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Die
Erfindung betrifft eine Luftschleiervorrichtung zur Erzeugung eines
Luftschleiers, insbesondere im Bereich einer Gebäudeöffnung,
mit einer mindestens einen Ventilator umfassenden Ventilatoranordnung
zum Ausblasen eines den Luftschleier bildenden Ausblasluftstroms
durch mindestens eine Ausströmöffnung der Luftschleiervorrichtung,
wobei die Luftschleiervorrichtung einen von einem Temperiermedium,
insbesondere einem Kältemittel, durchströmbaren
Wärmetauscher zur Temperierung des Ausblasluftstroms aufweist,
wobei das Temperiermedium in einem Temperierbetrieb des Wärmetauschers
im Wesentlichen eine von der Luftschleiervorrichtung bereitzustellende
Soll-Temperatur aufweist und in einem Regenerationsbetrieb des Wärmetauschers
eine um einen vorbestimmten oder einstellbaren Wert von der Soll-Temperatur
abweichende Regenerationstemperatur aufweist.
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Mit
Hilfe der Luftschleiervorrichtung ist es möglich, einen
Luftschleier beispielsweise im Bereich einer Gebäudeöffnung,
einer Tür oder dergleichen, zu erzeugen. Die Ventilatoranordnung
oder Gebläseanordnung bläst einen Ausblasluftstrom
aus, wobei dieser Ausblasluftstrom den Luftschleier und somit eine
Barriere aus strömender Luft zwischen Räumen oder
Bereichen herstellt, die über die Gebäudeöffnung
miteinander verbunden sind. Die den Luftschleier bildende Luftströmung
trennt beispielsweise einen Innenbereich eines Gebäudes,
z. B. eines Kaufhauses oder eines anderen öffentlichen
Raums, von einem Außenbereich thermisch ab. Dadurch wird im
Wesentlichen verhindert, dass beispielsweise erwärmte oder
kalte Luft aus einem Innenraum in den kühleren beziehungsweise
wärmeren Außenbereich gelangt oder in umgekehrter
Richtung warme Luft oder kalte Luft aus dem Außenbereich
in den vergleichsweise kalten beziehungsweise warmen Innenraum gelangt.
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Eine
Luftschleiervorrichtung der eingangs genannten Art geht beispielsweise
aus
DE 20 2004 019
332 U1 hervor. Die dort offenbarte Luftschleiervorrichtung
weist zudem optional eine Heiz- und/oder Kühleinrichtung
auf, um den Ausblasluftstrom zu temperieren.
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Durch
den Luftschleier werden Energieverluste vermieden, die beispielsweise
durch aus einem Gebäudeinnenraum durch die Gebäudeöffnung
in einen kalten Außenbereich strömende Warmluft
verursacht sind. Der Nutzungskomfort einer durch die Anmelderin
gefertigten Luftschleiervorrichtung wird durch einen Wärmetauscher
erhöht, der von einem Temperiermedium, beispielweise einem
Kältemittel, durchströmt ist und dadurch eine
Temperierung des Ausblasluftstroms ermöglicht, beispielsweise
eine Erwärmung oder Kühlung. Das Temperiermedium wird
dabei von einer externen Wärmepumpe zugeliefert, wobei
ein sogenanntes Split-System gebildet ist.
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In
einem normalen Betrieb oder Temperierbetrieb des Wärmetauschers
wird dieser mit Temperiermedium versorgt, das im Wesentlichen eines Soll-Temperatur
aufweist, die die Luftschleiervorrichtung bereitstellen soll. Die
Soll-Temperatur ist beispielsweise an der Wärmepumpe oder
der Luftschleiervorrichtung vorwählbar. Von Zeit zu Zeit
ist jedoch eine Regeneration des Wärmetauschers notwendig, der
durch die Wärmepumpe ausgelöst wird. Dabei ist es
beispielsweise möglich, dass der an sich zum Erwärmen
des Ausblasluftstroms vorgesehene Wärmetauscher vereist,
so dass die Luftschleiervorrichtung kalte Luft ausbläst.
Auch der umgekehrte Fall ist möglich, dass die Luftschleiervorrichtung
an sich kalte Luft ausblasen sollte, der Wärmetauscher
jedoch mit unerwünscht warmem oder heißem Temperiermedium
durch die Wärmepumpe versorgt wird. In diesem Fall ist
der Ausblasluftstrom warmer als gewünscht, so dass die
an sich gewünschte Kühlwirkung des Luftschleiers
bzw. der Luftschleiervorrichtung fehlt.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Luftschleiervorrichtung
mit verbessertem Komfort bereitzustellen.
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Zur
Lösung der Aufgabe ist bei einer Luftschleiervorrichtung
der eingangs genannten Art vorgesehen, dass sie ein Strömungssteuerungsmittel zur
Steuerung eines von der Ventilatoranordnung zur Bildung des Ausblasluftstroms
angesaugten oder ausgeblasenen Ventilatorluftstroms aufweist derart, dass
in dem Temperierbetrieb zumindest ein Teil des Ventilatorluftstroms
den Wärmetauscher durchströmt und/oder umspült
und dass der Ventilatorluftstrom in dem Regenerationsbetrieb abseits
des Wärmetauschers geführt ist, so dass der Ausblasluftstrom
von einer jeweiligen Temperatur des Temperiermediums im wesentlichen
unbeeinflusst ist.
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Die
Stromsteuerungsmittel steuern den Ventilatorluftstrom abhängig
von einer jeweiligen Temperatur des dem Wärmetauscher zugeführten
Temperaturmediums. An dieser Stelle sei erwähnt, dass eine erfindungsgemäße
Luftschleiervorrichtung selbstverständlich auch mehrere
Wärmetauscher aufweisen kann, wobei mindestens einem, vorzugsweise
jedem der Wärmetauscher ein erfindungsgemäßes
Stromsteuerungsmittel zugeordnet ist.
