DE1454561B2

DE1454561B2 - Klimaanlage mit einer als ventialtionsanlage ausgebildeten strahlungsunterdecke

Info

Publication number: DE1454561B2
Application number: DE1964F0042215
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Frenger International Corp , Bern
Priority date: 1964-03-05
Filing date: 1964-03-05
Publication date: 1972-06-22
Also published as: FI46013B; IS1465A7; DE1454561A1; NL6502812A; IS639B6; IL23039A; OA01544A; BE660507A; MY7000133A; NO117500B; CH409301A; GB1065921A; FR1425240A; SE315994B; AT255086B; FI46013C; US3292388A

Description

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 Erfindung betrifft eine Klimaanlage mit einer derartigen Strahlungsunterdecke.

Es ist der Zweck der Erfindung, eine solche Anlage zu schaffen, die aus fabrikmäßig hergestellten montierungsfertigen 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;

b) die Betriebsbedingungen und Wirtschaftlichkeit der Anlage werden durch Ausnutzung 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-Wärmeausiauschers angeschlossen ist, dessen Primärkreis in einem Wärmepumpekreislauf mit einem Kompressor, einem Steuerventil, einem Expansionsventil sowie einem Luft-Wärmeaustauscher in einer von der Außenluft durchströmten Kammer eingeschaltet ist, wobei die aus dem Kompressoraggregat und den Wärmeaustauschern bestehende Wärmepumpenanlage sowie Gebläse zur Förderung der Zuluft und der Raumluft in einer unter der Tragdecke zwischen dem einen Ende der Unterdecke und einer mit LuftdurchtrittsöfTnungen versehenen Außenwand liegenden Raum eingebaut 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 Weise durch den Wärmepumpekreislauf dem Primärkreis des Gegenstrom-Wärmeaustauschers zugeführt.

Umgekehrt wird bei Sommerbetrieb die Wärme von dem Sekundärmedium in den Gegenstrom-Wärmeaustauscher aufgenommen, wodurch das Sekundärmedium gekühlt wird, und durch den Primärkreis und die Wärmepumpe an den Luft-Wärmeaustauscher überführt und von diesem an die Außenluft abgegeben wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Sekundärkreis des Gegenstrom-Wärmeaustauschers einem weiteren Luft-Wärmeaustauscher angeschlossen, der in einer Lufteintrittskammer zwischen einer mit Luftdurchtrittsöffnungen versehenen Außenwand und dem Zwischenraum zwischen der Unterdecke und einer Tragdecke angeordnet ist.

Dadurch erreicht man, daß ein Teil der Wärmebzw. 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 Ausführungsform der Erfindung sind das Rohrregister der Unterdecke und der Luft-Wärmeaustauscher in der Lufteintrittskammer

dem Sekundärkreis des Gegenstrom-Wärmeaustauschers in Parallelverbindung (Nebenschluß) angeschlossen, wobei in jedem der so gebildeten Teilkreise ein Regelventil eingeschaltet ist.

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

In der Zekhnung ist eine bevorzugte Ausführungsforai der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F1 g. 1 eine Draufsicht einer Anlage gemäß der Er-

in kleinerem Maßstab, einen Querschnitt derinFig. 1 dargestellten Anlage,
F i g. 3 einen Längsschnitt,

F i g. 4 eine schematische Darstellung der Stromkreise.

Die in Fig. 1 bis 3 veranschaulichte Anlage besteht grundsätzlich aus zwei Hauptbestandteilen, und zwar:

1. Eine Strahlungsunterdecke U, die unterhalb einer Tragdecke T aufgehängt ist in einem von einer Außenwand Wx und Innenwänden Wi begrenzten Lokal.

x₅

Ki: Ein Gebläse (Zuluftventilator) Bi, ein Luftfilter L, ein Luft-Wärmeaustauscher Hi, der anschließend einer Öffnung Ou in der Wand Wu angeordnet ist.

