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Die
Erfindung betrifft Anordnungen zur Beeinflussung und Behandlung
der Luft wenigstens eines Raumes durch sowohl Temperieren als auch
Ionisation der Zuluft.
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Bekannterweise
werden mit Ionisierungsapparaten die Raumluft und damit die Atemluft
behandelt. Dabei werden Bakterien und andere Keime abgetötet und
Großmoleküle in kleinmolekulare
Fragmente aufgespalten. Komplexe und große Moleküle sind unter anderem auch
Geruchsstoffe, so dass mit einer Luftionisation eine Geruchsbelastung
unterdrückt
werden kann. Es können
weiterhin sowohl sogar gesundheitlich schädliche Lastsituationen in der Raumluft
eliminiert als auch Mikroorganismen in der Luft wirksam reduziert
werden.
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In
Ionisationsapparaten werden elektrische Felder zwischen zwei Elektroden
mit Spannungspotenzialen ausgenutzt, um durch Gasentladungen Ionen
durch Stoßionisationen
zu erzeugen. Dazu werden bekannterweise Ionisierungsröhren in
Form von Glasröhren
eingesetzt, bei denen die Innenseite beschichtet und die Außenseite
elektrisch leitend sind. Dazu befinden sich bekannterweise vorzugsweise rohrförmige Metallgitter
auf der Außenseite
der Glasröhren,
so dass ein koaxialer Aufbau vorhanden ist. Wird eine für die Gasentladung
ausreichend hohe elektrische Spannung angelegt, bildet das Glas
der Wandung ein Dielektrikum, in dem ein großes elektrisches Feld vorhanden
ist. Die strömende
Luft wird mit Ionen angereichert. In der
DE 196 51 402 A1 (Apparat
zur physikalischen Aufbereitung von Luft, insbesondere von Atemluft)
werden Luftionisatoren flacher Bauart als Elektroden eingesetzt,
die beabstandet voneinander angeordnet sind.
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Ein
wesentlicher Nachteil dieser Anordnungen besteht darin, dass es
ab einer bestimmten Spannung zu einer Bildung von Ozon kommt, die
sich mit der Vergrößerung der
Spannung erhöht.
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In
der
DE 43 34 956 C2 (Verfahren
zur Luftbehandlung mit Ionen sowie Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens) sind ein Verfahren zur Luftbehandlung mit Ionen und
eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens beschrieben, wobei die Langzeitstabilität eines
Ionisationsapparates erhöht wird.
Dabei wird die Entladungsspannung so gesteuert, dass eine erhöhte Ozonerzeugung
nicht erfolgt. Wie bei unbelasteter natürlicher Luft wird technisch mit
dem vorbeschriebenen Verfahren und der vorbeschriebenen Vorrichtung
sichergestellt, dass ständig Sauerstoffionen
vorhanden sind. Mittels der verwendeten Sensoren, in Form eines
Luftqualitätssensors, eines
Luftströmungsfühlers und
eines Luftfeuchtefühlers
kann die Einhaltung dieser Mindestintensität in einem Lastbereich im Wesentlichen
eingehalten werden.
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Beim
Auftreten sowohl äußerer Störquellen wie
zum Beispiel bei Smog, einer Inversionswetterlage, Gewitter, äußere Energiefelder
als auch innerer Störquellen
durch den Betrieb elektrischer Geräte kann die Belastung an Ozon
in der Zuluft in unerwünschtem
Maß ansteigen
und zu einer Grenzwertüberschreitung
führen.
In der
DE 100 07 523
C2 (Verfahren zur Luftbehandlung mit Ionen sowie Vorrichtung
zur Durchführung
des Verfahrens) ist deshalb zusätzlich
ein Ozonsensor zur Bestimmung des Ozongehaltes ein Bestandteil dieser
Vorrichtung. Über
das Steuergerät
wird die Ionisationsleistung auch hinsichtlich des Ozongehalts so
gesteuert, dass sogar ein Ozonabbau gegeben ist.
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In
der
EP 1 078 205 B1 (Luftkühlelement, Verfahren
zu seinem Betrieb sowie Luftkühlanordnung)
wird ein Lüftkühlelement
mit einer Kammer die mindestens einen Lufteinlass aufweist und einseitig von
einer Kühlwand
begrenzt und im übrigen
im wesentlichen luftdicht verschlossen ist, beschrieben. Die Kühlwand besitzt über ihre
Fläche
verteilte Mikrolöcher.
Diese Lösung
ist nur für
das Temperieren eines Raumes vorgesehen. Weiterhin sind mehrere derartige
Kammern für
einen Raum notwendig, so dass zwischen benachbart angeordneten Kammern sichtbare
Fugen vorhanden sind. Damit sind derartig ausgebildete Decken insbesondere
für Wohnräume wenig
geeignet. Ein weiterer Nachteil stellen die Mikrolöcher dar,
wobei während
einer Beschichtung der Kühlwände diese
Mikrolöcher
nicht verschlossen werden dürfen.
Um das zu gewährleisten
sind aufwändige
Technologien notwendig, so dass derartige Kammern ökonomisch
nicht einfach realisierbar sind.
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Durch
die
US 5 259 553 A (interior
atmosphere control system) ist es bekannt, um die Zuluft zu temperieren,
eine Vorrichtung in der Zuluftleitung anzuordnen. Diese Vorrichtung
ist dazu mit einer Steuereinrichtung zusammengeschaltet. Eine Beeinflussung
der Luft hinsichtlich der Erhöhung
der Luftqualität
ist nicht vorgesehen.