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Den
Wärmetauscher, unter dem vorteilhaft eine Kondensatauffangeinrichtung
angeordnet ist, kann man auch als Verdampfer bezeichnen, zumindest
wenn er im Kühlbetrieb arbeitet, oder als Kondensator,
wenn er im Wärmebetrieb arbeitet.
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Ein
Grundgedanke der Erfindung ist es, dass der Ausblasluftstrom in
Abhängigkeit von einer jeweiligen Temperatur des Temperiermediums
in dem Temperierbetrieb mit dem Ventilatorluftstrom in Berührung
kommt, so dass dieser temperiert wird, d. h. beispielsweise gekühlt
oder erwärmt. Im Regenerationsbetrieb hingegen würde
die jeweilige Temperatur des Wärmetauschers zu einer unerwünschten
Temperierung des Ventiltorluftstroms führen, so dass dieser
beispielsweise unerwünscht warm oder unerwünscht
kalt ist. Hier schafft die Erfindung Abhilfe, indem nämlich
das oder die Strömungssteuerungsmittel den Ventilatorluftstrom
derart einstellen, dass dieser zumindest im Wesentlichen, vorzugsweise
vollständig abseits des Wärmetauschers geführt
ist. Im Regenerationsbetrieb hat also die jeweilige Temperatur des
Wärmetauschers keinen oder allenfalls einen geringen Einfluss
auf den Ventilatorluftstrom und somit auch den Ausblasluftstrom.
Im Regenerationsbetrieb ist es vorteilhaft, wenn der Ventilatorluftstrom überhaupt
nicht mit dem Wärmetauscher in Berührung kommt.
Es ist aber durchaus noch im Rahmen der Erfindung, wenn der Wärmetauscher
nicht vollständig von dem Ventilatorluftstrom abgeschottet
ist, d. h. ein geringer Teil des Ventilatorluftstroms noch mit dem
Wärmetauscher in Berührung kommt und von diesem
beeinflusst wird. Der wesentliche Teil des Ventilatorluftstroms,
beispielsweise zwischen 80 und 95% desselben, ist jedoch im Regenerationsbetrieb vom
Wärmetauscher unbeeinflusst.
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Die
Wärmepumpe ist beispielsweise ein Verdichter (im Kühlbetrieb
der Luftschleiervorrichtung).
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Die
Luftschleiervorrichtung kann zwar Bestandteil eines Systems bilden,
das zudem auch die das Temperiermedium bereitstellende Wärmepumpe integral
enthält. Bevorzugt ist es jedoch, wenn die Luftschleiervorrichtung
Wärmetauscher-Anschlüsse zum Anschluss einer Wärmepumpe
aufweist, d. h. dass die Wärmepumpe an die Luftschleiervorrichtung
anschließbar ist. In diesem Fall spricht man von einem
Split-System. Die Wärmepumpe kann beispielsweise ein Außengerät
bilden und außerhalb eines Gebäudes angeordnet
sein.
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Bevorzugt
ist es, wenn der Wärmetauscher bezüglich der Ventilatoranordnung
zuströmseitig angeordnet ist und der von dem Stromsteuerungsmittel gesteuerte
Ventilatorluftstrom ein von der Ventilatoranordnung angesaugter
Ansaugluftstrom ist. Es versteht sich, dass auch eine abströmseitige
Anordnung des Wärmetauschers oder der Wärmetauscher
bezüglich der Ventilatoranordnung möglich ist
und/oder auch eine Anordnung, bei der sowohl zuströmseitig als
auch abströmseitig jeweils einer oder mehrere Wärmetauscher
an der Ventilatoranordnung angeordnet sind.
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Die
Ventilatoranordnung kommuniziert zur Ansaugung des Ansaugluftstroms
zweckmäßigerweise mit einer Einlassöffnung
der Luftschleiervorrichtung, z. B. eines Gehäuses der Luftschleiervorrichtung.
Der Ansaugluftstrom wird zumindest im Temperierbetrieb zumindest
teilweise über den Wärmetauscher geführt.
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Bei
dieser Bauart ist der Wärmetauscher zur Durchströmung
und/oder Umspülung von durch die Ventilatoranordnung angesaugter
Luft, die somit einen Wärmetauscher-Luftstrom bildet, zwischen
der oder den Einlassöffnungen und der Ventilatoranordnung
angeordnet. Es versteht sich, dass bei der abströmseitigen
Anordnung des Wärmetauschers dieser zwischen einer Auslassöffnung
oder Ausblasöffnung der Ventilatoranordnung und einer Auslassöffnung
beispielsweise am Gehäuse der Luftschleiervorrichtung angeordnet
sein kann.
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Das
oder die Stromsteuerungsmittel können den Ventilatorluftstrom
mechanisch beeinflussen und/oder über eine elektrische
Ansteuerung der Ventilatoranordnung, die beispielsweise mehrere,
insbesondere registerartig angeordnete Ventilatoren aufweist, denen
teilweise ein Wärmetauscher, teilweise jedoch kein Wärmetauscher
zugeordnet ist. Durch geeignetes Zu- und Abschalten derjenigen Ventilatoren,
denen ein Wärmetauscher zugeordnet ist, ist es möglich,
in dem Regenerationsbetrieb ein Ausblasen eines unerwünscht
heißen oder kalten Luftschleiers bzw. Ausblasluftstroms
zu verhindern.
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Nachfolgend
werden verschiedene mechanische Stromsteuerungsmittel zur Beeinflussung
des Ventilatorluftstroms erläutert:
Beispielsweise
ist es möglich, mindestens ein Verschlusselement bei dem
Wärmetauscher und/oder bei einer Einlassöffnung
der Ventilatoranordnung und/oder auch bei einer Bypass-Öffnung
der Luftschleiervorrichtung vorzusehen. Durch die Bypass-Öffnung
kann der Ventilatorluftstrom an dem Wärmetauscher vorbeiströmen.
