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Die Erfindung betrifft eine lufttechische
Induktionsvorrichtung mit einem Primärlufteinlass, einem Raumlufteinlass,
einem Induktionsmittel mit Induktionszone, in die die Raumluft durch
Primärluftströmung eingesaugt
und mit der Primärluft
zu Mischluft vermischt wird, und mit einem Mischluftauslass.
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Derartige lufttechnische Induktionsvorrichtungen
sind bekannt. Sie werden mit zentral aufbereiteter Primärluft gespeist.
Die Primärluft
tritt in den Primärlufteinlass
ein und wird einem Induktionsmittel mit Induktionszone zugeführt. Durch
die Induktionswirkung wird durch einen Raumlufteinlass Raumluft angesaugt
und in der Induktionszone mit der Primärluft zu Mischluft gemischt.
Bevor die angesaugte Raumluft die Induktionszone erreicht, durchsetzt
sie zu Zwecken der Luftbehandlung einen Wärmetauscher. Der Wärmetauscher
wird beispielsweise mit kaltem Wasser betrieben, sodass die angesaugte Raumluft
gekühlt
und diese gekühlte
Luft dann mit der Primärluft
gemischt wird. Die Mischluft wird über einen Mischluftauslass
in den Raum geblasen. Diese bekannte Induktionsvorrichtung hat sich
zwar bewährt,
ist jedoch nicht für
alle in der Praxis vorkommenden Lüftungs- bzw. Klimatisierungsfälle uneingeschränkt einsetzbar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
lufttechnische Induktionsvorrichtung der eingangs genannten Art
zu schaffen, die effektiv und mit hohem Komfort auch bei relativ
kalter Primärluft
einfach und kostengünstig
einsetzbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass der Primärluft
eine Primärluft-Temperaturbehandlungseinrichtung,
insbesondere Primärluft-Heizung,
zugeordnet ist. Dieses Vorgehen stellt eine Abkehr von dem bisher
bekannten Prinzip dar, nämlich
Raumluft anzusaugen, lufttechnisch zu behandeln, mit Primärluft zu
mischen und dann als Mischluft wieder in den Raum auszublasen, da
die Erfindung nicht von einer Behandlung der angesaugten Raumluft,
sondern von einer dezentral erfolgenden Behandlung der Primärluft oder
vorbehandelten Primärluft
ausgeht. Insofern kann es sich bei der Primärluft insbesondere um Außenluft
oder um behandelte/aufbereitete Außenluft handeln. Die Primärluft – die eine
relativ niedrige Temperatur aufweisen kann – wird mittels der Primärluft-Heizung
auf den gewünschten
Wert erwärmt.
Die Erwärmung
erfolgt vorzugsweise derart, dass die erzielte Primärlufttemperatur
nach dem Heizvorgang niedriger als die Temperatur der mittels des
Induktionsmittels angesaugten Raumluft ist. In der Induktionszone
wird somit die zwar angewärmte,
jedoch dennoch relativ kühle
Primärluft
mit der angesaugten wärmeren
Raum luft zu Mischluft gemischt, die dann in den Raum als Zuluft eingelassen
wird. Grundsätzlich
ist es im Falle der erfindungsgemäßen Primärluftbehandlung möglich, diese
nicht zu heizen, sondern zu kühlen,
sofern die Temperaturverhältnisse
dies erfordern. Anstelle der Primärluft-Heizung ist dann eine
Primärluft-Kühleinrichtung
gesehen. Es ist im Betrieb auch möglich, die Heizung oder Kühlung der
Primärluft
nur bedarfsweise vorzunehmen, sodass auch Betriebsphasen möglich sind,
während
der der zum Beispiel kühlen,
nicht temperaturbehandelten Primärluft
warme Raumluft zugemischt und diese Mischluft als Zuluft in den Raum
mit angenehmer Temperatur eingeblasen wird.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung
ist vorgesehen, dass die Primärluft-Heizung
eine elektrische Heizeinrichtung ist. Diese kann mindestens einen
elektrischen Heizstab aufweisen. Bevorzugt ist die Primärluft-Temperaturbehandlungseinrichtung, insbesondere
die elektrische Heizeinrichtung bzw. der elektrische Heizstab, in
einem Düsenkasten
des Induktionsmittels angeordnet. Die ankommende Primärluft gelangt
somit in den Düsenkasten,
wird dort – im
Heizfalle – von
der Primärluft-Heizung
erwärmt bzw.