Kc: Ein Kompressor C und ein Antriebsmotor M. Eventuell können weitere Hilfsmaschinen so_wi_e pumpen od. dgl. in dieser Kammer ein- »ebaut werden

_Κχ. ^_n _Gebläse (Ausluftventilator) Bx, ein anschließend der öffnung Ox angeordneten Luft-Wärmeaustauscher Hx.

^Kr: Ein Gegenstrom-Wärmeaustauscher G. Außerde™ mundet in dieser Kammer ein Raumluftkanal R aus.

2. Ein Maschinenaggregat, das auf einer Grund- 25 sehen.

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

Umstellbare Sperrklappen D, und zwar Dl, D'l und DI, D'2 in der Wand Wze und D3, D'3 in der Wand Wie. Ferner ist in der Wand Wex eine Schließklappe D 4, D' 4 vorgesehen.

Schließlich sind in der Wand Wxr und beim Eintritt zum Kanal Ky Regelldappen Sr und Sy vorge-

platte Q im Zwischenraum zwischen der Außenwand Wx und der Unterdecke montiert ist.

Unterdecke U

Diese ist in bekannter Weise in der Tragdecke T aufgehängt und besteht aus rahmenförmigen Rohrregistern Ul, auf denen Strahlplatten Ul mit Luftdurcbtrittsöffmmgen U 3 in bekannter Weise lösbar Die Rohrverbindungen zwischen diesen Geräten und Maschinen und dem Rohrregister der Unterdecke und die dadurch gebildeten Stromkreise gehen ^aus dem Schema der F i g. 4 hervor:
Die Druckseite des Kompressors C ist durch die Leitung ex mit einem Steuerventil X verbunden, das seinerseits durch die Leitung xc der Saugseite des Kompressors C angeschlossen ist. Ferner ist das Steuerventil X mit dem Primärkreis N des Gegen

montiert sind. Die Strahlplatten U 2 sind vorzugsweise 35 strom-Wärmeaustauschers G und mit dem Luftlihii l l bd D Piki N

p g

gleichzeitig als Schallschluckplatten ausgebildet.

Die Rohre der Register werden von einem Wärme-Transportmedium (Sekundärmedium), so wie Wasser oder ein beliebiges gleichwertiges Medium, durchflos-Wärmeaustauscher Hx verbunden. Der Primärkreis N ist mit den Rückschlagventilen Vl und V4, und der Luft-Wärmeaustauscher Hx ist mit den entsprechenden Rückschlagventilen V2 und V3 verbunden. Die

g gg g

sen und sind miteinander sowie mit dem nachstehend 4° Ventile Vl und V 2 sind mit einem Flüssigkeitssamm-

erwähnten Sekundärkreis eines Gegenstrom-Wärmeaustauschers verbunden.

Maschinenaggregat

ler 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.

Die Anschlußpunkte der verschiedenen Geräte sind in F i g. 4 mit kleinen Buchstaben bezeichnet, die auch in F i g. 1 erscheinen. Ferner sind die Verbindungsleitungen zwischen diesen Anschlußpunkten mit entsprechenden Kombinationen von kleinen Buchstaben i bili id jdh

Dieses Aggregat ist auf der Grundplatte Q montiert und befindet sich in dem von der Außenwand Wx, den Innenwänden Wi und einer Wandung Wu begrenzten Raum. Dieser Raum ist von Trennwänden p

Wix, Wie, Wxc, Wex, Wxy und Wxr, die zusammen 5° bezeichnet. Diese Verbindungsleitungen sind jedoch mit der Grundplatte Q eine Tragkonstruktion bilden, in F i g. 1 der Deutlichkeit halber weggelassen.
i i Die Geräte C, X, E, F und N bilden zusammen

eine Wärmepumpe an sich bekannter Art, deren Kreislauf von einem Wärmetransportmedium (Primär55 medium), wie z. B. Freon od. dgl., durchflossen wird. Der Sekundärkreis des Gegenstrom-Wärmeaustauschers G ist in zwei Teilkreisen aufgeteilt, die beide ^an den Anschlußstutzen α und b des Gegenstrom-Wärmeaustauschers G angeschlossen sind.
60 Der eine Kreis enthält den Luft-Wärmeaustauscher Hi und ein Regelventil Y, der andere enthält das Rohrenregister Ul der Unterdecke und ein Regelventil Z. Gemeinsam für diese beiden Kreise ist eine Kreiselpumpe P, und die Bezeichnungen der Verbin-In diesen Öffnungen sind Regelklappen Si, Sc und Sx 65 dungsleitungen stimmen mit den Bezeichnungen der vorgesehen. soeben genannten Teile überein. Die Zulaufleitungen

