DE102020132704A1 - supply air device - Google Patents
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Abstract
Eine Zuluftvorrichtung zum Erzeugen eines im wesentlichen vertikalen nach unten gerichteten Luftstroms, weist ein Gehäuse mit zumindest einem Ventilator zum Ansaugen von Luft und einen Wärmetauscher auf, wobei die im Wärmetauscher abgekühlte Umgebungsluft in eine erste Zuluftzone und eine zweite Zuluftzone zugeführt wird, wobei die erste Zuluftzone die zweite Zuluftzone zumindest teilweise umschließt, und wobei die Strömungsgeschwindigkeit der Luft in der ersten Zuluftzone größer ist als die Strömungsgeschwindigkeit der Luft in derer zweiten Zuluftzone. Hierdurch wird eine Zuluftvorrichtung zur Verfügung gestellt, welche die Nachteile des vorgenannten Standes der Technik vermeidet, insbesondere kostengünstig bei Installation und Betrieb ist, sowie einfach in bestehende Einrichtungen integrierbar ist. Dabei ermöglicht die erfindungsgemäße Zuluftvorrichtung zuverlässig das Abführen von gesundheitsschädlichen Dämpfen von allseitig zugänglichen Seziertischen oder von zumindest drei Seiten zugänglichen Zuschneidtischen.A supply air device for generating a substantially vertical downward air flow has a housing with at least one fan for sucking in air and a heat exchanger, the ambient air cooled in the heat exchanger being fed into a first supply air zone and a second supply air zone, the first supply air zone at least partially enclosing the second supply air zone, and wherein the flow velocity of the air in the first supply air zone is greater than the flow velocity of the air in the second supply air zone. As a result, an air supply device is made available which avoids the disadvantages of the aforementioned prior art, is particularly economical to install and operate, and can be easily integrated into existing facilities. The air supply device according to the invention enables the reliable removal of harmful vapors from dissecting tables that are accessible from all sides or from cutting tables that are accessible from at least three sides.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zuluftvorrichtung zum Erzeugen eines im Wesentlichen vertikalen nach unten gerichteten Luftstroms. Derartige Zuluftvorrichtungen sind insbesondere für die Belüftung von Seziertischen und Zuschneidtischen in der Pathologie oder ähnlichem vorgesehen.The present invention relates to a supply air device for generating a substantially vertical downward air flow. Such supply air devices are provided in particular for the ventilation of dissection tables and cutting tables in pathology or the like.
Derartige Zuluftvorrichtungen dienen der Abführung von gesundheitsschädlichen Dämpfen von allseitig zugänglichen Seziertischen oder von zumindest drei Seiten zugänglichen Zuschneidtischen und dienen somit der Arbeitssicherheit des Benutzers.Such supply air devices are used to remove harmful vapors from dissecting tables that are accessible from all sides or from cutting tables that are accessible from at least three sides, and thus serve to ensure the safety of the user at work.
Derzeit sind bauseitige Zuluftsysteme in der Pathologie oder ähnlichem bekannt, die von Außen Frischluft zuführen. Demgemäß ist dort auch ein Abluftsystem vorgesehen, welches ein dem zugeführten Frischluftvolumen entsprechendes Luftvolumen abführt. Zum Bereitstellen der bekannten Zuluftsysteme sind größere bauliche Eingriffe erforderlich, mit dem damit verbundenen Zeitaufwand und hohen finanziellen Kosten. Eine Nachrüstung bestehender Einrichtungen ist nur schwer möglich. Wegen der langen Leitungswege und oftmals der Verteilung auf mehrere Arbeitsplätze, sind hohe Lüfterleistungen mit entsprechend hohem Energieverbrauch vorzusehen.On-site supply air systems are currently known in pathology or the like, which supply fresh air from the outside. Accordingly, an exhaust air system is also provided there, which discharges an air volume corresponding to the volume of fresh air supplied. In order to provide the known supply air systems, major structural interventions are required, with the associated expenditure of time and high financial costs. Retrofitting existing facilities is difficult. Due to the long cable routes and often the distribution to several workstations, high fan performance with correspondingly high energy consumption must be provided.