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Die
Stromsteuerungsmittel oder das Stromsteuerungsmittel umfasst vorteilhaft
mindestens eine Wärmetauscher-Verschlusseinrichtung, beispielsweise
eine Klappe, eine Wandplatte, ein Paneel oder dergleichen, um eine
Wärmetauscher-Luftöffnung zum Durchlass von zu
dem Wärmetauscher hin oder von dem Wärmetauscher
wegströmender Luft zu verschließen. Der Ventilatorluftstrom
kommt dann in dem Regenerationsbetrieb, d. h. wenn die Wärmetauscher-Luftöffnung
verschlossen ist, im Wesentlichen nicht oder gar nicht mit dem Wärmetauscher
in Kontakt.
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An
dieser Stelle sei bemerkt, dass die Wärmetauscher-Luftöffnung
auch beispielsweise an einem Strömungskanal zwischen dem
Wärmetauscher und der Ventilatoranordnung vorgesehen sein
kann. In diesem Fall könnte man die Wärmetauscher-Verschlusseinrichtung
auch als Ventilator-Verschlusseinrichtung bezeichnen, wenn nämlich
derselbe Zweck erfüllt ist, dass der Ventilatorluftstrom
bei der in ihrer Schließstellung befindlichen Verschlusseinrichtung
nicht mit dem Wärmetauscher oder im Wesentlichen nicht
mit dem Wärmetauscher in Kontakt kommt.
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Bevorzugt
ist es, wenn die Wärmetauscher-Verschlusseinrichtung einen
motorischen Stellantrieb, beispielsweise einen Spindelantrieb oder dergleichen,
zum Verstellen einer Verschlusswand oder Verschlussklappe zwischen
einer die Wärmetauscher-Luftöffnung verschließenden
Schließstellung und einer die Wärmetauscher-Luftöffnung
freigebenden Offenstellung umfasst. Die Verschlusswand ist vorzugsweise
eine Gehäusewand eines Gehäuses der Luftschleiervorrichtung.
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Die
Anordnung ist vorzugsweise so getroffen, dass der Ventilatorluftstrom
in der Offenstellung der Verschlusswand seitlich, beispielsweise
an oberen oder unteren Schmalseiten der Verschlusswand vorbei, zu
dem Wärmetauscher hin oder von diesem wegströmt.
Somit strömt also der Ventilatorluftstrom beispielsweise
in einen Innenraum der Luftschleiervorrichtung hinein oder daraus
heraus, wobei der Wärmetauscher in dem Innenraum angeordnet
ist. Die vorstehende Konfiguration hat optische Vorteile. Beispielsweise
ist eine geschlossene Frontseite oder Frontwandseite der Luftschleiervorrichtung
auf diesem Wege realisierbar.
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Besonders
bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Verschlusswand
an einem Schlitten angeordnet oder durch einen Schlitten gebildet
ist, der seinerseits wiederum an einem Gehäuse der Luftschleiervorrichtung
beweglich geführt ist, beispielsweise linear und oder schiebebeweglich.
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Der
Schlitten hat vorzugsweise eine im Wesentlichen U-förmige
Gestalt. Eine Basisseite des Schlittens bildet dabei die Verschlusswand,
während Seitenschenkel, die vorzugsweise als Wände
ausgestaltet sind, an dem Gehäuse geführte Führungsschenkel
des Schlittens bilden. Die Verschlusswand bildet bei dieser Ausführungsform
beispielsweise eine Frontwand, die sozusagen aus dem Gehäuse der
Luftschleiervorrichtung ausfährt oder zu diesem hin fährt.
Wenn die beiden Seitenschenkel wandartig ausgestaltet sind, also
Seitenwände des Schlittens bilden, werden sie ebenfalls
als Seitenwände des Gehäuses wahrgenommen, wenn
der Schlitten aus dem Gehäuse ausgefahren ist. Optisch
ist diese Anordnung sehr ansprechend, da beispielsweise der Wärmetauscher,
insbesondere dessen Lamellen und Rippen, von außen her
kaum oder nicht sichtbar sind, sondern durch den Schlitten sowohl
in seiner ausgefahrenen, eine Offenstellung bildende Stellung als auch
in seiner eingefahrenen, eine Schließstellung bildenden
Stellung verdeckt sind.
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Eine
weitere Variante der Erfindung sieht vor, dass die Strömungssteuerungsmittel
eine Bypass-Verschlusseinrichtung zum Schließen mindestens
einer Bypass-Öffnung der Luftschleiervorrichtung in dem
Temperierbetrieb und zum öffnen der Bypass-Öffnung
in dem Regenerationsbetrieb umfasst. Im Regenerationsbetrieb ist
so gewährleistet, dass der Ventilatorluftstrom zumindest
im Wesentlichen, vorzugsweise vollständig, durch die mindestens
eine Bypass-Öffnung strömt und jedenfalls an dem
Wärmetauscher ganz oder im Wesentlichen vorbeiströmt. Die
Bypass-Öffnung ist zweckmäßigerweise
an einer Oberseite oder Unterseite der Luftschleiervorrichtung oder
eines Gehäuses davon angeordnet.
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Die
Bypass-Verschlusseinrichtung kann ebenso wie die Wärmetauscher-Verschlusseinrichtung
oder die vorher noch angesprochene Ventilator-Verschlusseinrichtung
motorisch angetrieben sein, beispielsweise durch einen Spindeltrieb,
einen Zahntrieb oder dergleichen.
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Die
Bypass-Verschlusseinrichtung oder auch die Wärmetauscher-Verschlusseinrichtung
umfassen zweckmäßigerweise eine Verschlussklappe,
eine Verschlusspaneele oder dergleichen, die am Gehäuse
der Luftschleiervorrichtung beweglich, beispielsweise schwenkbeweglich,
schiebebeweglich oder dergleichen, gelagert ist.
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Die
Bypass-Verschlusseinrichtung und die Wärmetauscher-Verschlusseinrichtung
können einstückig sein bzw. durch eine einzige
Baueinheit gebildet sein. Somit bildet also die Bypass-Verschlusseinrichtung
die Wärmetauscher-Verschlusseinrichtung oder umgekehrt.
