DE19941780A1

DE19941780A1 - Klimaanlage

Info

Publication number: DE19941780A1
Application number: DE1999141780
Authority: DE
Inventors: Giuseppe Lobina; Silvio Mueller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-09-02
Filing date: 1999-09-02
Publication date: 2001-03-15
Anticipated expiration: 2019-09-03
Also published as: DE19941780C2

Abstract

Eine Klimaanlage zur Heizung, Kühlung, Befeuchtung und Entfeuchtung von Räumen gemäß vorgegebenen Werten mit einem Einlaß für Frischluft und einem Auslaß für behandelte Luft sowie wenigstens einem Ventilator, mit dem die in der Klimaanlage zu behandelnde Luft durch die Klimaanlage gefördert wird, mit wenigstens einem Luftfilter und wenigstens einem Lufterhitzer sowie einem Sammelbecken zum Auffangen von in der Klimaanlage aus der Luft abgeschiedenem Wasser, ist so ausgebildet, daß eine Zentralkammer mit einer Lufteinlaßöffnung und einer Luftauslaßöffnung vorgesehen ist, wobei in der Zentralkammer zwei Filter und ein Heizelement vorgesehen sind, daß auf der Lufteinlaßseite der Zentralkammer ein Ventilator angebracht ist, zwischen dem und der Zentralkammer eine Strömungsverbindung vorgesehen ist, daß an der Luftauslaßseite der Zentralkammer ein Filterelement angeordnet ist, welches mit der Zentralkammer strömungsmäßig verbunden ist, und oberhalb der Zentralkammer eine Befeuchtungskammer vorgesehen ist, und daß die Decke zwischen der Befeuchtungskammer und der Zentralkammer wasserdurchlässig ausgebildet ist und unterhalb der Zentralkammer wenigstens eine Wasserauffangwanne vorgesehen ist (Figur 1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage zur Heizung, Kühlung, Be feuchtung und Entfeuchtung von Räumen gemäß vorgegebenen Werten mit einem Einlaß für Frischluft und einem Auslaß für behan delte Luft sowie wenigstens einem Ventilator, mit dem die in der Klimaanlage zu behandelnde Luft durch die Klimaanlage gefördert wird, mit wenigstens einem Luftfilter und wenigstens einem Lufter hitzer sowie einem Sammelbecken zum Auffangen von in der Klima anlage aus der Luft abgeschiedenem Wasser.

Eine Klimaanlage besitzt im allgemeinen Einrichtungen zum Filtern, Erwärmen, Kühlen, Befeuchten und Entfeuchten der Luft sowie meß- und regeltechnische Bauelemente. Eine Klimaanlage stellt eine raumlufttechnische Anlage dar, die während des ganzen Jahres das Raumklima selbsttätig auf vorgegebenen Werten hält, und zwar in einem Betriebsbereich, der durch vereinbarte Grenzwerte für die Wärme- und Feuchteentwicklung im Raum sowie durch festgelegte Grenzwerte der Temperatur und Feuchte der Außenluft gekenn zeichnet ist.

Die Luftaufbereitung erfolgt normalerweise außerhalb des zu klima tisierenden Raumes. Die Klimazentrale enthält alle für eine umfas sende Luftaufbereitung erforderlichen Anlageteile einschließlich der Steuer- und Schafteinrichtungen. Soweit die aus dem Raum abge führte Abluft nicht als Feuchtluft ins Freie gelangt, wird sie in der Mischkammer mit Außenluft vermischt. Im Luftfilter wird die Luft von Verunreinigungen befreit. Der Vorwärmer dient zur Erwärmung der gereinigten Mischluft, und zwar soweit, daß die Luft ausreichend aufnahmefähig wird für Wasser bei der anschließenden Befeuchtung.

Im Sommerbetrieb tritt an die Stelle der Vorwärmung die Tempera turerniedrigung im Luftkühler. In der Düsenkammer bzw. im Be feuchter wird die Luft durch Wasserzerstäubung befeuchtet und da bei nochmals in gewissem Maße gereinigt und durch Verdunstungs kühlung gekühlt. Die Luftbefeuchtung kann durch auch durch Dampfeinspritzung erfolgen. Im Luftnacherhitzer wird die erforderli che Zulufttemperatur eingestellt. Über Luftkanäle wird die aufberei tete Luft als Zuluft dem Raum zugeführt und die verbrauchte Luft als Abluft aus dem Raum abgeführt, wobei diese über Geräte zur Wär merückgewinnung auch zur Erwärmung der angesaugten Außenluft herangezogen werden kann. Zu- und Abluftventilatoren sorgen für den Transport der Luft in den entsprechenden Kanalleitungen.