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Die
DE 2 203 900 B (Luftverteilkanal)
ist ein Luftverteilkanal bekannt, der einen in seiner Längsrichtung
verlaufenden, eine Vielzahl von Austrittsöffnungen aufweisenden, seitlichen
Luftaustritt aufweist. Dabei soll die Luft trotz hoher Eintrittsgeschwindigkeiten
in den Kanal über
die gesamte Länge
des Austritts gleichmäßig verteilt
mit geringer Geschwindigkeit gleichmäßig verteilt austreten. Dazu weist
der Verteilkanal mehrere, mit Öffnungen
versehene und in Ausströmrichtung
hintereinander angeordnete Wände
auf, zwischen denen Turbulenzräume
liegen. Dabei ist der den ersten Turbulenzraum flankierenden Wand
ein Kanalabschnitt vorgelagert. Dadurch ist ein Luftkanal mit zwei
grundsätzlichen Kammern
in Form eines Kanals und von Turbulenzräumen vorhanden, deren Hohlräume über Öffnungen
miteinander verbunden sind. Weiterhin besitzt dieser Luftverteilkanal
eine dritte Kammer als Turbulenzraum. Bei einem Einsatz in einem
Raum wäre der
gesamte Luftverteilkanal an der Decke zu platzieren.
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Der
im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
wenigstens einen Raum komfortabel zu klimatisieren, wobei sowohl
eine hohe Luftqualität
als auch eine zugfreie und damit komfortable Lufteinführung in
den Raum gewährleistet
sind.
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Diese
Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
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Die
Anordnungen zur Beeinflussung und Behandlung der Luft wenigstens
eines Raumes durch sowohl Temperieren als auch Ionisation der Zuluft zeichnen
sich insbesondere durch die Gewährleistung
einer hohen Luftqualität
bei gleichzeitiger zugfreien und damit komfortablen Lufteinführung aus.
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Die
hohe Luftqualität
wird durch eine gesteuerte Ionisation der Zuluft des wenigstens
einen Raumes gewährleistet.
Die Steuerung dieser Ionisation basiert auf den Messungen
- – eines
ersten Luftqualitätssensors
in der Außenluftleitung
eines Luftaufbereitungsgerätes,
- – eines
Ozonsensors, eines Luftfeuchtefühlers und
eines Luftströmungsfühlers in
der Zuluftleitung zwischen Luftaufbereitungsgerät und dem wenigstens einen
Raum und
- – eines
zweiten Luftqualitätssensors
in der Umluftleitung zwischen dem wenigstens einem Raum und dem
Luftaufbereitungsgerät.
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Eine
Vorrichtung zum Lufttemperieren gewährleistet die Raumtemperatur,
wobei sowohl eine Heizung als auch eine Kühlung gegeben ist. Damit ist eine
Klimatisierung des wenigstens einen Raumes gewährleistet.
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Die
zugfreie und damit komfortable Lufteinführung basiert vorteilhafterweise
auf kammerartigen und ein Bestandteil des Raumes bildenden Einrichtungen,
die an die Zuluftleitung des wenigstens einen Raumes gekoppelt sind
und wobei eine die kammerartigen Einrichtungen und den Raum voneinander trennende
Wand die Konvektion der temperierten und durch Ionisation beeinflussten
Zuluft in den Raum gewährleistende Öffnungen
aufweist. Diese Öffnungen
sind so ausgeführt,
dass die temperierte und durch die Ionisation beeinflusste Luft
ohne für Menschen
spürbaren
Zug und ohne wahrnehmbare Geräusche
in den Raum strömen
kann. Dadurch erfolgt die Beeinflussung der Raumluft durch Strahlungswärme der
Fläche
mit den Öffnungen
und über Konvektion,
wobei durch die Öffnungen
als Mikroöffnungen/Mikroporen
eine hohe aber für
Personen im Raum nicht fühlund
wahrnehmbare Luftströmung
als laminarer Verdrängungsluftstrom
vorhanden ist. Dadurch ist vorteilhafterweise ein kompakter Verdrängungsstrom
der ionisierten Luft vorhanden. Das Mischungsverhältnis der
Raumluft und der Zuluft wird mit Injektion der Zuluft erreicht.
Die Luftströmung durch
diese Öffnungen
als Mikroöffnungen/Mikroporen
führt vorteilhafterweise
dazu, dass eine temperierte und beeinflusste Luftschicht an der
Wand in Richtung des Raumes vorhanden ist. Diese Luftströmung und
diese Luftschicht verhindert vorteilhafterweise, dass mit luftgetragenen
Partikeln versehene und feuchte Raumluft an die Wand mit den Öffnungen
gelangen kann. Sowohl das Ablagern und Ansammeln von Partikeln als
auch die Ausbildung eines das Wachstum biologischer Partikel unterstützendes Mikroklima
wird weitestgehend verhindert. Damit kann die erfindungsgemäße Anordnung über einen längeren Zeitraum
ohne Reinigung betrieben werden.
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Die
kammerartigen Einrichtungen sind in einer Ebene angeordnet, wobei
die in Richtung des Raumes angeordneten Kammerwände Durchbrüche aufweisen. Damit sind baulich
begrenzte und leicht montierbare Einheiten vorhanden, in denen weiterhin die
Zuluft ohne große
Druckunterschiede gleichmäßig verteilbar
ist. Die Durchbrüche
können
wesentlich größer als
die die Konvektion gewährleistenden Öffnungen
ausgeführt
sein, so dass eine ökonomische Herstellung
der kammerartigen Einrichtungen gegeben ist. Die die Konvektion
der Zuluft gewährleistenden Öffnungen
sind Bestandteile eines auf den Kammerwänden angeordneten Körpers. Damit
können insbesondere
fugenfreie und durchgängige
Wände realisiert
werden. Dabei wird vorteilhafterweise der Körper nach der Montage der kammerartigen
Einrichtungen aufgebracht oder angeordnet.
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Die
Querschnitte der Durchbrüche
als Öffnungen
der kammerartigen Einrichtungen sind kleiner oder gleich als die
Querschnitte der Öffnungen des
Körpers.
Dadurch ist kein Staudruck zwischen den kammerartigen Einrichtungen
und dem beabstandet dazu angeordneten Körper vorhanden.
