<Desc/Clms Page number 1>
Klimakonvektoranlage
Die Erfindung betrifft eine Klimakonvektoranlage, deren Primärluft temperiert und in mindestens einem Nachwärmer erwärmt wird und deren mit Wasser gefülltes Sekundärnetz mindestens eine Erwärm-und eine Kühleinrichtung enthält. Eine Temperierung der Primärluft kann dabei sowohl durch Erwärmung als auch durch Abkühlung erfolgen. Unter dem Sekundärnetz der Klimakonvektoranlage wird dabei das Leitungssystem verstanden, in dem ein Heiz- oder Kühlmedium, im allgemeinen Wasser, durch die in den einzelnen Klimakonvektoren vorhandenen Wärmeaustauscher strömt, um die mit der Primärluft vermischte Raumluft zu erwärmen oder abzukühlen.
Bei Klimaanlagen, die mit Klimakonvektoren ausgerüstet sind, wird während der kalten Jahreszeit und während längerer Perioden in der Übergangszeit im allgemeinen die, für die Kühleinrichtung notwendige Kältemaschine ausser Betrieb gesetzt, während die Heizvorrichtung meist mit verringerter Leistung auch während des Sommers aus Gründen der Heisswasserbereitung betrieben wird.
Nun kann es auch während der Heizperiode-also im Winter und in den Übergangszeiten-vor- kommen, dass kurzzeitig-z. B. während des Tages bei starker Sonneneinstrahlung-in geringem Umfange statt der Heizung eine Kühlung zur Aufrechterhaltung eines behaglichen Klimas benötigt wird. Weiterhin muss das Rücklaufwasser im Sekundärnetz eines sogenannten Dreileiter-Systems unter Umständen gekühlt werden, um eine individuelle Temperierung der einzelnen Räume zu ermöglichen. Wegen eines solchen kurzzeitigen oder geringfügigen Kältebedarfes die Kältemaschine in Betrieb zu setzen, ist sehr unwirtschaftlich.
Um trotzdem in den geschilderten Fällen kaltes Wasser zur Verfügung zu haben, besteht die Erfindung deshalb darin, dass mindestens ein Nachwärmer für Primärluft zu seiner Beheizung über eine parallel zu der Kühleinrichtung des Sekundärnetzes liegende Leitung Rücklaufwasser der Klimakonvektoranlage zugeführt erhält. Neben dem Vorteil, eine Kühlung des Rücklaufwassers zu erreichen ohne die Kältemaschine in Betrieb zu setzen, ergibt sich dabei noch der weitere Vorteil, dass der Wärmeinhalt des Rücklaufwassers, der bei Betrieb der Kältemaschine in dieser verlorengeht, durch den Übergang auf die Primärluft zum grossen Teil wieder zurückgewonnen wird.
Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die das Rücklaufwasser durch den Nachwärmer führende Leitung in Abhängigkeit von der Temperatur der dem Nachwärmer zuzuführenden Primärluft selbsttätig freigegeben und gesperrt wird, wobei diese Temperatur unmittelbar vor dem Eintritt der Primärluft in den Nachwärmer gemessen werden kann. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Leitung in Abhängigkeit von der Aussenlufttemperatur zu öffnen und zu schliessen.
Sind bei einer Klimakonvektoranlage die einzelnen Konvektoren in mindestens zwei Zonen aufgeteilt, wobei für jede Zone die Temperatur des Wasserkreislaufes in dem Sekundärnetz individuell regelbar ist, so kann entweder das Rücklaufwasser mindestens zweier Zonen ein und demselben Nachwärmer oder für jede Zone einem gesonderten Nachwärmer für Primärluft zur Heizung zugeführt werden.
Grundsätzlich ist es möglich, bei einer Anlage, die mit einem Dreileiter-System ausgerüstet ist, während des Sommers eine gleichartige Parallelschaltung für den Wärmeumformer vorzusehen. Allerdings kommt einer solchen Ausführung eine geringere Bedeutung zu, da, wie erwähnt, für die Bereitstellung von Heisswasser die Heizanlage in gewissem Umfange im allgemeinen während des ganzen Jahres betrieben wird.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der Zeichnung.
