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Verfahren zum Konditionieren einer Mehrzahl von Räumen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Konditionieren einer Mehrzahl von Räumen mit Hilfe von Luft, die von zumindest einem zentralen Konditionierapparat geliefert, zu den verschiedenen Räumen geleitet und in diesen als Primärluft in einer Menge abgegeben wird, die im wesentlichen dem Belüftungsbedarf entspricht, wobei diePrimärluft durch Ejektorwirkung eine gewisse Menge von Sekundärluft (Raumluft) in zumindest ein in jedem der betreffenden Räume befindliches Induktionsgerät einsaugt und mit der Sekundärluft vermischt wird, und wobei die Temperatur der Sekundärluft vor ihrer Vermischung mit der Primärluft von in den Induktionsgeräten vorgesehenen Wärmeaustauschern beeinflusst wird.
Die Bauten, die bis vor wenigen Jahren nach der traditionellen Bauweise errichtet worden sind, haben meist als Stützteile dienende Aussenmauern aus schwerem Material, beispielsweise Ziegeln, ihre Fensterflächen an den Frontmauern sind relativ klein und betragen häufig nicht mehr als 150/0 der gesamten Frontflächen, ihre Zwischenmauern sind häufig als Stützmauern, beispielsweise aus Ziegeln oder Betonhohlsteinen ausgeführt und auch ihre Decken sind relativ stark ausgebildet. Hieraus ergibt sich, dass bei zentraler Heizung die Wärme, die für Beheizungszwecke in beliebiger Weise den Bauten zugeführt und nicht für die Deckung der Leitungsverluste verbraucht wird, im Baumaterial gespeichert wird. Die Wärmespeicherung in solchen Bauten ist häufig so gross, dass keine zusätzliche Heizung während der Nacht notwendig ist.
Die Konditionierungsanlagen solcher Bauten werden meist früh am Morgen in Betrieb genommen oder, falls erforderlich, die ganze Nacht hindurch in Betrieb gehalten, um die kühlere Nachtluft auszunutzen und auf diese Weise die Bauten auf eine geeignete Innentemperatur für tagsüber abzukühlen.
Wenn dieses Verfahren bei Bauten angewendet wird, die nach modernen Baumethoden errichtet worden sind, so zeigt sich, dass infolge der geringen Wärmespeicherkapazität solcher Bauten erhebliche und rasche Temperaturabfälle und Temperaturanstiege auftreten. Baumaterialien, die eine erhebliche Fähigkeit zur Wärmespeicherung haben, werden in modernen Bauten nur noch in geringer Menge verwendet.
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fläche sind heute durchaus üblich) und leichte Bauelemente gebildet, die Innenwände sind ebenfalls leicht, die Decken bestehen aus dünnen Betonschichten usw.
Die Fähigkeit der alten Bauten, eine Selbstregulierung der Temperatur zu bewirken, d. h. ihre Fähigkeit, Wärme in grossem Ausmass zu speichern und diese Wärme wieder abzugeben, muss in modernen Bauten durch eine sorgfältige Temperaturregulierung ersetzt werden. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist in grossem Umfang das Prinzip angewendet worden, die Menge der abgegebenen Luft auf jenen Wert zu beschränken, der dem Belüftungsbedarf entspricht, und den Wärmeverbrauch der Räume durch Wärmeaustauscher zu kompensieren, die in jedem Raum untergebracht sind. Diese Wärmeaustauscher werden während der warmen Jahreszeit (Sommer) mit kaltem Wasser beaufschlagt. Die Raumluft (Sekundärluft) wird unter Ausnutzung der Energie der Ventilationsluft (Primärluft) durch Ejektorwirkung gezwungen, diese Wärmeaustauscher zu durchströmen.
Ein System dieser Art ist in der USA-Patentschrift Nr. 2,363, 294 beschrieben. Während der kalten Jahreszeit (Winter) werden die Wärmeaustauscher mit Warmwasser gespeist, wodurch unter anderem die
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Übertragungsverluste durch die Aussenwände der Räume kompensiert werden. Eine individuelle Regulierung , der Raumtemperatur wird durch Steuerung der Kapazität der Wärmeaustauscher (durch Änderung entweder der Menge des zirkulierenden Wassers oder der den Wärmeaustauscher durchströmenden Luftmenge) ermög- licht.