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Beispielsweise
können die Bypass-Verschlusseinrichtung und die Wärmetauscher-Verschlusseinrichtung
ein gemeinsames Verschlussglied, beispielsweise eine Klappe oder
Paneele oder ein sonstiges Wandelement, umfassen. Das Verschlussglied öffnet
beispielsweise die Bypass-Öffnung, wenn es die Wärmetauscher-Luftöffnung
verschließt oder umgekehrt.
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Bevorzugt
ist es, wenn die Bypass-Verschlusseinrichtung oder auch die Wärmetauscher-Verschlusseinrichtung
in ihre die jeweilige Öffnung verschließende Schließstellung
oder in ihre die jeweilige Öffnung freigebende Offenstellung
federbelastet sind.
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Wenn
die Bypass-Verschlusseinrichtung und die Wärmetauscher-Verschlusseinrichtung
separate Baueinheiten sind, ist es bevorzugt, wenn sie derart bewegungsgekoppelt
sind, dass beim Schließen der Wärmetauscher-Luftöffnung
durch die Wärmetauscher-Verschlusseinrichtung die Bypass-Verschlusseinrichtung
zum öffnen der Bypass-Öffnung betätigt wird
und umgekehrt. Es ist aber auch diejenige Konfiguration denkbar,
dass die Bypass-Verschlusseinrichtung die Wärmetauscher-Verschlusseinrichtung betätigt,
mitnimmt oder antreibt.
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Beispielsweise
kann die Anordnung so getroffen sein, dass der vorher erwähnte
Schlitten beim Schließen der Wärmetauscher-Luftöffnung
zugleich eine oder mehrere Bypass-Verschlussglieder betätigt,
beispielsweise in eine Offenstellung verschiebt oder verschwenkt,
so dass die mindestens eine Bypass-Öffnung geöffnet
wird. In dem Regenerationsbetrieb kann der Ventilatorluftstrom dann
durch die Bypass-Öffnung(en) zu der Ventilatoranordnung
strömen.
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Das
oder die Strömungssteuerungsmittel können auch
elektrische Schaltmittel umfassen, um den erfindungsgemäßen
Effekt zu bewirken.
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So
umfasst die Ventilatoranordnung beispielsweise mindestens einen
Wärmetauscher-Ventilator, vor dessen zum Ansaugen von Luft
vorgesehenen Ansaugöffnung der Wärmetauscher angeordnet ist,
sowie weiterhin mindestens einen Neben-Ventilator, dessen zum Ansaugen
von Luft, beispielsweise Raumluft oder sonstiger Nebenluft, vorgesehene
Ansaugöffnung unmittelbar mit mindestens einer Einlassöffnung
der Luftschleiervorrichtung kommuniziert. Die Einlassöffnung
ist beispielsweise an einem Gehäuse der Luftschleiervorrichtung
vorgesehen. Das Strömungssteuerungsmittel weist dann vorzugsweise
einen Schalter zum abschalten des mindestens eine Wärmetauscher-Ventilators in
dem Regenerationsbetrieb und zum Einschalten desselben in dem Temperierbetrieb
auf. Es versteht sich, dass der Wärmetauscher auch abströmseitig
an dem Wärmetauscher-Ventilator oder den Wärmetauscher-Ventilatoren
angeordnet sein kann. Der oder die Wärmetauscher-Ventilatoren
werden also im Regenerationsbetrieb abgeschaltet, so dass ausschließlich
der mindestens eine Neben-Ventilator Luft ansaugt und somit den
Ausblasluftstrom generiert. Im Temperierbetrieb hingegen arbeiten
alle Ventilatoren zusammen, d. h. der oder die Wärmetauscher-Ventilatoren
blasen mittels des mindestens einen Wärmetauschers temperierte
Luft aus.
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Der
mindestens eine Neben-Ventilator und der mindestens eine Wärmetauscher-Ventilator
können ihre Ansaugluft über eine gemeinsame Einlassöffnung
der Luftschleiervorrichtung ansaugen. Der mindestens eine Neben-Ventilator
kommuniziert zweckmäßigerweise unmittelbar mit
der Einlassöffnung, während der mindestens eine
Wärmetauscher-Ventilator über den mindestens einen
Wärmetauscher mit der Einlassöffnung in Strömungsverbindung
steht. Die Ventilatoren sind beispielsweise übereinander
angeordnet. Beispielsweise können mehrere reihenartig angeordnete
Ventilatoren übereinander angeordnet sein. Somit sind also
beispielsweise zwei Ventilatorregister übereinander positioniert.
Man spricht hier auch von einer Tandem-Anordnung. Im Sinne einer
möglichst optimalen Luftführung ist es vorteilhaft,
wenn der mindestens eine Neben-Ventilator näher an der
Einlassöffnung als der mindestens eine Wärmetauscher-Ventilator
angeordnet ist.
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Es
ist im Sinne einer klaren Strömungstrennung, bei der es
möglich ist, in dem Regenerationsbetrieb ein Umströmen
oder Durchströmen des Wärmetauschers vollständig
zu verhindern, wenn die mindestens eine Einlassöffnung
eine ausschließlich mit dem mindestens einem Neben-Ventilator
in Strömungsverbindung stehende Neben-Ventilator-Einlassöffnung
ist, während die dem mindestens einen Wärmetauscher-Ventilator
zugeordnete Wärmetauscher-Einlassöffnung eine
von der Einlassöffnung für den Neben-Ventilator
separate Einlassöffnung ist und ausschließlich
in Strömungsverbindung mit dem Wärmetauscher steht.
Die Ventilatoren sind bei dieser Anordnung sozusagen zwischen der
Wärmetauscher-Einlassöffnung und der Nebenventilator-Einlassöffnung
angeordnet. Bei einer solchen Konfiguration spricht man auch von
einem Twin-Luftschleier oder einem Duo-Luftschleier.
