DE19523625C2 - In einem zu klimatisierenden Raum installierte lufttechnische Einrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine lufttechnische Einrich­ tung, die in einem zu klimatisierenden Raum instal­ liert ist.

Lufttechnische Einrichtungen der eingangs genannten Art sind bekannt. Bei der Klimatisierung von bei­ spielsweise Rechenräumen oder Handelsräumen für Banken, in denen Computer aufgestellt sind, sollten im Deckenbereich beziehungsweise Bodenbereich keine Wasserleitungen, beispielsweise für Induktionsge­ räte verlegt werden. Da die Kabel für die Stromver­ sorgung und dem Datenaustausch der Computer wasser­ empfindlich sind, könnte es bei Undichtigkeiten zu Defekten kommen. Dies führt zu einem Ausfall der Computer, was sehr kostspielig ist.

Es ist bekannt, zur Klimatisierung solcher Räume lufttechnische Einrichtungen einzusetzen, die im Deckenbereich angeordnet sind. Einer solchen Ein­ richtung wird gekühlte Primärluft zugeführt, welche durch Induktionswirkung Sekundärluft aus dem zu klimatisierenden Raum ansaugt. Primärluft und Se­ kundärluft mischen sich und werden mit einer Aus­ laßtemperatur von ca. 18°C als Impulsströmung in den zu klimatisierenden Raum nach unten gerichtet eingebracht. Diese Mischluft benötigt einen ent­ sprechend hohen Impuls, um bis in den unteren Be­ reich des Raumes zu gelangen. Durch die relativ niedrige Auslaßtemperatur von ca. 18°C und die Im­ pulsströmung treten Zugerscheinungen auf.

Aus der WO 86/02710 A1 ist ein Verfahren zum Belüften eines Raumes bekannt, bei dem Raumluft durch Induk­ tionswirkung angesaugt und in einer Mischkammer mit Primärluft vermischt und die Mischluft in den Raum eingeblasen wird.

Die DE 295 01 366 U1 betrifft eine Vorrichtung für die Belüftung von Räumen, die eine in einem Schacht angeordnete Injektordüse für einen Zuluftstrom auf­ weist, der Raumluft durch eine Einlaßöffnung an­ saugt. Es erfolgt eine Vermischung von Raumluft und Zuluft. Zwischen der Einlaßöffnung für die Raumluft und der Auslaßöffnung für die Mischluft befindet sich ein weiterer Schacht, in dem sich ein beheiz­ barer oder kühlbarer Konvektor befindet.

Aus der DE 42 10 279 A1 geht ein Quelluftdurchlaß für lufttechnische Anlagen hervor. Der Quelluft­ durchlaß weist einen Verteilkasten auf, der über mindestens eine im Boden des Verteilkastens ange­ ordnete Zuluftöffnung an einen die Zuluft führenden Hohlraumboden angeschlossen ist. Die Austrittsseite ist mit einem Wabengitter versehen, um einen schräg nach oben gerichteten Luftstrom zu erzeugen. Die ausgeblasene Luft verteilt sich im Bodenbereich des Raumes und steigt im Umfeld von Wärmequellen zur Raumdecke auf.