In den Kammern sind die folgenden Maschinen sind mit dicken Linien und die Rücklaufleitungen bzw. Apparate eingebaut: mit dünnen Linien gezeichnet.

p Q g ,

in einer Anzahl von Kammern und Kanälen aufgeteilt, und zwar in

einer Lufteintrittskammer Ki,
einer Kompressorkammer Kc,
einer Ausblasekammer Kx,
einer Raumluftkammer Kr,
Verbindungskanälen Kcx, Ky und Kz.

In der Außenwand Wx sind drei Lufteintrittsöffnungen vorgesehen: Oi in der Kammer Ki, Oc, die entweder mit der Kammer Kc oder mit dem Kanal Kcx verbunden werden kann, und Ox in der Kammer Kx.

5 6

Die Wirkungsweise der Anlage wird nachstehend und wird dort mit der durch die Öffnung Oi einge-

mit Bezug auf F i g. 1 bis 4 wie folgt erläutert: saugte Zuluft Ai gemischt. Die Mischluft Air wird im

A Winterbetrieb Wärmeaustauscher Hi weitergeheizt und strömt in

den Raum Tu durch die Öffnung Ou hinein.

Kompressorkreislauf ₅ Wie in F i g. 2 und 3 gezeigt, wird die Mischluft Die Heizung des Rohrregisters und der Zuluft er- Air durch die Öffnungen t/3 in der Unterdecke gefolgt in folgender Weise: blasen und strömt als Ventilationsluft durch den

Das Steuerventil X wird so eingestellt, daß das Pri- Raum unter der Unterdecke U.

märmedium in den Kreislauf Diese Strömung erfolgt zugfrei und gleichmäßig,

., _ -_T „ _T, _ , ίο und die Raumluft strömt schließlich durch den Rück-

^X7 ^-"" ^^nV~ luftkanal.?? in die RaumluftkammerKr. Aus dieser

Hx xli X xc C Kammer strömt ein anderer Teil der Raumluft Ar

strömt. Dadurch werden im Hx Wärmekalorien aus durch die Regelklappe Sr in die Ausblasekammer Kx

der ausgeblasenen Luft Ax (F i g. 1) aufgenommen, und wird von dem Gebläse Bx gefördert und gelangt

und diese Wärmekalorien werden am Primärkreis N 15 dann über den Wärmeaustauscher Hx durch die Öff-

in das Gerät G übergeführt und an das Sekundär- nung Ox ins Freie. Gleichzeitig passiert ein Teilstrom

medium abgegeben. Ac der Außenluft durch die Öffnung Oc und den Ka-

Das so erwärmte Sekundärmedium strömt durch nal Kxc in die Kammer Kx und strömt unter Wärme-

die beiden Sekundärkreise, und zwar: abgabe an dem Wärmeaustauscher Hx durch die

„ - „.. 20 Öffnung Ox hinaus.

a-ay-Y-Hi-hp-P-pb-b. B. Sommerbetrieb

Kreis U: Kompressorkreislauf

a-az-Z-zu-Ul-up-P-pb-b. _Die Kühlung des Rohrregisters und der Zuluft er-

Die Wärme des Sekundärmediums wird somit an 25 folgt durch Umstellung des Steuerventils X, so daß

-die Zuluft durch Hi als Konvektionswärme und vor das Primärmedium im folgenden Kreislauf verläuft: der Unterdecke Vl, V 2 als Strahlungswärme und