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Eine
bevorzugte Variante der Erfindung sieht vor, dass die Luftschleiervorrichtung
zum Umschalten des Strömungssteuerungsmittels zwischen
dem Regenerationsbetrieb und dem Temperierbetrieb einen Steuersignaleingang
zum Empfang eines entsprechenden Schaltsignals oder Steuersignals
aufweist. Beispielsweise generiert die Wärmepumpe bzw.
eine Steuerung der Wärmepumpe, das Schaltsignal. Es ist
aber auch möglich, dass die Luftschleiervorrichtung einen
Temperatursensor für den Wärmetauscher bzw. das
Temperiermedium aufweist, um zwischen dem Regenerationsbetrieb und
dem Temperierbetrieb umzuschalten.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung
erläutert. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Schrägansicht einer Luftschleiervorrichtung
mit einer Verschlusswand zum Verschließen einer Wärmetauscher-Einlassöffnung
in Offenstellung,
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2a eine
schematische Seitenansicht der Luftschleiervorrichtung gemäß 1,
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2b die
Ansicht entsprechend 2a, jedoch mit geschlossener
Verschlusswand,
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3 eine
perspektivische Schrägansicht einer zweiten Luftschleiervorrichtung
mit einer Verschlusseinrichtung zum Verschließen einer
Wärmetauscher-Auslassöffnung und gleichzeitigem öffnen zweier
Bypass-Einlassöffnungen für den Ventilatorluftstrom,
wobei das Gehäuse teilweise entfernt ist,
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4a eine
schematische Seitenansicht der Luftschleiervorrichtung gemäß 3 mit
geschlossenen Bypass-Öffnung und
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4b die
Luftschleiervorrichtung gemäß 4a,
jedoch mit geöffneten Bypass-Öffnungen,
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5 eine
dritte Luftschleiervorrichtung in einer Twin- oder Duo-Bauart,
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6 eine
schematische Seitenansicht der Luftschleiervorrichtung gemäß 5,
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7 eine
perspektivische Schrägansicht einer vierten Luftschleiervorrichtung
in Tandem-Bauart, und
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8 eine
schematische Seitenansicht der Luftschleiervorrichtung gemäß 7.
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Bei
der nachfolgenden Beschreibung sind gleiche oder gleichartige Komponenten
mit denselben Bezugszeichen versehen, wobei zur Verdeutlichung von
Unterschieden ähnliche Komponenten der in den 1, 3, 5 und 7 dargestellten Luftschleiervorrichtungen 10a, 10b, 10c,
und 10d mit Kleinbuchstaben a, b, c und d versehen sind.
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Die
Luftschleiervorrichtungen 10a–10d weisen
jeweils ein Gehäuse 11a–11d auf,
in dem Ventilatoren 12 von Ventilatoranordnungen 13a–13d angeordnet
sind. Die Ventilatoren 12, die man auch als Gebläseeinrichtungen
bezeichnen kann, sind jeweils reihenartig nebeneinander angeordnet.
Die Gehäuse 11a–11d haben eine
flach-langgestreckte Gestalt und sind vorliegend kubisch, wobei
selbstverständlich auch andere Gehäuseformen ohne
weiteres möglich sind.
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Der
Längsgestalt der Gehäuse 11a–11d folgend
sind die Ventilatoren 12 in Reihe nebeneinander angeordnet.
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Die
Ventilatoranordnungen 13a–13d erzeugen
beim Betrieb der Luftschleiervorrichtungen 10a–10d jeweils
einen Ausblasluftstrom 14, der als Luftschleier 15 vor
einer schematisch eingezeichneten Gebäudeöffnung 16 dienen
kann. Die Ausblasluftströme 14 strömen
durch Ausströmöffnungen 17a–17d sowie 18c, 18d aus
den Gehäusen 11a–11d heraus.
Vorliegend sind die Ausströmöffnungen 17a–17d, 18c, 18d an
Unterseiten 19 der Gehäuse 11a–11d angeordnet.
Wenn die Luftschleiervorrichtungen 10a–10d vertikal
eingebaut sind, sind selbstverständlich die Ausströmöffnungen 17a–17d, 18c, 18d seitlich
an den jeweiligen Gehäusen 11a–11d positioniert.
Jedenfalls sind die Ausströmöffnungen 17a–17d, 18c, 18d der
jeweiligen Gebäudeöffnung 16 zugeordnet,
um dort den Luftschleier 15 zu erzeugen, der zweckmäßigerweise
die Gebäudeöffnung 16 vollständig
ausfüllt und dort eine Temperatur- und/oder Strömungsbarriere
bildet.
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Zur
Temperierung der Ausblasluftströme 14 weisen die
Luftschleiervorrichtungen 10a–10d jeweils
einen Wärmetauscher 20auf, der von einem Temperiermedium 24,
beispielsweise einem Kältemittel, insbesondere R410a, mit
Wärme oder Kälte versorgt wird, damit die Luftschleiervorrichtung 10a–10d den
Ausblasluftstrom 14 temperieren kann. Zur Bereitstellung
des Temperiermediums 24 ist jeweils eine Wärmepumpe 22,
die in einem Kühlbetrieb als Verdichter arbeitet, an Wärmetauscher-Anschlüsse 21 der
Luftschleiervorrichtungen 10a–10d angeschlossen.
Das Temperiermedium 24 strömt über Leitungen 25 von
der Wärmepumpe 22 zum Wärmetauscher 20 und
wieder zurück. Man kann die Wärmepumpe 22 auch
als ein Außengerät bezeichnen, da sie zweckmäßigerweise
außen an einem jeweiligen Gebäude angeordnet ist.
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Unter
dem Wärmetauscher 20, der auch als Kondensator
bezeichnet werden kann, ist zweckmäßigerweise
eine Kondensatwanne angeordnet.
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In
einem normalen Betrieb stellt die Wärmepumpe 22 das
Temperiermedium 24 in einem gewünschten Temperaturbereich
bereit, d. h. das Temperiermedium hat im Wesentlichen eine Soll-Temperatur.
