CH653117A5

CH653117A5 - Verfahren und einrichtung zur individuellen kuehlung von raeumen eines gebaeudes.

Info

Publication number: CH653117A5
Application number: CH709981A
Authority: CH
Inventors: Eduard Blaha
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1981-11-06
Filing date: 1981-11-06
Publication date: 1985-12-13
Also published as: GB2109107A; FR2516212A1; FR2516212B3; DE3144715A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur individuellen Kühlung von Räumen eines Gebäudes mit Hilfe einer zentralen Lüftungsanlage, welche für die Lufterneuerung und -befeuchtung sowie für die Raumkühlung benötigte Luft den einzelnen Räumen aus einer Luftaufbereitungsanlage als kalte Primärluft mit konstanter, unter der Raumtemperatur liegender Temperatur zuführt, wobei zu Regulierung der Kühlleistung die eine vorgegebene Minimalluftmenge übersteigende Menge an zugeführter kalter Primärluft von einem Raumthermostaten gesteuert wird, sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Das vorstehend beschriebene Verfahren ist beispielsweise aus der CH-PS 555 519 bekannt; bei ihm erfolgt die Anpassung der zugeführten «Kälte» durch eine Mengenregulierung der aufbereiteten und abgekühlten Primärluft aus der Lüftungsanlage. Die kalte Primärluft wird vorzugsweise im Dek-kenbereich des Raumes direkt in den Raum eingeblasen und vermischt sich dort, also erst nach ihrem Austritt in den Raum, aufgrund der Induktionswirkung ihres «Strahles» mit der Raumluft.

Bei diesen bekannten Kühlverfahren bzw. -anlagen hat sich aus der Praxis ergeben, dass die konstante Temperatur der eingeblasenen Primär- oder Zuluft die Raumtemperatur -von etwa 26°-28°C - maximal um 8-10° unterschreiten darf, wenn die Behaglichkeit der Rauminsassen nicht beeinträchtigt werden soll; denn anderenfalls wird die Primärluftmenge, besonders bei geringem Kühlbedarf, so gering, dass sie ohne grosse Induktionswirkung und ohne ausreichende Vermischung mit der Raumluft in den Raum «herunterfällt» und im Bodenbereich Kaltluftseen bildet.

Als Folge dieser Behaglichkeitsforderung sind für die Bereitstellung der maximal erforderlichen Kälteleistung relativ grosse Primärluftmengen erforderlich, woraus sich ein grosser Aufwand und Platzbedarf für die die Primärluft bereitstellende Lüftungsanlage ergibt.

Aufgabe der Erfindung ist, das bekannte Kühlverfahren auf der Basis variabler Primärluftmengen so zu modifizieren, das der für die Bereitstellung der maximal erforderlichen Kühlleistung notwendige Anlage- und Energieaufwand verringert wird. Die Einrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens soll zusätzlich die Randbedingung erfüllen, dass bei der in den Raum eingeblasenen Zuluft für alle variablen Primärluftmengen das Verhältnis zwischen Primärluft und induzierter Sekundär- oder Raumluft zumindest annährend konstant bleiben soll.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die von der Lüftungsanlage dem Raum zugeführte kalte Primärluft auf eine Temperatur abgekühlt wird, die mindestens 10°C unter der Raumtemperatur liegt, und dass diese Primärluft mit als Sekundärluft angesaugter Raumluft gemischt wird, ehe sie als kühle Zuluft in den zu kühlenden Raum austritt.

Da bei dem erfindungsgemässen Verfahren - für eine gleiche Zulufttemperatur, d.h. gleiche Temperatur der in den Aufenthaltsbereich gelangenden Luft wie bisher - die Primärluft stärker - vorteilhafterweise 12-18°C unter Raumtemperatur - abgekühlt werden kann, lassen sich die notwendigen Primärluftmengen entscheidend verringern; damit können die gesamte Lüftungsanlage kleiner und kompakter gebaut und der Energieaufwand für die Förderung der Primärluft erheblich verringert werden. Die der kalten Primärluft zugemischte Raumluft wird dabei mit Vorteil - aber nicht notwendigerweise - dem zu kühlenden Raum entnommen.

Für die Aufrechterhaltung der Komfort-Bedingungen im Aufenthaltsbereich der Rauminsassen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die kalte Primärluft und die Raumluft in einem Verhältnis von 4:1 bis 1:1 miteinander gemischt werden, wobei das Mischungsverhältnis unter Berücksichtigung wirtschaftlicher Gesichtspunkte insbesondere bei 3:2 optimiert werden kann.