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Vorteilhafterweise
besteht zwischen der Zuluft und der Raumluft eine hohe Temperaturdifferenz, so
dass dieser Vorgang und Zustand vorteilhaft unterstützt wird.
Gleichzeitig ist damit eine geringe Luftmenge zur Klimatisierung
notwendig. Dadurch können ökonomisch
günstig
auch mehrere Räume
an ein zentral angeordnetes System zur Luftbeeinflussung gekoppelt
werden. Damit eignet sich die erfindungsgemäße Anordnung insbesondere für Gebäude mit mehreren
Arbeits- und/oder Wohnräumen,
deren Raumhöhe
keinen Einfluss auf die Klimatisierung hat. Die Anordnung zeichnet
sich dabei weiterhin dadurch aus, dass diese auch nachträglich in
bestehende Gebäude
eingebaut werden kann.
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Ein
weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnungen besteht darin,
dass die Höhe
der Ionisationsleistung mindestens eines oder mehrerer Ionisationsapparate
mit der Steuereinrichtung so geregelt wird, dass bei Auftreten eines
zu hohen Wertes an Ozon dieses durch die Bildung freier Radikale
als auch natürlicher
Sauerstoffcluster als Zusammenballung elektrisch geladener Sauerstoffionen
zurückgeführt wird.
Dabei wird der Wert des Ozons in der Zuluft als Gemisch von Außen- und
Umluft durch den Ozonsensor gemessen. Über die mit dem Ozonsensor
verbundene Steuereinrichtung und darin festlegbare oder festgelegte
Grenzwerte wird der Ionisationsapparat so beeinflusst, dass eine
auf das Vorhandensein von Ozon zurückzuführende schädliche Wirkung auf im Raum
sich aufhaltende Personen weitestgehend vermieden wird. Die Steuereinrichtung liefert
für eine
tatsächlich
stabile und der Natur adäquate
Zuluftionisation, wobei ein vorgegebener Ozongrenzwert nicht überschritten
sowie bei einer Extremsituation Ozon eliminiert werden, optimierte Wechselimpulse,
die zu dem mindestens einen Ionisationsapparat geleitet werden.
Jeder Wechselimpuls ist eine volle Sinuskurve, die im Nulldurchgang, das
bedeutet beim Wechsel der Halbwellen, angeschnitten sind (Phasenanschnittsteuerung).
Die Frequenz wird dabei nicht verändert. Vorteilhafterweise werden
mehrere Wechselimpulse als mehrere Sinuskurven zu Paketen zusammengefasst.
Die Paketgröße und damit
die Anzahl der Wechselimpulse je Paket stellt eine Möglichkeit
dar, um die Luftionisation zu optimieren und gleichzeitig die Belastung
der elektrischen Stromversorgung der erfindungsgemäßen Anordnung
zu minimieren. Die Entladungsspannung bleibt dabei konstant, so
dass eine stabile Luftionisation gewährleistet wird. Damit ist insbesondere
eine gezielte Nutzung der Umluft gegeben, so dass insbesondere bei
hohen Temperaturen im Sommer und bei niedrigen Temperaturen im Winter
Energiekosten für das
Kühlen
oder Heizen eingespart werden.
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Ein
weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnungen besteht darin,
dass mit der Ionisation der Zuluft gasförmige flüchtige Kohlenwasserstoffe abgebaut,
die Oxidationsmöglichkeit
der Luft gesenkt und Mikroorganismen eliminiert werden.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis
10 angegeben.
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Über einen
Regler für
den Volumenstrom der Zuluft in der Zuluftleitung vor den kammerartigen
Einrichtungen oder einer der kammerartigen Einrichtungen nach der
Weiterbildung des Patentanspruchs 2 kann ein komfortables Klima
im Raum manuell eingestellt und automatisch beibehalten werden.
Insbesondere betrifft das die Temperatur im Raum. Dazu ist der Regler
für den
Volumenstrom und/oder die Steuereinrichtung und/oder eine weitere
Steuerinrichtung mit einem im Raum angeordneten Temperatursensor
verbunden. Über
ein verstellbares Element, das mit einer weiteren Steuereinrichtung und/oder
der Steuereinrichtung und/oder dem Regler verbunden ist, wird der
Volumenstrom entsprechend des gewählten Wertes geregelt. Das
Element ist dabei vorteilhafterweise entweder ein Potentiometer
als stufenlos verstellbarer Spannungsteiler oder ein Schalter in
Verbindung mit Widerständen
als in Stufen verstellbarer Spannungsteiler.
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Ein
flexibler bahnenförmiger
Körper,
der die kammerartigen Einrichtungen überspannt, nach der Weiterbildung
des Patentanspruchs 3 führt
vorteilhafterweise dazu, dass einfach eine durchgehende Decke realisierbar
ist. Unterbrechungen oder Abschnitte sind nicht sichtbar. Der flexible
bahnenförmige
Körper
ist leicht als Ganzes abnehm- oder austauschbar, so dass dieser
leicht gereinigt werden kann. Mit einem Austausch kann auch die Ästhetik
des damit ausgerüsteten
Raumes leicht geändert
werden. Mit einem beabstandet zu den kammerartigen Einrichtungen
angeordneten flexiblen bahnenförmigen
Körper
können
weiterhin leicht Unebenheiten sowohl der Decke als auch der kammerartigen
Einrichtungen ausgeglichen werden.
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Die
kammerartigen Einrichtungen führen vorteilhafterweise
dazu, dass ein weitestgehend gleichmäßiges Temperieren oder Beeinflussen
der Raumluft insbesondere auch bei großflächigen Räumen erfolgen kann. Dazu strömt die temperierte
und beeinflusste Zuluft in diese Einrichtungen und über die Öffnungen
oder auch als Mikroöffnungen
des flexiblen bahnenförmigen
Körpers
in den Raum. Vorteilhafterweise kann diese Zuluft durch geeignete
Einbauten in den kammerartigen Einrichtungen auch verwirbeln.
