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Klimakonvektor für Hochdruckanlagen
Die Erfindung bezieht sich auf einen Klimakonvektor für Hochdruckanlagen, bei denen als Wärmeträger Druckluft dient.
Klimakonvektoren als Induktionsgeräte zum Ansaugen von Sekundärluft durch die zugeführte Primärluft sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Im wesentlichen weisen solche Klimakonvektoren als Induktionseinrichtung Wärmeaustauscher zur Begrenzung eines Luftschachtes auf, in den die Primärluft zugeführt wird. Bei einem Konvektorgerät dieser Art bilden die Wärmeaustauscher die untere Begrenzung des Luftschachtes, wobei der Düsenauslass für Primärluft etwa in Höhe des oberen Endes des vertikal gestellten Wärmeaustauschers angeordnet ist. Bei einer solchen Ausführung muss die Sekundärluft den Wärmeaustauscher in der ganzen Höhe durchströmen, um in den darüberliegenden Luftschacht zu gelangen. An den Seitenflächen ist der Wärmeaustauscher geschlossen, so dass die Sekundärluft denselben nur der Länge nach durchströmen kann.
Obwohl der Düsenauslass für die Primärluft in der Höhe des oberen Teils der Wärmeaustauscher endet, liegt infolge der beschriebenen Lage der Wärmeaustauscher das Induktionsverhältnis von Sekundärluft zur Primärluft verhältnismässig niedrig. Bei einem von unten nach oben durchströmten Wärmeaustauscher ist der Druckabfall verhältnismässig gering und die Strömungsgeschwindigkeiten sind klein, wodurch die Gefahr einer Verschmutzung des Wärmeaustauschers hervorgerufen wird, was wieder eine weitere Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit nach sich zieht und damit auch die Induktion und die Leistung beeinträchtigt.
Es sind weiterhin Klimakonvektoren für Hochdruckanlagen bekannt, bei denen zwei an ihren oberen und unteren Stirnflächen abgeschlossene Wärmeaustauscher im untersten Teil der seitlichen Begrenzung eines in Höhe der unteren Stirnfläche der Wärmeaustauscher nach unten abgeschlossenen Luftschachtes vorgesehen sind, wobei die Düsen der Primärluftzuführung in Höhe des unteren Teils der Wärmeaustauscher enden. Auch bei einer solchen Bauart kann sich die Induktionsleistung nicht voll entwickeln. Dies kommt auch bei den Wärmeaustauschern zum Ausdruck, die verhälsnismässig breit sein müssen. Durch die verhältnismässig grosse Breite der Wärmeaustauscher ergeben sich zugleich weitere Nachteile, die nicht nur in einer grösseren Gefahr einer Schmutzablagerung liegen, sondern auch in der Gefahr eines grossen Strömungsverlustes.
Um eine ausreichende Induktion zu erzielen, sind hiebei Massnahmen angewendet, die ihrerseits weitere Nachteile zeitigen und zugleich auf das Induktionsergebnis ungünstig einwirken.
Aufgabe der Erfindung ist, einen Klimakonvektor für Hochdruckanlagen zu schaffen, bei dem die Induktionswirkung in lufttechnischer Hinsicht und auch leistungsmässig zu einer Vereinigung von Vorteilen führt, ohne die Nachteile der bekannten Einrichtungen zu übernehmen. Der Klimakonvektor mit zwei an ihren oberen und unteren Stirnflächen abgeschlossenen Wärmeaustauschern als untere seitliche Begrenzung eines nach unten abgeschlossenen Luftschachtes zeichnet sich gemäss der Erfindung dadurch aus, dass die Düsenauslässe zumindest in Höhe der oberen Stirnfläche der Wärmeaustauscher oder höher angeordnet sind und diese mit ihren Breitseiten für den Zutritt der Sekundärluft offenstehen.
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Durch eine solche Kombination bei der Ausbildung des Induktionsgerätes erzielt man eine gesteigerte Induktionswirkung, bei gleichzeitigen baulichen Vorteilen der Wärmeaustauscher und des
Gesamtgerätes. Die oberhalb der Wärmeaustauscher endenden Primärluftdüsen und der Luftschacht führen zu einer Strahlwirkung (Ejektor) mit hohem Wirkungsgrad. Der Druckabfall des seitlich durchströmten Konvektor-Austauschers ist wesentlich geringer als bei in Höhe des Primärluftauslasses angeordneten Wärmeaustauschern. Die Durchtrittsgeschwindigkeiten sind höher als bei den bekannten
Bauarten der Konvektorgeräte. Es ergibt sich ein geringer spezifischer Widerstand der
Wärmeaustauscher. Die hohen Durchschnittsgeschwindigkeiten führen zu einem sehr guten
Wärmeübergang zwischen Sekundärluft und Wärmeaustauscher.