im Falle einer Kühlung
dort gekühlt
und tritt dann aus den am Düsenkasten
vorgesehenen Primärluftdüsen in die
Induktionszone aus. Dadurch entsteht dort ein Unterdruck, der dazu
führt,
dass Raumluft durch den Raumlufteinlass aus dem Raum angesaugt und
mit der temperaturbehandelten Primärluft gemischt wird. Die so
gebildete Mischluft wird über den
Mischluftauslass als Zuluft in den Raum geführt.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung
kann vorgesehen sein, dass – in
Strömungsrichtung
der Primärluft
gesehen – dem
Induktionsmittel ein von der Primärluft durchströmter Schalldämpfer vorgeordnet
ist. Zusätzlich
oder alternativ kann vorgesehen sein, dass – in Strömungsrichtung der Primärluft gesehen – dem Induktionsmittel
zur Einstellung des Primärluftstroms
ein Volumenstromregler vorgelagert ist. Sofern sowohl Schalldämpfer als
auch Volumenstromregler vorgesehen sind, wird – in Strömungsrichtung der Primärluft gesehen – bevorzugt
der Volumenstromregler stromaufwärts
zum Schalldämpfer angeordnet.
Mithin durchströmt
die in den Primärlufteinlass
eintretende Primärluft
zunächst
den Volumenstromregler, wo der Volumenstrom auf einen gewünschten
Wert eingestellt wird. Der so eingestellte Volumenstrom der Primärluft gelangt
dann durch den Schalldämpfer
und von dort in den Düsenkasten
des Induktionsmittels.
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Insbesondere kann eine Steuer- oder
Regelungseinrichtung für
das Steuern/Regeln der Primärluft-Temperaturbehandlungseinrichtung,
insbesondere der Heizeinrichtung, vorgesehen sein. Auf diese Art
und Weise lässt
sich die Ausblastemperatur der Mischluft steuern bzw. regeln, insbesondere
auf einen sehr komfortablen Wert einregeln.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung
ist vorgesehen, dass die Steuer- oder Regelungseinrichtung eine
elektrische Steuer- oder Regelungseinrichtung für die elektrische Primärluft-Temperaturbehandlungseinrichtung,
insbesondere elektrische Heizeinrichtung, bevorzugt den elektrischen
Heizstab, ist.
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Ein besonders montage- und auch wartungsfreundliches
Gerät ergibt
sich dann, wenn ein Gehäuse
vorgesehen ist, das aus mehreren Teilgehäusen zusammengesetzt ist. Insbesondere
sind zweiteilige Gehäuse
vorgesehen, wobei diese jeweils einen im Wesentlichen dreieckförmigen Querschnitt
aufweisen und in Betriebsposition derart einander zugeordnet sind,
dass das so gebildete, gesamte Gehäuse etwa eine Quaderform besitzt.
Dieses dann quaderförmige
Gehäuse
ist auf sehr einfache Art und Weise beispielsweise in die Decke
oder in den Boden eines Raumes einbaubar. Dadurch, dass die beiden
Teilgehäuse
den erwähnten
dreieckförmigen
Querschnitt aufweisen, können
bestimmte Komponenten der Induktionsvorrichtung auf die Teilgehäuse aufgeteilt werden,
sodass diese aufgrund der Aufteilung sehr gut und einfach zugänglich sind
und sich daher zum Beispiel sehr gut warten lassen. Werden die beiden Teilgehäuse nach
Beendigung der Arbeiten wieder einander zugeordnet, so wird dadurch
die Induktionsvorrichtung wieder funktionsfähig. Eine Demontage eines Teilgehäuses gestattet
somit den Zugriff zu den Gerätekomponenten
des entnommenen Gehäuses und
auch zu den Gerätekomponenten
des anderen, beispielsweise noch montierten Gehäuses.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass
in dem einen, ersten Teilgehäuse
der Volumenstromregler und der Schalldämpfer angeordnet sind und dass
das andere, zweite Teilgehäuse
das Induktionsmittel und die Primärluft-Temperaturbehandlungseinrichtung, insbesondere
Primärluft-Heizung,
aufnimmt. Bevorzugt weist das erste Teilgehäuse den Primärlufteinlass
auf. Insbesondere weist das zweite Teilgehäuse den Raumlufteinlass und
den Mischluftauslass auf.
