DE19638023A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Klimatisierung eines Raums - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Klimatisierung eines Raums

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Klimatisierung eines Raumes nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und des Patentanspruchs 10.
Aus der DE 94 13 690 U1 ist eine Vorrichtung zur Klimati­ sierung eines Raumes bekannt, die eine zentrale Heizungsan­ lage mit einem Heizkessel und mit einer Kälteeinheit auf­ weist, wobei wahlweise der Heizkessel als Wärmequelle oder die Kälteeinheit als Kältequelle eingesetzt wird. Durch ein zu den einzelnen Räumen eines Gebäudes führendes Leitungs­ system werden jeweils dem Raum zugeordnete Heizelemente entweder mit einem warmen oder mit einem kalten Fluid be­ aufschlagt. Auf diese Weise kann die Heizungsanlage zum ei­ nen im Winterbetrieb, also zum Heizen der Räume, oder im Sommerbetrieb, also zum Kühlen der Räume eingesetzt werden. Nachteilig an der bekannten Vorrichtung ist, daß die Heiz­ elemente als Fußboden-Heizelemente ausgebildet sein müssen, um eine Klimatisierung des Raumes zu gewährleisten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vor­ richtung und ein Verfahren zur Klimatisierung des Raumes anzugeben, so daß eine Kühlung des Raumes mittels herkömm­ lich vom Fußboden abragender Heizkörper ermöglicht wird. Zur Lösung dieser Erfindung weist die Erfindung die Merkma­ le des Patentanspruchs 1 sowie des Patentanspruchs 10 auf.
Mit der Erfindung wird insbesondere der Vorteil erzielt, daß vom Fußboden des Raums abragende Heizkörper zur Kühlung der Raumluft verwendet werden können. Als Kältequelle ist der zentralen Heizungsanlage eine Kälteeinheit zugeordnet, die im Sommerbetrieb das durch das Rohrsystem umgewälzte Fluid abkühlt. Dem Heizkörper ist ein Luftfördermittel zu­ geordnet, das zusammen mit demselben von einem Gehäuse um­ geben ist. Das Luftfördermittel saugt die Raumluft an, so daß diese entlang der Wärmeaustauschflächen des Heizkörpers strömen, wobei ein Wärmeaustausch stattfindet und der Luft­ strom als gekühlter Luftstrom durch eine Auslaßöffnung des Gehäuses wieder in den Raum eingebracht wird. Die Erfindung ermöglicht, daß auf einfache Weise eine herkömmliche Hei­ zungsanlage mit Heizkörpern umgerüstet werden kann zur Kli­ matisierung eines Raumes.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Gehäuse der Form des Heizkörpers angepaßt, so daß sich ein Luftstrom bilden kann, der an einer wirksamen großen Fläche des Heiz­ körpers entlangströmt.
Vorteilhafterweise befindet sich das Fördermittel in einem mittleren Bereich des Heizkörpers, so daß ein gleichmäßiger Luftstrom entlang der Austauschflächen des Heizkörpers ent­ langströmen kann.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das Gehäuse in Filterelement auf, so daß zusätzlich die Raumluft von Schad- und Geruchsstoffen gefiltert wird.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Steuerein­ heit sowohl mit dem Heizkörper als auch mit dem Luftförder­ mittel elektrisch verbunden, so daß das Ventil des Heizkör­ pers bzw. die Leistungsstufe des Luftfördermittels entspre­ chend einer vorgegebenen gewünschten Luftaustrittstempera­ tur gesteuert bzw. geregelt werden kann.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weite­ ren Unteransprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an­ hand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 Ein Blockschaltbild einer zentralen Heizungsanlage,
Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch ein Gehäuse mit einem innerhalb desselben angeordneten Heizkörper und
Fig. 3 einen horizontalen Schnitt durch das Gehäuse nach Fig. 2.
In Fig. 1 ist eine zentrale Heizungsanlage dargestellt, die an einem zentralen Ort des Gebäudes einen Heizkessel 1, eine Kälteeinheit 2, eine Steuereinheit 3 und eine Umwälz­ pumpe 4 aufweist. Der Heizkessel 1 und die Kälteeinheit 2 sind über die Steuereinheit 3 an ein Leitungssystem mit ei­ nem Vorlauf 5 und einem Rücklauf 6 angeschlossen. Die Steu­ ereinheit 3 weist ein Dreiwegeventil auf, so daß je nach Stellung desselben entweder der Heizkessel 1 oder die Käl­ teeinheit 2 mit dem Leitungssystem verbunden ist. Die Vor­ lauf- bzw. Rücklaufleitungen 5 bzw. 6 führen in an sich be­ kannter Weise zu einem innerhalb des Raumes angeordneten Heizkörper 7. In der Vorlaufleitung 5 ist die Umwälzpumpe 4 vorgesehen, so daß jeder Heizkörper 7 mit einer ausreichen­ den Fluidmenge beaufschlagt wird. Jedem Heizkörper 7 ist eine dezentrale Steuereinheit 8 zugeordnet, mittels derer die Temperatur des Heizkörpers 7 bzw. des an ihm vorbei­ strömenden Luftstroms eingestellt werden kann.
In einem Winterbetrieb des Heizkörpers 7 steht dieser aus­ schließlich mit dem Heizkessel 1 in Verbindung, so daß der Heizkörper 7 mit einem warmen Fluid beaufschlagt wird und mittels eines Thermostatventils 9 die Heizleistung des Heizkörpers 7 eingestellt werden kann. Damit auch der Heiz­ körper 7 zur Kühlung des Raumes eingesetzt werden kann, steht dieser in einem Sommerbetrieb ausschließlich mit ei­ ner Kälteeinheit 2 in Verbindung.
Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, ist der Heizkörper 7 von einem Gehäuse 10 umgeben, das in einem unteren, mittleren Bereich als Luftfördermittel ein Gebläse 11 aufweist. Al­ ternativ kann das Gebläse 11 auch in einem oberen Bereich innerhalb des Gehäuses 10 angeordnet sein. Das Gebläse 11 saugt die Raumluft an, so daß durch die dem Heizkörper 7 angepaßte Form des Gehäuses 10 ein Luftstrom gezielt an der Oberfläche des Heizkörpers 7 entlangströmen kann. Der Heiz­ körper 7 wirkt als Wärmeübertrager und gibt Kühlleistung des den Heizkörper 7 durchströmenden kühlen Fluids an den Luftstrom ab. Der nunmehr gekühlte Luftstrom wird durch Auslaßöffnungen 12 des Gehäuses 10 in den Raum zurückgelei­ tet.
Nach dem in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellten Ausführungs­ beispiel ist der Heizkörper 7 an einer Wand des Raumes be­ festigt. Das Gehäuse 10 weist eine Vorderwand 13, zwei ge­ genüberliegende Seitenwände 14, sowie eine Oberseite 15 auf. Als Unterseite des Gehäuses 10 ist ein Filterelement 16 lösbar mit dem Gehäuse 10 verbunden, so daß die ange­ saugte Raumluft bei Eintritt in das Gehäuse 10 von Schad- bzw. Geruchsstoffen befreit wird. Die Wände 13, 14, 15 des Gehäuses, insbesondere die Vorderwand 13 ist in einem Ab­ stand von dem Heizkörper 7 angeordnet, so daß der Luftstrom gebildet werden kann, der entlang der Oberfläche des Heiz­ körpers 7 strömt.
Das Gebläse 11 weist einen nicht dargestellten Elektromotor auf, wobei die Gebläseleistung unabhängig von der mittels des Thermostatventils 9 einstellbaren Kühlleistung des Heizkörpers 7 eingestellt werden kann.
Nach einer besonderen Ausführungsform ist optional die de­ zentrale Steuereinheit 8 sowohl mit dem Heizkörper 7 als auch mit dem Gebläse 11 verbunden. Diese weist eine elek­ tronische Schaltung mit einem Speicher auf, so daß ein Stellwert von einer Bedienperson vorgegeben werden kann und in Abhängigkeit von diesem das Thermostatventil des Heiz­ körpers 7 und die Gebläsestufe des Gebläses 11 verstellt wird. Zur Minimierung des Stromverbrauchs bzw. der Ge­ räuschbelastung innerhalb des Raumes wird zuerst das Ther­ mostatventil 9 im Sinne eines Öffnens und dann nach Errei­ chen des Anschlags desselben die Gebläsestufe erhöht. Fer­ ner sorgt die Steuereinheit 8 dafür, daß bei Öffnen des Thermostatventils 9 grundsätzlich eine untere Gebläsestufe 1 des Gebläses 11 eingestellt ist, damit ein ständiges Um­ wälzen der Raumluft während des Sommerbetriebs gewährlei­ stet ist.
Alternativ kann die dezentrale Steuereinheit 8 auch mit ei­ nem Temperaturfühler und einem Regler ausgerüstet sein, so daß die Austrittstemperatur des Luftstroms auf einen kon­ stanten Wert geregelt werden kann. Die Kälteeinheit 2 ist in an sich bekannter Weise ausgebildet und weist einen Kom­ pressor sowie einen Kondensator, ein Expansionsventil und einen Verdampfer auf.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Leitungssystem der Heizungsanlage mittels eines Wärme­ übertragers mit einem das Brauchwasser führenden Leitungs­ system verbunden. Dieser Wärmeübertrager ermöglicht die Wärmeübertragung des in dem Heizungs-Leitungssystem erwärm­ ten Fluids an das Brauchwasser, so daß einerseits das Fluid des Heizungs-Leitungssystems abgekühlt und andererseits das Brauchwasser erwärmt wird. Infolgedessen kann der Energie­ einsatz der Kälteeinheit 2 zur Erzeugung einer vorgegebenen Kälteleistung verringert werden.
Alternativ kann das Gebläse 11 ein langgestrecktes zylin­ drisches Laufrad aufweisen, das sich mit seiner Achse im wesentlichen von einer Seitenwand 14 zu der gegenüberlie­ genden Seitenwand 14 erstreckt. Dies führt zu einer beson­ ders homogenen Luftführung innerhalb des Gehäuses 10. Bei Anordnung des Gebläses 11 oberhalb des Heizkörpers 7 wird überdies eine leichte Zugänglichkeit zur Einstellung der Gebläsestufe gewährleistet.

Claims (12)

1. Vorrichtung zur Klimatisierung eines Raumes, insbeson­ dere eines Raumes innerhalb eines Gebäudes, mit einer zentralen Heizungsanlage mit einer Kälteeinheit, einem Heizkessel, mit mehreren, jeweils einem Raum zugeordne­ ten Heizelementen, die von einem wärmeführenden Fluid durchströmt werden und die wahlweise mit dem Heizkessel oder der Kälteeinheit verbunden sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Heizelement als Heizkörper (7) ausge­ bildet ist, dem ein Luftfördermittel (Gebläse 11) zu­ geordnet ist und daß der Heizkörper (7) und das Luft­ fördermittel (Gebläse 11) gemeinsam von einem Gehäuse (10) umgeben sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Wand des Gehäuses (10) derart von dem Heizkörper (7) beabstandet ist, daß ein Luftstrom des Raumes entlang der Wärmeaustauschflächen des Heiz­ körpers (7) förderbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (10) eine zu dem Heizkörper (7) angepaßte Form aufweist, derart, daß der Heizkörper (7) mindestens quer zur Luftförderrichtung vollständig umschlossen ist.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftfördermittel (Gebläse 11) in einem Bereich einer Mittelachse des Heizkörpers (7) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftfördermittel (Gebläse 11) unterhalb des Heizkörpers (7) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gehäuse (10) ein Filterelement (16) zugeordnet ist zur Adsorption von Schad- bzw. Geruchsstoffen aus der Raumluft.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Heizkörper (7) und/oder dem Luftfördermittel (Gebläse 11) eine Steu­ ereinheit (8) zugeordnet ist, mit Mitteln zur Steuerung oder Regelung der Temperatur des Luftstroms.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (8) Mittel aufweist, derart, daß in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Stellgröße ein Ventil des Heizkörpers (7) und/oder eine Drehzahlstufe des Luftförderelements (Gebläse 11) verstellbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (7) einen Temperatursensor und einen Regler aufweist, derart, daß das Ventil des Heiz­ körpers (7) und/oder die Drehzahlstufe des Luftförder­ mittels (Gebläse 11) verstellt wird, so daß der Tempera­ turwert des Luftstromes einem vorgegebenen Soll-Tempe­ raturwert nachgeführt wird.
10. Verfahren zur Klimatisierung eines Raumes, insbesondere eines Raumes innerhalb eines Gebäudes, wobei ein wärme­ führendes Fluid in einer Heizungsanlage umgewälzt wird und durch eine Kälteeinheit abgekühlt oder durch einen Heizkessel erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid durch einen innerhalb des Raumes angeordneten Wärmeübertrager (Heizkörper 7) geleitet wird, wobei entlang der Wärmeaustauschflächen des Wärmeübertragers (Heizkörper 7) ein Luftstrom des Raumes gefördert wird zur Aufnahme von Kälte- oder Wärmeleistung.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom innerhalb eines den Wärmeübertrager (Heizkörper 7) umgebenden Gehäuses (10) gefördert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Temperatur des Luftstroms gesteuert bzw. geregelt wird.
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