Zwar offenbart die
Der Ventilator fördert die Luft durch einen Diffusor und Strömungskanäle mit Leitblechen zu einer flächigen Zuluftzone oberhalb der Arbeitsfläche. Der Demonstrationsschrank, der zur Handhabung von möglicherweise gefährlichem biologischem Material vorgesehen ist, ist dabei an vier Seiten geschlossen, was zusammen mit einer über die gesamte Fläche gleichmäßig punktierten Blende das Bereitstellen einer laminaren Strömung ermöglichen soll. Eine Belüftung von allseitig zugänglichen Seziertischen oder von zumindest drei Seiten zugänglichen Zuschneidtischen ist damit nicht möglich.The fan conveys the air through a diffuser and flow channels with baffles to a flat supply air zone above the work surface. The demonstration cabinet, which is intended for handling potentially dangerous biological material, is closed on four sides, which, together with a screen punctured evenly over the entire area, should enable the provision of a laminar flow. It is not possible to ventilate dissecting tables that are accessible from all sides or cutting tables that are accessible from at least three sides.
Ferner ist aus der
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zuluftvorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche die Nachteile des vorgenannten Standes der Technik vermeidet und insbesondere kostengünstig bei Installation und Betrieb ist, sowie einfach in bestehende Einrichtungen integrierbar ist. Dabei soll die erfindungsgemäße Zuluftvorrichtung das Abführen von gesundheitsschädlichen Dämpfen von allseitig zugänglichen Seziertischen oder von zumindest drei Seiten zugänglichen Zuschneidtischen ermöglichen.It is therefore the object of the present invention to provide an air supply device which avoids the disadvantages of the aforementioned prior art and is particularly inexpensive to install and operate, and can be easily integrated into existing facilities. The air supply device according to the invention is intended to enable the removal of harmful vapors from dissecting tables that are accessible from all sides or from cutting tables that are accessible from at least three sides.
Diese Aufgabe wird von einer Zuluftvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Hierdurch wird eine Zuluftvorrichtung zur Verfügung gestellt, welche die Nachteile des vorgenannten Standes der Technik vermeidet, insbesondere kostengünstig bei Installation und Betrieb ist, sowie einfach in bestehende Einrichtungen integrierbar ist. Dabei ermöglicht die erfindungsgemäße Zuluftvorrichtung zuverlässig das Abführen von gesundheitsschädlichen Dämpfen von allseitig zugänglichen Seziertischen oder von zumindest drei Seiten zugänglichen Zuschneidtischen.This problem is solved by an air supply device with the features of
Dabei ist erfindungsgemäß eine Zuluftvorrichtung zum Erzeugen eines im Wesentlichen vertikalen nach unten gerichteten Luftstroms vorgesehen, welche ein Gehäuse mit zumindest einem Ventilator zum Ansaugen von Luft und einen Wärmetauscher aufweist, wobei die im Wärmetauscher abgekühlte Umgebungsluft in eine erste Zuluftzone und eine zweite Zuluftzone zugeführt wird, wobei die erste Zuluftzone die zweite Zuluftzone zumindest teilweise umschließt, und wobei die Strömungsgeschwindigkeit der Luft in der ersten Zuluftzone größer ist als die Strömungsgeschwindigkeit der Luft in derer zweiten Zuluftzone. Das Gehäuse kann dabei beispielsweise als quaderförmige Blechkonstruktion ausgebildet sein, mit einer rechteckförmigen Zuluftzone, wobei die erste Zuluftzone die zweite Zuluftzone als rechteckiger Ring umschließt. Hierdurch wird ein Luftschleiereffekt erzeugt, wodurch eine Trennung des Arbeitsbereichs vom Außenbereich erfolgt und so ein Benutzer geschützt wird. Dabei wird unter Zuluftzone die Fläche verstanden, an der die Luft aus der Zuluftvorrichtung austritt und nach unten gerichtet strömt. Die Zuluftvorrichtung kann beispielsweise von der Raumdecke abgehängt oder an einer Rückwand befestigt und über dem Arbeitsbereich, beispielsweise einem Seziertisch, positioniert werden, so dass von oben eine Luftzufuhr zur Zuluftvorrichtung möglich ist. Dabei können je nach Größe des zu bestreichenden Arbeitsbereichs beispielsweise auch mehrere Zuluftvorrichtungen nebeneinander angeordnet sein. Durch das Kühlen der Luft unter die Temperatur der Umgebungsluft wird ein zusätzliches Absinken der Luftmassen erreicht. Hierdurch wird im gesamten Arbeitsbereich ein im wesentlichen vertikal nach unten gerichteter laminarer, gekühlter Luftstrom erzeugt, der ein zuverlässiges Abführen gesundheitsschädlicher Dämpfe ermöglicht. Unter „im Wesentlichen vertikal“ wird hier noch eine Abweichung von der Vertikalen von +/- 10° verstanden.According to the invention, a supply air device is provided for generating a substantially vertical downward air flow, which has a housing with at least one fan for sucking in air and a heat exchanger, the ambient air cooled in the heat exchanger being fed into a first supply air zone and a second supply air zone, wherein the first supply air zone at least partially encloses the second supply air zone, and wherein the flow velocity of the air in the first supply air zone is greater than the flow velocity of the air in the second supply air zone. The housing can be designed, for example, as a cuboid sheet metal construction, with a rectangular air supply zone, the first air supply zone enclosing the second air supply zone as a rectangular ring. This creates an air curtain effect, which separates the work area from the outside area and thus protects a user. The air supply zone is understood to mean the area where the air exits the air supply device and flows downwards. The supply air device can, for example, be suspended from the ceiling or attached to a rear wall and above the work area, for example a dissecting table, so that air can be supplied to the air supply device from above. Depending on the size of the work area to be painted, several air supply devices can also be arranged next to one another, for example. By cooling the air below the temperature of the ambient air, an additional drop in the air masses is achieved. As a result, a laminar, cooled air flow directed essentially vertically downwards is generated in the entire work area, which enables the reliable removal of harmful vapors. “Essentially vertical” is understood here to mean a deviation from the vertical of +/- 10°.