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Alternativ kann auch vorgesehen sein,
dass nicht die Teilgehäuse
die erwähnte,
im Wesentlichen dreieckförmige
Querschnittsform aufweisen, sondern dass die gesamte Induktionsvorrichtung
sich aus mehreren Teilvorrichtungen zusammensetzt, wobei insbesondere
zwei Teilvorrichtungen vorgesehen sind. Diese sind jeweils derart
konstruiert, dass sie – im
Querschnitt gesehen – etwa
dreieckförmig
gestaltet sind, sodass auf diese Art und Weise bei ihrem Zusammenbau
ein etwa quaderförmiges
Gesamtgerät
entsteht. Dabei kann vorgesehen sein, dass in dem einen, ersten
Teilgerät
der Volumenstromregler und der Schalldämpfer angeordnet sind und dass
in dem anderen, zweiten Teilgerät
das Induktionsmittel und die Primärluft-Temperaturbehandlungseinrichtung,
insbesondere Primär-Heizung,
angeordnet sind. Das eine, erste Teilgerät weist bevorzugt den Primärlufteinlass
auf; das andere, zweite Teilgerät
ist mit Raumlufteinlass und Mischluftauslass versehen.
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Vorzugsweise bildet die lufttechnische
Induktionsvorrichtung einen Induktionsauslass. Alternativ ist es
auch möglich,
dass ein Induktionsgerät
vorliegt, das selbstverständlich
Ein- und Auslässe
aufweist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die lufttechnische
Induktionsvorrichtung als dezentrale Einrichtung ausgebildet ist.
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Vorzugsweise wird die Primärluft zentral
aufbereitet. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Primärluft eine
niedrige Temperatur, insbesondere eine unter der Raumlufttemperatur
liegende Temperatur aufweist. Diese niedrige Temperatur liegt vor, bevor
die Temperatur der Primärluft
durch die Primärluft-Heizung
beeinflusst wird. Insbesondere kann die Primärluft-Temperatur etwa im Bereich
von 4°C
bis 20°C,
vorzugsweise 6°C
bis 10°C,
insbesondere 8°C betragen.
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Die Primärluft wird vorzugsweise zentral
aufbereitet und zugeführt,
wobei der zentralen Bereitstellung eine Luftbehandlung zugeordnet
sein kann, um die Parameter der Primärluft im Hinblick auf die Temperatur
und Feuchte einzustellen. Alternativ kann auch vorgesehen sein,
dass es sich bei der Primärluft
um Außenluft
handelt.
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Die Zeichnungen veranschaulichen
die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
und zwar zeigt:
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1 eine
perspektivische Ansicht auf die Rückseite einer als Induktionsauslass ausbildeten lufttechnischen
Induktionsvorrichtung,
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2 die
Vorrichtung der 1 bei
abgenommenen Gehäuseteilen,
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3 eine
Seitenansicht auf die Induktionsvorrichtung, teilweise geöffnet,
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4 eine
Rückseitenansicht
gemäß 1, jedoch geöffnet,
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5 eine
Seitenansicht ähnlich
der Perspektive der 3,
jedoch mit weitestgehend entfernten Teilen,
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6 eine
perspektivische Frontansicht eines Teilgehäuses der Induktionsvorrichtung
der 1 und
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7 eine
Seitenansicht des Teilgehäuses der 6, teilweise geöffnet.