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Dadurch
erfolgt die Beeinflussung der Raumluft durch Strahlungswärme der
Fläche
mit den Öffnungen
und über
Konvektion, wobei durch die Öffnungen
auch als Mikroöffnungen/Mikroporen
eine hohe aber für
Personen im Raum nicht fühl-
und wahrnehmbare Luftströmung
vorhanden ist. Das Mischungsverhältnis
der Raumluft und der Zuluft kann mit der Injektion der Zuluft erreicht
werden. Die Luftströmung
durch diese Öffnungen
als Mikroöffnungen/Mikroporen
führt vorteilhafterweise
dazu, dass eine temperierte und beeinflusste Luftschicht an der Wand
in Richtung des Raumes vorhanden ist. Diese Luftströmung und
diese Luftschicht verhindert vorteilhafterweise, dass mit luftgetragenen
Partikeln versehene und feuchte Raumluft an die Wand mit den Öffnungen
gelangen kann. Sowohl das Ablagern und Ansammeln von Partikeln als
auch die Ausbildung eines das Wachstum biologischer Partikel unterstützendes
Mikroklima wird weitestgehend verhindert. Damit kann die erfindungsgemäße Deckenanordnung über einen
längeren
Zeitraum ohne Reinigung eingesetzt werden.
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Die
Deckenanordnung zeichnet sich dabei vorteilhafterweise weiterhin
dadurch aus, dass diese auch nachträglich in bestehende Gebäude leicht
eingebaut werden kann.
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Nach
der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 ist der flexible bahnenförmige Körper eine aus
Kunststoff bestehende Folie oder besteht aus Faserstoffen. Dabei
ist der flexible bahnenförmige Körper ein
Gewebe, ein Gewirk, ein Gestrick oder ein Vlies mit den Mikroöffnungen.
Derartige Körper
sind auch bekannte Textilien.
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Derartige
Körper
können
insbesondere auch unterschiedlich farbig ausgestaltet sein, so dass gleichzeitig
dieser Körper
ein Dekorationselement des Raumes ist.
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Um
den Brandschutz in Gebäuden
zu gewährleisten,
besteht nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 der Körper oder
der flexible bahnenförmige
Körper
aus einem schwer oder nicht entflammbaren Material.
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Eine
günstige
Realisierung zur Bestimmung der Höhe der Ionisationsleistung
des Ionisationsapparates, wobei die Ionisation durch elektrische
Entladung an Ionisationsröhren
oder an Koronaentladungsröhren
erfolgt, ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 durch
die Messungen insbesondere der Belastung der Außenluft mit flüchtigem
Kohlenwasserstoff mit dem ersten Luftqualitätssensor, der Strömungsgeschwindigkeit
oder des Volumenstroms der zu behandelnden Luft mit dem Luftströmungsfühler, der
relativen Luftfeuchte der zu behandelnden Luft mit dem Luftfeuchtefühler, den
Gehalt an Ozon in der Zuluft mit dem Ozonsensor und der oxidierbaren
Luftbestandteile der Abluft und/oder Umluft mit dem zweiten Luftqualitätssensor
gegeben.
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Der
Ionisationsapparat wird nach der Weiterbildung des Patentanspruchs
7 so betrieben, dass eine Mindestintensität an Sauerstoffionen entsprechend
natürlichen
Verhältnissen
gewährleistet
ist. Dazu wird der Ionisationsapparat ständig betrieben, so dass die
dem Raum zuströmende
Luft ständig
beeinflusst wird. Bei sich plötzlich ändernden
Bedingungen, zum Beispiel durch viele Raucher im Raum oder stark
wirkende Reinigungsmittel oder sich erhöhenden Belastungen der Außenluft,
ist die Zeitkonstante bis zu einer wirkungsvollen Ionisation wesentlich
geringer, so dass die Raumluft schneller positiv beeinflusst oder
sofort neutralisiert wird.
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Die
Ionisationsleistung des wenigstens einen Ionisationsapparates wird
nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 so gesteuert, dass
diese bei sich erhöhenden
Anteilen an flüchtigen
Kohlenwasserstoffen und/oder Steigerung der Luftgeschwindigkeit
und/oder Steigerung der relativen Luftfeuchte und/oder erhöhenden Anteil
an oxidierbaren Luftbestandteilen steigt. Damit ist sichergestellt,
dass sich bei verschlechternden Eigenschaften der Luftqualität im Raum
weitestgehend unbelastete Zuluft durch den vorgebenen Luftwechsel
und der optimierten Intensität
in den Raum oder eine Aufenthaltszone gelangt.
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Eine
günstige
Steuerung des Ionisationsapparates ist nach der Weiterbildungen
des Patentanspruchs 9 über
eine zeitlich anliegende periodische Wechselspannung gegeben.
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Dabei
wird der Ionisationsapparat mit einem Wechselimpuls, Wechselimpulsen
oder zu Paketen zusammengefassten Wechselimpulsen einer zur Verfügung stehenden
periodischen Wechselspannung beaufschlagt. Vorteilhafterweise ist
die optimierte Entladungsspannung dabei konstant.
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Durch
die Weiterbildung des Patentanspruchs 10 wird der Anteil an Ozon
so gesenkt, dass die gewünschten
und vorgegebenen Grenzwerte eines komfortablen Klimas im Raum gewährleistet
werden. In einem ersten Bereich wird dazu die Leistung des Ionisationsapparates
gesenkt. Steigt der Wert des Ozongehalts der Zuluft trotz der Absenkung
der Luftionisation, so ist mindestens eine externe Ozonquelle vorhanden.
In diesem Fall wird automatisch ein Modus zum Abbau des Ozones durch
die Steuereinrichtung geschaltet. Werden die vorgegebenen Grenzwerte
wieder erreicht, wird der Ionisationsapparat wieder auf Normalbetrieb
geschaltet. Dabei wird das Energieniveau des Ozons so verändert, dass
es zerfällt.