Fig. l zeigt ein Zweileiter-System mit Rüklaufbeimischung, bei dem die ganze Anlage in zwei in ihrer Wassertemperatur individuell regelbare Zonen aufgeteilt ist. Beide Zonen besitzen dabei eine gemeinsame Kühl- und eine gemeinsame Heizeinrichtung. Das Rücklaufwasser beider Zonen wird in einem einzigen Nachwärmer gekühlt.
Fig. 2 veranschaulicht das Schaltbild einer Dreileiter-Klimakonvektoranlage, die ebenfalls in zwei Zonen aufgeteilt ist, wobei jede Zone eine eigene Kühl- und eine eigene Heizeinrichtung sowie je einen eigenen Nachwärmer für die Primärluft zur Rückgewinnung des Wärmeinhaltes des Rücklaufwassers besitzt.
<Desc/Clms Page number 2>
Die als Primärluft von dem Ventilator 1 (Fig. 1) angesaugte Frischluft durchsetzt die Luftaufbereitungsanlage 2 und durchströmt dabei nacheinander das mechanische Staubfilter 3, wenn notwendig das Elektrofilter 4, den Vorwärmer 5, die Befeuchtungsanlage 6, deren Wasser durch eine Wasserumwälzpumpe 15 umgewälzt wird, den Tropfenabscheider 7, den Kühler 8 und die Nachwärmer 9 und 11. Die Primärluft gelangt dann über einen Schalldämpfer 12 in den Frischluftkanal 7. ? und von diesem in die Verteilkanäle zu den einzelnen Klimakonvektoren 14. Im Winter bzw. im Sommer ist es dabei möglich, dass einige Teile der Luftaufbereitungsanlage-z.
B. der Kühler 8 bzw. der Vorwärmer 5, die Befeuchtungsanlage 6, der Tropfenabscheider 7 und die Nachwärmer 9 und H-ganz oder teilweise durch nicht dargestellte BypassStrömungswege umgangen werden.
Der Vorwärmer 5 und der in Strömungsrichtung letzte Nachwärmer 11 bzw. der Kühler 8 werden dabei aus dem Heizumformer 16 bzw. aus dem Kühlumformer 17 gespeist, in denen auch die Temperierung des Wassers für das Sekundärnetz der Anlage erfolgt.
Die Wärmezufuhr zu dem Heizumformer 16 erfolgt von einem nicht dargestellten Kessel aus über die Leitung 18, in der ein von der, durch den Thermofühler 26 gemessenen, Temperatur des aus dem Heizumformer austretenden Wassers gesteuertes Drosselorgan 19 für die Regelung der zugeführten Menge des Heizmediums, z. B. Dampf, vorgesehen ist. Mit 20 ist die Rückführleitung für das Heizmedium in den Kessel bezeichnet.
Die Kühlleistung für das Wasser wird in dem schematisch dargestellten Kältekreislauf erzeugt, der die Kältekompressoren 21, den Kondensator 22 und ein Absperrorgan 23 enthält und über die Leitungen 24 und 25 mit dem, als Verdampfer ausgebildeten, Kühlumformer 17 verbunden ist. Die dem Kühlumformer17 zugeführte Menge eines Kältemittels wird dabei in Abhängigkeit von der Kaltwassertemperatur nach dem Kühlumformer 17 geregelt, wobei die Aussentemperatur als Sollwert wirkt.
Sind die zu klimatisierenden Räume durch ihre Lage unterschiedlichen äusseren Belastungen unterworfen, so wird die Klimaanlage diesen Bedingungen im allgemeinen dadurch angepasst, dass man die einzelnen Konvektoren 14 mindestens zwei verschiedenen Zonen zuordnet, die in ihrem mit Wasser gespeisten Sekundärnetz getrennt reguliert werden können. In den Figuren sind dabei die Konvektoren 14 in je eine Nordzone (N) und eine Südzone (S) aufgeteilt, die untereinander gleich sind.
Die Vorlaufpumpe 30 für jede Zone fördert das im Sekundärnetz der Anlage zirkulierende Wasser aus dem Heizumformer 16 bzw. dem Kühlumformer 17 zunächst in die beiden Zonen gemeinsamen Vorlaufleitungen 31 bzw. 32, die sich an den Stellen 27 bzw. 28 in je einen Strang für jede Zone verzweigen. 111 den Auf-Zu-Dreiweg-Ventilen 35, die entweder den Durchfluss von heissem oder denjenigen von kaltem Wasser in die zu den einzelnen Konvektoren 14 führenden Leitungen 33 freigeben, treffen die Leitungen 31 und 32 zusammen, um eine Umschaltung der Anlage oder auch nur einer Zone von Sommer-auf Winterbetrieb zu ermöglichen, wie später beschrieben wird.