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Die 1 bis 7 zeigen jeweils in mehr
oder weniger schematisierter Darstellung eine lufttechnische Induktionsvorrichtung 1,
die als Induktionsauslass 2 ausgebildet und als dezentrale
Einrichtung 3 gestaltet ist. Die Induktionsvorrichtung 1 wird
beispielsweise in die abgehängte
Decke eines zu belüfteten/klimatisierenden
Raumes eines Gebäudes, Schiffes
oder dergleichen eingebaut, wobei der Einbau möglichst flächenbündig erfolgt, sodass die Vorrichtung
mit der abgehängten
Decke fluchtet. Insofern stellt die in den Figuren gezeigte Induktionsvorrichtung
eine Einbauvorrichtung dar.
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Die Induktionsvorrichtung 1 weist
gemäß 1 ein erstes Teilgehäuse 4 auf,
von der in der 1 eine
etwa dreieckförmige
Seitenwand 5, eine etwa rechteckförmige Stirnwand 6 und
eine rechteckförmige
Bodenwand 7 ersichtlich ist.
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Die Induktionsvorrichtung 1 weist – gemäß 1 – ferner ein zweites Teilgehäuse 8 auf,
wobei eine dreieckförmige
Seitenwand 9 und eine rechteckförmige Seitenwand 10 erkennbar
sind. In der 1 sind
beide Teilgehäuse 4 und 8 zusammengesetzt dargestellt,
es liegt dann die Betriebsposition vor.
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Gemäß 2 sind bei der sich daraus ergebenden
Darstellung der Induktionsvorrichtung 1 beim ersten Teilgehäuse 4 die
Stirnwand 6 und Bodenwand 7 entfernt, um einen
Einblick zu schaffen. Es wird deutlich, dass das erste Teilgehäuse 4 eine
im Wesentlichen rechteckförmige
Wand 11 besitzt, die im Hinblick auf die gesamte Induktionsvorrichtung 1 eine
schräggestellte
Zwischenwand 12 bildet. Die Zwischenwand 12 fluchtet
mit der Unterkante 13 der Seitenwand 5. Die gegenüberliegende
Randkante 14 der Wand 12 grenzt an eine rechteckförmige Trennwand 15,
die parallel und mit Abstand zur rechteckförmigen Seitenwand 10 verläuft und
dem zweiten Teilgehäuse 8 angehört. Zwischen
der Seitenwand 10 und der Trennwand 15 ist ein
Luftumlenkkanal 16 aufgrund ihres Abstandes zueinander
ausgebildet.
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Der 2 ist
zu entnehmen, dass die Seitenwand 5 einen Anschlussstutzen 17 aufweist,
der einen Primärlufteinlass 18 bildet.
An den Anschlussstutzen 17 wird eine nicht dargestellte
Primärluftleitung
angeschlossen. Die angelieferte, zentral aufbereitete Primärluft weist
eine konstante Temperatur von 8°C
auf. Es handelt sich somit um relativ kalte Primärluft, die aufgrund einer zentralen,
vorhandenen Luftaufbereitungseinrichtung, insbesondere auf einem
Schiff, zur Verfügung
steht. An den Primärluftanschluss 18 schließt sich
ein Volumenstromregler 19 an, der ein Stellorgan, insbesondere
eine Luftklappe, aufweist, die mittels einer Antriebseinrichtung 20 verstellbar
ist. Über
eine nicht dargestellte Regel- oder Steuereinheit, die selbsttätig sämtliche
Funktionen der Induktionsvorrichtung 1 überwacht und beeinflusst, lässt sich
mittels des Volumenstromreglers 19 der Volumenstrom der
Primärluft
auf gewünschte Werte
regeln, mit der Folge, dass hierüber
die Menge/der Volumenstrom der induzierten Raumluft steuerbar/regelbar
ist (hierauf wird nachstehend noch näher eingegangen). Die vom Volumenstromregler 19 kommende
Primärluft
gelangt anschließend
in einen Schalldämpfer 21,
von dem in der 2 nur
das Schalldämpferrohr
dargestellt wird, das ringsherum mit Dämmmaterial umgeben ist (nicht
ersichtlich). Das Dämmmaterial
kann sich alternativ in dem gesamten, noch freien Volumen zwischen
der Seitenwand 5, der Trennwand 15 und der Zwischenwand 12 sowie
der Bodenwand 7 befinden, wobei insgesamt – im Querschnitt
gesehen – eine
etwa dreieckförmige Kontur
vorliegt. Der Schalldämpfer 21 reicht
bis zur Trennwand 15. Dort tritt die Primärluft hindurch
und gelangt auf diese Art und Weise in den Luftumlenkkanal 16,
der zwischen der Seitenwand 10 und der Trennwand 15 ausgebildet
ist.