Die Werte zur Signalisierung werden so gewählt, dass genügend Reaktionssicherheit
besteht.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine
prinzipielle und schematische Darstellung einer Anordnung zur Beeinflussung
und Behandlung der Luft wenigstens eines Raumes,
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2 eine
prinzipielle Darstellung eines Wechselimpulses zur Steuerung eines
Ionisationsapparates der Anordnung,
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3 eine
Deckenanordnung für
einen temperierbaren Raum und/oder für die Beeinflussung der Eigenschaften
der Luft eines Raumes in einer prinzipiellen Teilansicht in einer
Ecke des Raumes,
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4 eine
Spann- und Befestigungseinrichtung zum lösbaren Spannen eines flexiblen
bahnenförmigen
Körpers,
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5 Bestandteile
einer Spann- und Befestigungseinrichtung zum lösbaren Spannen eines flexiblen
bahnenförmigen
Körpers
in ihrem Profil und
-
6 eine
weitere Spann- und Befestigungseinrichtung zum lösbaren Spannen eines flexiblen
bahnenförmigen
Körpers.
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Eine
Anordnung zur Beeinflussung und Behandlung der Luft wenigstens eines
Raumes 4 ist im wesentlichen eine Kombination von Einrichtungen sowohl
zum Temperieren als auch zur Ionisation der Zuluft des wenigstens
eines Raumes 4.
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In
der Außenluftleitung 7 eines
Luftaufbereitungsgerätes 1 befindet
sich ein erster Luftqualitätssensor 12.
In der Zuluftleitung 8 zwischen dem Luftaufbereitungsgerät 1 und
dem wenigstens einem Raum 4 sind mindestens ein Ionisationsapparat 2, ein
Ozonsensor 13, ein Luftfeuchtefühler 14, ein Luftströmungsfühler 15 und
wenigstens eine Vorrichtung 3 zum Lufttemperieren eingeschaltet.
An die Zuluftleitung 8 sind mehrere kammerartige und ein
Bestandteil des Raumes 4 bildende Einrichtungen 5 angekoppelt.
An die Abluftleitung 9 des wenigstens einen Raumes 4 schließt sich
sowohl eine nach außen endende
Fortluftleitung 10 als auch eine mit dem Luftaufbereitungsgerät 1 verbundene
Umluftleitung 11 an. In der Umluftleitung 11 ist
ein zweiter Luftqualitätssensor 16 angeordnet.
Der erste Luftqualitätssensor 12,
der Ozonsensor 13, der Luftfeuchtefühler 14, der Luftströmungsfühler 15 und
der zweite Luftqualitätssensor 16 sind
mit wenigstens einer Steuereinrichtung 6 zusammengeschaltet.
Die Steuereinrichtung 6 ist weiterhin mit dem Ionisationsapparat 2 und
der Vorrichtung 3 zum Lufttemperieren verbunden. In der
Zuluftleitung 8 vor der oder einer ersten kammerartigen
Einrichtung 5 ist ein Regler 17 für den Volumenstrom
der Zuluft eingeschalten. Der Antrieb des Stellelementes des Reglers 17 ist
weiterhin mit der Steuereinrichtung 6 und/oder einer weiteren Steuereinrichtung
für die
Raumtemperatur zusammengeschaltet.
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Die 1 zeigt
eine derartige Anordnung zur Beeinflussung und Behandlung der Luft
wenigstens eines Raumes 4 in einer prinzipiellen und schematischen
Darstellung.
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Die
Vorrichtung 3 zum Lufttemperieren ist eine bekannte Heizeinrichtung
und/oder Kühleinrichtung
für Luft.
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Mehrere
kammerartige Einrichtungen 5 sind in einer Ebene an der
Decke des Raumes 4 angeordnet. Die Hohlräume der
kammerartigen Einrichtungen 5 sind über Rohrleitungen miteinander
so verbunden, dass über
die Zuluftleitung 8 nach der Vorrichtung 3 zum
Lufttemperieren die Zuluft in diese kammerartigen Einrichtungen 5 strömen kann.
Die in Richtung des Raumes weisenden Kammerwände der Einrichtungen 5 besitzen
mehrere Öffnungen,
im folgenden als Durchbrüche
bezeichnet. An oder beabstandet zu diesen Kammerwänden ist
ein Körper 18 angeordnet,
der die Konvektion der temperierten und durch Ionisation beeinflussten
Zuluft in den Raum 4 gewährleistende Öffnungen
aufweist. Diese Kammerwände
und der lose angeordnete Körper 18 sind
eine Wand des Raumes 4 und bilden damit eine Zwischendecke
des Raumes 4. Die Öffnungen
als Mikroöffnungen
oder Mikroporen insbesondere in einer Ausführungsform als textile Materialien/Faserstoffen
sind in ihren Abmessungen wesentlich kleiner als die Durchbrüche in den
Kammerwänden
der kammerartigen Einrichtungen 5. In einer anderen Ausführungsform
können
die Querschnitte der Durchbrüche auch
gleich oder größer der
Querschnitte der Öffnungen
ausgebildet sein. Der Körper 18 besteht
entweder aus Faserstoffen und ist ein Gewebe, ein Gewirk, ein Gestrick
oder ein Vlies oder ist eine Folie aus Kunststoff oder besteht aus
einem Verbundmaterial als Kombination der genannten Materialien.
Die kammerartigen Einrichtungen 5 sind an der Decke des Raumes 4 befestigt.
Der Körper 18 ist
lösbar
so gespannt, dass die Kammerwände
mit den Durchbrüchen
der kammerartigen Einrichtungen 5 lose entweder direkt
am Körper 18 anliegen
oder korrespondierend beabstandet zum Körper 18 angeordnet
sind. Der Körper 18 besteht
weiterhin aus einem schwer oder nicht entflammbaren Material.
