DE10157115C1 - Luftauslaß zur Kühlung oder Erwärmung von Räumen - Google Patents

Abstract

Ein sowohl für den Heiz- als auch den Kühlbetrieb geeigneter Luftauslass (1) umfasst einen Kaltluftauslass (9) mit kleinen Luftausströmungsquerschnitten in einem oberen Außenmantelabschnitt (5a) zur Erzeugung einer mit geringer Geschwindigkeit austretenden, sich am Boden ausbreitenden kalten Quellluftströmung und einen sich über ein Schließelement (11b) an den Kaltluftauslass anschließenden Warmluftauslass (7) mit großen Luftausströmquerschnitten in einem unteren Außenmantelabschnitt (5b) zur Erzeugung einer sich mit großer Geschwindigkeit horizontal ausbreitenden Warmluftströmung, wenn in der offenen Stellung des Schließelements Warmluft in den Luftauslass (1) geleitet wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Luftauslass zur Kühlung oder Erwärmung von Räumen mit Kalt- oder Warmluft.

Luftauslässe zur Raumklimatisierung, insbesondere zur Kühlung oder Erwärmung von Räumen, sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt.

Bei den ausschließlich zur Kühlung eingesetzten Quellluft-Auslässen wird gekühlte Luft in einen am Boden des zu kühlenden Raums angeordneten zylindrischen Hohl­ körper von bestimmter Höhe, in dessen Mantelfläche eine Vielzahl Öffnungen von geringer Größe ausgebildet ist, eingeleitet. Die über den kleinen freien Strömungs­ querschnitt mit geringer Geschwindigkeit austretende gekühlte Luft strömt in einer bestimmten Schichtdicke über den Boden, ohne sich wesentlich mit der Raumluft zu vermischen. Durch die niedrige Luftaustrittsgeschwindigkeit werden Zugerscheinun­ gen verhindert. Da die aus dem Quellluftauslass austretende gekühlte Luft kälter als die Raumluft ist und der Quellluftauslass eine bestimmte Höhe hat, fällt die zuge­ führte Kaltluft aufgrund der Temperaturdifferenz nach unten.

Derartige Quellluftauslässe, die sich zur Raumkühlung seit langem bewährt haben, sind jedoch insofern nachteilig, als eine in bestimmten Fällen erforderliche Erwär­ mung von Räumen oder Arbeitsbereichen mit demselben Quellluftauslass erhebliche Probleme bereitet. Aufgrund der geringen Austrittgeschwindigkeit steigt die zuge­ führte Warmluft sofort nach oben, so dass eine auch nur begrenzte horizontale Aus­ breitung der warmen Luft und deren Transport zu den betreffenden Aufenthaltsberei­ chen nicht möglich ist.

In der DE 42 10 807 C2 ist ein Luftdurchlaß offenbart, der einen Mantel mit Luf­ tauslaßöffnungen unterschiedlicher Größe umfaßt. Der effektive Luftdurchlaßquer­ schnitt der größeren Luftauslaßöffnungen ist veränderbar, wodurch die Richtung der auströmenden Luft bestimmt wird.

Aus der DE 198 32 515 A1 ist eine Luftauslaßvorrichtung zum Belüften von großen Räumen, insbesondere Industriehallen, bekannt. Die Luftauslaßvorrichtung ist in eine Verteilkammer, eine Impulskammer und eine Quellkammer gegliedert. Eine Ab­ sperr- und Regeleinrichtung leitet die Luft mehrheitlich entweder zu der Impuls­ kammer oder zu der Quellkammer. Aus der Impulskammer tritt die Luft mit großer Geschwindigkeit aus, während sie aus der Quellkammer mit geringer Geschwindig­ keit austritt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die im Heizfall eingebrachte Warmluft nicht durch thermischen Auftrieb sofort an die Raumdecke steigt oder die im Kühlfall eingebrachte Kaltluft sich zu schnell nach den Seiten ausbreitet.

