeigt übereinander die mit römischen Ziffern bezeichneten Stockwerke des Gebäudes. Je zwei Stockwerke sind mit einer gemeinsamen Ringleitung versehen. Diese drei Ringleitungen 41, 42,43 sind mit entsprechender Drosselung an eine in dieser Darstellung nicht gezeichnete Steigleitung von der Pumpe angeschlossen, so dass die unteren Ringleitungen 41, 42 mit demselben Druck gespeist werden wie die obere Ringleitung 43. Diese Drosselung dient nicht nur dazu, den Druckunterschied durch die Höhenlage auszugleichen, sondern sie gleicht auch den hydrodynamisch verschiedenen Druckverlust durch die verschiedenen Längen der Speiseleitungen aus. Für jedes der beiden zu versorgenden Stockwerke ist die Ringleitung an eine obere und untere horizontale Speiseleitung angeschlossen.
Die oberen Glieder 44, 45" 46 dieser Speiseleitungen stehen ohne Drosselung mit den zugehörigen Ringleitungen in Verbindung. Die unteren Glieder 47, 48, 49 jedoch sind über Drosselstellen 50,51, 52 an die Ringleitungen angeschlossen, damit auch der Druckunterschied zwischen je zwei an einer gemeinsamen Ringleitung liegenden Stockwerken ausgeglichen wird.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Luftkonditionierung in Gebäuden und Gebäudeteilen mit verhältnismässig dünnen Aussenwänden aus wasserundurchlässigen Stoffen, z. B. Glas oder Metall, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl in an sich bekannter Weise die Luft im Gebäudeinneren durch eine Klimaanlage behandelt wird als auch gleichzeitig Aussenflächen des Gebäudes in an sich bekannter Weise mit Wasser berieselt werden.