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Die
Höhe der
Ionisationsleistung des Ionisationsapparates 2, wobei die
Ionisation durch elektrische Entladung an Ionisationsröhren oder
an Koronaentladungsröhren
erfolgt, wird in Abhängigkeit
der Messungen
- – insbesondere der Belastung
der Außenluft
mit flüchtigem
Kohlenwasserstoff mit dem ersten Luftqualitätssensor 12,
- – des
Gehaltes an Ozon in der Zuluft mit dem Ozonsensor 13,
- – der
relativen Luftfeuchte der zu behandelnden Luft mit dem Luftfeuchtefühler 14,
- – der
Strömungsgeschwindigkeit
oder des Volumenstroms der zu behandelnden Luft mit dem Luftströmungsfühler 15 und
- – der
oxidierbaren Luftbestandteile der Abluft und/oder Umluft mit dem
zweiten Luftqualitätssensor 16 über die
Steuereinrichtung 6 automatisch eingestellt.
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Dazu
werden in der Steuereinrichtung 6 die aus den Messungen
gewandelten Signale von dem ersten Luftqualitätssensor 12, dem Ozonsensor 13, dem
Luftfeuchtefühler 14,
dem Luftströmungsfühler 15 und
dem zweiten Luftqualitätssensors 16 so
miteinander verknüpft,
dass die Steuereinrichtung 6 eine situationsgerechte Leistung
in Form von Wechselimpulsraten oder mehreren zu Paketen zusammengefassten
Wechselimpulsraten an den Ionisationsapparat 2 abgibt,
wenn eine höhere
Luftmenge und/oder ein größere relative
Luftfeuchte und/oder eine größere Raumluftbelastung
mit flüchtigen
Kohlenwasserstoffen – vaporous
organic compounds (VOC) – oder
ein größeres Oxidationspotenzial
der Außenluft
auftritt oder auftreten. Dabei erfolgt eine Vergrößerung der
Wechselimpulsraten oder der Anzahl zu Paketen zusammengefasster
Wechselimpulsraten. In der Steuereinrichtung erfolgt dazu
- – eine
Wichtung der einzelnen Parameter und eine Verknüpfung als Summe der einzelnen
Parameter,
- – eine
Verknüpfung
als Produkt aus den einzelnen Beträgen der Parameter oder
- – eine
andere mathematische Behandlung, so dass der Ionisationsapparat 2 mit
einer optimalen Leistung betrieben wird.
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Der
Ionisationsapparat 2 wird mit zeitlichen Folgen einer periodischen
Wechselspannung gleicher oder annähernd gleicher Amplitude betrieben. Die
kleinste Einheit der Folge ist dabei eine Periode der periodischen
Wechselspannung als ein Wechselimpuls 19 (Darstellung in
der 2).
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Nichtbenötigte Perioden
der periodischen Wechselspannung werden abgeführt. Dadurch wird gewährleistet,
dass die Spannung bei der Entladung konstant bleibt. Die periodische
Wechselspannung besitzt dabei eine Frequenz, die der jeweils bereitgestellten
Frequenz des Netzes zur Energieversorgung entspricht, so dass ein
Frequenzwandler nicht notwendig ist. Eine stabile Luftionisation
und damit eine optimale Wirkungsweise, dass heißt ein hoher Anteil von positiv
und negativ geladenen Sauerstoffionen mit einem hohen Bindungsbestreben – z. B.
mit dem VOC-Anteil der Luft und mit einem minimalen Anteil von Radikalen
in der Luft, wird nur mit einer definierten Entladungsspannung erzeugt.
Diese muss weitestgehend konstant gehalten werden, so dass ein Toleranzfeld
eingehalten wird. Mit der Darstellung in der 2 wird nachfolgend
das Verhalten der Entladung beim Ändern der Entladungsspannung
beim Überschreiten
der Grenze 20 und Unterschreiten der Grenze 21 des
Toleranzfeldes zwischen Grenzen 20, 21 einer optimalen
Entladungsspannung beschrieben. Wird die Grenze 20 durch
Anheben der Spannung des Ionisationsapparates 2 überschritten,
wird progressiv die Ozonbelastung in der Zuluft ansteigen. Wird
die Entladungsspannung dagegen unterhalb der Grenze 21 gesenkt,
so ergibt sich ein Arbeitsfeld der Luftionisation, welche durch
eine spontane Entladung (Puffereffekt) gekennzeichnet ist, wobei
ebenfalls unerwünschte
Sauerstoffradikale oder Ozon freigesetzt werden. Es wird daher eine
definierte Entladungsspannung im Prozess konstant gehalten. Eine
situationsgerechte und stabile Luftionisation wird durch eine entsprechende
Aktivierung der im Nulldurchgang angeschnittenen Sinuskurve der
definierten Wechselspannung erzielt. Dabei ist eine derartige Sinuskurve
ein jeweiliger Wechselimpuls 19, der den Ionisationsapparat 2 in
Funktion setzt. Zur weiteren Optimierung der Wirkungsweise der Luftionisation
ist die Steuereinrichtung 6 so ausgelegt, dass zusätzlich die
Wechselimpulsraten zu sinnvollen Paketen oder Mengen bestimmter
Anzahl von Wechselimpulsen zusammengefasst werden können.
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Die
Signale des Ozonsensors 13 werden wie folgt ausgewertet
oder im Prozess genutzt:
- – von 0 bis 0,06 ppm Ozon-Anteil
im Zuluftstrom keine Einflussnahme,
- – größer/gleich
0,06 ppm Ozon-Anteil Absenkung der momentanen Ionisationsleistung
auf 50%,
- – bei
weiterem Anstieg des Ozon-Anteils liegt eine externe Ozonquelle
vor und es werden die beschriebene Maßnahme zum Abbau des Ozons eingeleitet.
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Der
Betrieb erfolgt weiterhin so, dass ständig eine Ionisation erfolgt,
auch wenn extrem niedrige Prozessdaten vorliegen, wobei der erste
Luftqualitätssensor 12,
der Ozonsensor 13, der Luftfeuchtefühler 14, der Luftströmungsfühler 15 und
der zweite Luftqualitätssensor 16 signalisieren,
dass an sich keine Ionisation erfolgen müsste. Dabei wird dem adäquaten Natureffekt
entsprochen.