In der EP 0 982 550 A2 ist eine Ventilationseinrichtung beschrieben, die zur Erwär­ mung oder Kühlung von Raumluft dient. Die als Einheit ausgebildete Einrichtung umfaßt zwei übereinander angeordnete Abschnitte mit Luftauslaßöffnungen, aus de­ nen die Luft mit großem bzw. kleinem Impuls auströmt. Von der in die Ventilations­ einrichtung einströmenden Luft wird zunächst der oben liegende Abschnitt, aus wel­ chem die Luft mit großem Impuls austritt, durchströmt. Danach gelangt die einströ­ mende Luft zu dem darunter liegenden Abschnitt, aus dem die Luft mit kleinem Im­ puls ausströmt. Im Heizfall verschließt ein Ventil den Zugang zu dem letztgenannten Abschnitt, während es im Kühlfall den Zugang zu diesem Abschnitt freigibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Luftauslass anzugeben, der auf der Basis eines Quellluftauslasses die Kühlung mit kalter Luft ermöglicht und wahlweise auch eine effektive Erwärmung von Räumen und Arbeitsbereichen mit Warmluft gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem gemäß den Merkmalen des Patentan­ spruchs 1 ausgebildeten Luftauslass gelöst.

Der grundlegende Erfindungsgedanke liegt mit anderen Worten in der Kombination eines eine Quellströmung erzeugenden Kaltluftauslasses, der kleine Ausströmquer­ schnitte und damit eine geringe Ausströmgeschwindigkeit aufweist, mit einem sich nach unten anschließenden Warmluftauslass, den die axial über den Kaltluftauslass zugeführte Warmluft aufgrund weitaus größerer Ausströmquerschnitte der Warm­ luftaustrittsöffnungen mit großer Ausströmgeschwindigkeit horizontal verlässt. Die jeweilige Betriebsart, das heißt, Kühl- oder Heizbetrieb, wird mit einem am Über­ gang zwischen Kalt- und Warmluftauslass vorgesehenen Schließelement eingestellt, das im Kühlbetrieb eine Kaltluftzufuhr zum Warmluftauslass verhindert bzw. im Warmluftbetrieb die Warmluftzufuhr zum Warmluftauslass freigibt. Bei dem erfin­ dungsgemäß ausgebildeten Luftauslass hat sich herausgestellt, dass die im Heizbe­ trieb zugeführte Warmluft den Kaltluftauslass im wesentlichen vollständig passiert, um anschließend mit so hoher Geschwindigkeit horizontal aus dem Warmluftauslass auszuströmen, dass sich die Warmluft am Boden ausbreiten kann und nicht sofort nach oben aufsteigt. Es wird somit ein sowohl für den Heiz- als auch den Kühlbetrieb geeigneter Luftauslass zur Verfügung gestellt, der alle Vorteile der Quelluftkühlung aufweist und dennoch erfolgreich für die Beheizung von Räumen eingesetzt werden kann.

Weiterer Merkmale und zweckmäßige oder vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der weiter unten beispielhaft beschriebenen Ausführungsform eines erfin­ dungsgemäßen Luftauslasses sowie aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. In der einzigen Figur ist in perspektivischer Darstellung ein Quellluftauslass zum Kühlen oder Beheizen von Räumen und Arbeitsplätzen wiedergeben, wobei zur bes­ seren Veranschaulichung Teile des Außenmantels weggeschnitten sind.

