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K 1 i m a g e r ä t Die Erfindung bezieht sieh auf ein Klimagerät
zum Beheizen, Kühlen und Belüften von Räumen, mit einem wahlweise zum Heizen oder
Kühlen verwendbaren Wärmetauschers wenigstens einem Gebläses das die Raumluft und/oder
Frischluft durch den Wärmetauscher führt, und einem dem Wärmetauschen vorgeschalteten
Filter.
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Klimageräte dieser-Art sind bereits bekannt und werden in Dampf- oder
Warmwasser-Heizungsanlagen an Stelle der herkömmlichen Radiatoren verwendet. Diesen
gegenüber besitzen sie vor allem den Vorteil, daß sie ein verhältnismäßig kleines,
abgeschlossenes Gerät bildenedae leicht mantierbax iet, eine individuelle und genaue
Temperaturregelung gestatten sowie durch das eingebaute Gebläse zugleich zur 15eneuerung
der umiuft verwendet werden können. Außerdem ermöglichen dsae Geräte eine einfache
Kühn
lang des Raumes, zu-welchem Zweck der Wärmetauscher ledig-`
lieh an ein Kühlaggregat angeschlossen ist. Ein auch hei diesen Geräten bisher noch
nicht zufriedenstellend gelöstes Problem stellt jedoch die Regelung der Luftfeuchtigkeit
dar. In geheizten Räumen besitzt die Raumluft bekanntlich eine zu niedrige Feuchtigkeit,
wogegen im Sommer, insbesondere= in gekühlten Räumen, eine zu hohe Luftfeuchtigkeit
vorhanden ist, die sich auch durch Niederschlagen am Kühlkörper nachteilig bemerkbar
macht. Während der Heizperiode hilft man sich durch die Verwendung von mit Wasser
gefüllteri Verdampfungsgefäßen oder durch Zerstäuben von Wasser im Raum® Diese Maßnahmen
ermöglichen ,jedoch keine genaue Regulierung der Luftfeuchtigkeit und können beim
Kühlen nicht angewendet werden* Ferner wird bei den bekannten Klimageräten manchmal
als nachteilig gegenüber den Radiatoren empfunden, da,ß in bestimmten Zeitabständen
eine Reinigung des in das Gerät eingebauten Filters erforderlich ist und daß das
die teuft fördernde Gebläse ein Geräusoh verursacht.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile der
bekannten Klimageräte, welche einer allgemeinen Anwendung anstelle von Radiatoren.
manchmal entgegenstehen, zu beseitigen.. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht,
daß unterhalb-des Wärmetausohers wenigsten3 eine mit diesem in gut wärmeleitender
Verbindung stehende, Wa.sserknthaltende Verdampfungstasse vorgesehen ist, über deren
Wasserspiegel die vom Gebläse geförderte Luft hinweggeführt
ist.
Durch diese einfache Mainahme ist sowohl beim Heizen als auch beim Kühlen eine einfache
Regelung des Feuchtigkeitsgehaltes der Raumluft möglich. Im Heizbetrieb des Klimagerätes
wird die ruft beim Überstreichendes Wasserspiegels in der Verdampfungstasee angefeuchtet,
wogegen im Kühlbetrieb das sich bildende Kondenswasser in der Verdampfungstasse
gesammelt und aus dieser abgeführt wird, wodurch eine Bhtfeuchtung der Luft erfolgt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann jede Verdampfungstasse
mit dem Wärmetauscher über eine metallische Brücke, zvB. über seitlich des Wärmetauschers
angeordnete Wangen oder über verlängerte Rippen des Wärmetauschers,- gut wärmeleitend
verbunden sein.-Im Heizbetrieb wird dadurch das Wasser in den Verdampfungstassen
außer durch Wärmestrahlung auch durch Wärmeleitung vom Wärmetauscher erwärmt, wodurch
die Verdunstung erhöht wird, und im Kühlbetrieb erfolgt in analoger Weise eine Kühlung
der Verdampfungstassen, so daB sich ein Teil der in der Luft mitgeführten Feuchtigkeit
schon beim Überstreichen der Verdampfungstasse niederschlägt bevor sie Zum Wärmetauscher
gelangt.