Eine Einrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die einen Volumenstromregler enthaltende Zuführleitung der Lüftungsanalge für die kalte Primärluft in einer Druckkammer eines Induktionsgerätes endet, aus der düsenartige Austrittsöffnungen in eine zum Raum hin durch eine Auslassöffnung abgeschlossene Auslasskammer gerichtet sind, und dass ferner die Auslasskammer von einem Ansaugraum für die Sekundärluft

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Selbstverständlich sind auch bei der neuen Einrichtung wie bisher die allgemeinen Forderungen nach einer möglichst guten Geräuschdämpfung sowie einer möglichst weitgehenden Vermeidung von Feuchtigkeitskondensation an den kalten Teilen der Einrichtung zu erfüllen. Hierfür haben sich besonders raumsparende Lösungen ergeben, wenn die Druckkammer einen Schalldämpfer enthält, der aus teleskopartig ineinander greifenden Schallschluckrohren unterschiedlichen Durchmessers besteht und/oder wenn die Raumbegrenzungen des oder innerhalb des Induktionsgerätes mindestens teilweise schallabsorbierend und/oder wärmeisolierend augebildet sind.

Wie bereits erwähnt, besteht ein Teil der gestellten Aufgabe darin, dass das Mischungsverhältnis zwichen Primärluft und induzierter Sekundär- oder Raumluft für alle variablen Primärluftmengen mindestens annähernd konstant bleibt; dies wird mit der neuen Einrichtung dadurch gewährleistet, dass während der Zumischung von Raumluft innerhalb des Induktionsgerätes bei allen Primärluftmengen der Widerstand für die Raumluftansaugung annähernd in einem festen Verhältnis zur Austrittsgeschwindigkeit der Primärluft aus den düsenartigen Austrittsöffnungen steht. Durch Formgebung dieser Austrittsdüsen und/oder Ausgestaltung des Widerstandes für den Strom angesaugter Raum- oder Sekundärluft bei der Auslegung des Induktionsgerätes ist es daher möglich, im Zu- oder Mischluftstrom, der in den Raum austritt, annähernd ein bestimmtes Verhältnis zwischen Primär-und Sekundärluft einzustellen und insbesondere dieses Verhältnis so auszugestalten, dass der Pirmärluftanteil 60% und der Sekundärluftanteil 40% betragen.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht in dem relativ geringen Druckabfall, der in dem Induktionsgerät entsteht.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert:

Fig. 1 zeigt in einem Schnitt I-I von Fig. 2 den Grundriss eines zur erfindungsgemässen Einrichtung gehörigen Induktionsgerätes;

Fig. 2 ist der Schnitt II-II von Fig. 1, während

Fig. 3 den Schnitt III-III von Fig. 2 wiedergibt.

Ein Induktionsgerät 1 (Fig. 1) wird mit in der nicht gezeigten Luftaufbereitungsanlage aufbereiteter und abgekühlter Primärluft über eine Leitung 2 versorgt, die ins Gehäuse 3 des Gerätes 1 hineinführt und in einer Druckkammer 4 endet; dabei ragt das freie Ende der Leitung 2 in die Druckkammer 4 hinein und enthält einen Volumenstromregler 5 bekannter Konstruktion. Mit diesem wird in bekannter Weise die Primärluftmenge in Abhängigkeit von der Raumtemperatur gesteuert, die durch einen Raumthermostaten 6 erfasst wird.

In der Druckkammer 4 sind als Schalldämpfer zwei teleskopartig ineinander greifende Rohrabschnitte 7 und 8 von Schalldämpferrohren unterschiedlichen Durchmessers vor653117

gesehen; durch diese wird die Primärluft in der Druckkammer 4 in eine hin und her verlaufende Strömung gezwungen, wodurch trotz der relativ kurzen Abmessungen der Rohrabschnitte 7 und 8 eine gute Schalldämpfung erzielt wird.

Rechtwinklig zur Einströmrichtung der Primärluft ist die Druckkammer 4 durch eine Zwischenwand 9 begrenzt, in der düsenartige Austrittsöffnungen 10 vorgesehen sind. Diese sind so angeordnet, dass die aus ihnen austretenden Primärluftstrahlen in eine Auslasskammer 11 gerichtet sind, die von einem Hohlquader 12 gebildet wird. Am Ende ist die Auslasskammer 11 durch eine in bekannter Weise mit einem Gitter versehene Auslassöffnung 14 abgeschlossen, durch die die Zuluft in den Raum 15 ausgeblasen wird.

Der Hohlquader 12 ist umgeben von einem durch das Gehäuse 3 begrenzten Ansaugraum 16 für die als Sekundärluft von den Primärluft-« Strahlen» angesaugte Raumluft, die in diesen «Strahlen» über einen nach Art einer Venturi-Düse wirkenden Ringspalt 17 zwischen dem Rand des Hohlquaders 12 und der Zwischenwand 9 eingesogen wird.

In den Ansaugraum 16 kann Raumluft aus dem Raum 15 durch eine ebenfalls von einem Gitter verschlossene Ansaugöffnung 13 im Gehäuse 3 nachfliessen.