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Gemäß 4 ist zwischen der Seitenwand 9 des
zweiten Teilgehäuses 8 und
der Trennwand 15 im in der Figur hinteren Bereich des zweiten
Teilgehäuses 8 ein
Düsenkasten 22 angeordnet,
der an seiner Stirnseite 23 eine Vielzahl von Primärluftdüsen 24 aufweist,
die über
die gesamte Längenerstreckung
und auch mehrreihig angeordnet sind. Diese werden vorzugsweise in
Drucktechnik erzeugt, sodass nicht brennbare, gedrückte Metalldüsen vorliegen.
Der Düsenkasten 22 durchsetzt
die Trennwand 15 und ist dort zum Luftumlenkkanal 16 hin
offen, das heißt,
die in den Luftumlenkkanal 16 vom Schalldämpfer kommende,
eingeleitete Primärluft
wird im Luftumlenkkanal 16 umgelenkt und tritt dann stirnseitig
in den Düsenkasten 22 ein.
Im Düsenkasten 22 ist eine
Primärluft-Heizung 25 angeordnet,
die eine Primärluft-Temperaturbehandlungseinrichtung 44 bildet und
als elektrische Heizeinrichtung 26 ausgebildet ist sowie
von einem U-förmig
gebogenen Heizstab 27 (siehe 7)
gebildet wird. Der Heizstab 27 wird von einer sich im zweiten
Teilgehäuse 8 befindlichen,
in den Figuren nicht dargestellten elektrischen Steuer- oder Regelungseinrichtung
betrieben, die Teil der erwähnten
Regel- oder Steuer einheit ist und die die elektrische Heizleistung
entsprechend der gewünschten
Lufttemperaturaufheizung der Primärluft einregelt. Aus dem vorstehenden
wird deutlich, dass vom Luftumlenkkanal 16 kommende Primärluft in
den Düsenkasten 22 eintritt,
dort von der Primärluft-Heizung 25 erwärmt wird
und aus den zum vorderen Bereich der Induktionsvorrichtung 1 orientierten
Primärluftdüsen 24 austritt.
Die austretende, geheizte Primärluft
gelangt hierdurch – im
Innern der Induktionsvorrichtung 1 – in eine Induktionszone 28 und
erzeugt dort durch die Induktion einen Unterdruck, sodass Raumluft 29 angesaugt
wird. Diese Raumluft 29 durchsetzt den hinteren Bereich 30 einer
Lamellenstruktur 31 des zweiten Teilgehäuses 8. Die Lamellenstruktur 31 weist
sich über
die gesamte Länge
des zweiten Teilgehäuses 8 erstreckende
Lamellen 32 auf, wobei die Lamellenstruktur 31 etwa
parallel zur Bodenwand 7 des ersten Teilgehäuses 4 verläuft (die beiden
Teilgehäuse 4 und 8 befinden
sich in zusammengebauter Stellung, also in Betriebsposition). Die Raumluft 29 tritt
aufgrund der Induktionswirkung der einem Induktionsmittel 33 angehörenden Primärluftdüsen 24 in
die Induktionszone 28 ein und vermischt sich dabei mit
der aus den Primärluftdüsen 24 austretenden
Primärluft.