Dann kann von der jeweiligen Ventilatoranordnung 13a–13d angesaugte
Luft, die somit einen Ventilatorluftstrom 23a–23d bildet,
zumindest teilweise den jeweiligen Wärmetauscher 20 durchströmen
und als temperierte Ausblasluft den jeweiligen Luftschleier 15 bilden.
Dies wird nachfolgend als Temperierbetrieb T bezeichnet.
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In
einem Regenerationsbetrieb R hingegen weicht eine Temperatur des
Temperiermediums 24 von der Soll-Temperatur ab, so dass
der Ventilatorluftstrom 23a–23b beispielsweise
anstelle einer Erwärmung gekühlt werden würde
oder anstelle einer Abkühlung der Ventilatorluftstrom 23a–23d erwärmt werden
würde. Das ist jedoch bei den erfindungsgemäßen
Luftschleiervorrichtungen 10a–10d nicht
der Fall.
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Strömungssteuerungsmittel 26a–26d der Luftschleiervorrichtungen 10a–10d sorgen
dafür, dass in dem Regenerationsbetrieb R der Ventilatorluftstrom 23a–23d abseits
des Wärmetauschers 20 geführt ist, so
dass der Ausblasluftstrom 14 von der jeweiligen Temperatur
des Temperiermediums 24 zumindest im Wesentlichen, bei
den Luftschleiervorrichtungen 10b, 10c sogar vollständig,
unbeeinflusst ist. Dies geschieht bei den Luftschleiervorrichtungen 10a, 10b auf
mechanischem Wege, bei den Luftschleiervorrichtungen 10c und 10d auf
elektrischem Wege:
Die Wärmetauscher 20 sind
zum Durchströmen mit von der Ventilatoranordnung 13a–13d angesaugter Luft,
d. h. zum Durchströmen zumindest eines Teil des jeweiligen
Ventilatorluftstroms 23a–23b ausgestaltet.
Der jeweilige Ventilatorluftstrom 23a–23d oder
ein Teil davon strömt durch eine frontseitige Wärmetauscher-Luftöffnung 27 in
den jeweiligen Wärmetauscher 20 ein, die insofern
also einen Wärmetauscher-Eingang bildet, und über
eine Wärmetauscher-Luftöffnung 28, die
der jeweiligen Ventilatoranordnung 13a–13d zugewandt
ist und somit einen Wärmetauscher-Ausgang bildet aus dem
jeweiligen Wärmetauscher in Richtung der Ventilatoranordnung 13a–13d aus.
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Den
Wärmetauscher-Luftöffnungen 27 sind Abdeckungen 29a–29d zugeordnet,
die die Wärmetauscher-Luftöffnungen 27 im
Wesentlichen frontseitig verdecken. Bei den Luftschleiervorrichtungen 10a–10c sind
die Abdeckungen 29a–29d durch ein wandartiges,
beispielsweise in der Art eines Paneels ausgestaltetes Wandelement 30 gebildet,
während bei der Luftschleiervorrichtung 10d als
Abdeckung 29d ein Abdeckgitter 31 oder ein sonstiges,
luftdurchlässiges Abdeckelement vorgesehen ist.
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Die
Wandelemente 30 der Luftschleiervorrichtungen 10b und 10c haben
einen festen Abstand zu der Wärmetauscher-Luftöffnung 27 der
Luftschleiervorrichtung 10b, 10c. Beispielsweise
werden die Wandelemente 30 der Luftschleiervorrichtungen 10b, 10c von
Seitenwänden 32 gehalten und sind wie diese Bestandteile
der Gehäuse 11b, 11c. Zwischen Deckwänden 33 und
Bodenwänden 34 der Gehäuse 11a, 11b und
dem Wandelement 30 ist ein Abstand 35 vorhanden,
so dass Einlassöffnungen 36 oben und unten an
der jeweiligen Luftschleiervorrichtung 10b, 10c vorhanden
sind. Bei den Luftschleiervorrichtungen 10b und 10c sind
die Einlassöffnungen 36 stets geöffnet.
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Anders
verhält es sich bei der Luftschleiervorrichtung 10a,
die im Prinzip ebenfalls Einlassöffnungen 36 aufweist,
die allerdings nur im Temperierbetrieb T geöffnet sind
(1, 2a), im Regenerationsbetrieb
R hingegen (2b) geschlossen sind. Das Wandelement 30 der
Luftschleiervorrichtung 10a bildet einen Bestandteil eines
Schlittens 37, der bezüglich des Gehäuses 11a linear
geführt ist. Seitenschenkel 38 sind im Bereich
der Seitenwände 32 am Gehäuse 11a geführt,
während das Wandelement 30 eine Basisseite 39 des
insgesamt U-förmigen Schlittens 37 bildet. Die
beiden Seitenschenkel 38 sind mit Führungen 40 versehen
und können seitlich am Wärmetauscher 20 vorbei
in einen Innenraum des Gehäuses 11a verfahren
werden, bis das Wandelement 30 die Wärmetauscher-Luftöffnung 27 vollständig
abdeckt und insofern eine Verschlusswand 41 bildet. Der
Schlitten 37 bildet somit eine Wärmetauscher-Verschlusseinrichtung 42a,
mit der die Einlass-Wärmetauscher-Luftöffnung 27 verschließbar ist.
Im Temperierbetrieb T hingegen ist der Schlitten 37 bezüglich
des Gehäuses 11a ausgefahren, so dass die Einlassöffnungen 36 frei
sind und der Ventilatorluftstrom 23a vollständig
durch einen über die Einlassöffnungen 36 in
das Gehäuse 11a einströmenden Wärmetauscher-Luftstrom 46 gebildet
ist.
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Zur
Betätigung des Schlittens 37 ist ein motorischer
Stellantrieb 47a vorgesehen, beispielsweise ein Spindelantrieb.