Dadurch wird ermöglichst, auch bei
Forderung grosser Kälte- und Wärmeleistungen, die Austauscherfläche, d. h. die Höhe des
Wärmeaustauschers entsprechend begrenzen zu können. Man kommt beispielsweise mit dem vierten Teil der Austauscherfläche gegenüber bisher aus, wobei die Strömungsgeschwindigkeiten etwa das Fünffache erreichen können. Dies zieht nach sich, dass man den Wärmeaustauscher mit einem verhältnismässig grossen Lamellenabstand ausbilden kann. Durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit wird weiterhin eine Ablagerung von Staub vermieden. Eventuelle Staubpartikel werden im Luftstrom mitgerissen.
Durch das im Vergleich zu bekannten Bauarten etwa doppelt so hohe Induktionsverhältnis der Sekundärluft zur Primärluft wird ferner der Temperaturunterschied zwischen Raumluft und zugeführter Mischluft in so engen Grenzen gehalten, dass auch bei hohen Kälteleistungen eine gute Umwälzung der Raumluft ohne Gefahr von Zugerscheinungen gewährleistet ist. Damit wird es möglich, die Primärluftzufuhr auf die effektiv erforderliche Frischluftrate des Raumes zu begrenzen. Weiterhin hat der Klimakonvektor durch die erfindungsgemässe Kombination auch eine im Verhältnis zu bekannten Bauarten hohe Wärmeleistung bei abgestellter Primärluft.
Diese Eigenkovektion des Gerätes reicht zur Deckung des Wärmebedarfes im Nacht- und Feiertagsbetrieb voll aus, so dass sich die Anordnung von zusätzlichen statischen Heizflächen im Raum auch bei hohen Ansprüchen erübrigt. Die Gestaltung der langen Primärluftdüsen macht den Betrieb trotz hoher Austrittsgeschwindigkeiten geräuscharm. Infolge der hohen Austrittsgeschwindigkeiten liegt auch der luftseitige Druckabfall so hoch, dass das Gerät gegen Druckunterschiede im Kanalsystem weitgehend unempflindlich ist. Weiterhin besitzt das Gerät gemäss der Erfindung eine hohe Auslassdämpfung, insbesondere der niederfrequenten Kanalgeräusche, was auf die gesamte Ausbildung des Induktionsgerätes zurückzuführen ist, wobei die Abmessungen raumsparend gehalten sind.
Vorteilhaft kann der Klimakonvektor gemäss der Erfindung noch zusätzlich in der Weise ausgestaltet sein, dass neben jedem Wärmeaustauscher ein zusätzlicher Luftschacht angebracht und zu dem einen Schacht ein Zulass von unten und zu dem andern Schacht ein Zulass von oben vorgesehen ist. Dadurch lässt sich die am Fenster absinkende kalte Luft von der Induktion erfassen. Im Winterbetrieb kann jeder Kaltlufteinfall von den Fensterflächen sicher abgeschirmt werden.
Ferner kann in der seitlichen Begrenzung des zentralen Luftschachtes oberhalb der Wärmeaustauscher je eine Bypassklappe zur unmittelbaren Verbindung des seitlichen Luftschachtes mit der durch den zentralen Luftschacht gebildeten Mischkammer angeordnet sein. Diese Klappe liegt im voll geöffneten Zustand an dem Düsenkörper der Primärluftzuführung an. Auf diese Weise kann die Raumluft unmittelbar in den geschlossenen Schacht eintreten und die Wärmeaustauscher sind hinsichtlich der Luftströmung abgeschaltet.
Die Erfindung wird an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele nachstehend erläutert.
Fig. l zeigt einen Querschnitt durch das Konvektorgerät für Hochdruckklimaanlagen gemäss der Erfindung, Fig. 2 stellt eine Ansicht des Gerätes von vorn dar und in Fig. 3 ist ein Längsschnitt nach Linie 111-111 in Fig. l veranschaulicht.
