DE1454615B2 - Anlage zum temperieren von luft nach dem zweikanalsystem - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Temperie- liehen Erwärmer im Kaltluftkanal und/oder einen zu- i

ren von Luft nach dem Zweikanalsystem, bei wel- sätzlichen Kühler im Warmluftkanal anzuordnen. i

chem den zu temperierenden oder zu klimatisierenden In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird dem !

Räumen ein Luftgemisch aus zwei Kanälen zugeführt im Warmluftkanal angeordneten Thermostaten ein

wird, in denen Wärmetauscher für die Erwärmung 5 Wärmefühler nachgeschaltet, der bei Unterschreitung

bzw. Kühlung der Luft angeordnet sind und bei seines Sollwertes dem vom Thermostaten angeforder-

denen die Einstellung des Luftmischgerätes in jedem ten höheren Wärmeentzug verhindert.

Raum durch einen Thermostaten geregelt wird. Schließlich kann die Anlage nach der Erfindung mit

Anlagen dieser Art werden zum Klimatisieren viel- einem Taupunktsregler ausgerüstet sein, der im Zu-

räumiger Gebäude angewandt, bei denen Räume oder io sammenhang mit einem Luftbefeuchter und dem Küh-

Raumgruppen unterschiedliche Wärme- oder Kühl- ler im Kaltluftkanal den absoluten Wassergehalt der

last haben, so daß sie Luft verschiedenen Eintritts- Zuluft regelt.

zustandes erhalten müssen. Die Zuluft wird den Rau- Mit den Maßnahmen der Erfindung wird es ermög-

men über zwei Kanäle zugeleitet, von denen in der licht, jeden der beiden Kanäle lediglich für die Hälfte

Regel der eine erwärmte, der andere gekühlte Luft 15 der benötigten Gesamtluftmenge, also mit einem

führt. Die Räume werden an beide Kanäle über Querschnitt zu bemessen, der gegenüber den bisher

Mischvorrichtungen angeschlossen, in denen, von erforderlichen Abmessungen erheblich geringer ist

einem Thermostaten gesteuert, Warm- und Kaltluft und eine günstigere, raumsparende Verlegung der

nach Bedarf gemischt werden. Kanäle neben geringerem Herstellungsaufwand ge-

Bei den bekannten Anlagen dieser Art muß~min- 20 stattet. Statt der bisher benötigten Auslegung für

destens einer der beiden luftführenden Kanäle für 100 bzw. 60 bis 80% der Gesamtluftmenge kann

100% der Soll-Luftmenge bemessen werden, und nach der Erfindung jeder der beiden Kanäle theore-

zwar vorzugsweise der Kaltluftkanal, da im allgemei- tisch auf 50 % dieser Menge verringert werden, wobei

nen die Raumkühlung die Hauptbelastung dieser An- man für die praktische Ausführung einen geringen

lagen bildet; der Warmluftkanal eines solchen Sy- 25 Spielraum als Sicherheitszuschlag vorsieht,

stems wird dann üblicherweise für 60 bis 80% der Erhebliche Einsparungen an Material, Arbeitsauf-

Gesamt-Luftmenge ausgelegt. In dieser Größe wer- wand, Transporten und teurem Bauvolumen sind also

den die Kanäle bei Zweikanal-Anlagen unabhängig bei Anwendung des Erfindungsgedankens zu er-

davon bemessen, ob sie mit einem gemeinsamen oder reichen.

zwei einzelnen Zubringer-Ventilatoren ausgerüstet 30 Das angestrebte Mischungsverhältnis 1:1 von sind. In den beiden Kanäle müssen also große Quer- Warm- und Kaltluft verlangt bei extremen Außenschnitte zur Verfügung stehen, welche die Unterbrin- temperaturen hohe Aufwärmung oder starke Kühgung entsprechend bemessener Leitungen in Gebäu- lung der einen Hälfte des Luftstroms, damit bei deren den erschweren, wenn nicht sogar vereiteln und für Mischung mit der anderen Hälfte die gewünschte die Fertigung der Kanäle einen erheblichen Arbeits- 35 Mitteltemperatur erreicht wird. Durch den zusätz- und Werkstoffaufwand erfordern. liehen Einbau eines Kühlers im Warmluftkanal und/