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Zwischen dem Wärmetauscher und der Verdampfungstasse können Leitflächen,
vorzugsweise Zeitbleche, vorgesehen sein, die den Luftstrom gegen die Verdampfungstasse
lenken. Es können zwei Verdampfungstassen unter jedem Wärmetauscher in seitlichem
Abstand parallel nebeneinander angeordnet sein uncl zwiseheneinander einen Durchgangsspalt
für die Luft bilden, über dem die Leitflächen, vorzugsweise ein
dachförmig
ausgebildetes Zeitblech, vorgesehen sind. Die Leitflächen dienen im Kühlbetrieb
auch zur Abscheidung von Kondenswasser.
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Die-Regelung der Luftfeuchtigkeit ist erfindungsgemäß einfach dadurch
möglich, daß die von der Luft überströmte Fläche des Wasserspiegels in den Verdampfungstassen
vergrößert oder verkleinert bzw. im Kühlbetrieb die Abfuhr des Kondenswassers entsprechend
geregelt wird.. Hiezu kann der Boden der Verdampfungstasse wenigstens in einer Richtung
gegen die Horizontale geneigt und die Verdampfungstasse nur teilweise mit Wasser
gefüllt sein. Die-Oberfläche des Wasserspiegels in der Verdampfungstasse kann aber
auch durch Neigen derselben um eine ungefähr horizontale Schwenkachse veränderbar
sein. Bei einer Klimaanlage mit mehreren Klimageräten kann-jede Verdampfungstasse
über eine Leitung mit einem Wasserbehälter in Verbindung stehen, dessen Wasserstand,z.B.
durch einen Schwimmer, regelbar ist. Vorzugs-. weise ist der Wasserbehälter zur
Regelung des Wasserstandes in den Verdampfungatassen höhenverstellbar angeordnet.
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Um im Heizbetrieb eine ausreichende Befeuchtung der Luft zu ermöglichen,
können gemäß der Erfindung aber auch zwischen der Verdampfungstasse und dem Wärmetauscher
mit Wasser beschickte Sprühdüsen angeordnet sein, durch die die Luftfeuchtigkeit
regelbar ist. Die Sprühdüsen besitzen zweckmäßig einen ähnlichen Aufbau als die
Zerstäubungsdüse eines Ölbrenners und können entweder zeitweise zugeschaltet werden
oder aber hinsichtlich der zugeführten, versprühten
Wassermenge
den Erfordernissen entsprechend eingestellt werden.
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Um-zu verhindern, daß das in den zur Regelung der Zuftfeuchtigkeit
dienenden Verdampfungstassen befindliche Wasser verschmutzt wird, ist eine möglichst
wirksame Filterung der angesaugten Raum- oder Frischluft erforderlich. Dies geschieht
mit Hilfe eines den Verdampfungstassen vorgeschalteten Filters. Gemäß der Erfindung
ist dabei das Gebläse in Strömungsrichtung der Luft,vor dem mit der Verdampfungstasse
versehenen Wärmetauscher- und vor dem Filter angeordnet sowie in einem zusätzlichen
Grobfilter eingeschlossen, der wenigstens den Motor des Gebläses unter Freilassung
eines Zwischenraumes mantelartig umgibt. Durch den Grobfilter, der an gut zugänglicher
Stelle leicht lösbar angeordnet werden kann und einfach zu reinigen ist, wird eine
Vorfilterung der angesaugten Luft erzielt' so daß der eigentliche Feinfilter weitgehend
staubfrei bleibt und nur selten gereinigt werden muß. Dadurch wird nicht nur sichergestellt,
daß den Verdampfungstassen staubfreie Luft zugeführt wird, sondern es werden auch
die Flügel des dem Feinfilter vorgeschalteten Gebläses von grobem Staub freigehalten.