Bei einer Änderung der Wassertemperatur in den Wärmeaustauschern in Abhängigkeit vom Aussen- klima und der Jahreszeit erfordert ein gewünschter Zuwachs der Raumtemperatur eine Erhöhung der Kapazität der Wärmeaustauscher, falls diese gerade mit Warmwasser gespeist werden, und eine Verminde- rung der Kapazität, falls diese gerade mit Kaltwasser gespeist werden.
Ein Nachteil dieses Systems liegt darin, dass eine Person, die eine Erhöhung oder Erniedrigung der
Temperatur der zugeführten Luft vorzunehmen wünscht, nicht ohne weiters in der Lage ist, im vorhinein zu wissen, in welchem Sinne sie den Bedienungsknopf für die Regulierung der Wärmekapazität verstellen muss, um das gewünschte Ergebnis zu erreichen, da ihr nicht bekannt ist, ob das System in dem betreffenden Zeitpunkt vom Heiz- oder Kühlmedium durchströmt wird.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass der verfügbare Regelbereich von der Temperaturdifferenz zwischen dem Wasser in den Wärmeaustauschern und der Raumluft abhängt und dass im Falle einer Übereinstimmung zwischen Wassertemperatur und Raumtemperatur jede Möglichkeit einer Regulierungverlorengeht.
Die Erfindung zielt darauf ab, die vorstehend erläuterten Nachteile zu beseitigen. Das erfindungsgemässe Verfahren zur Konditionierung einer Mehrzahl von Räumen ist dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Medium, das den Wärmeaustauschern in den Induktionsgeräten zugeführt wird, unabhängig vom Aussenklima (Temperatur und Sonneneinstrahlung) auf einer im wesentlichen für die gesamte Anlage gemeinsamen Temperatur gehalten wird, die niedriger ist als die Temperatur der Sekundärluft, und dass die Temperatur der Primärluft in Abhängigkeit vom Aussenklima (Temperatur und Sonneneinstrahlung) geregelt wird.
Dadurch, dass das den Wärmeaustauschern zugeführte Wasser auf einer Temperatur gehalten wird, die dauernd erheblich niedriger als die Temperatur der Raumluft ist, übt eine Verstellung des Regulierungorgans in einem bestimmten Sinne stets die gleiche Wirkung auf die Raumtemperatur aus und zugleich ist. stets ein grosser Regelbereich verfügbar.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass keine sogenannte zonenweise Unterteilung des Zirkulationssystems für das flüssige Medium erforderlich ist, um die Mediumtemperatur der unterschiedlichen Orientierung der verschiedenen Teile eines Gebäudes hinsichtlichderkompassrichtungenund der Sonneneinstrahlung anzupassen.
Um den Räumen während des Winters die für die Beheizung erforderliche Wärmemenge zuzuführen, kann die Primärluft (Ventilationsluft) mit einer dem A ussenklima (Temperatur und Sonneneinstrahlung) angepassten Übertemperatur zugeführt werden. Um während dieser Betriebsbedingungen die Energieverluste zu vermindern, die durch gleichzeitige Kühlung mit dem flüssigen Medium und Heizung mit Luft entstehen würden, kann das zirkulierende Wasser nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung zur zentralen Vorwärmung der Primärluft herangezogen werden. Dies wird dadurch erreicht, dass das in den Wärmeaustauschern der Induktionsgeräte aufgeheizte flüssige Medium durch einen oder mehrere weitere Wärmeaustauscher geleitet wird, die sich im zentralen Konditionierapparat befinden und durch welche die Primärluft eingeleitet wird.
Um eine Kondensation der Feuchtigkeit der Raumluft an den Wärmeaustauschern der Induktionsgeräte zu verhindern, soll das diesen Wärmeaustauschern zugeführte Medium auf einer Temperatur gehalten werden, die nicht wesentlich unter der Taupunktstemperatur der Sekundärluft (Raumluft) liegt, wozu erforderlichenfalls eine entsprechende Wärmemenge von einer besonderen Wärmequelle in den geschlossenen Zirkulationskreis eingeführt wird.
Um bei ansteigender Aussentemperatur die Differenz zwischen der Temperatur des Mediums, das den Wärmeaustauschern der Induktionsgeräte zugeführt wird, und der Raumtemperatur hinreichend hoch zu halten, um zu sichern, dass der verfügbare Regelbereich eine angemessene Grösse behält, muss durch eine getrennte Kühleinrichtung eine geeignete Warmem enge'aus dem geschlossenen Zirkulationskreis entnommen werden.