Der Stellantrieb 47a ist vorliegend im Wesentlichen zentral
im Gehäuse 11a angeordnet und über ein
beispielsweise als Stange oder dergleichen ausgestaltetem Antriebselement 48 mit dem
Schlitten 37 gekoppelt.
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Zur
Steuerung des Stellantriebs 47a ist eine Steuerung 43a vorgesehen,
die zum Empfang eines Steuersignals 44 vorgesehen ist,
mit dem die Steuerung 43a und somit die Luftschleiervorrichtung 10a zum
Umschalten zwischen dem Regenerationsbetrieb R und dem Temperierbetrieb
T ansteuerbar ist.
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Damit
die Ventilatoranordnung 13a auch im Regenerationsbetrieb
R Ansaugluft erhält, sind Bypass-Öffnung 49a zwischen
der Ventilatoranordnung 13a und dem Wärmetauscher 20 vorgesehen,
beispielsweise an der Deckwand 33 und/oder der Bodenwand 34.
Zum öffnen und Schließen der Bypass-Öffnungen 49a ist
eine Bypass-Verschlusseinrichtung 50a vorhanden, die die
Bypass-Öffnungen 49a im Regenerationsbetrieb R öffnet,
im Temperierbetrieb T schließt.
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Die
Bypass-Verschlusseinrichtung 50a umfasst Verschlussglieder 51a,
beispielsweise Paneele, die linear verschieblich am Gehäuse 11a gelagert sind.
Die Verschlussglieder 51a sind beispielsweise paneelartige
Elemente, die sich zwischen den Seitenwänden 32 erstrecken.
Die Verschlussglieder 51 sind mit dem Schlitten 37 bewegungsgekoppelt, zweckmäßigerweise
mit diesem fest verbunden, so dass der Schlitten 37 beim
Verschließen der Wärmetauscher-Luftöffnung 27 zugleich
die Bypass-Öffnungen 49a durch Verschieben der
Verschlussglieder 51a von den Öffnungen 49a wegöffnet.
Wenn der Schlitten 37 in seine vom Gehäuse 11a weg
verstellte Offenstellung fährt, nimmt er die Verschlussglieder 51a mit,
so dass diese die Bypass-Öffnungen 49a verschließen.
Es versteht sich, dass für diese Schließbewegung
auch beispielsweise nicht dargestellte Federn vorgesehen sein können,
die sich einerseits am Gehäuse 11a und andererseits
an den Verschlussgliedern 51 abstützen.
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Im
Regenerationsbetrieb R strömt zu der Ventilatoranordnung 13a strömende
Luft durch die Bypass-Öffnungen 49a und bildet
insofern einen Neben- oder Bypass-Luftstrom 52. Der Bypass-Luftstrom 52 kann
zwar an der Wärmetauscher-Luftöffnung 28 bzw.
an der der Ventilatoranordnung 13a zugewandten Seite des
Wärmetauschers 20 entlangströmen, wird
aber durch den Wärmetauscher 20 nicht oder nur
unwesentlich beeinflusst.
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Bei
der Luftschleiervorrichtung 10b hingegen ist der Bypass-Luftstrom 52 im
Regenerationsbetrieb R vom Wärmetauscher 20 vollständig
abgeschottet. Eine Wärmetauscher-Verschlusseinrichtung 42b verschließt
nämlich im Regenerationsbetrieb R (4b) die
abströmseitige Wärmetauscher-Luftöffnung 28 vollständig,
die sie jedoch im Temperierbetrieb T vollständig freigibt
und dabei Bypass-Öffnungen 49b an der Oberseite
und Unterseite des Gehäuses 11b verschließt
(4a). die Bypass-Verschlusseinrichtung 50b bildet
somit also zugleich eine Wärmetauscher-Verschlusseinrichtung 42b.
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Die
Verschlusseinrichtungen 42b, 50b umfassen Verschlussglieder 51b,
die als schwenkbare Klappen ausgestaltet sind. Die Verschlussglieder 51b sind
beispielsweise paneelartige Elemente, die zwischen einer die Bypass-Öffnungen 49b verschließenden
und einer die strömungsabseitige Wärmetauscher-Luftöffnung 28 verschließenden
Stellung schwenkbar an den Innenseiten der Deckwand 33 und
der Bodenwand 34 gelagert sind. Eine Steuerung 43b steuert
zur Betätigung der Verschlussglieder 51b einen
Stellantrieb 47b an. Die Steuerung 43b erhält
beispielsweise ein Steuersignal 44 von der Wärmepumpe 22 über
eine Leitung 53, wenn diese in den Regenerationsbetrieb
R schaltet.
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Eine
Querlänge und Querbreite der Verschlussglieder 51b ist
zweckmäßigerweise so getroffen, dass sie die abströmseitige
Wärmetauscher-Luftöffnung 28 ihrer Schließstellung
gemeinsam vollständig überdecken und verschließen.
Der Stellantrieb 47b treibt die Verschlussglieder 51b zu
gegensinnigen Schwenkbewegungen an.
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Die
Steuerungen 43a, 43b können äußert einfach
ausgestaltet sein und beispielsweise lediglich Umschaltkontakte
zur Drehrichtungsumkehr des Stellantriebs 47a, 47b aufweisen.
Bevorzugt ist zudem noch eine Zeitsteuerung, die eine Bestromung des
vorzugsweise als elektrischen Antrieb ausgestalteten Stellantriebs 47a, 47b zeitlich
begrenzen.
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Die
Wärmetauscher-Verschlusseinrichtungen 42a, 42b und
die Bypass-Verschlusseinrichtungen 50a, 50b bilden
Strömungslenkmittel 54 zur Lenkung des Ventilatorluftstroms 23a, 23b zum
Wärmetauscher 20 hin (im Temperierbetrieb T) und
in dem Regenerationsbetrieb R von dem Wärmetauscher 20 weg
bzw. an diesem vorbei.
