DE1454530A1

DE1454530A1 - Raumluefter mit Klimatisiereinrichtung

Info

Publication number: DE1454530A1
Application number: DE19641454530
Authority: DE
Inventors: Bressoud Charles J
Original assignee: American Air Filter Co Inc
Current assignee: American Air Filter Co Inc
Priority date: 1961-11-10
Filing date: 1964-12-10
Publication date: 1969-01-16
Also published as: US3193000A; GB998364A

Description

MOncn«.__lgL

American Air Filter Comp«, Inc·, Luisville, Kentucky (T. St .A.) *

Raumluft er mit Klimatisiereinrichtung

Dr.

Die Erfindung bezieht sich auf Raumventilatoren und betrifft einen derartigen Raumventilator, der nach Bedarf die Luft erwärmt oder kühlt. . -

Gemäß der Erfindung weist eine in einem Saum zu verwendende Ventilat or einheit .ein Gehäuse, auf, welches, einen durch eine Drosselvorrichtung geregelten Eaumlufteintritt, einen durch eine Drosselvorrichtung geregelten Eintritt für Außenluft und einen Luftauslaß aufweist, wobei ein Gebläse zum . : Durchführen der Luft durch das Gehäuse vorgesehen ist, in dem zwei Durchgänge vprgesehen sind,, deren einer einen Luftkühler und deren anderer einen Lufterhitzer enthält und die von den Luft einlassen zum Luftaustritt führen und durch eine. Drosselvorrichtung geregelt werden, die durchweine auf die Raumtemperatur ansprechende Vorrichtung so gesteuert werden, daß das Anteilsverhältnis der durch beide Durchlässe geleiteten Luft davon abhängig ist, ob der Raum zu heiß oder zu kalt ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel einer Raumventilatoreinheit ge--

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maß der Erfindung erläutert.

Fig« 1 zeigt sehematisch: einen Vertika-Lsehnitt. durchs den-

2 ist eine Ansicht von unten auf die Ventil at or einheit
gemäß Fig. 1." ' ·

Fig. 3 ist eine SeitenteilansiQht au.f den !eil der Ventilator--' ,-■-: -einheit,, ,die- die DrOsseleinrichtungen.,und das Hebe^verkzu deren Betätigung aufweis.t*^ :.;.._ . ., ... ,.,.;_;' - ·. -

Fig. 4 ist eine ^Ansicht ;ähnlicJb| -Fig. ,3,,. .wobei; jedoch da? He—
...,;;"- belwerk, entfernt und die Drosselvorrichtungen .-in von ...-, _r ., den in, Fig. 3- unterschiedlichen ^telluaigen_cdargestellt.-,

Fig. 5 ist ein vereinfachtes Strangschema eines pneumatischen

iemperäturregelsystems zur selbsttätigen Regelung der
' ' Drosselwirkungen in Abhängigkeit von unterschiedlichen Ofemperaturänderungen und

Hg». 6 imd ^; zeigen-.Diagramme ,der^^ -Stellung· der,
-"·*■ ; :. tuiigen,-in ;Aib:hängiglceit von^^untersQhiendlichen-S
^ in -dem· -zu .konditioni^r enden. ;Raum» -,_;^ . -^t

^Die „in .den .Zeichnungen dargestellte Ventilatqre.inheit^ist,. wie in Fig. 1 dargestellt, mit ihrer Oberseite an ,der Zimmer-. _ decke 2 befestigt und. ihre Lufteintrittsseite liegt, an der- ,-,...
Außenwand 4.desSaumes.an. Das Innere.der Ventilatpreinheit

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ist durch Zwischenwände 6, wie in Fig. 2 dargestellt, in zwei an den gegenüberliegenden Stirnseiten liegende Kammern 8 und. eine mittlere Kammer 10 abgeteilt, welche von der Luft durchströmt werden. Die an der Stirnseite liegenden Kammern geben Platz für den Lüftermotor, die Rohrverbindungen und die automatische Temperaturregelung, die alle in Fig. 1 nicht dargestellt sind·. Links von der Luftzuführseite der mittleren Kammer wird, wie in Fig» 1 dargestellt, Raumluft und Außenluft in gesteuerten Anteilen durch einen Bodenrost 12 bezw. einen mit einer Jalousie abgedeckten Einlaß 14 angesaugt·