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Während des
Betriebs der Vorrichtung wird über
die Fortluftleitung 10 nur eine geringe Menge an Fortluft
abgeführt,
der eine entsprechende Menge an Außenluft gegenübersteht,
die dann über
die Außenluftleitung 7 zugeführt wird.
Damit ist eine gezielte Nutzung der Umluft zum Zweck der Energieeinsparung
erreichbar.
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Zur
Optimierung der erforderlichen Energie ist vorteilhafterweise ein
ständig
angepasstes Verhältnis
von Außenluft
und Umluft möglich.
Dieses Verhältnis
ist unter anderem abhängig
von der Außenlufttemperatur,
des CO2-Gehaltes der Raumluft, Änderung
der Raumtemperatur oder der Änderung der
Raumenthalpie.
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Das
Stellelement des Reglers 17 für den Volumenstrom der Zuluft
in der Zuluftleitung 8 vor der oder einer ersten kammerartigen
Einrichtung 5 kann sowohl mit der Steuereinrichtung 6 und/oder
einer weiteren Steuereinrichtung für die Raumtemperatur zusammengeschaltet
sein. Im letzteren Fall kann eine Anordnung zur Beeinflussung und
Behandlung der Zuluft vorteilhafterweise mit einer bereits installierten
und damit vorhandenen Anordnung zum Temperieren der Raumluft zur
erfindungsgemäßen Anordnung
kombiniert werden.
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Eine
Deckenanordnung für
eine erfindungsgemäße Anordnung
zur Beeinflussung und Behandlung der Luft wenigstens eines Raumes 4 durch
sowohl Temperieren als auch Ionisation der Zuluft besteht in einer
Ausführungsform
im wesentlichen aus mehreren in einer Ebene angeordneten und kammerartig
ausgeführten
Einrichtungen 5, einem flexiblen bahnenförmigen Körper 26 mit Öffnungen
auch als Mikroöffnungen
und einer Spann- und Befestigungseinrichtung zum lösbaren Spannen
des flexiblen bahnenförmigen
Körpers 26.
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Die 3 zeigt
eine Deckenanordnung für einen
temperierbaren Raum 4 und/oder für die Beeinflussung der Eigenschaften
der Luft eines Raumes 4 in einer prinzipiellen Teilansicht.
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Die
kammerartigen Einrichtungen 5 sind mit Vorrichtungen 23 an
der Decke 22 des Raumes 4 so befestigt, dass die
Deckenfläche
weitestgehend vollständig
ausgefüllt
ist. Derartige Vorrichtungen 23 sind bekannt, wobei in
der 3 nur eine prinzipielle Darstellung gezeigt ist.
Die in Richtung des Raumes 4 angeordnete Kammerwände 24 der
kammerartigen Einrichtungen 5 weisen über die Fläche verteilt Durchbrüche auf.
Weiterhin besitzen diese Flächen festgelegte
Abmessungen, so dass Räume 4 mit
verschiedenen Flächen
leicht mit diesen kammerartigen Einrichtungen 5 versehen
werden können.
Vorteilhafte Abmessungen sind dabei jeweils bis 60 × 60 cm2. Die Hohlräume 25 der kammerartigen
Einrichtungen 5 sind über
Rohrleitungen miteinander verbunden, wobei eine Rohrleitung als
Anschluss für
alle kammerartigen Einrichtungen 5 nach außen endet.
Dadurch können
eine Vorrichtung zur Beeinflussung und Behandlung von Zuluft und/oder
eine Vorrichtung zum Temperieren von Zuluft angeschlossen werden.
Die kammerartigen Einrichtungen 5 bestehen vorzugsweise
aus einem Metallblech oder einem Kunststoff.
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Unter
diesen kammerartigen Einrichtungen 5 befindet sich der
flexible bahnenförmige
Körper 26 in einer
Spann- und Befestigungseinrichtung, der damit die Kammerwände 24 mit
den Durchbrüchen überspannt.
Die Mikroöffnungen
ermöglichen
die Konvektion von temperierter und/oder beeinflusster Zuluft.
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Die
Querschnitte der Durchbrüche
als Öffnungen
der kammerartigen Einrichtungen 5 sind kleiner oder gleich
oder größer der
Querschnitte der Öffnungen
des flexiblen bahnenförmigen Körpers 26. Insbesondere
bei gegenüber
den Durchbrüchen
größeren Öffnungen
entsteht vorteilhafterweise zwischen den kammerartigen Einrichtungen 5 und
dem flexiblen bahnenförmigen
Körper 26 durch
die strömende
ionisierte Luft kein Staudruck und keine dadurch hervorgerufene
Unebenheiten.
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Für die Spann-
und Befestigungseinrichtung sind mehrere Profilkörper 27 zu einen Rahmen
angeordnet (Darstellung in der 4). Der
Profilkörper 27 selbst
besitzt vier durch drei Trennwände
voneinander getrennte Hohlräume 33, 34, 35, 36 (Darstellung in
der 5). Zwei rechtwinklig zueinander angeordnete Körperwände des
Profilkörpers 27 weisen
in Längsrichtung
jeweils eine erste durchgehende Öffnung 31 und
eine zweite durchgehende Öffnung 32 auf.
Dadurch sind der erste Hohlraum 33 über die erste Öffnung 31 und
der zweite Hohlraum 34 über die
zweite Öffnung 32 von
außen
zugänglich.
Die Breiten der ersten Öffnung 31 und
der zweiten Öffnung 32 sind
kleiner als die jeweilige Abmessung des ersten Hohlraumes 33 und
zweiten Hohlraumes 34 jeweils in dieser Richtung (Darstellung
in der 5). Der dritte Hohlraum 35 und der vierte
Hohlraum 36 sind in ihren Umfang jeweils abgeschlossen.