Schließlich betrifft die DE 38 09 093 A1 ein Quellüftungssystem für Räume, bei dem die Quelluft im Bodenbereich austritt, sich im Bereich von Wär­ mequellen erwärmt und dort aufsteigt und im Deckenbereich abgeführt wird. Die Deckenkonstruk­ tion ist metallisch glänzend ausgeführt, um den durch Strahlung hervorgerufenen Wärmestrom von der Raumdecke zum Boden hin zu minimieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine lufttechnische Einrichtung zu schaffen, die im we­ sentlichen zugfrei arbeitet und Räume optimal kli­ matisiert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die in einem zu klimatisierenden Raum instal­ lierte lufttechnische Einrichtung eine Mischkammer aufweist, in die Primärluft eingebracht wird, wel­ che durch Induktionswirkung Sekundärluft des Raumes ansaugt, in dem sich mindestens eine Wärmequelle, insbesondere ein Bildschirmarbeitsplatz, befindet, wobei die Sekundärluft mindestens einen im oberen Bereich beziehungsweise an der Oberseite der Ein­ richtung befindlichen Einlaß der Einrichtung pas­ siert, in die Mischkammer gelangt und dort mit Pri­ märluft gemischt wird und wobei die Mischluft mit­ tels mindestens eines sich im Seitenbereich bezie­ hungsweise im unteren Seitenbereich der Einrichtung befindlichen Auslasses der Einrichtung in den Raum eingebracht wird, wobei sich die Einrichtung im Bo­ denbereich des Raumes befindet, die Mischluft als Quelluftstrom aus dem Auslaß austritt und der Wär­ mequelle eine Abdeckung so zugeordnet ist, daß durch deren Leitfläche die Abwärme der Wärmequelle nicht im Raum aufsteigt, sondern gezielt in den Wirkungsbereich der Einrichtung gelangt. Durch die Anordnung der lufttechnischen Einrichtung am Boden beziehungsweise im Bodenbereich eines zu belüften­ den Raumes, beispielsweise zwischen zwei Ar­ beitsplätzen, wird warme Raumluft (Sekundärluft), die zum Beispiel von Bildschirmen stammt, durch In­ duktionswirkung angesaugt. Innerhalb der lufttech­ nischen Einrichtung wird die angesaugte Sekundär­ luft mit gekühlter Primärluft gemischt und als Mischluft zum Beispiel mit 20°C als Quelluftstrom in den Raum eingebracht. Durch das Einbringen als Quelluftstrom sind Zugerscheinungen optimal vermie­ den. Die Mischluft "flutet" quasi den Raum und steigt dann aufgrund Erwärmung auf. Dadurch, daß die Austrittstemperatur der Mischluft - bei der er­ findungsgemäßen Einrichtung - wärmer als die Aus­ laßtemperatur der Mischluft von bekannten lufttech­ nischen Einrichtungen ist und sie als Quelluftstrom austritt, ist ein angenehmes Raumklima gewährlei­ stet. Die Auslaßtemperatur kann deshalb wärmer sein, da ein großer Teil der Wärmelasten im Raum (Computer, Bildschirme) seine Wärmelast an die an­ gesaugte Sekundärluft abgibt und diese Last deshalb nicht mehr aus dem Raum abgeführt werden muß. Der Einlaß befindet sich im oberen Bereich beziehungs­ weise an der Oberseite der Einrichtung. Hierdurch kann die warme, belastete Raumluft auf direktem, kurzem Wege in die Einrichtung eintreten. Der Aus­ laß befindet sich im Seitenbereich beziehungsweise im unteren Seitenbereich der Einrichtung. Dadurch sind sich kreuzende Luftströme von zum Einlaß strö­ mender Raumluft und vom Auslaß austretender Mischluft vermieden. Durch diese Anordnung des Aus­ lasses im unteren Seitenbereich der Einrichtung ist auch ein optimales Fluten des Raumes gewährleistet.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann vorge­ sehen sein, daß die Primärluft von unten her in die Einrichtung eingebracht wird. Die Primärluft-Zu­ fuhrleitung für die lufttechnische Einrichtung kann problemlos im Doppelboden verlegt werden. Es ist möglich, ein Netz von Leitungen zu verlegen, um an jedem beliebigen, wählbaren Ort im zu belüftenden Raum eine lufttechnische Einrichtung zu installie­ ren. Die Temperatur und/oder Feuchte der Primärluft wird zentral eingestellt und die so aufbereitete Primärluft über das Netz den einzelnen lufttechni­ schen Einrichtungen zugeführt.