Die in der Mittelkammer 10 angeordneten Teile werden im folgenden von links nach rechts in Fig. 1 fortlaufend beschrieben. Die erste Drosselanordnung 16 regelt den Anteil der zugeführten Raumluft im Verhältnis zur zugeführten Außenluft. Die zugeführte Luft strömt dann durch einen Luftfilter 18. Die zweite Drosselanordnung 20, die am Bingangsende eines oberen Luftdurchganges 22 und eines unteren Luftdurchganges 24- liegt, welche durch eine horizontal verlaufende !rennwand 26 gebildet werden, regelt die Zuführung von gefilterter Luft zu diesen Durchgängen. Im oberen Durchgang 22 liegt nur eine KühlBchlange 28, während im unteren Durchgang 24 nur eine Heizschlange angeordnet ist. Sit sprechend wird im folgenden der obere Durchgang 22 als Kühldurchgang und der untere Durchgang 24 als Heizdurchgang bezeichnet, wenn auch selbstverständlich jeder der Durchgänge zeitweilig nur als einfacher Durchgang dienen, kann, wenn den entsprechenden Schlangen kein Wärmeträgermedium zugeführt wird. Der Kühldurchgang 22 hat einen etwas größeren Quer-

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schnitt als der Heizdurchgang 24, um einen im wesentlichen ausgeglichenen Strömungswideretand.- in beiden Durchgängen zu erreichen. Ferner verlauft der Heizdurchgang näher an der Abschlußwand des Gehäuses der Ventilatoreinheit als der Kühldurchgang, sopaß die Möglichkeit einer Abkühlung der Torderwand und damit Kondenswasserbildung vermieden wird.

Eine Iropfwanne vj2 unterhalb der Kühlschlange 28 nimmt das von dieser abtropfende Kondensat auf. In Abstand angeordnete Zentrifugalgebläse 34 saugen die Luft in und durch die Einheit und geben sie dann durch den Auslaßrost 36 in ¹ den Raum ab.

Die Hebelanordnung zur Regelung der ersten und zweiten Drosselanordnung 16 und 20 ist in 3?ig· 3 dargestellt. Die erste Drosselanordnung 16 besteht aus einer im Gleichgewicht liegenden Raumluftdrossel 38 und zwei. Außenluftdrosseln 40, die so durch Hebel verbunden sind, daß sie sich miteinander bewegen. Die zweite Drosselanordnung 20 besteht aus einer Drossel 42 am Einlaß des Heizdurchganges 24 und zwei Drosseln 44» die so durch Hebel verbunden sind, daß sie sich gemeinsam vor dem Einlaß des Kühldurchganges 22 bewegen. Jede Drossel sitzt auf einer eigenen Welle 46, die durch die Mittelkammer 10 verläuft und an ihren Enden in den die Mittelkammer von den Endkammern 8 abteilenden Trennwänden 6 gelagert ist, sqfdaß die Drosseln durch Drehen der in die an den Stirnseiten liegenden Kammern hineinragenden Enden ihrer Wellen verschwenkt werden können.

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Das Verbäjidimgshebelwerk für die erste Drosselvorrichtung ■ ist.derart angeordnet, daß ein Zug auf die Drosselbetätigungsstange 48 nach links bewirkt, daß der Winkelhebel 50 am oberen Ende des ersten Droaselhebelwerkes sieh entgegen-dem üiirzeigersinn um einen festliegenden Sohwenkpunkt 52 dreht und dabei ' die Außenluft drosseln 40 über einen Hebel 54 und einen längeren Hebel 56 im Öffnungssinne verschwenkt, die so angeordnet sind, daß sie einen Hebel 53 be zw. einen Winkelhebel 60 drehen, deren Jeder an der entsprechenden Drosselwelle 46 befestigt ist· Die Drehung des Winkelhebels 60 bewirkt über einen geschlitzten Hebel 62 und einen an der Baumluftdrosselwelle befestigten geschlitzten Hebel 64 die Rückstellung der Raumluftdrossel JS in Sehließriöhtung.

Das Yerbindungshebelwerk. für die zweite Drosselanordnung wird aus der in 3?ig· 3 dargestellten Stellung durch eine über die Drosselbetätigungsstange 66 nach rechts 'ausgeübte Kraft betätigt, sokaß der Wink^lhebel 68 sich im Uhrzeigersinn und ein Hebel 70 einen Hebel 7£ entgegen, dem "Uhrzeigersinn dreht* Dadurch,werden die Sühl||g?«^ang-«Bro8seln 44 im Öffnungesinne f bewegte da ihre Wellen an di»,Winkelhebel 68 und dem Hebel 72 befestigt sind. Die Heizdiw^gang-Drossel 42^ wird gleiohzeitig durch die ,Bewegung epaaa ,langen Hebels "$4 im wesentlichen nach oben und die Drehung ,eines an der Drossel 42 befestigten Hebels f6 im Uhrzeigersinn in Sohließstellung bewegt.