In den Leitungen 33 sind die Mischventile 36 angeordnet, in denen in Abhängigkeit von der in den Leitungen 33 nach den Ventilen 36 gemessenen Temperatur dem Vorlaufwasser der Rücklauf aus den Leitungen 39 über die Leitungen 43 beigemischt wird.
Von den Wärmeaustauschern in den einzelnen Konvektoren 14 aus gelangt das Wasser als Rücklauf
EMI2.1
sind, über die Leitungen 39 und die Auf-Zu-Dreiweg-Ventile 40, die gleichzeitig mit den Ventilen 35 betätigt werden und die gleichen Funktionen wie diese haben, wieder zurück in den Heizumformer 16 bzw. den Kühlumformer 17.
Da für jede Zone eine eigene Leitung 33 mit einem Mischventil 36 vorhanden ist, lassen sich in den Zonen unterschiedliche Vorlaufendtemperaturen in den Leitungen J. ? einstellen. Durch die Trennung in die beiden Zonen vor den Umschaltventilen 35 ist es sogar möglich, die Konvektoren 14 einer Zone zu
EMI2.2
reitungsanlage 2 für die Primärluft, um über die Verlängerung 44 a den Vorwärmer 5 und denNachwärmerl1 bzw. den Kühler 8 mit heissem bzw. kaltem Wasser zu versorgen. In den Leitungen 44 und 44 a bzw. 45 ist dabei jeweils ein Dreiweg-Ventil 46 und 47 bzw. 48 vorhanden, das mit einer progressiven Öffnung arbeitet.
Dadurch wird ermöglicht, dass unter Umständen ein Teil des Vorlaufes aus den Leitungen 44 und 44 a bzw. 45 jeweils an dem Vorwärmer 5 und dem Nachwärmer 11 bzw. dem Kühler 8 vorbei direkt
EMI2.3
gelangt.
Erfindungsgemäss zweigt über ein, durch die mittels des Thermofühlers 51 gemessene Aussentemperatur gesteuertes, Auf-Zu-Dreiweg-Ventil 52 die Leitung 53 aus der zu dem Kühlumformer 17 führenden Rücklaufsammelleitung 42 ab. Die Leitung 53 führt zu dem in der Luftaufbereitungsanlage 2 liegenden Nachwärmer 9, in dem das Rücklaufwasser seine Wärme an die Primärluft abgibt. Durch die über ein weiteres Auf-Zu-Ventil54, das ebenfalls von der bei 55 gemessenen Aussentemperatur gleichzeitig mit dem Ventil 52 verstellt wird, mit der Vorlaufleitung 32 verbundene Leitung 56 wird das in dem Nachwärmer 9 gekühlte Wasser in das Sekundärnetz der Anlage zurückgeführt und strömt als Kühlmedium zu den Wärmeaustauschern in den einzelnen Konvektoren 14.
In Fig. 1 sind die den Vorlauf führenden Leitungen mit durchgezogenen Linien bezeichnet, während die Rücklaufleitungen durch unterbrochene Linien dargestellt sind.
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
<Desc/Clms Page number 4>
Das Vorlaufwasser im Sekundärnetz wird hier von den Umformern 16 und 17 aus über die Leitungen 31 und 32 an jeden Konvektor 14 herangeführt und tritt über die Leitungen 70 und 71, ein jedem einzelnen Konvektor zugeordnetes Dreiwege-Sequenzventil 72 und die Leitung 73 in die Wärmeaustauscher der einzelnen Klimakonvektoren 14 ein. Durch das Dreiwege-Sequenzventil 72 kann jedem Klimakonvektor 14 individuell heisses oder kaltes Wasser zugeführt werden, wobei der Öffnungsquerschnitt des Ventils progressiv verändert werden kann. Das Dreiwege-Sequenzventil 72 arbeitet dabei in bekannter Weise so, dass z.