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zuluftvorrichtung sieht vor, dass nach dem Wärmetauscher ein Tropfenabscheider vorgesehen ist. Durch die Kondensatabscheidung nach dem Abkühlen wird in Kombination mit dem Wärmetauscher eine in die Zuluftvorrichtung integrierte Kühleinheit bereitgestellt.An advantageous development of the supply air device according to the invention provides that a droplet separator is provided after the heat exchanger. Due to the condensate separation after cooling, a cooling unit integrated into the supply air device is provided in combination with the heat exchanger.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zuluftvorrichtung sieht vor, dass die erste Zuluftzone und die zweite Zuluftzone durch einen beispielsweise auswechselbaren Laminarisator-Einsatz gebildet werden, wobei die zweite Zuluftzone einen kleineren Strömungsquerschnitt pro Fläche als die erste Zuluftzone aufweist. Zusätzlich können hier auch innen liegende Luftleitbleche vorgesehen sein. Damit kann ein gleichmäßig verteilter, gerichteter laminarer Luftstrom erhalten werden. Ferner kann der Laminarisator-Einsatz der ersten Zuluftzone und der zweiten Zuluftzone aus einem technischen Gewebe gebildet sein. Dabei kann beispielsweise durch eine Beschichtung des Gewebes in der zweiten Zuluftzone ein Strömungsquerschnitt pro Fläche zur Verfügung gestellt werden, der kleiner ist als der Strömungsquerschnitt pro Fläche der ersten Zuluftzone.A further advantageous development of the air supply device according to the invention provides that the first air supply zone and the second air supply zone are formed by a replaceable laminarizer insert, for example, the second air supply zone having a smaller flow cross section per area than the first air supply zone. In addition, internal air baffles can also be provided here. A uniformly distributed, directed laminar air flow can thus be obtained. Furthermore, the laminarisator insert of the first air supply zone and the second air supply zone can be formed from a technical fabric. For example, by coating the fabric in the second air inlet zone, a flow cross section per area can be made available that is smaller than the flow cross section per area of the first air inlet zone.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zuluftvorrichtung sieht vor, dass der Wärmetauscher mit Wasser durchströmt wird. Dies ermöglicht eine besonders einfache Nachrüstung mit der Zuluftvorrichtung, da hier beispielsweise ein herkömmlicher Hauswasseranschluss und ein Stromanschluss verwendet werden können.A further advantageous development of the supply air device according to the invention provides that water flows through the heat exchanger. This enables a particularly simple retrofitting with the supply air device since, for example, a conventional house water connection and a power connection can be used here.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zuluftvorrichtung sieht vor, dass eine Regelungseinrichtung zur Regelung der Temperaturdifferenz und/oder der Strömungsgeschwindigkeit vorgesehen ist. Dabei kann die Regelungseinheit Messdaten von einem Raumtemperaturfühler und/oder einem Luftstromwächter empfangen. Ferner kann die Regelungseinheit Aktuatoren, wie beispielsweise ein elektrisches Stellventile für die Kühlwasserzufuhr zu dem Wärmetauscher aufweisen. Außerdem kann die Regelungseinheit beispielsweise die Ventilatorgeschwindigkeit steuern.A further advantageous development of the supply air device according to the invention provides that a control device is provided for controlling the temperature difference and/or the flow rate. The control unit can receive measurement data from a room temperature sensor and/or an air flow monitor. Furthermore, the control unit can have actuators, such as an electric control valve for the cooling water supply to the heat exchanger. In addition, the control unit can, for example, control the fan speed.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zuluftvorrichtung sieht vor, dass die Regelungseinrichtung eine Bedieneinheit aufweist. Dabei kann die Bedieneinheit beispielsweise direkt am Gehäuse der Zuluftvorrichtung angeordnet sein. Über die Bedieneinheit kann das Ein- und Ausschalten der Zuluftvorrichtung erfolgen. Dies kann alternativ auch über eine Zeitschaltung oder ein externes Signal erfolgen. Ferner können über die Bedieneinheit Einstellungen der Temperaturdifferenz und/oder der Strömungsgeschwindigkeit direkt vom Benutzer vorgenommen werden. Dabei kann die Bedieneinheit beispielsweise einen Touch Screen als Bedienfeld aufweisen.A further advantageous development of the air intake device according to the invention provides that the control device has an operating unit. In this case, the operating unit can be arranged, for example, directly on the housing of the air supply device. The air inlet device can be switched on and off via the operating unit. Alternatively, this can also be done via a timer or an external signal. Furthermore, settings for the temperature difference and/or the flow rate can be made directly by the user via the operating unit. The operating unit can have a touch screen as a control panel, for example.