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer An- oder eines Erwärmers im Kaltluftkanal kann die Anlage, bei der die beiden Kanäle jeweils nur für etwa lage mit geringerer Kühlung oder Aufwärmung bedie Hälfte der den Räumen zuzuführenden Luft aus- trieben werden, so daß das Wärmegefälle zum Heizgelegt sind, wobei diese gleichmäßige Verteilung der 4° oder Kühlmedium größer und damit die Übertra-Luft auf die Kanäle auch bei Änderungen in dem gungsfläche kleiner wird. Auch die Verluste werden Warm- oder Kühlluftbedarf des Raumes oder der geringer, so daß neben Einsparungen an Baukosten Räume aufrechterhalten bzw. wiederhergestellt wird. auch geringere Betriebskosten zu erwarten sind.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst Wenn auf diese Weise die Luft in einzelnen Be-

durch eine Vorrichtung zum Messen des Differenz- 45 triebsfällen auch im Warmluftkanal gekühlt wird, ist

druckes zwischen den beiden jeweils die Hälfte der es vorteilhaft, die Kühlung dort so zu begrenzen, daß

benötigten Luftmenge fördernden Kanälen, die bei der Taupunkt nicht unterschritten wird,

einer Sollwertabweichung der Zulufttemperatur in Die schon beschriebenen Vorteile der geringeren

einem oder mehreren Räumen und einer dadurch be- Kanalquerschnitte kommen auch zur Geltung, wem

dingten Änderung der Luftströmungen in den beiden 5° die Anlage in weiterer Ausgestaltung zum Klimatisie-

Kanäle eine derartige Änderung in der Wärmeladung ren von Räumen betrieben wird,

der Luft hervorruft, daß die ursprünglichen Strö- Im Nachstehenden ist die Erfindung an Hand vor

mungsverhältnisse in den Kanälen wieder hergestellt zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert, die ii

werden. der Zeichnung schematisch dargestellt sind, und zwai

Die Änderung in der Wärmeladung der Luft, d. h. 55 zeigt

eine Verstellung der Sollwerte mit dem Ziel, die Luft- A b b. 1 eine Anlage, die nur zur Beheizung bzw

ströme in jedem Kanal wieder auf die Hälfte des Ge- Kühlung und

samtluftstromes zu bringen, kann in einer Abwand- A b b. 2 eine Anlage, die zur Klimatisierung voi

lung der Erfindung statt durch die Änderung des Räumen dient.

Druckgefälles zwischen den beiden Kanäle durch die 60 Beim Ausführungsbeispiel nach Ab b. 1 sind an dl·

Richtung einer Luftströmung in einer die beiden Ka- beiden Luftzuführungskanäle 1 und 2 sogenannt

näle verbindenden Leitung eingeleitet werden. Mischkästen 3, 4, 5 in beliebiger Anzahl zur Luftver

Damit bei dem angestrebten Mischungsverhältnis sorgung je eines Raumes I, II bzw. III angeschlossen

zwischen Warm- und Kaltluft von 1: 1 bei extrem Den beiden Kanäle 1 und 2 wird über eine Abzweig

niedriger Außentemperatur die Warmluft nicht so 65 leitung 6 durch ein Gebläse 7 Luft zugeführt. Der

hoch aufgewärmt und bei extrem hoher Außentem- hauptsächlich zur Zuführung warmer Luft bestimm

peratur nicht die Kaltluft so tief gekühlt werden muß, ten Kanal 1 ist ein Lufterhitzer 8 und dem haupi

sieht die Erfindung die Möglichkeit vor, einen zusatz- sächlich der Kaltluftzuführung dienenden Kanal 2 ei

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Luftkühler 9 vorgeschaltet. Die Strömungsquer- luftkanal 2 den Wärmeentzug im Kühler 9 ein, und schnitte der Kanäle 1 und 2 stimmen überein; sie sind zwar auf ein solches Maß, daß in den Mischderart gewählt, daß ihre Summe — zweckmäßig mit kästen 3, 4, 5 ein Luftgemisch von der in den Räueinem geringen Sicherheitszuschlag — auf die Luft- men I, II, III gewünschten Temperatur hergestellt menge abgestellt ist, welche die zu versorgenden 5 wird. Ergeben sich in der angesaugten Luft oder in Räume benötigen, und zwar ohne Rücksicht auf die den Räumen Temperaturänderungen, so wird wie bei Forderung einer bestimmten Temperatur dieser Luft. dem oben beschriebenen Vorgang über eine Ände-Zu ihrer Temperierung sind die Wärmeaustauscher 8 rung der Zuströmquerschnitte zu den Misch- und/oder 9 unter Zugrundelegung einer bestimmten kästen 3, 4, 5 und der Drücke in den Kanälen 1 Temperatur der durch das Gebläse 7 angesaugten io und 2 sowie über einen Thermostaten 14 im KaIt-Luft einerseits und der aus den Mischkästen 3, 4, 5 luftkanal 2 der Wärmeentzug im Kühler 9 auf ein zu versorgenden Räume I, II, III andererseits auf die Maß geregelt, das in den Mischkästen 3, 4, 5 die Zuführung bzw. die Abführung einer bestimmten dem Sollwert der Thermostaten 10 entsprechende Wärmemenge je Zeiteinheit eingestellt. Soll beispiels- Gemischtemperatur herstellt, worauf diese über die weise den Räumen Luft von 20° C zugeführt werden, 15 Zuströmquerschnitte die Entnahme gleicher Luftwährend das Gebläse 7 Luft von 0° C ansaugt, so mengen aus beiden Kanälen 1, 2 wiederherstellt,
wird die Wärmezufuhr zum Erhitzer 8 derart einge- Ändert sich die Warm- bzw. Kaltluftanforderung stellt, daß die ihn durchströmende Hälfte der Gesamt- durch Temperaturänderung nur in einem, z. B. dem luftmenge von 0° C auf 40° C erwärmt wird; der Raum I, so leitet zunächst nur sein Thermostat 10 Luftkühler 9 ist außer Betrieb, so daß der Kanal 2 20 den beschriebenen Steuer- und Regelungsvorgang Luft von 0° C führt. In den Mischkästen 3, 4, 5 er- ein; für die übrigen Räume stellen ihre Thermostaten gibt sich als resultierende Temperatur der beiden 10 in den Mischkästen ein neues Mischungsverhältnis gleichen Luftvolumina, die ihnen und damit den unter Aufrechterhaltung der hier gewünschten Temnachgeschalteten Räumen zugeführt werden, der ge- peratur her, wobei über den Druckausgleich durch wünsshte Wert von 20° C. 25 den Fühler 11 auch in diesem Fall die Luftmengen