In den Endenbereichen der Profilkörper 27 sind die Endenbereiche
von Eckelementen 30 platziert, so dass in einfacher Weise
ein Rahmen realisierbar ist (Darstellung in der 4).
Der Rahmen mit den Profilkörpern 27 ist
so ausgeführt,
dass die ersten Öffnungen
in Richtung der Decke 22 des Raumes 4 und die
zweiten Öffnungen 32 nach
außen
weisen.
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In
den zweiten Öffnungen 32 befindet
sich ein erstes Einspreizmittel als Spannprofilkörper 28. Dieser besteht
aus einem plattenförmigen
Körper
mit zwei beabstandeten Schenkeln. Jeder der Schenkel weist zwei
winklig zueinander angeordnete Teilschenkel aus, wobei die Eckbereiche
voneinander weg weisen. Der Abstand der Schenkel ist kleiner als die
Breite der zweiten Öffnung 32 und
der Abstand der winklig zueinander angeordneten Teilschenkel ist größer als
die Breite der zweiten Öffnung 32.
Die Schenkel befinden sich weitestgehend im montierten Zustand des
Spannprofilkörpers 28 im
zweiten Hohlraum 34. Die Endenbereiche des flexiblen bahnenförmigen Körpers 26 befinden
sich im gespannten Zustand an den Spannprofilkörpern 28 und bereichsweise
zwischen Oberflächen
der Profilkörper 27 und den
Spannprofilkörpern 28.
Die Längen
des Spannprofilkörpers 28 und
des Profilkörpers 27 sind
vorzugsweise gleich. Die 5 zeigt unter anderem einen
Profilkörper 27,
einen flexiblen bahnenfdrmigen Körper 26 im
gespannten Zustand und einen Spannprofilkörper 28 als Schnittdarstellung.
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Im
gespannten Zustand überspannt
der flexible bahnenförmige
Körper 26 die
der Oberfläche mit
den ersten Öffnungen 31 gegenüberliegenden Oberflächen der
Profilkörper 27.
Damit ist eine rahmenlose Fläche
des flexiblen bahnenförmigen
Körpers 26 für die Montage
an Elementen an der Decke 22 des Raumes 4 vorhanden.
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Die äußeren Bereiche
der durch den flexiblen bahnenförmigen
Körper 26 überspannten
Oberflächen
der Profilkörper 27 sind
schräg
angeordnet, wobei jeweils die Körperwand
des Profilkörpers 27 mit
der zweiten Öffnung 32 und
der schräg
angeordnete Wandbereich einen Winkel kleiner 90° einschließen. Damit ist sichergestellt,
dass die die Profilkörper 27 überspannenden
Bereiche des flexiblen bahnenförmigen
Körpers 26 weitestgehend
nicht an den Profilkörpern 27 anliegen.
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In
den ersten Öffnungen 31 und
den ersten Hohlräumen 33 der
Profilkörper 27 befinden
sich zweite Einspreizelemente als Befestigungsprofilkörper 29.
Diese Befestigungsprofilkörper 29 sind
an der Decke 22 des Raumes 4 befestigten Elementen
in Form des Rahmens befestigt, wobei die Abmessungen jeweils korrespondierend
gleich sind. In den 4 und 5 sind der
Rahmen mit dem flexiblen bahnenförmigen
Körper 26 und
die Befestigungsprofilkörper 29 voneinander
getrennt dargestellt. Ein Befestigungsprofilkörper 29 besteht aus
einem plattenförmigen
Körper
mit zwei beabstandeten Schenkeln. Jeder der Schenkel weist zwei
winklig zueinander angeordnete Teilschenkel und einen parallel zum
plattenförmigen
Körper
angeordneten dritten Teilschenkel auf, wobei die Eckbereiche des
ersten und des zweiten Teilschenkels voneinander weg weisen. Der Abstand
der Schenkel ist kleiner/gleich der Breite der ersten Öffnung 31 und
der Abstand der winklig zueinander angeordneten Teilschenkel ist
größer als
die Breite der ersten Öffnung 31.
Die Schenkel befinden sich im montierten Zustand des Befestigungsprofilkörpers 29 im
ersten Hohlraum 33, so dass der plattenförmige Körper des
Befestigungsprofilkörpers 29 und
die Körperwandung
des Profilkörpers 27 eine Ebene
bilden. Der dritte Teilschenkel dient der Erhöhung der Stabilität des Befestigungsprofilkörpers 29.
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Die
Befestigung der Befestigungsprofilkörper 29 erfolgt vorteilhafterweise
mittels Schrauben. Die Einspreizmittel als Spannprofilkörper 28 und
Befestigungsprofilkörper 29 bestehen
vorzugsweise aus einem Kunststoff und der Profilkörper 27 aus
einem Leichtmetall insbesonders Aluminium.
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Eine
weitere Spann- und Befestigungseinrichtung ist in einer weiteren
Ausführungsform
ein federnder Klemmmechanismus 39 (Darstellung in der 6).
Dabei befindet sich der Endenbereich des Körpers 18 als eine
bei Erwärmung
sich ausdehnende Folie 37 aus Kunststoff
- – im Klemmmechanismus 39 oder
- – zwischen
sowohl dem Klemmmechanismus 39 als auch einer Wand einer
Rahmenanordnung 40 oder
- – zwischen
sowohl dem Klemmmechanismus 39 als auch einer Wand des
Raumes 4.
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Der
Klemmmechanismus 39 ist vorteilhafterweise eine Federanordnung.
Für eine
leichte und einfache Platzierung der Endenbereiche der Folie 37 besitzt
diese im Endenbereich eine Verdickung 38.
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Die
Rahmenanordnung 40 für
die Folie 37 an der Decke des Raumes 4 kann auch
den Abluftleitung 9 als Kanal aufnehmen, wobei Wandungen
Einlassöffnungen
für die
Abluft des Raumes 4 aufweisen.