Die beschriebene Regulierung der Mediumtemperatur kann in geeigneter Weise durch Zusatz einer entsprechenden Menge von warmem oder kaltem Medium erfolgen. Um hiebei eine möglichst hohe Wirtschaftlichkeit zu sichern, wird das warme Medium erfindungsgemäss dem Zirkulationskreis in einem Punkt zugeführt, der sich in der Rückleitung von den Induktionsgeräten vor dem bzw.
den Wärmeaustauschern im zentralen Konditionierapparat befindet, wobei gleichzeitig eine entsprechende Mediummenge aus dem
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Kreis in einem Punkt abgelassen wird, der sich in der Rückleitung von den Induktionsgeräten vor dem erst- erwähnten Punkt befindet, wogegen das kalte Medium dem Kreis in der Speiseleitung zu den Induktions- geräten zugeführt wird, wobei gleichzeitig eine entsprechende Menge aus dem Kreis in einem Punkt dieser
Speiseleitung zu den Induktionsgeräten abgelassen wird, die vor diesem Punkt liegt.
Der Vorteil der Vorwärmung der ankommenden Primärluft und der gleichzeitigen Kühlung des von den Wärmeaustauschern der Induktionsgeräte zurückgeleiteten Mediums mittels der Wärmeaustauscher im zentralen Konditionierapparat ist nicht mehr gegeben, wenn die Aussentemperatur gleich oder höher als die Temperatur des zirkulierenden Mediums ist. In solchen Fällen empfiehlt es sich, das Medium, das von den Induktionsgeräten kommt, in der Weise wieder in den Kreis einzuführen, dass dieses Medium den
Induktionsgeräten unmittelbar wieder zugeführt wird, ohne dass es vorher durch die im zentralen Kondi- tionierapparat befindlichen Wärmeaustauscher strömt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass der bzw. die Wär- meaustauscher im zentralen Konditionierapparat in bestimmten Fällen (während des Sommers) zur Küh- lung und Entfeuchtung der Primärluft (Ventilationsluft) herangezogen werden.
Die Erfindung soll nun an einigen Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ge- nauer erläutert werden.
In Fig. 1 der Zeichnungen ist mit 1 eine Reihe von Wärmeaustauschern bezeichnet, die sich in den
Induktionsgeräten der Anlage befinden, während ein weiterer Wärmeaustauscher 2 im zentralen Kon- ditionierapparat der Anlage angeordnet ist. Durch ein Rohrleitungssystem 3 sind die bereits erwähnten
Anlagenteile 1 und 2 in einen geschlossenen Zirkulationskreis für ein flüssiges Medium einbezogen.
In diesem Kreis liegt auch eine Zirkulationspumpe 4. Durch den Wärmeaustauscher 2 strömt, wie durch einen Pfeil 5 angedeutet worden ist, Ventilationsluft zwecks zentraler Vorwärmung derselben.
In Fig. 2 ist eine-Anordnung veranschaulicht, die es ermöglicht, eine konstante Flüssigkeitsströmung durch den Wärmeaustauscher 2 mittels einer getrennten Pumpe 6 und einer Nebenschlussleitung 7 aufrecht zu erhalten, unabhängig davon, ob einer oder mehrere der Wärmeaustauscher 1 teilweise oder vollständig abgeschaltet sind.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Anordnung kann eine geeignete Menge warmen Mediums von einer besonderen (in den Zeichnungen nicht dargestellten) Wärmequelle dem Zirkulationskreis bei 8 zugeführt werden, wobei gleichzeitig eine entsprechende Mediummenge bei 9 abgelassen wird, um die Gesamtmenge des Mediums, das den Wärmeaustauschern zugeführt wird, auf einer Temperatur zu halten, die nicht wesentlich niedriger als die Taupunktstemperatur der Raumluft ist. Diese Regulierung wird durch einen Thermostaten 10 und ein Regulierventil 11 bewirkt.
Bei der Anordnung nach Fig. 4 wird dem Zirkulationskreis bei 12 eine geeignete Menge kalten Me- diums von einem getrennten (in den Zeichnungen nicht dargestellten) Flüssigkeitskühler zugeführt, wobei gleichzeitig eine entsprechende Mediummenge bei 13 abgelassen wird. Diese Massnahme verfolgt den Zweck, mit Hilfe eines Thermostaten 14 und eines Regulierventils 15 das den Wärmeaustauschern 1 zugeführte Medium auf einer vorgegebenen Temperatur zu halten, die niedriger ist als die Temperatur der Raumluft.