Der Luftauslass 1 umfasst einen zwischen einer geschlossenen Bodenplatte 2 und einer offenen Deckplatte 3 mit Luftanschlussstutzen 4 angeordneten gelochten zylin­ drischen Außenmantel 5. Der Außenmantel 5 besteht aus einem kurzen unteren Au­ ßenmantelabschnitt 5b mit großen Warmluftaustrittsöffnungen 6 und damit großem freiem Strömungsquerschnitt zur Bildung eines Warmluftauslasses 7 sowie einem oberen, um ein Mehrfaches längeren oberen Außenmantelabschnitt 5a mit kleinen Kaltluftaustrittsöffnungen 8 und damit kleinem freiem Luftaustrittsquerschnitt zur Ausbildung eines Kaltluftauslasses 9. Im Innern des Außenmantels 5 sind zwei Ringplatten 10a, 10b mit jeweils einer den freien Querschnitt der Ringplatten 10 ganz oder teilweise verschließenden oder öffnenden, um eine horizontale Achse drehbaren Verteilerklappe 11a und einer Schließklappe 11b. Die untere Ringplatte 10b mit der Schließklappe 11b bildet die Trennstelle zwischen dem Warmluftauslass 7 und dem Kaltluftauslass 9, während die obere Ringplatte 10a mit der Verteiler­ klappe 11a den Kaltluftauslass 9 in zwei unterschiedlich große Teile unterteilt. Die Ringplatten 10a, 10b verschließen im Kaltluftauslass 9 jeweils den zwischen dem oberen Außenmantelabschnitt 5a und dem koaxial angeordneten Lochblechinnenrohr 12 gebildeten Ringspalt 15.

Der durch die untere Ringplatte 10b und die Schließklappe 11b sowie seitlich durch den oberen Außenmantelabschnitt 5a begrenzte Kaltluftauslass 9 weist im Innern ein konzentrisch zum Außenmantel angeordnetes Lochblechinnenrohr 12 auf, dessen Durchmesser etwa dem der Verteilerklappe bzw. Schließklappe 11a, 11b entspricht. Die in dem Lochblechinnenrohr 12 ausgebildeten Kaltluftverteileröffnungen 13 ent­ sprechen in der Größe etwa der der Kaltluftaustrittsöffnungen 8 im oberen Außen­ mantelabschnitt 5a. Am Innenumfang des Lochblechinnenrohrs 12 sind im Abstand übereinander Kaltluftverteilerringe 14 angeordnet. Die Kaltluftverteilerringe 14 nebst Lochblechinnenrohr 12 sorgen für eine gleichmäßige Beaufschlagung des obe­ ren Außenmantelabschnitts 5a mit Kaltluft.

Wenn im Kühlfall über den Luftanschlussstutzen 4 kalte Luft axial in den Luftaus­ lass 1 eingeleitet wird, befindet sich die Schließklappe 11b in einer horizontalen Schließstellung. Die einströmende Kaltluft wird über die Kaltluftverteilerringe 14 und die kleinen Kaltluftverteileröffnungen 13 im Lochblechinnenrohr 12 verteilt und gelangt über den kleinen freien Strömungsquerschnitt des oberen Außenmantelab­ schnitts 5a mit geringer Geschwindigkeit nach außen. Das heißt, es wird bei geringer Luftausströmgeschwindigkeit eine Quellströmung erzeugt, die aufgrund der Tempe­ raturdifferenz mit der warmen Raumluft zudem nach unten fällt und in einer be­ grenzten Höhe über die gesamte Bodenfläche des zu kühlenden Raums strömt. Mit der Verteilerklappe 11a ist eine Regulierung der Kühlwirkung möglich.

Sofern eine Beheizung erforderlich ist, wird bei geöffneten Verteiler- und Schließ­ klappen 11a, 11b warme Luft über den Luftanschlussstutzen 4 in den Luftauslass 1 geleitet. Im wesentlichen die gesamte zugeführte Warmluft strömt bis in den Warm­ luftauslass 7, um aufgrund des in dem unteren Außenmantelabschnitt 5b durch die großen Warmluftaustrittsöffnungen 6 erzeugten großen freien Strömungsquerschnitts die warme Luft mit einem großen horizontalen Impuls im Bodenbereich zu führen und dadurch das sofortige Aufsteigen der Warmluft zu verhindern. Die Warmluft kann sich horizontal ausbreiten und auch in entfernte Arbeitsbereiche transportiert werden.