B., ausgehend vom vollen Öffnungsquerschnitt für heisses Wasser, der Querschnitt bei einer Verstellung in Richtung geringeren Wärmebedarfs zunächst progressiv verringert und schliesslich ganz geschlossen wird. Bei weiterer Verstellung in gleicher Richtung öffnet dann das Ventil 72 den Zustrom zu den Wärmeaustauschern in den Klimakonvektoren 14 für kaltes Wasser progressiv bis zu seinem Maximalwert.
Das aus den Klimakonvektoren 14 austretende Rücklaufwasser wird wiederum in den Leitungen 39,
EMI4.1
strömt.
Rein schematisch ist als Leitung 75 eine Kurzschlusseinrichtung für jede Pumpe 74 angedeutet, die es ermöglicht, den Leistungsbedarf der Pumpe 74 auf ein Minimum zu reduzieren, wenn alle an der Pumpe angeschlossenen Klimakonvektoren 14 abgeschaltet sind.
In den Leitungen 41 bzw. 42 sind Absperrorgane 76 und 77 eingebaut, die es ermöglichen, in Zeiten, in denen entweder keine Heizung oder keine Kühlung verlangt wird, die entsprechenden Umformer 16 bzw. 17 von dem Wasserkreislauf abzusperren. Diese Absperrorgane 76 bzw. 77 werden von den Aussenthermostaten 78 bzw. 79 gesteuert.
Die Regulierung der Temperatur des in die Leitungen 31 eintretenden Wassers erfolgt in der im Zusammenhang mit Fig. l beschriebenen Weise.
Das Kühlwasser in den Leitungen 32 wird in seiner Temperatur geregelt, indem in den Leitungen 24 die Zufuhr des Kältemittels zu den Umformern 17 durch ein Drosselorgan 80 eingestellt wird, das in Abhängigkeit von der mittels des Temperaturfühlers 81 gemessenen Kühlwassertemperatur in den Leitungen 32 eingestellt wird. Als Sollwert für die Kühlwassertemperatur dient dabei die in dem Organ 82 gemessene Aussentemperatur.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die Ventile 52 und 54 von Fig. 1, die erfindungsgemäss den Wasserstrom durch die Leitungen 53, den Nachwärmer 9 bzw. 10 und die Leitung 56 steuern, ersetzt durch die von Hand verstellbaren Absperrorgane 83 und 84 in den Leitungen 53 und 56 bzw. durch die Absperrorgane 85 und 86 in den Leitungen 42 und 32. Hiebei wird also das erfindungsgemässe Umgehen der Kühlumformer 17 von Hand ausgeführt.
Im übrigen erfolgt die Anwendung der Erfindung nach den im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Gesichtspunkten. Für eine Anlage mit einem Dreileiter-System ist die Anwendung der Erfindung besonders vorteilhaft, da-hauptsächlich in Zonen mit gemässigtem Klima-während eines grossen Zeitraumes des Jahres ein geringer Bedarf an gekühltem Wasser als Beimischung zu dem heissen Wasser besteht.
Die Anwendung der erfindungsgemässen Beheizung der Primärluft durch das Rücklaufwasser ist dabei nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann, insbesondere auch bei einem Zweileiter-System, für jede Zone ein eigener Nachwärmer-wie in Fig. 2 gezeigt-vorhanden sein, oder umgekehrt bei einem Dreileiter-System ein gemeinsamer Nachwärmer durch das Rücklaufwasser beheizt werden. Weiterhin ist es möglich, in einem Zweileiter-System einen einzigen Umformer vorzusehen, der primärseitig entweder von Heiz- oder von Kühlmitteln durchströmt wird. Bei einer derartigen Anlage kann dann in Zeiten, in denen der Umformer Wärme abgibt, eine Zone in der erfindungsgemässen Weise gekühlt werden, während in der andern Zone die Klimakonvektoren beheizt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Klimakonvektoranlage, deren Primärluft temperiert und in mindestens einem Nachwärmer erwärmt wird und deren mit Wasser gefülltes Sekundärnetz mindestens eine Erwärm- und eine Kühleinrichtung enthält, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Nachwärmer für Primärluft zu seiner Beheizung übtr eine parallel zu der Kühleinrichtung des Sekundärnetzes liegende Leitung Rücklaufwasser der Klimakonvektoranlage zugeführt erhält.