DE1454561A1 - Klimaanlage mit einer als Ventilationsanlage ausgebildeten Strahlungsunterdecke - Google Patents

Description

FataptanwälteT-t ST X\ L, 1

PRSNGER INTERNATIONA! CORPORATION, Bern/Schweiz

Klimaanlage mit einer als Ventilationsanlage aasgebildeten Strahlungsunterdecke

Es ist bekannt, eine Belüftungseinrichtung mit einer Luftverteilungsöffnungen aufweisenden Unterdecke derart einzurichten, daß die aus Rohrregistern mit darauf befestigten Strahlplatten bestehende Unterdecke gleichzeitig als Strahlungsdecke, und zwar als •Strahlungsheizdecke oder Strahlungskühldecke wirksam wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimaanlage mit einer derartigen Strahlungsunterdecke.

Es ist der Zweck der Erfindung, eine solche Anlage zu schaffen, die aus fabrikmäßig hergestellten montierungsferbigen Einzelteilen besteht, und die im Vergleich mit den bekannten. Anlagen entsprechender Art folgende Vorteile bietet:

a) sie' macht Kesselanlagen oder andere Heizquellen, Rohrleitungen und Ventilationskanäle, die bei den bekannten Anlagen durch das Gebäude geführt werden müssen, überflüssig. Es wird dadurch, insbesondere beim Einbau der Anlage in Neubauten, eine wesentliche Platzersparnis und eine Herabsetzung der Bau- und Installationskosten erreicht. "

909885/0341

BAD Or*SiNAL ₂_

b) Die Betriebsbedingungen und V/irtschaftlichkeit der Anlage werden durch Ausnützung des Wärmepumpeprinzips und durch Wegfall der Feuerungseinrichtungen erheblich günstiger als bei den bisher bekannten Anlagen.,

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Rohrregister der Strahlungsunterdecke dem Sekundärkreis eines Gegenstrom-Wärmeaustauschers angeschlossen ist, dessen Primärkreis in einem Wärmepumpekreislauf mit einem Kompressor, einem Steuerventil, einem Expansionsventil sowie einem Luft-Wärmeaustauscher in einer von. der Aussenluft durchgeströmten Kammer, eingeschaltet ist«,

Durch diese Anordnung wird bei Winterbetrieb der Anlage die zur Heizung der durch das Rohrregister im Sekundärkreis des Gegenstrom-Wärmeaustauschers fließenden Flüssigkeit (Sekundärmedium) erforderliche Wärme in den Luft-Wärmeaustauscher von der Aussenluft aufgenommen und in an sich bekannter ',/eise durch den Wärmepumpekreislauf dem Primärkreis des G-egenstrom-Wärme aus tausch ers zugeführt.

Umgekehrt wird bei Sommerbetrieb die Wärme von den Sekundärmedium in dem Gegenstrom-Wärmeaustauscher aufgenommen, wodurch das Sekundärmedium gekühlt wird, und durch den Pritnärkreis und die U-.rmepunpe an den Luft-Wärmeaustauscher überführt und von diesem an die Aussenluft abgegeben.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Sekundärkreis des Gegenstrom-Wärmeaustauschers einem weiteren Luft-Wärmeaustauschers

909885/0341

BAD um&NAL -3-

angeschlossen, der in einer Lufteintrittskaminer zwischen einer Ausaenwand und dem Zwischenraum zwischen der Unterdecke und einer Tragdecke angeordnet ist.

Dadurch erreicht man, daß ein Teil der Wärme- bzw. Kältekalorien des Sekundärmediums direkt an die Zuluft durch Konvektion in dem genannten Luft-Wärmeaustauscher abgegeben wird, so daß die durch die öffnungen der Unterdecke strömende Ventilationsluft im Winter geheizt und im Sommer gekühlt wird.

Bei einer bevorzugten Aueführungsforn der Erfindung sind das Rohrregiater der Unterdecke und der Luft-Wärmeaustauscher in der Lufteintrittskammer dem Sekundärkreis des Gegenstrom-Wärmeaustauacheirs in Parallelverbindung (Nebenschluß' angeschlossen, und in jedem Teilkreis ist ein Regelventil eingescui-.

Durch diese Einschaltung wird die Möglichkeit gewährleistet, die von dem Sekundärmedium abgegebenen Kalorien nach Bedarf zwischen dem Register und dem Luft-Wärmeaustauscher zu verteilen.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen» in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung: dargestellt ist.