Ferner kann vorgesehen sein, daß die Primärluft­ menge an der Einrichtung einstellbar ist. Insbeson­ dere ist vorgesehen, daß das Induktionsverhältnis einstellbar ist. Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die austretende Mischluft einstellbar ist. Es ist möglich, die lufttechnische Einrichtung hierfür mit entsprechenden Einstellvorrichtungen zu versehen, um alle drei Luftströmungen oder zumindest eine von ihnen einzustellen. Jede einzelne Einrichtung kann somit individuell auf die Bedürfnisse der sich im Wirkungsbereich der Einrichtung befindenden Perso­ nen eingestellt werden. Es ist beispielsweise mög­ lich, mittels einer Luftstellklappe oder derglei­ chen, die Luftmenge pro Zeiteinheit der Primärluft zu steuern/regeln beziehungsweise einzustellen. Zu­ sätzlich oder alternativ ist es möglich, den Quer­ schnitt des Einlasses beispielsweise mittels Klap­ pen zu verändern, um die Luftmenge pro Zeiteinheit der Sekundärluft einzustellen (beziehungsweise zu steuern oder zu regeln). Zusätzlich oder alternativ ist es auch noch möglich, den Querschnitt des Ausl­ asses beispielsweise mittels Klappen einzustellen oder zu regulieren (steuern, regeln), um eine ge­ wünschte Mischluftaustrittsmenge pro Zeiteinheit zu erhalten. An jedem Ein- beziehungsweise Auslaß ei­ ner lufttechnischen Einrichtung können noch zusätz­ lich einstellbare Leitvorrichtungen, insbesondere Lamellen, für die Einzug beziehungsweise Aus­ stoßrichtung der Sekundärluft beziehungsweise der Mischluft vorgesehen sein.

Nach einem Ausführungsbeispiel der erfindungsge­ mäßen Einrichtung ist es vorzugsweise vorgesehen, daß die lufttechnische Einrichtung als wasserfreie Ausführung ausgebildet ist. Das heißt, daß die Ein­ richtung keinen Wasseranschluß für einen Wärmetau­ scher benötigt. Die vorzunehmende Raumkühlung/­ Klimatisierung wird daher ausschließlich durch die vorzugsweise besonders tief abgekühlte Primärluft nach dem bekannten Induktionsprinzip vorgenommen.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der erfin­ dungsgemäßen Einrichtung ist alternativ zur wasser­ freien vorstehenden Ausführungsform vorgesehen, daß ein mit gekühltem oder erwärmten Wasser betriebener Wärmetauscher an der lufttechnischen Einrichtung ausgebildet ist. Dieses Induktionsgerät kann in zu klimatisierenden Räumen eingesetzt werden, in denen die Verlegung von Wasserleitungen problemlos mög­ lich ist, also keine Hinderungsgründe, wie bei­ spielsweise im Raum aufgestellte wasserempfindliche EDV-Anlagen, bestehen.

Insbesondere ist vorgesehen, daß die Sekundärluft den Wärmetauscher passiert. Während des Durchströ­ mens des Wärmetauschers wird die Wärmelast der Se­ kundärluft ganz oder in gewünschtem Umfang abge­ führt.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, daß der Wärme­ tauscher zwischen Einlaß und Mischkammer angeordnet ist. Durch die Anordnung des Wärmetauschers vor der Mischkammer, weist die Sekundärluft beim Eintritt in die Mischkammer keine beziehungsweise nur noch eine geringe Wärmelast auf. Dadurch, daß die Sekun­ därluft derart heruntergekühlt ist, besteht nicht mehr die Notwendigkeit, die Primärluft, die vom PrimärluftLeitungsnetz in die Mischkammer gelangt, vorzukühlen. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, daß die Primärluft konditioniert ist, also zum Beispiel in bestimmtem Umfang vorgekühlt wird.

Die Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an­ hand von Zeichnungen näher beschrieben. Und zwar zeigt:

Fig. 1 einen Ausschnitt eines zu belüftenden Raumes,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer luft­ technischen Einrichtung und

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer lufttech­ nischen Einrichtung.