Die Bezeichnung Niederdruck- oder Hochdruck-Klimaanlage bezieht sich auf den Förderdruck der Ventilatoren, von dem die Luftge schwindigkeit in den Luftkanälen abhängt, nämlich bei der Nieder druck-Klimaanlage etwa 5 bis 10 m/s und bei der Hochdruck-Klima anlage bis zu 30 m/s.

Bei der Hochdruck-Klimaanlagen können grössere Luftströme in kleinen Kanalquerschnitten transportiert werden.

Bekanntlich erlangt die Qualität der Luft, die ins Innere von Wohn bereichen abgegeben wird, hinsichtlich Reinheit und Feuchtigkeits gehalt immer grössere Bedeutung, um bestmögliche Lebensbedin gungen für die Bewohner zu garantieren. Sowohl im Winter als auch im Sommer entstehen je nach bestehenden unterschiedlichen Klima bedingungen der verschiedenen Jahreszeiten Probleme aufgrund der Heizung einerseits und der Luftkühlung andererseits.

Insbesondere werden üblicherweise Gebäude mittels einer Zentral heizung mit Heizkessel und Brenner beheizt. Diese Heizkessel wer den zum Heizen mittels Verbrennung gasförmiger, flüssiger oder fe ster Verbrennungsprodukte unter Zuhilfenahme einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser oder diathermisches Öl und dergleichen als Wärmefluidum eingesetzt. Dieses Wärmefluidum kann bei Umge bungsdruck oder bei höherem Druck verwendet werden. Das er wärmte Fluidum wird zu den Heizkörpern im Gebäude zur Beheizung der Räume transportiert. Alternativ dazu können Heizelemente des Typs Wärmeträger eingesetzt werden, in denen die vom Wärmeflui dum abgegebene Wärme in Form eines angetriebenen Luftflusses mittels eines Elektroventilators oder dergleichen an den Heizkörper geliefert wird.

Diese Lösungen bringen auf der einen Seite den grossen Nachteil mit sich, daß sie wegen des Brenners, der die Verbrennungsrück stände in die Atmosphäre entläßt, zur Umweltverschmutzung beitra gen, auf der anderen Seite wird dadurch die erwärmte Luft sehr trocken, da ihr die notwendige Feuchtigkeit entzogen wird, die be nötigt wird, damit die Bewohner gut atmen können.

Eine Teillösung für den vorstehend genannten Nachteil ist die Auf stellung von Wasserbehältern in der Nähe der Heizkörper in den Wohnungen, um dadurch aufgrund der Verdampfung des Wassers je ne Feuchtigkeit zu erzeugen, die der Luft von der Heizanlage entzo gen wird.

Aber auch diese Lösung, die teilweise das Problem der Aufrechter haltung der Luftfeuchtigkeit löst, vermeidet nicht den Nachteil der Umweltverschmutzung, die eine normale Heizanlage verursacht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klimaanlage der einleitend genannten Art zu schaffen, die das Problem der für die Brenner des herkömmlichen Typs charakteristischen Umweltver schmutzung löst. Des weiteren soll eine optimale Feuchtigkeit der erwärmten Luft garantiert und die Möglichkeit geschaffen werden, das eventuell nach der Luftbehandlung überschüssige Wasser aus der Luft zu entfernen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäss vorgesehen, daß eine Zentralkammer mit einer Lufteinlaßöffnung und einer Luftaus laßöffnung vorgesehen ist, wobei in der Zentralkammer zwei Filter und ein Heizelement vorgesehen sind, daß auf der Lufteinlaßseite der Zentralkammer ein Ventilator angebracht ist, zwischen dem und der Zentralkammer eine Strömungsverbindung vorgesehen ist, daß an der Luftauslaßseite der Zentralkammer ein Filterelement ange ordnet ist, welches mit der Zentralkammer strömungsmässig verbun den ist, und oberhalb der Zentralkammer eine Befeuchtungskammer vorgesehen ist, und daß die Decke zwischen der Befeuchtungskam mer und der Zentralkammer wasserdurchlässig ausgebildet ist und unterhalb der Zentralkammer wenigstens eine Wasserauffangwanne vorgesehen ist.