Das Konvektorgerät weist eine über die Länge des Gerätes sich erstreckende Primärluftkammer --l-- auf, die vorteilhaft rohrförmig ausgebildet ist, wobei an einem Ende die Zufahrungsleitung --2-- angeschlossen sein kann. Oberhalb der Primärluftkammer sind zunächst Wärmeaustauscher --3-- angeordnet, an die sich der Schacht --4-- als Mischkammer anschliesst. Diese Mischkammer
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sindverlaufen. Hiebei können sich die Wärmeaustauscher an dem oberen Teil der Primärluftkammer--l-- abstützen. In der Längsmittelebene des Klimakonvektors sind die Primärluftdüsen --6-- angeordnet.
Diese Düsen sollen mindestens eine Länge entsprechend der Höhe der Wärmeaustauscher haben. Vorteilhaft befindet sich die Düsenmündung etwas oberhalb der Oberkante der Wärmeaustauscher. Der Primärluftauslass besteht zweckmässig aus einer Düsenreihe, wie diese aus Fig. 3 erkennbar ist. Man kann aber auch eine langgestreckte Schlitzdüse vorsehen. Die Schräglage der Wärmeaustauscher verläuft von
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dem Düsenfuss bis zu den Wänden der Mischkammer-4-. Durch die im Querschnitt kreisförmige Primärluftkammer mit den sich anschliessenden schräggestellten Wärmeaustauschern, die den Schachtraum bis zur Breite der Mischkammer --4-- öffnen, ergibt sich ein strömungsgünstiger Verlauf der durch die austretende Primärluft anzusaugenden Sekundärluft.
Die Wärmeaustauscher sind mit einem relativ grossen Lamellenabstand, vorteilhaft 2, 5 bis 3 mm versehen, wodurch sie der Sekundärluft nur einen geringen spezifischen Widerstand bieten. Die Wärmeaustauscher haben eine verhältnismässig geringe Höhe gegenüber der Höhe der Mischkammer bzw. des Konvektorgerätes. Ferner sind die Wärmeaustauscher verhältnismässig schmal gehalten. Die Tiefe der Wärmeaustauscher zu ihrer Höhe beträgt etwa 1 : 4. Die Wärmeaustauscherlamellen sind von einer hin- und hergehenden Rohrleitung --7-- durchsetzt, durch die das Kälte- oder Wärmemedium strömt. Die Regulierung erfolgt durch ein Regelventil-8-, das an der Stirnseite des Klimakonvektors angeordnet sein kann.
Das Gestänge zur Betätigung des Ventils wird dabei vorteilhaft mit dem Verstellgestänge der
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B.Durchgangsquerschnitt der Wärmeaustauscher und hohen Strömungsgeschwindigkeiten der Sekundärluft durch diese ergibt sich ein verhältnismässig hohes Induktionsverhältnis der Sekundärluft zur Primärluft, die etwa das Sechsfache betragen kann. Die Mischkammer --4-- ist an den Wänden geschlossen.
Unterhalb der Primärluftkammer-l-kann eine Schwitzwasserwanne-9-angeordnet sein.
Zweckmässig befindet sich der Aufbau der Primärluftkammer mit den Wärmeaustauschern un der Mischkammer in einem Gehäuse, in welchem zu beiden Seiten noch weitere Schächte-10 und 11-vorhanden sind. Der Schacht--10--, der der Raumseite zugekehrt ist, kann mit einer unteren öffnung --12-- versehen sein. Der andere Schacht --11-- erhält zweckmässig eine obere öffnung
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Diese sind zweckmässig so ausgebildet, dass die Klappe bei vollständiger Öffnung an dem Düsenkörper - zur Anlage kommt, so dass eine Strömung der Sekundärluft durch die Wärmeaustauscher unterbunden wird.
Der dargestellte Klimakonvektor hat einen verhältnismässig hohen luftseitigen Druckabfall von etwa 18 mm Wassersäule, was hinsichtlich der Abmessungen der Strömungsquerschnitte von Vorteil ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Klimakonvektor für Hochdruckanlagen, der als Induktionseinrichtung zwei an ihren oberen und unteren Stirnflächen abgeschlossene Wärmeaustauscher im untersten Teil der seitlichen Begrenzung eines in Höhe der unteren Stirnflächen der Wärmeaustauscher nach unten abgeschlossenen Luftschachtes sowie von unten her in den Luftschacht gerichtete Primärluftdüsen aufweist,
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der Wärmeaustauscher oder höher angeordnet sind und diese nit ihren Breitseiten für den Zutritt der Sekundärluft offenstehen.
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