Die so gebildete Mischluft 35 strömt in den vorderen Bereich 34 der
Induktionsvorrichtung 1 und tritt durch die dort vorhandenen
Lamellen 32 als Mischluft 35 in den zu belüftenden/klimatisierenden
Raum aus. Die Mischluft 35 bildet somit eine Zuluft.
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Die erfindungsgemäße Induktionsvorrichtung kann
insbesondere als Klimatisierungssystem von Schiffskabinen verwendet
werden, wobei auf 8°C gekühlte Primärluft über die
Induktionsvorrichtung 1, nach entsprechender Mischung mit
wärmerer
Raumluft und gegebenenfalls erfolgender Beheizung, in die entsprechenden
Räume,
also Kabinen, geblasen wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist keinen
Wärmetauscher
auf. Um den Raumkomfort in der jeweiligen Kabine zu gewährleisten,
darf – wie
erwähnt – die Primärluft nicht
direkt mit 8°C
ausgeblasen werden, sondern sie wird mit Hilfe der Induktion durch
das Induktionsmittel 33 mit wärmerer Raumluft vermischt,
sodass die Ausblastemperatur deutlich angehoben wird. Wenn erforderlich,
wird die Primärluft
von der Primärluft-Heizung 25 zusätzlich erwärmt.
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Zur Vermeidung von Kondensatbildung
an oder in der Induktionsvorrichtung 1 sind die Teile des Induktionsauslasses 2,
die kalt werden und mit Raumluft in Berührung kommen, wärmeisoliert
ausgebildet. Um die Induktionsvorrichtung herum befindet sich ein
bauseits vorgesehener Kasten (in den Figuren nicht dargestellt),
der einen Brandschutz bietet und an diesen Stellen auch die Kondensation
verhindert. Zur Gewichtsreduktion werden einige Bauteile aus Aluminium
gefertigt. Die Lamellenstruktur 31 weist im mittleren Bereich
eine Kondensatwanne 36 als integralen, vorzugsweise herausnehmbaren
Bestandteil auf, wobei eventuell anfallendes Kondensat bis zu einer
gewissen Menge zum Beispiel direkt unterhalb der Primärluftdüsen 24 aufgefangen
werden kann.
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Aufgrund der Heizmöglichkeit
der Primärluft durch
die Primärluft-Heizung 25 ergibt
sich in Zusammenspiel mit der erwähnten elektrischen Steuer- oder
Regelungseinrichtung für
die elektrische Heizeinrichtung eine Regelungs- bzw. Steuerungsmöglichkeit
der Ausblastemperatur. Zur Sicherheit ist ein Temperaturbegrenzer
(nicht dargestellt) vorgesehen, der in einem Überhitzungsfall auslöst und insbesondere
von unten her durch die Lamellen 31 – ohne Abnahme der Lamellen – wieder
eingerastet werden kann. Durch die Einflussnahme auf den Primärluftvolumenstrom
mittels des Volumenstromreglers lässt sich die Induktionswirkung
und damit die angesaugte Raumluftmenge sowie schließlich die
Mischluftmenge regeln/steuern.
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Die 3 verdeutlicht
Bereiche 37 an der Innenseite des zweiten Teilgehäuses 8,
die mit Wärmeisolierung
versehen sind, um einer Kondensatbildung entgegenzuwirken. Eine
entsprechende Isolierung 38 ist auch der 7 zu entnehmen.
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Die 6 verdeutlicht
die Kondensatwanne 36 sowie einen Raumlufteinlass 39 für die durch
Induktion angesaugte Raumluft 29 und einen Mischluftauslass 40.
Raumlufteinlass 39 und Mischluftauslass 40 werden
von der Lamellenstruktur 31 gebildet.
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Die 1 bis 7 verdeutlichen, dass der
Induktionsauslass 2 im Wesentlichen zwei Teilgehäuse 4 und 8 aufweist,
die – im
Querschnitt betrachtet – et wa
dreieckförmige
Konturen aufweisen, wobei die beiden dreieckförmigen Konturen bei der Montage derart
miteinander verbunden werden, dass insgesamt eine etwa quaderförmige Struktur
entsteht.