einer. Extremstellung, wogegen BIg^ 4? &%<* Woie^lrLM der entgegenge·^

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setzten Extremst ellung, darstellt,. Wenn die: Drosseln^in? der_; Slgo 4 dargestellten Stellung liegen, ;"bewirbt eine ..Bewegung -.'.-der Stangen 48 und 66 in einer, der durch die-Pfeile, in 5¹Ig*. 5-angedeutetenentgegengesetzten Riohtung eine Bewegung· der -· Drosseln zurück in die in Fig." 3-dargestellte lage. *^:-'·■,::/, ·.- - -^r

_; Eine pneumatische lemperaturregelanordnung zur Verstellung '₍ der Drosseln in Abhängigkeit von Temperaturänderungen in dem : zu konditionierenden Raum ist in Fig. 5 dargestellt. Die Anordnung gemäß Fig. 5 besteht aus einer Hauptluftzuführleitung 78, ■ einem Baumtitermostaten 80, einer Betätigungsvorrichtung 82 für die zweite Drosselanordnung, einem Luftsteuerrelais 84, einer Betätigungsvorrichtung 66 für die erste Drosselanordnung, ! einer Minimumdruck^lLuftauführleitung 88-, ■ einem· a=uf die/;Auföen- ; temperatur ansprechenden Thermostatenr -90,■ einem

relais 92'und einer-Reihe von Verbindimgsleitunge'n:ß . uad 100» die be stimmte- der Olsen erwähnten Elemente^ miteinander¹

- .Die generelle Arbeitsweise der in Figo 5 dargestellten An-

ist in den Diagrammen in Fig· β und 7 veranschaulicht. Ördinaten jeder dieser Diagramme kennzeichnen den Grad der JJjjogselöffaung. Die untere Abszisse zeigt die Räumtemperaturänderungen und die obere Abszisse die entsprechenden luftdruckänderungen.► TFnter allen Bedingungen erhält der Antrieb'82 für di<3.Ewe;Lte Drqsselanprdnung Druckluft direkt über den Raumtherapsts-ten 80». während der Antrieb 86 für die erste Drossel unter

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bestimmten Toraussetzungen Druckluft in Abhängigkeit von anderen als nur den Raumtemperaturbedingungen erhält. Genauer gesagt erhalten, wenn das Luftsteuerrelais 84 in der dargestellten Stellung die Leitungen 84 und 86 direkt verbindet, beide Antriebe 82 und 86 für die Drosseln den gleichen Druck· Wenn aber das Relais 84 in seine andere Lage um 180° aus der dargestellten Lage verstellt wird, "Wird der Antrieb 82 der zweiten Drosselanordnung durch direkte Wirkung des Raumthermoetaten 80 geregelt, wobei mit Erhöhung der Temperatur ein erhöhter Druck aufgegeben wird, während der Antrieb 86 für die erste Drosselanordnung einen konstanten Druck über die Minimumdruck-Luft zuführleitung 88 erhält.

Bs wird zuerst angenommen, daß das Luft Steuerrelais 84 in der in FIg* 5 dargestellten Stellung liegt, so/daß es den gleichen Druck auf den Antrieb 86 für die erste Drossel über die Leitung 96 wie auf den Antrieb 82 für die zweite Drossel aufgibt. Angefangen bei einer Raumtemperatur unterhalb der eingestellten Temperatur wird bei Ansteigen der Raumtemperatur durch den Raumthermostaten ein entsprechend ansteigender Luftdruck eingestellt. Wenn der Wert des Betriebsluftdruckes, auf den die Antriebe für die Drosseln eingestellt sind, erreicht ist, beginnt die Außenluft drossel 40 sich, wie schematisch in Pig. 6 dargestellt, auf eine Minimumaußenluftetellung zu öffnen, die solange eingehalten wird, als die Raumtemperatur und der Luftdruck innerhalb der vorbestimmten Grenzen liegen. Der Antrieb 86 für die erste Drossel kann z.B. so eingestellt sein,

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daß die Minimumaußenluftstellung bei einem Steuerluftdruok im Bereich von 0,2 - 0,65 atü eingehalten wird, wobei diesem Luftdruokbereich eine Raumtemperaturänderung von etwa i 2° vom Einstellpunkt entspricht, und der Antrieb 82 der zweiten Drossel kann so eingestellt sein, daß er im gleichen luftdruckbereioh die Drosseln 20 für den Heiz- und Kühldurchgang zwischen ihren Extremstellungen hält. Auf diese Weise sind bei 0,2 atü Beaufschlagung auf beide Drosselantriebe, die Außenluftdrosseln 40 so eingestellt, daß sie einen vorbestimmten Minimum-Anteil an Außenluft zugeben, die Kühldurchgangdrosseln 44 sind geschlossen und die Heizdurchgangdrosseln 42 sind voll geöffnet.