Steigt die Temperatur der angesaugten Luft z. B. in beiden Kanälen 1, 2 wieder auf den gleichen Be-

auf +10° C, so ändert ein in den Räumen I, II, III trag gebracht werden.

auf die Solltemperatur von 20° C eingestellter Fordert der Thermostat 12 über den Regler 13 Thermostat 10 durch Verstellung der Eintrittsquer- eine die Leistung des Erhitzers 8 übersteigende schnitte der Mischkästen 3, 4, 5 das Mischungsver- 3° Wärmeabgabe an die Luft für den Kanal 1 an, so hältnis in der Weise, daß aus dem Kanal 1 weniger kann die Temperatur auch der dem Kanal 2 zuge-Warmluft und aus dem Kanal 2 mehr Kaltluft ent- führten Luft erhöht werden. Hierfür schaltet ein nommen wird. Auf die dadurch verursachte Ände- Grenzthermostat über den Regler 13 einen Erhitzer rung der Drücke in den Kanälen 1 und 2 spricht ein 15 ein, der zusätzlich im Kanal 2 angeordnet ist. Auf zwischen ihnen angeordneter Differenzdruckfühler 11 35 dem oben beschriebenen Weg stellen sich auch hieran und verschiebt die Sollwerteinstellung eines nach die Luftmengen in den Kanälen 1 und 2 wieder Thermostaten 12 im Warmluftkanal 1 mit der Wir- auf denselben Wert ein. In entsprechender Weise kung, daß über einen von ihm gesteuerten Regler 13 kann man die Kühlleistung des Kühlers 9 durch einen die Wärmezufuhr zum Wärmeaustauscher 8 entspre- zusätzlichen Kühler 16 in Kanal 1 ergänzen,
chend vermindert und den Mischkästen 3, 4, 5 eine 40 Statt des Druckdifferenzfühlers 11 kann zwischen kältere Warmluft zugeführt wird. Auf die Temperatur den Kanälen 1 und 2 ein Steuerorgan angeordnet ihres Gemisches mit der Kaltluft aus Kanal 2 spricht werden, das auf die Strömungsrichtung in einer Verder Thermostat 10 infolge seiner Sollwerteinstellung bindungsleitung der Kanäle anspricht,
auf 20° C durch Wiederherstellung der Ursprung- Es ist auch möglich, daß jeder Kanal 1, 2 aus liehen Zuströmquerschnitte an. Damit ist die gleich- 45 einem eigenen Gebläse mit Luft versorgt oder daß mäßige Verteilung der Luftzufuhrströme auf die bei- den Wärmeaustauschern 8, 9 ein Gemisch von den Kanäle 1,2 unter Berücksichtigung der Änderung Außenluft mit Umluft aus den Räumen I, II, III zuder Wärmeanforderung der Räume I, II, III infolge geführt wird.

der Änderung der Temperatur der angesaugten Luft Die Anlage ist auch bei der Klimatisierung von

wiederhergestellt. 50 Räumen verwendbar, und zwar in der Weise, daß

Derselbe Vorgang spielt sich in dem Falle ab, daß die Aufbereitung der diesen Räumen zuzuführenden

sich die Wärmeanforderung der Räume I, II, III in- Luft auf den gewünschten Feuchtigkeitsgehalt im

folge von Vorgängen ändert, welche auf die in ihnen Kaltluftkanal vorgenommen wird, während der

herrschende Temperatur einwirken. Auch hier steu- Warmluftkanal entweder mit Frischluft oder vorzugs-

ern die Raumthermostaten 10 zunächst das Mi- 55 weise mit Umluft gespeist wird. Dies ist in dem Aus-

schungsverhältnis der Warm- und der Kaltluft men- führungsbeispiel in A b b. 2 gezeigt, in welcher der

genmäßig und sodann der Differenzdruckfühler 11 rechte Teil der A b b. 1 der Übersichtlichkeit halber