Konvektionswärme abgegeben. nv N xn X rrC

Die Verteilung der abgegebenen Wärme unter den ^nv ^yv ^{xn Λ xc} ° ·

beiden Geräten/// und !71 kann beliebig durch die 30 Dadurch werden im Hx Kältekalorien aufgenom-

Ventile Y und Z geregelt werden. Die mit punktier- men, die an den Primärkreis N überführt und im Ge-

ten Linien yp und pz angedeuteten Kurzschlußverbin- rät G an das Sekundärmedium abgegeben werden,

düngen bedingen eine genaue Regelung. Das abgekühlte Sekundärmedium fließt den beiden

. . . Sekundärkreisen Hi und U genau wie bei Winterbe-

Luttkreislaur tig.l _3$ _{trieb zu}^ _{und die Zuluft; die durch} _m _{strömt; und}

Bei Winterbetrieb muß auch die Ventilationsluft das Rohrenregister werden entsprechend gekühlt.

(Zuluft), die durch die Öffnung Oi von dem Gebläse .

Bi in den Zwischenraum TU (Fig. 3) eingeblasen Luttkreislaut

wird, geheizt werden. Dies geschieht teilweise da- Die Wechselklappen D werden bei Sommerbetrieb

durch, daß die Zuluft Ai an dem Wärmeaustauscher 40 in den mit dünnen Linien gezeichneten Stellungen

Hi vorbeiströmt und teilweise durch Mischung der D'l, D'2 und D'3 eingestellt, und die Absperr-

Zuluft mit der Raumluft Ar, die durch die Kompres- klappe D 4 wird in die offene Stellung D'4 ver-

sorkammer Kc passiert und bei Kühlung des Korn- schoben. Die Raumluft Λ/- strömt nunmehr aus der

pressors C und des Motors M erwärmt wird. Kammer Kr über die Regelklappe Sy durch die

Die dazu erforderlichen Luftströme werden durch 45 Kanäle Ky und Kz in die Kammer Ki hinein, und die

die in F i g. 1 mit voll aufgezogenen Linien gezeigten Belüftung erfolgt demnach wie bei Winterbetrieb.

Einstellungen Dl, D 2, D 3 und D 4 der Luftklappen Die Kühlung des Kompressors und Motors erfolgt

erzielt. bei Sommerbetrieb durch die Außenluft, die durch

Die Raumluft Ar strömt von der Mündung des die Öffnung Oc in die Kompressorkammer hinein-

Raumluftkanals R in die Raumluftkammer Kr durch 50 strömt und von dort direkt durch die Öffnung, die

den Kanal Ky, die Kammer Kc, in die Kammer Ki von D' 4 freigegeben wird, in die Ausblasekammer Kx.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Klimaanlage mit einer als Ventilationsanlage ausgebildeten Strahlungsunterdecke, die aus Rohrregistern mit darauf befestigten Strahlplatten besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrregister der Strahlungsunterdecke dem Sekundärkreis eines Gegenstrom-Wärmeaustauschers angeschlossen ist, dessen Primärkreis in einem Wärmepumpenkreislauf mit einem 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-Wärmeaustauschers einem weiteren Luft-Wärmeaustauscher angeschlossen ist, der in einer Lufteintrittskammer zwischen einer mit Luftdurchtrittsöffnungen versehenen Außenwand und dem Zwischenraum zwischen der Unterdecke und einer Tragdecke angeordnet ist.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrregister und der Luft-Wärmeaustauscher in der Lufteintrittskammer dem Sekundärkreis des Gegenstrom-Wärmeaustauschers in Parallelverbindung (Nebenschluß) angeschlossen sind, wobei in jedem der so gebildeten Teilkreise ein Regelventil eingeschaltet ist.

4. Anlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Kompressoraggregat und den Wärmeaustauschern 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 Unterdecke und einer mit Luftdurchtrittsöffnungen versehenen Außenwand eingebaut ist.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die als ein montierungsfertiges Maschinenaggregat ausgebildete Einheit durch Trennwände in einer Lufteintrittskammer, einer Kompressorkammer, einer Ausblasekammer, einer Raumluftkammer sowie, diesen Kammern 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.