Auf diese Weise gelangt man zu einer Klimaanlage, die die vorer wähnte Aufgabe voll erfüllt. Insbesondere entfallen alle bisherigen Umweltprobleme, die vom Verbrennen von Öl oder Gas in einem Brenner herrühren.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein,

a) daß im Inneren der Zentralkammer mindestens ein Filterelement derart vorgesehen ist, daß die von der Befeuchtungskammer nach Durchtritt durch das Heizelement befeuchtete Luft gefiltert wird,
b) daß in der Zentralkammer ein Paar von Filterelementen vorgesehen ist, die strömungsmässig am Anfang des Heizelementes liegen,
c) daß der Ventilator von einem Elektromotor angetrieben ist,
d) daß ein Filterelement zum Ausfiltern des überschüssigen Wassers vorgesehen ist, welches der Luft beigegeben wird, und sich dieses Filterelement im hinteren Abschnitt der Zentralkammer befindet,
e) daß die Befeuchtungskammer unmittelbar auf der Zentralkammer aufliegt und mit dieser mittels eines wasserdurchlässigen bzw. porösen Bauteiles am Boden der Befeuchtungskammer verbunden ist,
f) daß an der Lufteinlaßöffnung der Zentralkammer ein Gitter vorgesehen ist, durch das der Luftstrom am Eingang der Zentralkammer geteilt wird,
g) daß eine Pumpe zur Regulierung der Wassermenge vorgesehen ist, die in die von der Befeuchtungskammer an die Luft abgegeben wird, wobei die Pumpe je nach Temperatur und Luftvolumen, daß in die Zentralkammer eingelassen wird, reguliert wird oder
h) daß ein weiteres Filterelement für die Ausfilterung des überschüssigen Wassers aus der Luft vorgesehen ist, welches unterhalb der Auslaßöffnung der Zentralkammer angeordnet ist.

Durch die poröse Platte zwischen der Befeuchtungskammer und der Zentralkammer dringt das Wasser in der Weise hindurch, daß es in nerhalb der Zentralkammer zu einem Rieseln von Wassertropfen bzw. zum Regnen kommt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dar gestellten Ausführungsbeispieles des näheren erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den Grundriß der erfindungsgemäß ausgebildeten Klimaanlage,

Fig. 2 eine Frontansicht auf die erfindungsgemäß ausgebildete Klimaanlage bzw. auf Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie 3-III der Fig. 2,

Fig. 4 einen Querschnitt längs der Linie 4-IV der Fig. 1,

Fig. 5 einen Querschnitt längs der Linie 5-V der Fig. 1,

Fig. 6 eine Frontansicht im Aufriß des Gitters in der Klimaanlage, durch das die von dem Ventilator angetriebene Luft strömt und

Fig. 7 einen Querschnitt längs der Linie 7-VII der Fig. 6.

Die in der Zeichnung dargestellte und erfindungsgemäß ausgebildete Klimaanlage weist eine Zentralkammer 1 mit zwei koaxialen Öffnun gen auf beiden Seiten auf, die auf der einen Seite die Verbindung der Zentralkammer 1 mit einem Einlaßaggregat für die Luft in die Zentralkammer 1 ermöglicht, und auf der anderen Seite mit einem Schlauch 6 für die Abgabe der behandelten Luft in die Umgebung ausgestattet ist.

Das Einlaßaggregat besteht aus einem Elektromotor 2, der minde stens einen Ventilator 3 antreibt, der in einer entsprechenden Kam mer 4 gelagert ist. Zwischen der Kammer 4 mit der Lagerung des Ventilators 3 und der Zentralkammer 1 ist ein Gitter 5 zum Aufteilen der Luft angebracht, damit der von dem Ventilator 3 erzeugte Luft strom aufgeteilt wird.

Das Gitter 5 ist in Front- und Querschnittsansicht in den Fig. 6 und 7 dargestellt. Es ist in einem Schlauch 6 quer zu diesem (6) an gebracht. Der Schlauch 6 verbindet die Kammer 4, in der die Lage rung für den Ventilator 3 angebracht ist, mit der Zentralkammer 1. Auf der Luftausgangsseite der Zentralkammer 1 ist ein Filterelement 7 angebracht, mit dem die aus der Zentralkammer 1 strömende Luft zu filtern ist. Die Zentralkammer 1 hat in ihrem Inneren mehrere Einbauten, nämlich zumindest ein Filterelementenpaar 8, ein Heiz element 9 und ein Filterelement 11. Das Filterelementenpaar besteht aus zwei Filtern 8, die parallel zu den Wänden der Zentralkammer 1 angeordnet und senkrecht zur Strömungsrichtung der von dem Ventilator 3 angetriebenen Luft angebracht sind. Turbinenseitig an der Einlaßöffnung der Zentralkammer 1 liegt wenigstens ein Heiz element, welches im wesentlichen parallel zu den Filterelementen 8 angeordnet ist. Das Heizelement 9 besteht aus einer Spirale, die vom elektrischen Strom durchflossen wird, um die Erwärmung der Luft herbeizuführen.