Das Verstellen der Verteiler- und/oder Schließklappen 11a; 11b kann in Abhängig­ keit von den gemessenen Temperaturdifferenzen manuell mit einem Handhebel 16 oder motorisch erfolgen.

Bezugszeichenliste

1

Luftauslass

2

Bodenplatte

3

Deckplatte

4

Luftanschlussstutzen

5

Außenmantel

5

a oberer Außenmantelabschnitt

5

b unterer Außenmantelabschnitt

6

Warmluftaustrittsöffnungen

7

Warmluftauslass

8

Kaltluftaustrittsöffnungen

9

Kaltluftauslass

10

a obere Ringplatte

10

b untere Ringplatte

11

a Verteilerklappe

11

b Schließklappe

12

Lochblechinnenrohr

13

Kaltluftverteileröffnungen

14

Kaltluftverteilerringe

15

Ringspalt

16

Handhebel

Claims (9)

1. Luftauslass zur Kühlung oder Erwärmung von Räumen mit Kalt- oder Warmluft, gekennzeichnet durch einen nahe oder auf dem Boden aufgestellten Hohlzylinder mit axialer Kalt- oder Warmluftzufuhr und mit in seinem Außenmantel (5) loch­ blechartig ausgebildeten Luftaustrittsöffnungen, der einen Kaltluftauslass (9) mit einem eine Quellluftströmung der zugeführten Kaltluft bewirkenden kleinen frei­ en Strömungsquerschnitt der Kaltluftaustrittsöffnungen (8) und einen sich über ein einstellbares Schließelement (Schließklappe 11b) zum Boden hin anschließenden Warmluf­ tauslass (7) mit einem eine mit hoher Geschwindigkeit austretende Horizontal­ strömung der zugeführten Warmluft bewirkenden großen Strömungsquerschnitt der Warmluftaustrittsöffnungen (6) aufweist.

2. Luftauslass nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kaltluftaus­ lass (9) unter Bildung eines Ringspaltes (15) zum oberen Außenmantelabschnitt (5a) ein Lochblechinnenrohr (12) mit an dessen Innenumfang im Abstand hori­ zontal angeordneten Kaltluftverteilerringen (14) angebracht ist.

3. Luftauslass nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt (15) zum Warmluftauslass (7) hin stirnseitig durch eine untere Ringplatte (10b) ver­ schlossen ist.

4. Luftauslass nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließelement durch eine Schließklappe (11b) gebildet ist, die innerhalb der unteren Ringplatte (10b) um eine horizontale Achse drehbar gelagert ist und den freien Querschnitt in der unteren Ringplatte (10b) für den Kaltluftbetrieb schließt oder für den Warmluftbetrieb freigibt.

5. Luftauslass nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kaltluftauslass (9) eine den Ringspalt (15) unterbrechende obere Ringplatte (10a) mit einer um eine horizontale Achse drehbaren Verteilerklappe (11a) zur Begrenzung des Kaltluftstroms innerhalb des Kaltluftauslasses (9) angeordnet ist.

6. Luftauslass nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Kaltluftauslasses (9) ein Mehrfaches der Höhe des sich nach unten an­ schließenden Warmluftauslasses (7) beträgt.

7. Luftauslass nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der prozentuale freie Querschnitt des Kaltluftauslasses (9) kleiner als der prozentuale freie Querschnitt des Warmluftauslasses (7) ist.

8. Luftauslass nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur axialen Kalt- oder Warmluftzufuhr ein stirnseitig angeordneter Luftanschluss­ stutzen (4) vorgesehen ist.

9. Luftauslass nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteiler- und/oder Schließklappen (11a, 11b) durch einen Handhebel (16) oder motorisch verstellbar sind.