Wenn die Baumtemperatur auf den Einstellpunkt ansteigt, steigt der Luftdruck entsprechend auf 0,4 atü an, soAaß die Drosselantriebe 82 und 86 bewirken, daß die Heiz- und Kühl— durchgangdrosseln 20 alle eine halbgeöffnete Stellung einnehmen, während die Außenluftdrosseln 40 in ihrer der Minimumzuführung von Außenluft entsprechenden Stellung verbleiben. Bei 0,65 atü ist die Heizdurchgangdrossel 42 völlig geschlossen und die Kühldurohgangdrosseln 44 sind voll geöffnet, während die Außenluftdrosseln 40 noch in ihrer Stellung liegen, in der sie den Minimumanteil an Außenluft zuführen. Bei einem weiteren Ansteigen der Kaumtemperatur und einem entsprechenden Ansteigen des Steuerluftdruckes öffnen sich die Außenluftdrosseln 40 über die der minimalen Zuführung von Außenluft entsprechenden Stellung und ermöglichen so 'die Zuführung von zusätzlicher Außenluft zur Kühlung. Aus Fig. 6

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iat zu ersehen, daß die Raumluftdrossel 38 sich selbsttätig in entgegengesetztem Sinne zu den Außenluft drosseln 40 verstellt, sodaß, wenn «*e die Zufuhr Ton Außenluft sich erhöht, die Zufuhr von Raumluft aissinkt und umgekehrt.

Sie soweit beschriebene Arbeitsweise ist während der Kalt-Wetterperiode die Hegel, wenn ein Heizmedium in die " Heizschlange 30 aufgegeben wird und in der Kühlschlange 28 kein Kühlmedium zirkuliert. In diesem Pail wirkt die zweite Drosselanordnung 20 im wesentlichen als Flächen- und Durchgangsdrossel, sojäaß die Möglichkeit, den zu konditionierendenjaei ÜberhitzungjHaum¹ zu kühlen, w±*d auf die Zuführung von Außenluft bis zu 100 # beschränkt ist. Während der Jahreszeit, in der einige der Bäume eine Beheizung und andere Bäume einen Grad von Kühlung benötigen, der nicht durch Zuführen von Außenluft erreichbar ist, können sowohl ein Heizais auch ein Kühlmedium in den entsprechenden Schlangen zirkulieren. Die Regelvorgänge sind unter diesen Bedingungen die gleichen, wobei jedoch die Luftströmung duroh den Kühldurchgang 22 nicht einfach eine Luftzuführung ohne jede Sem-( peraturänderung darstellt, sondern es wird die Temperatur des Luftstromes durch die Kühlschlange 28 abgesenkt.

Während der warmen Jahreszeit zirkuliert lediglich ein Kühlmedium in der Ventilatoreinheit. Wie ebenfalle aus lig«

— zu sehen ist, eprioht der Außwtf^ftthermostat 90 auf die Außentemperatur oberhalb eines vorbestimmten Wertes an und

^ bestätigt das Minimumdruokventil 92 über die Verbindungslei-

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tung 100, so daß der Minimal druck von 0,2 atü aus der Zuführleitung 88 in die mit dem luftSteuerrelais 84 verbundene Leitung 98 überströmt. Dies bewirkt, daß das Relais 84 in eine lage verstellt wird, in der es die Leitungen 98 und 96 direkt verbindet und die Leitung 94 blind endet. Dabei hält der Antrieb 86 für die erste Drosselanordnung die Außenluftdrossel in der in Pig» 6 in gestrichelten Linien dargestellten Stellung, die einen minimalen Anteil an Außenluft entspricht, in Abhängigkeit von dem konstanten Luftdruck von 0,2 atü und unabhängig von Änderungen im Steuerluftdruck in der Leitung 94 und dem Antrieb 92 für die zweite Drosselanordnung, der auf Eaumtemperaturänderungen über den Thermostat 80 anspricht. Die Kühl- und Heizdurchgangdrosseln 20 sprechen dabei auf die gleiohe Weise wie oben beschrieben an, d.h. mit einer ansteigenden Raumtemperatur innerhalb der beschriebenen Grenzen bewegt sioh die Heizdurchgangsdrossel 24 in Schließrichtung und die Kühldurchgangdrosseln 44 in Öffnungsrichtung und umgekehrt. Daraus ergibt sich, daß unabhängig von der Temperatur des zirkulierenden Mediums die zweite Drosselanordnung 20 in gleicherweise arbeitet.

Wenn das Regelsystem auch anhand einer pneumatischen Anordnung beschrieben wurde, so können doch andere Systeme mit elektrischen oder elektronischen Anordnungen in gleicher T/eise verwendet werden. Ferner kann das Regelsystem eine andere Strang.--anordnung als oben beschrieben erhalten, in der ein Minimalanteil-von Außenluft vorgesehen ist und es können andere übli-

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ehe Abänderungen in der Regelanordnung getroffen werden. So kann ein Regelventil für das Heizmedium verwendet werden, ein Luftstromthermostat kann mit der leitung 96 verbunden sein, d.h. Temperaturen des Heizmediums können in Abhängigkeit von der Außenlufttemperatur eingestellt werden, es können andere Anordnungen als die Relaisanordnung und der Außenluftthermostat verwendet werden um die Öffnung der Außenluftdrossel während bestimmter Zeiträume zu begrenzen, in denen nur Kühlwasser zirkuliert und es kann ein nockengesteuertes Hebelwerk verwendet v/erden, um sowohl die erste als auch die zweite Drosselanordnung mittels eines einzigen Drosselantriebs zu bestätigen.

- Patentansprüche 9 0 9 8 0 3/0410

Claims

-12- , - -- ι - Patentansprüche - ι

1. Raumluft er einheit mit einem Gehäuse, welches eine durch eine DrosselanorcLnung geregelte Eaumluft zuführung, eine durch eine Drossel geregelte Außenluftzuführung und einen luftauslaß aufweist, wobei ein Gebläse angeordnet ist, um den Luftstrom durch das Gehäuse zu führen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei, die luftZuführungen (12, 14) mit der JiVLttauslaß (36) verbindende und durch eine zweite Drosselanordnüng (20) geregelte Durchgänge ( 22, 24) vorgesehen sind, deren einer einen Luftkühler (28) und deren anderer einen Lufterhitzer (30) enthält, wobei die zweite Drosselanordnung (20) durch eine auf die Raumtemperatur ansprechende Vorrichtung (80, 82) derart verstellt wird, daß der Anteil der durch den Kühldurchgang (22) geleiteten zugeführten Luft erhöht oder ernledcLgt wird, wenn die Raumtemperatur innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereiches sich erhöht bzw· abfällt.

2. Raumlüftereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung (80, 82) für die zweite Drosselanordnung (20) so angeordnet ist, daß sie ihre Regelfunktion unabhängig davon ausführt, ob jder Lufterhitzer (30) bzw. der Luftkühler (28) in Betrieb ist.

3*'Saumlüfter einheit nach Anspruch 1 öder 2, dadurch gekenn- '" ■'" zeichnet ν daß der Lufterhitzer (30) und der Luftkühler. (28)

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so ausgebildet sind, daß ihnen ein Heizmedium bzw· ein Kühlmedium zugeführt werden kann.

4. Raumluft er einheit nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseln 16, die die "beiden Luftzuführungen (12, 14) regeln* so ausgebildet und angeordnet sind, daß sie in Stellungen bewegt werden, in denen die eine völlig geschlossen, die andere aber weit geöffnet ist (Mg. 4).

5. Baumlüfter einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Drosselanordnimg (20) so ausgebildet und angeordnet ist, daß.sie in Stellungen bewegt werden kann_t in denen der eine Zweig völlig geschlossen, der andere Zweig aber weit geöffnet ist (Fig. 4). . -

6· Raumlüftereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betätigungsanordnung (86) zur Betätigung der Me beiden Luft Zuführungen(12, 14) ι regelnden Drosselanordnung (16) Vorgesehen ist..

7. Raumlüftereinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung (86) für die Drosseln (16) der Luftzuführungen (12, 14) so ausgebildet ist, daß der Grad bis zu dem die Außenluftdrossel (40) geöffnet werden kann, wenn der lufterhitzer (30) nicht in Betrieb ist, begrenzt ist.

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8. Haumlüf t er einhe it nach, einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Durchgänge (22, 24) durch eine Trennwand (26) in dem Gehäuse gebildet werden, die die Durchgänge voneinander trennt.

9· Raumlüftereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Luft Zuführungen (12_f 14) an oder im Bereich einer Stirnseite des Gehäuses liegen, während der luftaustritt (36) an oder im Bereich der anderen Stirnseite des Gehäuses angeordnet ist.

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