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Solche
mechanischen Strömungslenkungsmittel 54 könnten
auch bei den Luftschleiervorrichtungen 10c, 10d vorhanden
sein. Die Steuerung des Ventilatorluftstroms 23c, 23d erfolgt
jedoch bei den beiden Luftschleiervorrichtungen 10c und 10d nicht auf
mechanischem Wege, sondern durch Schalten der Ventilatoranordnungen 13c, 13d.
Diese weisen nämlich Wärmetauscher-Ventilatoranordnungen 55c, 55d mit
Wärmetauscher-Ventilatoren 56c, 56d auf,
deren zum Ansaugen von Luft vorgesehene Ansaugöffnungen 57 in
direkter Strömungsverbindung mit dem jeweils vorgelagerten
Wärmetauscher 20 stehen.
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Weiterhin
weisen die Ventilatoranordnungen 13c, 13d Neben-Ventilatoren 58c, 58d von
Neben-Ventilatoranordnungen 59c, 59d auf, deren
Ansaugöffnungen 60 unmittelbar Einlassöffnungen 61c, 61d stehen, über
die Nebenluft 62 unmittelbar, d. h. am Wärmetauscher 20 vorbei
oder abseits des Wärmetauschers 20 angesaugt werden
kann.
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Bei
der Luftschleiervorrichtung 10c bilden die bereits oben
erläuterten Einlassöffnungen 36 Wärmetauscher-Einlassöffnungen,
da über die über die Einlassöffnungen 36 einströmende
Luft ausschließlich über den Wärmetauscher 20 zu
der Wärmetauscher-Ventilatoranordnung 55c gelangt.
Die Einlassöffnung 61c hingegen ist eine von den
Einlassöffnungen 36 separate, ausschließlich
der Neben-Ventilatoranordnung 59c zugeordnete Nebenluft-Einlassöffnung.
Dort einströmende Nebenluft 52 kann ausschließlich
zu den Neben-Ventilatoren 58c gelangen. Somit ist also
eine klare Strömungstrennung für einerseits die
Nebenluft 62 und andererseits die über den Wärmetauscher 20 zur
Wärmetauscher-Ventilatoranordnung 55c strömende
Ansaugluft, die sozusagen eine Wärmetauscher-Ansaugluft oder
einen Wärmetauscher-Ansaugluftstrom bildet.
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Eine
Steuerung 43c, die beispielsweise einen Mikroprozessor 63 enthält,
ist mit einem Temperatursensor 64 verbunden, der am Wärmetauscher 20 oder
im Bereich desselben angeordnet ist und eine jeweilige Temperatur
des Temperiermediums 24 erfasst. Weist die Temperatur eine
vorbestimmte oder zweckmäßigerweise mittels eines
Stellgliedes einstellbare Abweichung von einer Soll-Temperatur auf,
schaltet die Steuerung 43c die Wärmetauscher-Ventilatoranordnung 55c ab.
Ist die jeweilige Temperatur des Temperiermediums 24 wieder
im gewünschten Bereich, d. h. entspricht sie im Wesentlichen
der Soll-Temperatur, die ebenfalls beispielsweise an der Steuerung 43c einstellbar
ist, schaltet diese die Wärmetauscher-Ventilatoranordnung 55c wieder zu.
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Dann
blasen die Wärmetauscher-Ventilatoranordnung 55c und
die Neben-Ventilatoranordnung 59c über ihre Ausblaskanäle 65c, 66c einen Ausblasluftstrom 14 aus,
der aus Nebenluft 62, vorzugsweise Umluft, und über
den Wärmetauscher 20 temperierter Luft gebildet
ist. Die beiden Ausblaskanäle 65c, 66c sind
nebeneinander angeordnet. Die Ventilatoranordnungen 55c, 59c saugen
ihre jeweilige Ansaugluft von einander entgegengesetzten Seiten
her an.
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Die
Ausblaskanäle 65c, 66c der Ventilatoranordnungen 55c und 59c sind
ebenfalls nebeneinander angeordnet und zweckmäßigerweise
von Isoliermaterial 67 ummantelt, was selbstverständlich
auch bei den jeweiligen Ausblaskanälen 65c, 66c sowie auch
der nicht näher bezeichneten Ausblaskanäle der
Ventilatoranordnungen 13a, 13b vorteilhaft der Fall
ist.
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Die
Ventilatoranordnungen 55d, 59d sind in der Art
von Registern übereinander angeordnet. Allerdings sind
die Neben-Ventilatoren 58c ansaugseitig näher
an der Einlassöffnung 61d angeordnet als die Wärmetauscher-Ventilatoren 56d.
Der Ausblaskanal 66d führt beispielsweise an der
Oberseite der Luftschleiervorrichtung 10d an der Neben-Ventilatoranordnung 59d und
zudem auch am Wärmetauscher 20 vorbei. Durch diese
Anordnung ist gewährleistet, dass im Regenerationsbetrieb
R, bei dem die Steuerung 43d die Wärmetauscher-Ventilatoren 56d abschaltet
oder ihre Förderleistung wesentlich reduziert, die Neben-Ventilatoren 58d die
Nebenluft 62 im Wesentlichen ohne Einfluss des Wärmetauschers 20 ansaugt,
so dass diese nicht unerwünscht temperiert wird, beispielsweise
unerwünscht gekühlt oder unerwünscht
erwärmt.
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Die
Steuerungen 43c, 43d umfassen oder bilden Schalter 68 zum
Abschalten mindestens eines Wärmetauscher-Ventilators 56c; 56d.
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Zusammenfassend
ist noch festzustellen, dass abströmseitig an den Ventilatoranordnungen 13a–13d beispielsweise
noch Lamellen vorgesehen sein können (nicht dargestellt).
Auch eine Arbeitsweise nach dem Düsenprinzip oder Venturiprinzip
ist abströmseitig möglich.
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Weiterhin
können die Luftschleiervorrichtungen 10a–10d selbstverständlich
zum Betreiben einer innendrehenden Luftwalze oder auch einer außendrehenden
Luftwalze benutzt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 202004019332
U1 [0003]