Die Fig. 1 zeigt einen zu belüftenden Raum 1, wo­ bei der Raum 1 nach oben hin von einer Decke 3 und nach unten von einem Doppelboden 5 begrenzt ist. Innerhalb des Raumes 1 sind Arbeitsplätze 7 mit Bildschirmen 9 angeordnet. Zwischen zwei Ar­ beitsplätzen 7, die in einer Rücken an Rücken An­ ordnung aufgestellt sind, befindet sich eine luft­ technische Einrichtung 11. Eine solche Anordnung ist auf der linken Hälfte der Fig. 1 dargestellt. Auf der rechtsseitigen Bildhälfte der Fig. 1 ist eine An­ ordnung dargestellt, bei der die lufttechnische Einrichtung 11 nicht zwischen zwei Arbeitsplätzen 7 angeordnet ist, sondern rückseitig eines Arbeits­ platzes 7. Diese beiden erwähnten Aufstellungsbei­ spiele für die lufttechnische Einrichtung 11 macht deutlich, daß die Einrichtung 11 beispielsweise zwischen oder rückseitig von Arbeitsplätzen 7 ange­ ordnet werden kann. Auch andere Aufstellungsarten sind selbstverständlich möglich. Wichtig ist jedoch stets, daß sich die Einrichtungen 11 im Bodenbe­ reich des Raumes 1 befinden.

Jede lufttechnische Einrichtung 11 weist eine Ober­ seite 13 und Seitenbereiche 15 auf. Im oberen Be­ reich der Einrichtung 11, vorzugsweise an der Ober­ seite 13 ist ein Einlaß 17 angeordnet. In den Sei­ tenbereichen 15 der Einrichtung 11, ist jeweils ein Auslaß 19 vorgesehen. Es ist möglich, an allen Sei­ tenbereichen 15 der lufttechnischen Einrichtung 11 Auslässe 19 vorzusehen oder, wie in der Figur ge­ zeigt, an zwei gegenüberliegenden Seitenbereichen 15 beziehungsweise an einem Seitenbereich 15.

Im Doppelboden 5 ist ein Primärluft-Leitungsnetz 21 ausgebildet, das die einzelnen lufttechnischen Ein­ richtungen 11 über Anschlüsse mit Primärluft ver­ sorgt. Dieses Netz kann so verlegt werden, daß an jeder gewünschten Stelle in dem zu belüftenden Raum 1 eine lufttechnische Einrichtung 11 aufgestellt werden kann und diese über das Netz mit Primärluft versorgt wird.

In Fig. 1 ist überdies eine Abdeckung 40 gezeigt, die als Luftleitelement ausgebildet ist. Sie dient zur Verbesserung der Erfassung der Abwärme der Ge­ räte 9 und bewirkt somit eine Optimierung der Ein­ richtung 11. Die Abdeckung 40 ist als Gestell 42 ausgebildet, das sich z. B. auf der Tischplatte des Schreibtisches des entsprechenden Arbeitsplatzes 7 abstützt. Die Abstützung 44 der Abdeckung 40 kann entweder als luftdurchlässige Wand 46 ausgebildet sein oder als mit Abstand voneinander angeordnete vertikale Tragsäulen. Die Abdeckung 40 weist eine obere, vorzugsweise horizontale Leitfläche 47 auf, die auf der Abstützung 44 ruht und sich insbeson­ dere über die gesamte Breite (in dieser Darstellung nicht erkennbar) jedes Bildschirmes 9 erstreckt. Die Tiefe t der Leitfläche 47 ist den Erfordernissen angepaßt, das heißt, sie kann sich insbesondere bis zur Mitte der Einrichtung 11 oder aber auch über zwei Rücken-an-Rücken angeordnete Schreibtische hinweg erstrecken.

Die Anordnung der Abdeckung 40 oberhalb der Bildschirme 9 bewirkt, daß die Abwärme der Bildschirme 9 nicht im Raum 1 aufsteigt, sondern gezielt in dem Wirkungs­ bereich der Einrichtung 11 gelangt, wodurch sich der Wirkungsgrad der Einrichtung 11 erhöht.