Außerdem wird durch diese Anordnung eine wesent= liehe Geräuschdämpfung erzielt,
weil der das Gebläse umgebende`Gräbfilter schallisolierend wirkt und die verdichtete,
durch die Gebläseflügel in Schwingungen. versetzte Luft zwischen Grobfilter und
Feinfilter eingeschlossen ist.
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Der Zwischenraum zwischen dem Grobfilter und dem
Motor
des Gebläses steht erfindungsgemäß mit der Saugseite des Gebläses in Verbindung,
wodurch die Motorgeräusche durch den Luftmantel noch weiter gedämpft werden. Zweckmäßig
besteht der Grobfilter aus einer Matte aus Filz o.dgl., die in meanderförmigen Falten
um das Gebläse herum angeordnet ist.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die in den Zeichnungen dargestellt
sind. In diesen zeigt Fig, 1 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Klimagerätes
in einem Schnitt nach der Linie I-I in Fig. 2, Fig. 2 dazu einen Schnitt nach der
Linie II-II in@Fig. 1 und Fige 3 eine Klimaanlage gemäß der Erfindung mit mehreren
Klimageräten in schematischer Darstellung. In den Fig. 4 und 5 ist ein weiteres
Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Klimagerätes dargestellt, wobei Fig. 4
eine Vorderansicht in einem teilweisen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 5 und
Fig.5 einen Längsschnitt durch das Klimagerät nach Fig. 4 zeigt: ` Das in den Fig.
1 und 2 dargestellte Klimagerät besitzt ein kastenförmiges Gehäuse 1, beispielweise
aus Blech, mit einer Vorderwand 2 und einer Rückwand 3. Im Inneren des Gehäuses
1 sind übereinander ein Luftfilter 4, ein als Heiz-und Kühlkörper dienender Wärmetauscher
5 sowie zwei achsgleich nebeneinander vorgesehene Radialgebläse 6 angeordnet. Diese
Bestandteile des Klimagerätes sind auf zwei stegförmigen Zwischenwänden -7 und 8
befestigt, die in vertikaler
Richtung verlaufen und zwiseheneinander
einen Durchgangsraum für die zu klimatisierende Luft bilden. Die Motoren 9 der beiden
Gebläse 6 und die zum Wärmetauscher 5 führenden Zeitungen 10 und 11 liegen. außerhalb
der Zwischenwände 7,8 und somit auch außerhalb des durch das Klimagerät hindurchgeführten
Luftstromes, so daß die Motoren 9 im Heizbetrieb 'durch die Warmluft nicht übermäßig
erwärmt werden können. Außer den beiden Zwischenwänden 7, 8 ist im Gehäuse 1 eine
zu diesen senkrecht verlaufende Querwand 12 vorgesehen, die mit der Rückwand 3 des
Gehäuses 1 einen Luftkanal 13 bildet, der zur Zuführung von Frischluft dient und
über einen Stutzen .14 entweder an einen Frischluftschacht angeschlossen oder durch
eine Außenwand des Gebäudes hindurch ins Freie geführt sein kann. Der Frischluftkanal
13 wird mittels einer verschwenkbaren Luftklappe 15 gesteuert, die zugleich auch
den Eintritt von Raumluft durch in der Vorderwand 2 vorgesehene lufteintrittsschlitze
16 in das Klimagerät regelt. Durch entsprechende Einstellung der Luftklappe 15 kann
das Mischungsverhältnis zwischen der angesaugten Frischluft und der Raumluft stufenlos
eingestellt werden. Das Klimagerät wird zweckmäßig unter einem Fenster eingebaut,
wobei der Stutzen 14 die Wand unterhalb des Fensters durchsetzt.
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Der Wärmetauscher 5 kann im Heizbetrieb durch Warmwasser oder-Dampf
-erwärmt und im Kühlbetrieb durch ein geeignetes Kühlmedium, beispielweise ebenfalls
durch Wasser, gekühlt werden. Unmittelbar unterhalb' des Wärmetauschers sind zwei
Tropf- oder Verdampfungstassen 17 und 18 angeordnet,
die parallel
nebeneinander liegen und zwischeneinander einen Durchgangsspalt 19 für die Luft
freilassen. Über dem Durchgangsspalt 19 befindet sich ein dachförmig ausgebildetes
Zeitblech 20, das den Luftstrom gegen die Verdampfungstassen 17, 18 lenkt.
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Im-Heizbetrieb sind die Verdampfungstassen 17, 18 mit Wasser gefüllt,
so daß die Luft beim Überstreichen des Wasser- -spiegels befeuchtet wird. Die Verdampfungstassen
17, 18 besitzen ferner geneigte Seitenwände und - wie aus Fig. 1 ersichtlich ist
- auch einen gegen die Horizontale geneigten Boden, so daß sich die Oberfläche des
Wasserspiegels bei einer Änderung des Wasserstandes in den Tassen 17, 18 verhältnismäßig
stark ändert. Das Ausmaß, der Luftbefeuchtung . kann somit durch Ändern des-Wasserstandes
in den Verdampfungstass,en 17, 18 beliebig gewählt werden, so daß auf einfache Weise
eine Regelung der Luftfeuchtigkeit möglich ist. Das Wasser in den Verdampfungstassen
17, 18 wird durch Wärmestrahlung vom Wärmetauscher 5 erwärmt, so daß eine gute Verdunstung
stattfindet. Außerdem sind die beiden Ver-_dampfungstassen 17, 18 über an ihren
Seiten angeordnete Wangen 21 und 22, die eine metallische Brücke bilden, mit dem
Wärmetauscher 5 wärmeleitend verbunden, so daß sie auch durch Wärmeleitung erwärmt
werden.
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Im Kühlbetrieb ist im Gegensatz zum Heizbetrieb meist eine Ehtfeuchtung
der durch das Klimagerät hindurchführenden Luft notwendig. Die.Tassen 17, 18 dienen
in diesem Fall zum . Auffangen des sich am Wärmetauscher 5 bildenden Kondenswassers
und
zur Ableitung desselben. Das dachförmige Leitblech 20 verhindert dabei ein Hindurchtropfen
von Kondenswasser duröh den Durchgangsspalt 19. Außerdem schlägt sich ein erheblicher
Teil der in der Luft enthaltenen Feuchtigkeit beim Vorbeistreichen derselben an
den verhältnismäßig kühlen Flächen des Zeitbleches 20 und der Tassen 17, 18 schon
an diesen r]eder, so daß der Niederschlag am Wärmetauscher 5 nur noch verhältnismäßig
gering ist. Eine zu starke Entfeuchtung der Luft kann auch hier durch entsprechende
Regulierung des Wasserstandes in den Tassen 17, 18 verhindert werden. Zum Zu- und
Abführen des Wasserstein bzw. aus den Tassen 17, 18 stehen diese mit je einer Rohrleitung
23 in Verbindung, die zweckmäßig zu einem Wasserbehälter führt, dessen Wasserstand
regelbar ist.
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Mittels des Klimagerätes nach den Fig. 1 und 2 kann somit die Luft
eines Raumes den jeweiligen Erfordernissen entsprechend erwärmt, gekühlt und erneuert
werden. Je nach der Einstellung der Luftklappe 15 wird entweder Frischluft durch
den Stutzen 14 und den luftkanal 13 oder Raumluft durch die Lufteintrittsschlitze
16, oder aber Frischluft und Raumluft in beliebigem Mischungsverhältnis angesaugt,
im Luftfilier 4 von mitgeführten Staubteilchen, Blütenpollen u.dgl. gereinigt, sodann
über die Tropf- oder Verdampfungstassen 17, 18 geleitet und entsprechend befeuchtet
bzw. entfeuchtet, worauf sie beim Überetreichen des Wärmetauschers 5 erwärmt. oder
gekühlt und schließlich durch die beiden Gebläse 6 durch am oberen Gehäuseende vorgesehene
Austritteachlitze 24
ausgeblasen wird. Die Regulierung der Raumtemperatur
kann auf einfache Weise durch entsprechende Steuerung der Geschwindigkeit der beiden
Gebläse 6 oder durch zeitweiliges Abschalten derselben erfolgen, wobei eine Änderung
der Temperatur des Wärmetauschers nicht erforderlich ist.
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Die in Fig. 3 in schematischer Darstellung gezeigte Klimaanlage besteht
aus mehreren Klimageräten, von denen hier zwei Klimageräte gezeigt sind, die entweder
in demselben Raum oder auch in verschiedenen Räumen, z.B. einer Wohnung, angeordnet
sein können. Die beiden Klimageräte besitzen den gleichen Aufbau wie das in den
Fig. 1 und 2 gezeigte Gerät und bestehen je aus einem Gehäuse 1 mit an der Vorderseite
desselben vorgesehenen lufteintrittsschlitzen 16 und luftaustrittsschlitzen 2¢.
Im Inneren des Gehäuses 1 sind der Wärmetauscher 5 und die darunter befindliche
Tropf-
| oder Verda pYs@tasse 17 gezeigt. Die Wärmetauscher 5 stehen |
über die Zeitungen 10 und 11 mit einem gemeinsamen Vorlauf 25 und einem Rücklauf
26 in Verbindung und die Tassen 17 sind über je eine Rohrleitung 23 und eine Verbindungsleitung
27 mit einem gemeinsamen Wasserbehälter 28 verbunden, der in derselben Höhe wie
die Tassen 17 angeordnet ist und zur Regelung des Wasserstandes in diesen dient.
Der Wasserbehälter 28 besitzt zu diesem Zweck einen Überlauf 29 und, ist an eine
Frischwasserleitung 30 angeschlossen, deren Zulauf durch einen Schwimmer 31 geregelt
ist.
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Zur Veränderung des Wasserstandes in den Tassen 17 kann der Waäserbehälter
28 beispielsweise höhenverstellbar angeordnet sein. Es kann aber auch in gleicher
Weise die
Einstellung des Schwimmers 31 geändert werden, wodurch
ebenfalls die Höhe des Wasserstandes im Wasserbehälter 28 steuerbar isto'Die Hörerstellung
des Wasserbehälters 28 erfolgt zweckmäßig von Hand aus, wogegen eine Steuerung der
Einstellung des Schwimmers 31 ohne, großen Aufwand auch automatisch erfolgen kann,
beispielsweise in Abhängigkeit von einem im zu klimatisierenden Raum angeordneten
Zuftfeuchtigkeitsmeßgerät. Im Heizbetrieb der Klimaanlage wird Wasser aus dem Wasserbehälter
28 der Verdampfung entsprechend den Tassen@17 zugeführt, wogegen im Kühlbetrieb
das sich in den Tassen 17 sammelnde Kondenswasser aus diesen abgeführt wird. Zu
diesem Zweck kann der Wasserbehälter 28 z.R. in die gestrichelt angedeutete Lage
28t verstellt werden, so daß das gesamte Wasser aus den Tassen 17 durch den Überlauf
29 abfließt.
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Abweichend von dem gezeigten Ausführungsbeispiel kann jedes Klimagerät
auch mit einem eigenen Wasserbehälter versehen sein. Außerdem kann die Regulierung
des Wasserstandes in den Tropf- oder Verdampfungstassen nicht nur durch Änderung
des Wasserstandes im Wasserbehälter erfolgen sondern beispielweise auch durch verschwenkbare
Anordnung der Tassen, so daß ohne Änderung der darin enthaltenen Wassermenge'die
Oberfläche des von der Luft überstrichenen Wasserspiegels geändert wird. Ferner
ist es im Rahmen der Erfindung möglich, das erfindungsgemäße Klimagerät mit einer
elektrischen Heizeinrichtung oder mit einer in das Gehäuse eingebauten unabhängig
arbeitenden Kühleinrichtung zu versehen, so daß
die Zuleitungsrohre-entfallen
können.
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Das Klimagerät nach den Fig. 4 und 5 besitzt ebenfalls ein kastenförmiges
Gehäuse 1 mit einer verhältnismäßig massiven Vorderwand 2 und einer Rückwand 3.
Im Inneren des Gehäuses 1 sind übereinander das Gebläse 6 mit dem Motor 9, der Filter
4 und der Wärmetauscher 5 angeordnet, welcher mit der Zuleitung 10 und der Ableitung
11 für das Heiz- oder Kühlmedium versehen ist, Unterhab des Wärmetauschers 5 sind
die Tropf- oder Verdampfungstassen 17, 18 angeordnet, von denen die Rohrleitung
23 wegführt. An der Vorderseite des Gehäuses 1 sind die durch je ein Gitter ge-=
bildeten lufteintrittsschlitze 16 und die Austrittsschlitze 24 für die Luft vorgesehen.
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Abweichend von dem zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel ist hier
lediglich ein einziges Gebläse 6 vorgesehen, welches in Strömungsrichtung der Luft
vor dem Filter 4 angeordnet und dessen Motor 9 innerhalb eines zusätzlichen Grobfilters
32 eingeschlossen ist, der ihn unter Freilassung eines Zwischenraumes 33 mantelartig
umgibt. Der Zwischenraum 33 ist zweckmäßig mit der Saugseite des Gebläses 6 verbunden,
welche durch eine in bekannter Weise vorgesehene Blechvers kleidung 34 von dem Druckraum
35 des Gebläses unterhalb des Filters 4 getrennt ist. Wie aus Fig. 4 hervorgeht,
ist der aus einer Matte aus Filz o.dgl. bestehende Grobfilter 321n meanderförmigen
Falten um den Motor 9 des Gebläses 6 herum angeordnet. Am Gehäuse 1 befestigte Konsolen
36 und 37 dienen zur Halterung des Motors 9 und der Blechverkleidung 34. Der
Grobfilter
32 ist gemäß Fig. 4 durch halbkreisförmige Haltebügel 38 aufgehängt..
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Die Luft tritt durch die Eintrittsschlitze 16 in das Klimagerät ein
und wird sodann durch das Gebläse 6 in der durch die in Fig. 5 eingezeichneten Pfeile
angedeuteten Richtung zum Filter 4 geführt, durch diesen hindurchgedrückt und dem
Wärmetauscher 5 entlang geführt, worauf sie das Klimagerät durch die Austrittsschlitze
24 verläßt. Das Gebläse 6 saugt die Luft dabei unmittelbar nach deren Eintritt in
das Gehäuse 1 durch den Grobfilter 32 hindurch an, in welchem die allenfalls mitgeführten
gröberen Staubteilchen bereits hängen bleiben. Durch diese Vorfilterung der Luft
werden die Flügel des Gebläses '6 weitgehend staubfrei gehalten und wird der eigentliche
Feinfilter 4 nur wenig verunreinigt, so daß eine Reinigung desselben nur in verhältnismäßig
großen Zeitabständen erforderlich ist. Außerdem dämpft der den Motor 9 umgebende
Grobfilter 32 nicht nur die Motorgeräusche sondern auch die beim Durchgang durch
das Gebläse 6 entstehenden Schallschwingungen der Luft, die im Druckraum 35 praktisch
zwischen dem Grobfilter 32 und dem Feinfilter 4 eingeschlossen ist. Diese-Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Klimagerätes zeichnet sich daher durch geringe Anforderungen
an die Wartung und durch besonders ruhigen, geräuscharmen Lauf aus.