Es zeigt:

Ss

Figur 1 eine Draufsicht einer Anlage gemäß der Erfindung, ^; ' 909885/0341

BAD

Figur 2, in kleinerem Maßstab, einen Querschnitt der in Figur 1 dargestellten Anlage,
Figur 3 einen Längsschnitt,
Figur 4 eine schematische Darstellung der Stromkreise«

Die in Figur 1-3 veranschaulichte Anlage besteht grundsätzlich aus zwei Hauptbestandteilen, und zwar

1) Eine Strahlungsunterdecke U, die unterhalb einer !Dragdecke T aufgehängt ist in einem, von einer Außenwand Wx und Innenwänden Wi begrenzten Lokale

2) Ein Maschinenaggregat, daß auf einer Grundplatte Q im Zwischenraum zwischen der Aussenwand Wx und der Unterdecke montiert

unterdecke XJ;

Diese ist in bekannter Weise in der !Tragdecke T aufgehängt und besteht aus rahmenförmigen Rohrregistern U 1_f auf denen Strahlplatten U 2 mit Luftdurchtrittsöffnungen U 3 in bekannter Weise lösbar montiert sind. Die Strahlplatten U 2 sind vorzugsweise gleichzeitig al« Schallschluokplatten ausgebildet.

Die Rohren der Register werden von einem Wärme-Transportmedium (Sekundärmedium)-so wie V/asser oder ein beliebiges gleichwertig«* Medium.durchflossen und sind miteinander sowie mit dem nachstehend erwähnten Sekundärkreis eines Gegenstrom~Wärmeaustausoh*rs verbunden

Maechinenaggreffat t _

Dieses Aggregat ist auf der Grundplatte Q montiert und befindet sich in dem von der Aussenwand Wx, den Innenwänden Wi und einer Wandung

909885/0341 _R

Wu begrenzten Raum« Dieser Raum ist von Trennwänden Wix, Wie, Wxc, Wox, Wxy und Wxr, die zusammen mit der Grundplatte Q eine Tragkonstruktion bilden, in einer Anzahl von Kammern und Kanälen aufgeteilt, und zwar in

einer Luf teintritt skaramer Ki,
einer Kompreasorkammer Kc,
einer Auablasekammer Kx,
einer Raumluftkammer Kr,
Verbindungakanälen Kcx, Ky und Kz.

In der Auosenwand Wx sind drei Lufteintrittsöffnungen vorgesehen: Oi in der Kammer Ki, Oo, die entweder mit der Kammer Ko oder mit dem Kanal Kcx verbunden werden kann, und Ox in der Kammer Kx₀ In diesen öffnungen sind Regelklappen Si, Sc und Sx vorgesehen»

In den Kammern sind die folgenden Maschinen bzw„ Apparate eingebaut:

Ki: ein Gebläse (Zuluftventilator) Bi, ein Luftfilter L, ein Luft-VärmeauatauBoher Hi, der anschließend einer Öffnung Ou in der V/and V/u angeordnet ist»

Kc: Ein. Kompressor G und ein Antriebsmotor M. Eventuell können weitere Hilfsmaschinen sowie Pumpen o.dglo in dieser Kammer eingebaut v/erden ο

Kx: Ein Gebläse (Ausluftventilator) Bx, ein anschließend der Öffnung Ox angeordneten Luft-Wärmeaustauscher Hx.

Kr: Bin Gegenetrom-Würmeaustauscher G. Außerdem mündet in dieser Kammer ein Raumluftkanal R aus.

909885/0341

BAD

In den Wandungen dieser Kammern und Kanäle sind weiterhin folgende luftregelvorrichtungen vorgesehen:

Umstellbare Sperrklappen D, und zwar:

Dl, D¹I und D2, D¹2 in der Wand ΐ/zc und D3, D¹3 in der Wand Wie. Ferner ist in der Wand Wcx eine Schließklappe D4j D¹4 vorgesehen»

Schließlich sind in der V/and Wxr und beim Eintritt zum Kanal Hy Regelklappen Sr und Sy vorges&en»

Die Rohrverbindungen zwischen diesen Geräten und I-Iaschinen und dem Rohrregister der Unterdecke und die dadurch gebildeten Stromkreise gehen aus dem Schema Figur 4 hervor:

Die Druckseite des Kompressors C ist dur-ch die Leitung ex mit eines Steuerventil X verbunden, das seinerseits durch die Leitung xc der Saugseite des Kompressors G angeschlossen ist» Ferner ist das Steuerventil X mit dem Primärkreis N des Gegenstrom—Wtirmet ust&.uschers G und mit dem Luft-Wärmeaustauscher Hx verbunden=. "Der Primärkreis IT ist mit den Rückschlagventilen V 1 und V 4, und der Luft-Wärmeaustauscher Hx ist mit den entsprechenden Rückschlagventilen V 2 und T 3 verbunden. Die Ventile V 1 und V 2 sind mit einem Flüssigkeitssammler F des Primärkreises verbunden und zwischen dem Flüssigkeitssammler F und der Verbindungsleitung zwischen den Ventilen V 3 und V 4 ist ein Expansionsventil E eingeschaltet»

009885/0341 "BADOrKSINAL

-7-

Die Verbindungsleitungen zwischen den verschiedenen Geräten sind übrigens mit doppelten Kleinbuchstaben entsprechend den Bezeich-» nungen dieser Geräte bezeichnet.

Die Geräte C, X, E, P und N bilden zusammen eine Wärmepumpe an sich bekannter Art, deren Kreislauf von einem Wärmetransportmedium (Primärmedium) wie z.B. Preon o.dgl. durchflossen wird.

Der Sekundärkreis des Gegenstrom-Wärmeaustauschers G ist in zwei Teilkreisen aufgeteilt, die beide an den Anschlußstutzen a und b .des Gegenstrom-Wärmeaustauschers G angeschlossen sind·

Der eine Kreis enthält den Luft-Wärmeaustauscher Hi und ein Regelventil T, der andere enthält das Rohrenregister U 1 der Unterdecke und ein Regelventil Z. Gemeinsam fur diese beiden Kreise 1st eine Kreiselpumpe P, und die Bezeichnungen at '*·Mn&ungsleitungen stimmen mit den Bezeichnungen der soeben genannt υ»; Teile überein. Die Zulaufleitungen sind mit dicken Linien, und die Rücklaufleitungen mit dünnen Linien gezeichnet·

Die Wirkungsweise der Anlage wird nachstehend mit Bezug auf Pigur 1-4 wie folgt erläutertί

A. Winterbetrieb. KompresBorkreislauf»

Die Heizung des Rohrregisters und der Zuluft erfolgt in folgender Weise:

909885/0341 _8_

Das Steuerventil X wird so eingestellt, daß das Primärmedium in den Kreislauf C-cx-X-xn-tt-nv-Vl-F-E~V3-hv-Hx-xh-X-xc~0 strömt. Dadurch wird im Hx Wärmekalorien aus der ausgeblasenen Luft Ax, Figur 1, aufgenommen, und diese Wärmekalorien werden am Primärkreis U in das Gerät G überführt und an das Sekundärmedium abgegeben»

Das so erwärmte Sekundärmedium strömt durch die beiden Sekundärkreise und zwar:

Kreis Hi:

a - ay - Y - Hi - hp - P- pb - b

Kreis U:

a - az - Z - zu - Ul — up - P - pb - b

Die Wärme des Sekundärmediums wird somit an die Zuluft durch Hi als Konvektionswärme und vor der Unterdecke Ul, U2 als Strahlungswärme und Konvektionswärme abgegebene

Die Verteilung der abgegebenen Wärme unter den beiden Geräten Hi und U 1 kann beliebig durch die Ventile Y und Z geregelt werden. Die mit punktierten Linien yp und pz angedeuteten Kurzßchlußverbindungen bedingen eine genaue Regelung.

Luftkreislauf Figur 1.

Bei Winterbetrieb muß auch die Ventilationsluft (Zuluft), die durch die Öffnung Oi von dem Gebläse Bi in den Zwischenraum TU, Figur 31 eingeblasen wird, geheizt werden* Dies geschieht

»09885/034Γ

BAD URINAL ~⁹~

teilweise dadurch, daß die Zuluft Ai an dem Wärmeaustauscher Hi vorbeiatrömt und teilweise durch Mischung der Zuluft mit der Raumluft Ar, die durch die Kompressorkammer Ko passiert und bei Kühlung des Kompressors O und des Motors M erwärmt wird.

Die dazu erforderlichen luftströme werden durch die in Figur 1 mit vol aufgezogenen Linien gezeigten Einstellungen D 1, D 2, D 3 und D 4 der Luftklappen erzielt:

Die Haumluft Ar strömt von der Mündung des Raumluftkanals R in die Raumluftkammer Kr durch den Kanal Ky, die Kammer Kc,'in die Kammer Ki und wird dort mit der duroh die Öffnung Oi eingesaugte Zuluft Ai gemischt. Die Mischluft Air wird im Wärmeaustauscher Hi weitergeheizt und atrömt in den Raum TU duroh die Öffnung Ou hinein.

Wie in figur 2 und 3 gezeigt, wird die Mischluft Air duroh die öffnungen U 3 in der Unterdecke geblaseil und strömt als Ventilationsluft duroh den Raum unter der Unterdecke ίί·

Bleee Strömung erfolgt zugfrei und gleichmäßig, und dit Raumluft strömt sohlieSlioh duroh den Rüokluft-Kanal R in die Raumluftkammer Kr. Aus' dieter -Kammer strömt ein anderer Teil der Raumluft Ar durch die Regelklappe Sr in die Ausblasekammer Kx und wird von dem Gebläse Bx gefördert und gelangt dann über den Wärmeaustauscher Hx duroh die öffnung Ox ins Freie. Gleichzeitig passiert ein Teilstrom Ao der Auasenluft duroh die Öffnung Oc und den Kanal Kxo in die Kammer Kx

-10-909885/0341

- ίο -

und strömt unter V/ärmeabgabe an dem Wärmeaustauscher Hx durch die Öffnung Ox hinaus.

B· Sommerbetriebο

Kompressorkreislaufο

Die Kühlung des Rohrregistera und der Zuluft erfolgt durch Umstellung des Steuerventils X, sodaß das Primärmedium im folgenden Kreislauf verläuft:

G - ex - X - xh - Hx - hv - V2 - ¥ - E - V 4 - nv - Ii - xn - X - xo -

Dadurch wird im Hx Kältekalorien aufgenommen, die an den Primärkreis l·! überführt und im Gerät G- an das Sekundärmedium abgegeben v/erden. Das abgekühlte Sekundärmediua fließt den beiden Sekundärkreisen Hi und U genau wie bei Winterbetrieb hindurch, und die Zuluft, die durch Hi strömt, und das Rohrenregister werden entsprechend gekühlt«

luftkreJBlauf,

Die Weoheelklapp#n D werden bei Sommerbetrieb in den mit dünnen !linien gezeichneten Stellungen DM, D*2 und D'3 eingestellt und die Absperrklappe D 4 wird in die offene Stellung D¹4 verschoben» Die Raumluft Ar strömt nunmehr aus der Kammer Kr über die Regelklappe Sy duroh die Kanäle Ky und Kz in die Kammer Ki hhein und die Belüf-

-11-S09885/0341

tung eifolgt demnach wie bei Winterbetrieb. Die Kühlung des Kornpressors und Motors erfolgt bei Sommerbetrieb durch die Ausaenluft, die durch die Öffnung Oc in die Kompressorkammer hineinströmt und von dort direkt durch die Öffnung, die von D'4 freigegeben wird, in die Ausblaeekammer Kx.

9098 85/03 A 1

BAD

Claims (6)

Patentan s_£_r ii oja_e_^

1. Klimaanlage mit einer als Ventilationaanlage ausgebildeten Strahlungsunterdecke, die aus Rohrregistern mit darauf befestigten Strahlplatten besteht, dadurch gekennzeic net, daß das Rohrregister der Strahlungsunterdecke dem S kundärkreis eines G-egenstrom-Wärmeaustauschers angeschlossen ist, dessen Primärkreis in einem Wärmepumpenkreislauf mit ein< Kompressor, einem Steuerventil, einem Expansionsventil sowie einem Luft-Wärmeaustauscher in einer von der Aussenluft durchströmten Kammer, eingeschaltet ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Sekundärkreis des Gegenstrom-Wärmeaustausch§rs einem weiteren Luft-Wärmeaustauscher angeschlossen ist, der in einer Lufteintrittskamraer zwischen einer mit Luftdurchtrittsöffnungej versehenen Aussenwand und dem Zwischenraum zwischen der Unterdecke und einer Tragdecke angeordnet ist.

3. Anlage nach Anspruch. 2, dadurch gekenn ze i chnet , daß das Rohrregister und der Luft—Wärmeaustauscher in der Luiteintrittskammer dem Sekundärkreis des Segenstrom-Wärmeaustauschers in Parallelverbindung (Nebenschluß) angeschlossen sind, wobei in Jedem der so gebildeten Teilkreise ein Regelventil ein· geschaltet ist.

4. Anlage nach Anspruch 1 bis 3 , dadurch ' gekenn zeich η e t _r daß die aus dem Kompressoraggregat und den Wärmeaus-

909885/03^1

BAD OBJSiNAL ~¹³~

1^54561

tau.3eh.ern bestehende Wärmepumpenanlage sowie Gebläse zur Förderung der Zuluft und der Raumluft.in einer montierungsfertigen Einheit zusammengebaut sind, die unter der Tragdecke, zwischen dem einen Ende der Uhte decke und einer mit Luftdurchtrittsöffnungen versehenen Aussenwand eir gebautist.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die als ein montierungsfertiges Maschinenaggregat ausgebildete Einhei" durch Trennwände in einer Lufteintrittskammer, einer Kompressorkammer einer Ausblasekammer, einer Haumluftkammer sowie diesen Karamern verbindenden Kanälen aufgeteilt ist«

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die genannten Kammern und Kanäle durch in den Wandungen vorgesehene umstellbare Luftventilklappen derart miteinander verbunden sind, daß die Kompressorkammer bei Winterbetrieb der Anlage von der Raumluft,

. und bei Sommerbetrieb von der Aussenluft durchströmt wird.

909885/0341

CQpv

Leerseite