Im Betrieb wird aufbereitete, insbesondere gekühlte Primärluft in das Netz eingespeist und den luft­ technischen Einrichtungen 11 zugeführt. Dies wird in Fig. 2 anhand einer schematisch dargestellten Einrichtung 1 erklärt, die nach dem bekannten In­ duktionsprinzip funktioniert. Die Primärluft P, die eine Temperatur unter den bisher üblichen Primär­ lufttemperaturen aufweist, gelangt über eine Düse 31 in die Mischkammer 30 der Einrichtung 11, wobei gleichzeitig durch Induktionswirkung Sekundärluft S, angesaugt wird. Diese Sekundärlufts tritt durch den Einlaß 17 der Einrichtung 11 hindurch und ge­ langt somit in die Mischkammer 30. Dort wird die Sekundärluft S mit der Primärluft P vermischt. Diese Mischluft M tritt als ruhiger Quelluftstrom mit einer Temperatur von zum Beispiel 20°C aus dem Auslaß 19 der Einrichtung 11 aus.

Der Raum 1 wird mittels des Quelluftstromes geflu­ tet, das heißt der Luftstrom breitet sich zunächst auf dem Boden des Raumes 1 aus, um dann aufgrund der Erwärmung nach oben aufzusteigen.

Durch den quellenden Austritt des Luftstroms aus dem Auslaß 19 der Einrichtung 11 treten keine unan­ genehmen Zugerscheinungen auf.

In Fig. 3 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer lufttechnischen Einrichtung 110 gezeigt. Diese Einrichtung 110 ist als Induktionsgerät ausgebildet. Der Aufbau der in Fig. 3 gezeigten Einrichtung 110 ist nahezu iden­ tisch mit der in Fig. 2 gezeigten Einrichtung 11, wobei ein Unterschied jedoch darin besteht, daß zwischen dem Einlaß 17 und der Mischkammer 30 ein Wärmetauscher 34 angeordnet ist. An den Wärmetau­ scher 34 ist eine Wasserzuführleitung 35 und eine Wasserabführleitung 36 angeschlossen, um einen Was­ serkreislauf aufzubauen. In diesem Ausführungsbei­ spiel soll auf die Wirkungsweise eines Kühlkreis­ laufes eingegangen werden. Es ist aber auch mög­ lich, das Induktionsgerät mit Warmwasser, also zum Heizen, zu betreiben. Die Leitungen 35 und 36 sind gemeinsam mit dem Primärluft-Leitungsnetz 21 im Doppelboden 5 (hier nicht dargestellt) verlegt.

Im Betrieb der lufttechnischen Einrichtung 110 wird aufbereitete, aber nicht gekühlte Primärluft P das Netz eingespeist und der Einrichtung 110 zugeführt. Die in Fig. 3 gezeigte Einrichtung 110 funktio­ niert nach dem gleichen Induktionsprinzip, wie dies schon anhand von Fig. 2 erläutert wurde. Die unge­ kühlte Primärluft P gelangt über die Düse 31 in die Mischkammer 30 der Einrichtung 110. Aufgrund der Induktionswirkung wird die Sekundärluft S durch den Einlaß 17 hindurchtransportiert. Anschließend pas­ siert die Sekundärluft S den wassergekühlten Wärme­ tauscher 34 und wird abgekühlt. Die abgekühlte Se­ kundärluft S trifft in der Mischkammer 30 auf die Pri­ märluft P und vermischt sich mit dieser. Es ist da­ her nicht mehr notwendig, die Primärluft P vorzu­ kühlen, um der austretenden Mischluft M die ge­ wünschte Temperatur zu geben, da dies schon durch die Sekundärluft S gewährleistet ist. Aus dem Aus­ laß 19 der Einrichtung 110 tritt die Mischluft M mit einer angenehmen Temperatur als Quelluftstrom aus.