Noch eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zuluftvorrichtung sieht vor, dass die Temperaturdifferenz zwischen Umgebungsluft und Zuluft auf 1K bis 4K, vorzugsweise 2K bis 3K einstellbar ist. Noch eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zuluftvorrichtung sieht vor, dass die Strömungsgeschwindigkeit der ersten Zuluftzone 0,2 m/s bis 0,6 m/s, vorzugsweise 0,4 m/s beträgt. Durch die Temperaturdifferenz kann in Verbindung mit der Strömungsgeschwindigkeit der mögliche Maximalabstand zur Arbeitsfläche definiert werden, bei dem der Luftschleier noch wirksam ist. Die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit kann dabei beispielsweise in einem 100 mm breiten Randbereich vorgesehen sein, um einen Luftschleiereffekt zu bewirken.Another advantageous further development of the supply air device according to the invention provides that the temperature difference between the ambient air and the supply air can be set to 1K to 4K, preferably 2K to 3K. Yet another advantageous development of the air supply device according to the invention provides that the flow speed of the first air supply zone is 0.2 m/s to 0.6 m/s, preferably 0.4 m/s. The possible maximum distance to the work surface at which the air curtain is still effective can be defined by the temperature difference in connection with the flow rate. The increased flow speed can be provided, for example, in a 100 mm wide edge area in order to bring about an air curtain effect.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zuluftvorrichtung sieht vor, dass ferner ein Vorfilter, vorzugsweise der Filterklasse F7, vorgesehen ist. Der Filter kann vorteilhafterweise vor dem Ventilator angeordnet sein, um die nachfolgenden Bauteile vor Verschmutzung und Beschädigung durch Schmutzpartikel in der angesaugten Umgebungsluft zu schützen. Das Vorfilter kann dabei beispielsweise als Wechselfilter vorgesehen sein.A further advantageous development of the supply air device according to the invention provides that a pre-filter, preferably filter class F7, is also provided. The filter can advantageously be arranged in front of the fan in order to protect the following components from contamination and damage caused by dirt particles in the ambient air sucked in. The pre-filter can be provided as a replaceable filter, for example.
Noch eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zuluftvorrichtung sieht vor, dass als Ventilatoren Querstromventilatoren vorgesehen sind. Dies ist besonders effektiv und platzsparend.Yet another advantageous further development of the supply air device according to the invention provides that cross-flow fans are provided as fans. This is particularly effective and space-saving.
Schließlich sieht eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zuluftvorrichtung vor, dass die Zuluftvorrichtung für den Umluftbetrieb vorgesehen ist. Hierdurch wird ermöglicht, dass das Abluftvolumen im raum konstant bleibt, das heißt, das Abluftvolumen muss nicht erhöht werden.Finally, a further advantageous development of the air supply device according to the invention provides that the air supply device is provided for air recirculation mode. This enables the exhaust air volume in the room to remain constant, i.e. the exhaust air volume does not have to be increased.