Vorteilhafterweise ist das Induktionsgerät im Deckenbereich des zu kühlenden Raumes 15 so angeordnet, dass, wie in Fig. 2 andeutungsweise zu erkennen ist, die aus der Auslassöffnung 14 ausströmende Zu- oder Mischluft parallel zur Decke im wesentlichen horizontal in den Raum 15 austritt, und dass die Ansaugöffnung 13 im «Boden» des Gehäuses 3 vorgesehen ist, die Raumluft also von unten angesaug wird.

Um die Bildung von Kondenswasser zu vermeiden und zusätzlich zum Schalldämpfer 7,8 eine Schalldämpfung zu erreichen, sind das Gehäuse 3 und der Hohlquader 12 aus wärme- und schallisolierendem Material, wie z.B. Glas- oder Mineralwolle, gefertigt.

Ein Beispiel für die Wirksamkeit des neuen Verfahrens sei abschliessend erwähnt:

Es sei angenommen, dass die maximal abzuführende Wärmemenge 700 W betrage, um den zu kühlenden Raum auf einer konstanten Raumtemperatur von 26°C zu halten. Für diese Wärmeabfuhr tritt ein Primärluftstrom von 160 m3/h mit einer Temperatur von etwa 12,5°C in das Induktionsgerät 1 der Einrichtung ein. Im Gerät 1 werden in den Primärluftstrom als Sekundärluft 110 mVh Raumluft mit Hilfe des aus der Druckkammer 4 durch die Düsen 10 mit einer Geschwindigkeit 11 m/sec Primärluftstromes induziert. Die in den Raum 15 durch das Gitter 14 austretende Zuluft trägt somit im Maximalbetrieb 270 mVh; sie hat eine Temperatur von etwa 18°C. Wird nur eine minimale Kühlleistung gefordert, so beträgt der Primärluftmengenstrom bei gleichbleibenden Temperaturen 80 mVh; von diesem reduzierten Primärluftstrom werden als Sekundärluft 55 m3/h Raumluft angesaugt, so dass sich ein Zuluftstrom von 135 m3/h ergibt.

Der Primärluftanteil in der Misch- oder Zuluft beträgt somit konstant etwa knapp 60%, während derjenige der Raumluft etwas mehr als 40% ist.

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1 Blatt Zeichnungen

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653117 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur individuellen Kühlung von Räumen eines Gebäudes mit Hilfe einer zentralen Lüftungsanlage, welche für die Lufterneuerung und -befeuchtung sowie für die Raumkühlung benötigte Luft den einzelnen Räumen aus einer Luftaufbereitungsanlage als kalte Primärluft mit konstanter, unter der Raumtemperatur liegender Temperatur zuführt, wobei zur Regulierung der Kühlleistungen die eine vorgegebene Minimalluftmenge übersteigende Menge an zugeführter kalter Primärluft von einem Raumthermostaten gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Lüftungsanlage dem Raum (15) zugeführte kalte Primärluft auf eine Temperatur abgekühlt wird, die mindestens 10°C unter der Raumtemperatur liegt, und dass diese Primärluft mit als Sekundärluft angesaugter Raumluft gemischt wird, ehe sie als kühle Zuluft in den zu kühlenden Raum (15) austritt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kalte Primärluft auf Temperaturen abgekühlt wird, die 12 -18°C unter der Raumtemperatur liegen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kalte Primärluft und die Raumluft in einem Verhältnis von 4:1 bis 1:1, insbesondere in einem Verhältnis von 3:2, miteinander gemischt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Raumluft direkt aus dem zu kühlenden Raum (15) angesaugt wird.

5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einen Volumenstromregler (5) enthaltende Zuführleitung (2) der Lüftungsanlage für die kalte Primärluft in einer Druckkammer (4) eines Induktionsgerätes (1) endet, aus der düsenartige Austrittsöffnungen (10) in eine zum Raum (15) hin durch eine Auslassöffnung (14) abgeschlossene Auslasskammer (11) gerichtet sind, und dass ferner die Auslasskammer (11) von einem Ansaugraum (16) für die Sekundärluft umgeben ist, der mit mindestens einer Ansaugöffnung (13) für die Raumluft versehen ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer (4) einen Schalldämpfer enthält, der aus teleskopartig ineinander greifenden Schallschluckrohren (7,8) unterschiedlichen Durchmessers besteht.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Raumbegrenzungen (3,12) des oder innerhalb des Induktionsgerätes (1) mindestens teilweise schallabsorbierend und/oder wärmeisolierend ausgebildet sind.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Induktionsgerät (1) Form und/ oder Abmessungen der Auslasskammer (11) und des Ansaugraumes (16) sowie der Austrittsöffnungen (10), der Ansaugöffnung (13) und/oder der Auslassöffnung (14) so ausgestaltet sind, dass der aus der Auslasskammer (11) austretende Mischluftstrom annähernd 60% kalte Primärluft und 40% angesaugte Sekundärluft enthält.