Wie aus den zuletzt beschriebenen Figuren ersichtlich ist, wird das warme Medium (Fig. 3) dem Kreis in einem Punkt zugeführt, der sich in Rückleitung von dem Wärmeaustauscher 1 und vor dem Wärmeaustauscher 2 befindet, wobei gleichzeitig eine entsprechende Menge des Mediums aus dem Kreis in einem Punkt abgelassen wird, der sich in Rückleitung von den Wärmeaustauschern 1 vor dem ersterwähnten Punkt befindet. Das kalte Medium wird anderseits gemäss Fig. 4 dem Kreis in einem Punkt zugeführt, der sich in der Zuleitung des Mediums zu den Wärmeaustauschern 1 befindet, wobei gleichzeitig eine entsprechende Menge des Mediums aus dem Kreis in einem Punkt der Zuleitung zu den Wärmeaustauschern 1 abgelassen wird, der sich vor dem ersterwähnten Punkt befindet.
Wenn die Ventilationsluft 5 eine zu hohe Temperatur hat, um das von den Wärmeaustauschern 1 kommende Medium zu kühlen (diese Temperatur wird vom Thermostat 20 abgetastet), so wird das den Wärmeaustauschern 1 zugeführte Medium ausschliesslich durch das kalte Medium, das bei 15 zugeführt wird, auf der gewünschten Temperatur gehalten. In diesem Falle soll die Ventilationsluft 5 zentral gekühlt und entfeuchtet werden, unabhängig von den Temperaturbedingungen in den Wärmeaustauschern 1.
Gemäss Fig. 5 kann dies mit Hilfe eines Dreiwegventil 16 erreicht werden, das von dem vorstehend erwähnten Thermostat 20 gesteuert wird, und durch eine Nebenschlussleitung 17, durch welche der Zirkulationskreis 3 in zwei getrennte Kreise 3a und 3b mit einem gemeinsamem Auslass bei 18 unterteilt werden kann. In Fig. 5 ist mit 19 eine Speiseleitung für die Zufuhr von kaltem Medium zum
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Kreis 3b bezeichnet. Diese Zufuhr wird mit Hilfe eines Ventils 21 geregelt, das seinerseits von einem Thermostat 22 gesteuert wird, der sich in der vom Wärmeaustauscher 2 kommenden Luft- strömung befindet. In diesem Falle wirkt der Wärmeaustauscher 2 als Kühleinrichtung für die Venti- lationsluft.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Konditionieren einer Mehrzahl von Räumen mit Hilfe von Luft, die von zumindest einem zentralen Konditionierapparat geliefert, zu den verschiedenen Räumen geleitet und in diesen als Primärluft in einer Menge abgegeben wird, die im wesentlichen dem Belüftungsbedarf entspricht, wobei die Primärluft durch Ejektorwirkung eine gewisse Menge von Sekundärluft (Raumluft) in zumindest ein in jedem der betreffenden Räume befindliches Induktionsgerät einsaugt und mit der Sekundärluft vermischt wird und wobei die Temperatur der Sekundärluft vor ihrer Vermischung mit der Primärluft von in den In- duktionsgeräten vorgesehenen Wärmeaustauschern beeinflusstwird, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Medium, das den Wärmeaustauschern in den Induktionsgeräten zugeführt wird,
unabhängig vom Aussenklima (Temperatur und Sonneneinstrahlung) auf einer im wesentlichen für die gesamte Anlage gemeinsamen Temperatur gehalten wird, die niedriger ist als die Temperatur der Sekundärluft, und dass die Temperatur der Primärluft in Abhängigkeit vom Aussenklima (Temperatur und Sonneneinstrahlung) geregelt wird.
2. Verfahren nach Anspruchl, dadurch gekennzeichnet, dass das die Wärmeaustauscher in den Induktionsgeräten durchströmende flüssige Medium in einem geschlossenen Zirkulationskreis geführt wird, wobei es zumindest in einem weiteren Wärmeaustauscher, der sich in diesem Kreis befindet, die in den Räumen absorbierte Wärme abgibt.