Nachfolgend wird die Erfindung gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Figuren näher dargestellt. Dabei zeigen
-
1 eine perspektivische Ansicht einer Zuluftvorrichtung zum Erzeugen eines im Wesentlichen vertikalen nach unten gerichteten Luftstroms; -
2 eine Vorderansicht der Zuluftvorrichtung aus1 ; -
3 eine Schnittansicht entlang der Linie A - A aus2 ; -
4 eine Seitenansicht der Zuluftvorrichtung aus1 ; -
5 eine Schnittansicht entlang der Linie B -B aus 4 ; -
6 eine perspektivische Rückansicht von schräg oben der Zuluftvorrichtung aus1 ohne Luftfilter; -
7 eine Draufsicht auf dieZuluftvorrichtung aus 1 mit Luftfilter; -
8 eine Ansicht von unten auf dieZuluftvorrichtung aus 1 ; -
9 eine perspektivische Ansicht eines Zuschneidtischs mit Zuluftvorrichtung.
-
1 a perspective view of a supply air device for generating a substantially vertical downward air flow; -
2 a front view of theair supply device 1 ; -
3 a sectional view along the line A -A 2 ; -
4 a side view of theair supply device 1 ; -
5 a sectional view along the line B -B 4 ; -
6 a perspective rear view obliquely from above of theair supply device 1 without air filter; -
7 a plan view of thesupply air device 1 with air filter; -
8th a view from below of thesupply air device 1 ; -
9 a perspective view of a cutting table with air supply device.
Die
An der Vorderseite des Gehäuses ist am unteren Rand eine Bedieneinheit 10 mit Touch Screen 14 angeordnet. Über die Bedieneinheit 10 erfolgt das Ein- und Ausschalten der Zuluftvorrichtung 1. Ferner wird über die Bedieneinheit die Temperaturdifferenz und/oder die Strömungsgeschwindigkeit direkt vom Benutzer eingestellt. Dabei weist die Bedieneinheit 10 im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Touch Screen als Bedienfeld auf. Der Touch Screen zeigt u.a. die Raum- und Ausströmtemperatur an und ermöglicht außerdem die Steuerung der Beleuchtungsstärke. Ferner werden ein erforderlicher Vorfilterwechsel oder etwaige Störungen angezeigt.An operating
Die in
Unterhalb der beiden Querstromventilatoren 4 ist ein Wärmetauscher 5 mit anschließenden Tropfenabscheider 6 angeordnet. Der Wärmetauscher 5 wird über die Wasseranschlüsse 7 für Vor- und Rücklauf mit Leitungswasser versorgt. Das Leitungswasser weist dabei vorzugsweise eine Vorlauftemperatur von 13°C +/-3°C und eine Rücklauftemperatur von 18°C +/- 3°C auf. Über den Wärmetauscher 5 wird eine Temperaturdifferenz zwischen Umgebungsluft und Zuluft von 2K bis 3K erreicht ist.A
Unterhalb der Tropfenabscheider 6 sind zwei Beleuchtungseinheiten 8 zur Ausleuchtung des Arbeitsbereichs angeordnet. Diese können beispielsweise als integrierte LED Panele ausgebildet sein.Two
Hieran schließt sich ein unterer Spannrahmen 9 an, wie auch in
Ferner ist in
In der perspektivischen Rückansicht von
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.The invention is not limited in its implementation to the preferred exemplary embodiment given above. Rather, a number of variants are conceivable which make use of the solution shown even in the case of fundamentally different designs.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Zuluftvorrichtungsupply air device
- 22
- GehäuseHousing
- 33
- oberen Spannrahmenupper clamping frame
- 44
- Querstromventilatorentangential fans
- 55
- Wärmetauscherheat exchanger
- 66
- Tropfenabscheiderdroplet eliminator
- 77
- Wasseranschlüssewater connections
- 88th
- Beleuchtungseinheitlighting unit
- 99
- Spannrahmenclamping frame
- 1010
- Bedieneinheitoperating unit
- 1111
- Luftstromwächterairflow monitor
- 1212
- Differenzdrucksensordifferential pressure sensor
- 1313
- Temperaturfühlertemperature sensor
- 1414
- Touch Screentouch screen
- 1515
- Laminarisator-EinsatzLaminator insert
- 1616
- erste Zuluftzonefirst supply air zone
- 1717
- zweite Zuluftzonesecond supply air zone
- 1818
- elektrisches Stellventilelectric control valve
- 1919
- Wassermengenzählerwater meter
- 2020
- Vorfilter pre-filter
- ULUL
- Umgebungsluftambient air
- LSLS
- Luftschleierair curtain
- KSKS
- Kernströmungcore flow
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- US 4100847 [0004]US4100847 [0004]
- EP 1503149 A2 [0006]EP 1503149 A2 [0006]
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