über den Thermostaten 12 die Wärmeladung der Luft fortgelassen ist.

im Wärmeaustauscher 8 und damit das Mischungs- Die Anlage weist im wesentlichen denselben Aufverhältnis temperaturmäßig, woraufhin die Thermo- 60 bau wie nach Abb. 1 auf, jedoch ist dem Kühler9 staten 10 über die Zuströmquerschnitte der Misch- im Kaltluftkanal 2 ein Luftbefeuchter 21 vorgeschalkästen die Entnahme der Luft aus den beiden Ka- tet und jedem der beiden Kanäle 1 und 2 ein eigenes nälen 1 und 2 wieder auf gleiche Mengen einregeln. Gebläse 22, 23 zugeordnet, wodurch der Betrieb des

Ist die vom Gebläse 7 angesaugte Luft wärmer als Warmluftkanals 1 mit Umluft erleichtert wird; äußeres der in den Räumen I, II, III gewünschten Tempe- 65 dem sind die beiden Kanäle 1 und 2 hinter den Geratur entspricht, so schaltet der Thermostat 12 im blasen 22, 23 durch eine Leitung 24 verbunden. Auf Warmluftkanal 1 die Wärmezufuhr im Austauscher 8 Änderungen in der Wärmeanforderung seitens der ab und ein entsprechender Thermostat 14 im Kalt- zu versorgenden Räume spricht die Anlage nach

Abb. 2 in derselben Weise wie zu Abb. 1 beschrieben an, wobei die Leitung 24 einen etwaigen Volumensausgleich ermöglicht Um eine Verschiebung des Sollwertes des Thermostaten 12 im Warmluftkanal nach unten zu begrenzen und damit eine Anderung des absoluten Wassergehaltes der Luft in Kanal 1 zu verhindern, ist ihm ein Wärmefühler 25 nachgeschaltet, der bei Unterschreitung seines Sollwertes den vom Thermostaten 12 angeforderten höheren Wärmeentzug im Kühler 16 verhindert. Ein Taupunktsregler 26 regelt im Kaltluftkanal 2 im Zusammenhang mit dem Luftbefeuchter 21 und dem Kühler 9 den absoluten Wassergehalt der Zuluft nach den bekannten Regeln der Klimatechnik.

Der Wassergehalt der Luft ist in praktischen Fällen bei Betrieb mit üblichem Umluftanteil in den beiden Kanälen nahezu gleich. Daher bleibt die Anlage hinsichtlich der Luftfeuchtigkeit ausgeglichen, auch wenn die zu versorgenden Räume Temperaturänderungen anfordern.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Anlage zum Temperieren von Luft nach dem Zweikanalsystem, bei welchem den zu temperierenden oder zu klimatisierenden Räumen ein Luftgemisch aus zwei Kanälen zugeführt wird, in denen Wärmetauscher für die Erwärmung bzw. Kühlung der Luft angeordnet sind, und bei denen die Einstellung des Luftmischgerätes in jedem Raum durch einen Thermostaten geregelt wird, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung

(11) zum Messen des Differenzdruckes zwischen den beiden jeweils die Hälfte der benötigten Luftmenge fördernden Kanälen, die bei einer Sollwertabweichung der Zulufttemperatur in einem oder mehreren Räumen und einer dadurch bedingten Änderung der Luftströmungen in den beiden Kanälen eine derartige Änderung, in der Wärmeladung der Luft hervorruft, daß die ursprünglichen Strömungsverhältnisse in den Kanälen wieder hergestellt werden.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzdruck zwischen den beiden Kanälen durch die Richtung einer Luftströmung in einer die Kanäle verbindenden Leitung festgestellt wird.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Wärmeaustauscher (16, 15) als Kühler im Warmluftkanal oder/und als Erwärmer im Kühlluftkanal angeordnet ist.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß den im Warmluitkanal angeordneten Thermostaten (12) ein Wärmefühler (25) nachgeschaltet ist, der bei Unterschreitung seines Sollwertes den vom Thermostaten (12) angeforderten höheren Wärmeentzug im Kühler (16) verhindert.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Kaltluftkanal (2) ein Taupunktsregler (26) im Zusammenhang mit einem Luftbefeuchter (21) und dem Kühler (9) den absoluten Wassergehalt der Zuluft regelt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen