DE19502372A1 - Dezentrale Klimatisierung durch Mono- bzw. Multi-Split-Anlagen bei außergewöhnlichen Außentemperaturen - Google Patents

Dezentrale Klimatisierung durch Mono- bzw. Multi-Split-Anlagen bei außergewöhnlichen Außentemperaturen

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Description

Die erfindungsgemäße dezentrale Klimatisierung auf der Basis von Mono- bzw. Multi-Split-Anlagen, ohne konventionelle Zu­ satzheizung, bezieht sich darauf, die gesamte erforderliche Raumkühl- bzw. Raumheizlast nach DIN 1946, sowohl im Sommer- als auch im Winterbetrieb abzudecken.
Typische Anwendungsbereiche sind der techn.- industrielle Bereich, wie Werkstatt- und Industriegebäude, EDV-Anlagen u. a., sowie der Komfortbereich, wie Instituts- u. Bürogebäude, Kaufhäuser, Hotels, Arztpraxen, Einfamilienhäuser u. ä. Ge­ bäude.
Für beide Bereiche sind wesentliche Zielstellungen der opti­ male Prozeßablauf und die Behaglichkeit sowie ein ganzheit­ lich gesundes Raumklima.
Neben der konventionellen Klimatechnik mit Zentralgeräten gewinnt die dezentrale Raumklimatisierung mit Mono-Splitge­ räten (Fig. 1) seit etwa 10 Jahren und Multi-Splitgeräten etwa seit 4 Jahren zunehmend an Bedeutung.
Diese vorwiegend für eine Teilklimatisierung eingesetzten Geräte (Filterung, Kühlung und Entfeuchtung) werden durch einfache Funktionsumschaltung des Kältekreislaufes auch als Luft/Luft-Wärmepumpen für eine wirtschaftliche Raumheizung genutzt.
Hinzu kommt, daß die Relevanz der Luftheizsysteme in dem Maße zunimmt, wie sich die Dichtheit der Gebäude erhöht.
Die herkömmlichen Luft/Luft-Wärmepumpensysteme, die als Wär­ mequelle die Außenluft nutzen, sind nur etwa bis zu einer Außentemperatur von ±0°C (min. -5°C) in der Lage, die er­ forderliche Raumheizlast ohne Zusatzheizung bereitzustellen. Bei der für den Winterbetrieb zugrundezulegenden Außenluft­ temperatur von -15°C bleibt daher ein Temp.-Defizit von 10-15 K, d. h. für bis zu 850 Heizstunden/a ist eine tradi­ tionelle Heizung bzw. ein anderes Heizsystem erforderlich. Damit verliert insbesondere das Multi-Splitsystem deutlich an techn.-technologischer Attraktivität und die Investitionsbereitschaft sinkt in erheblichem Umfang. Dieser wesentliche Mangel der nur teilweisen Abdeckung der Jahresheizlast bei den herkömmlichen Split-Klimaanlagen wird durch die vorliegende Erfindung beseitigt und die ganzjähri­ ge wirtschaftliche Nutzung derartiger Anlagen ermöglicht. Ein zusätzliches Heizsystem wird nicht mehr benötigt. Darüber hinaus ergibt sich eine deutliche Energiekosten-Ein­ sparung gegenüber traditionellen raumlufttechnischen Anla­ gen, ja sogar gegenüber erdgas- oder ölbefeuerten Heizsyste­ men.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist gleichzeitig eine umweltverträgliche und zeitgemäße Energienutzung möglich. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei beliebigen Außenlufttemperaturen v. a. im Winterbetrieb, immer eine Lufteintrittstemperatur am Wärmeübertrager der Außeneinheit (Wärmepumpenbetrieb ≡ Verdampfer) von größer -5°C bereit­ zustellen und die ganzjährige Nutzung ohne Zusatzheizung zu gewährleisten.
Durch eine temperaturabhängige Drehzahlregelung gemäß Fig. 3 ist ein wirtschaftlicher Betrieb abzusichern.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Außeneinheit der Splitanlage ein von einem vorbestimmten Luftvolumen durchströmter Erdwärmeübertrager EWÜ (Schütt­ bett- oder Röhrenregisterausführung) vorgeschaltet wird, welcher die Luftaufbereitung für extreme Außenlufttempera­ turen übernimmt.
Für einen energiesparenden Sommer- wie Winterbetrieb wird die optimale Lufteintrittstemperatur am Wärmeübertrager der Außeneinheit entsprechend eingestellt und bei Inneneinheiten mit Außenluftanschluß der Außenluftanteil im Sommer vorge­ kühlt bzw. im Winter vorgewärmt.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird darüber hinaus ergänzt durch apparative und regelungstechnische Vorrichtungen, insbesondere durch
  • a) die spezifische apparative Ausführung z. B. nach Fig. 2, gekennzeichnet durch den Luftansaugkanal (9), den Luft­ verteilkanal (3), den luftdurchströmten EWÜ (1), den Luftsammelkanal (4), den Ventilator (13) und die Aus­ blashaube (14) ggfs. mit Klappenkasten und
  • b) die nachfolgend beschriebene Regelung gemäß Fig. 3,
    Winter-Heizbetrieb,
    bei einer Außenlufttemperatur von -5°C (19) und gleichzeitiger Anforderung (21) durch die Außeneinheit (15) wird der Ventilator (13) zugeschaltet. Die Drehzahl wird nun in Abhängigkeit der Luftleistung der Außenein­ heit stufenlos geregelt (23);
    Winter-Ladebetrieb,
    für den Fall, daß die Außenlufttemperatur (19) wesentlich größer als die EWÜ-Temperatur (20) ist, wird der Ventila­ tor auf Ladebetrieb geschaltet.
    Für den Sommerbetrieb kann entsprechend verfahren werden!

Claims (6)

1. Dezentrale Klimatisierung auf der Basis von Mono- bzw. Multi-Splitanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß der Außeneinheit dieser Anlagen ein oberflächennaher, luft­ durchlässiger Erdwärmeübertrager (1) zum Zwecke der Außenluftaufbereitung vorgeschaltet und dieser von einem nach Temperatur und Menge bestimmten Luftvolumen durch­ strömt wird.
2. Dezentrale Klimatisierung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß für einen energiesparenden Sommer­ kühlbetrieb die optimalen Lufteintrittstemperaturen am Verflüssiger entsprechend eingestellt werden.
3. Dezentrale Klimatisierung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei Inneneinheiten mit Außenluftan­ schluß der Außenluftanteil im Sommer energiesparend vorgekühlt bzw. im Winter vorgewärmt wird.
4. Dezentrale Klimatisierung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ventilatordrehzahl als Funktion der Außenlufttemperatur und der Luftleistung der Außen­ einheit stetig geregelt wird.
5. Einrichtung und Vorrichtung zum Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rechteckige mit Be­ tongitterplatten (2) versehene Luftverteilkanal (3) bzw. Luftsammelkanal (4) des EWÜ vom Lufteintrittspunkt (5) bzw. Austrittspunkt (6) aus einen Öffnungswinkel von etwa 160° aufweist.
6. Einrichtung und Vorrichtung zum Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der waagerecht querdurch­ strömte EWÜ (1) über den gesamten Anströmquerschnitt gleiche Strömungsverhältnisse aufweist.
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