Beide erwähnten lufttechnischen Einrichtungen 11 beziehungsweise 110 sind im Bodenbereich des zu klimatisierenden Raumes 1 angeordnet. Sie können damit unmittelbar die warme Luft, die von techni­ schen Geräten, beispielsweise Computern, abgegeben werden, absaugen. Durch die spezielle Anordnung der Einrichtungen 11, 110 ist es möglich, die Sekundär­ luft wärmer anzusaugen, als es der Durchschnitts­ temperatur des Raumes entspricht, da die Wärmeab­ gabe der auf dem Tisch plazierten Geräte größten­ teils durch geeignete Absaugungen mittels des Ein­ lasses 17 erfaßt wird. Hierdurch wird die im Raum 1 abzuführende Wärmelast reduziert und kann somit durch reduzierte Lufttemperaturdifferenzen und -ge­ schwindigkeiten mit größerem Komfort abgeführt wer­ den.

Ferner ist es noch möglich, den Einlaß 17 bezie­ hungsweise den Auslaß 19 jeder lufttechnischen Ein­ richtung 11, 110 mit einer einstellbaren Leitvor­ richtung, wie beispielsweise Lamellen, für die Ein­ zugs- beziehungsweise Ausstoßrichtung von Sekundär­ luft beziehungsweise Mischluft vorzugeben. Da die­ ses auf bekannte Art und Weise realisierbar ist, wird hier nicht näher darauf eingegangen.

Aufgrund des Vorstehenden wird deutlich, daß diese lufttechnische Einrichtungen 11 beziehungsweise 110, in bezug auf die individuelle Einstellbarkeit des Eintritts beziehungsweise des Austritts der Luftströmungen, ein vielseitiges Gerät ist. Durch die Anordnung im Fußbodenbereich ist es auch ein­ fach möglich, einen zu belüftenden Raum mit der entsprechenden lufttechnischen Einrichtung 11, 110 nachzurüsten.

Claims (11)

1. In einem zu klimatisierenden Raum (1) instal­ lierte lufttechnische Einrichtung (11) mit einer Mischkammer (30), in die Primärluft (P) eingebracht wird, welche durch Induktionswirkung Sekundärluft (S) des Raumes (1) ansaugt, in dem sich mindestens eine Wärmequelle, insbesondere ein Bildschirmarbeits­ platz, befindet, wobei die Sekundärluft (S) mindestens einen im oberen Bereich beziehungsweise an der Oberseite (13) der Einrichtung (11) befindlichen Einlaß (17) der Einrichtung (11) passiert, in die Mischkammer (30) gelangt und dort mit Primärluft (P) gemischt wird und wobei die Mischluft (M) mittels min­ destens eines sich im Seitenbereich (15) bezie­ hungsweise im unteren Seitenbereich der Einrichtung (11) befindlichen Auslasses (19) der Einrichtung (11) in den Raum (1) eingebracht wird, wobei sich die Einrichtung (11) im Bodenbereich des Raumes (1) befindet, die Mischluft (M) als Quelluftstrom aus dem Auslaß (19) austritt und der Wärme­ quelle eine Abdeckung (40) so zugeordnet ist, daß durch deren Leitfläche (47) die Abwärme der Wärme­ quelle nicht im Raum (1) aufsteigt, sondern gezielt in den Wirkungsbereich der Einrichtung (11) ge­ langt.

2. Lufttechnische Einrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Primärluft (P) von unten her in die Einrichtung (11, 110) eingebracht wird.

3. Lufttechnische Einrichtung nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärluftmenge einstellbar ist.

4. Lufttechnische Einrichtung nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärluftmenge einstellbar ist.

5. Lufttechnische Einrichtung nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der austretenden Mischluft (M) einstell­ bar ist.

6. Lufttechnische Einrichtung nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Induktionsverhältnis einstellbar ausgebildet ist.

7. Lufttechnische Einrichtung nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Primärluft Tieftemperatur-Primärluft verwendet wird.

8. Lufttechnische Einrichtung nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein mit gekühltem oder erwärmtem Wasser betriebener Wärme­ tauscher (34).

9. Lufttechnische Einrichtung nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärluft (S) den Wärmetauscher (34) pas­ siert.

10. Lufttechnische Einrichtung nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (34) zwischen Einlaß (17) und Mischkammer (30) angeordnet ist.

11. Lufttechnische Einrichtung nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet als wasserfreie Ausführung.