Oben auf der Zentralkammer 1 ist eine Befeuchtungskammer 10 vor gesehen, in der sich Wasser befindet. Die Befeuchtungskammer 10 hat in ihrem Boden, der auf der Decke der Zentralkammer liegt, eine poröse bzw. wasserdurchlässige Oberfläche, die ein Durchlaufen des in der Befeuchtungskammer 10 befindlichen Wassers in die Zentralkammer 1 ermöglicht. Auf diese Weise erreicht man den Wasserdurchgang zwischen der Befeuchtungskammer 10 und der Luft, die durch die Zentralkammer 1 fließt, wodurch die bereits er wärmte und zur Auslaßöffnung der Zentralkammer 1 strömende Luft befeuchtet wird. Die Befeuchtungskammer 10 liegt auf der Oberseite der Zentralkammer 1 zwischen dem Filterelementenpaar 8.

Quer zu den Filterelementen 8 befindet sich ein weiteres Filterele ment 11 für das Ausfiltern des in die Luft abgegebenen Wassers der Befeuchtungskammer 10. Um das überschüssige Wasser aus der er wärmten Luft entfernen zu können, stellt das Filterelement 11 eine direkte Verbindung der Zentralkammer 1 mit mindestens einer Was serauffangwanne 12 her, wodurch der Luft das Wasser entzogen wird.

In der Zeichnung ist ein Wannenpaar 12 dargestellt, wobei beide Wannen untereinander und mit der Zentralkammer 1 über Verbin dungsschläuche 13 verbunden sind, die in Fig. 3 im einzelnen dar gestellt sind. In einer Wand der Zentralkammer 1 ist eine Inspekti onstür 14 vorgesehen, um den Zugang in das Innere der Zentral kammer für Reinigungsarbeiten und dergleichen zu ermöglichen.

Die Funktionsweise der Klimaanlage ist folgende:

Der Elektromotor 2 treibt den Ventilator 3 oder die Ventilatoren 3 an, die Umgebungsluft ansaugen und diese durch das Gitter 5, welches den von dem Ventilator 3 angetriebenen starken Luftstrom aufteilen sollen, zur Einlaßöffnung der Zentralkammer 1 transportieren. Die so in die Zentralkammer 1 eingeblasene Luft wird durch das Hin durchtreten durch das Heizelement 9 erwärmt und strömt dann durch das erste Filterelement 8.

Das erste Filterelement 8 reinigt die Luft von den darin hängenden Partikeln. Die Befeuchtungskammer 10 gibt Wasser in Form von kleinen Tropfen ab, die die Luft sättigen, damit der richtige Feuch tigkeitsgrad wiederhergestellt wird, der sich durch die Wärmebe handlung der Luft verändert hat. Das in die erwärmte Luft abgege bene Wasser im Überschuß wird daraufhin von dem Filterelement 11 ausgefiltert und in die Sammelwanne 12 abgegeben.

Nach Hindurchströmen durch das zweite Filterelement 8 wird die Luft zur Auslaßöffnung der Zentralkammer 1 transportiert. Von dort wird die Luft erneut durch ein Filterelement 7 transportiert, daß das in der Luft vorhandene Wasser nochmals verringern soll. Jetzt kann die Luft in die zu heizende Umgebung eingeblasen werden.

Falls die Anlage für die Kühlung der Innentemperatur eines Wohn bereiches eingesetzt werden soll, genügt es, dem Heizelement 9 keine elektrische Energie zuzuführen sondern nur kaltes Wasser in die Luft einzuspeisen, die durch die Zentralkammer 1 fließt. Die durch das kalte Wasser erreichte Luftkühlung kann eine ausrei chende Temperaturverringerung der Luft, die von der Klimaanlage gemäß der Erfindung abgegeben wird, garantieren. Die in die Luft abzugebende Wassermenge, die durch die Zentralkammer 1 fließt, wird durch eine in der Zeichnung nicht im einzelnen dargestellte Pumpe reguliert, deren Leistung elektronisch je nach Temperatur und Menge der in die Zentralkammer 1 eingeblasenen Luft einstell bar ist.

Außerdem kann der Luft eine bestimmte, zum Volumen der behan delten Luft proportionale Menge Wasser zugeführt werden, um in der Luft stets die gleiche optimale Luftfeuchtigkeit zu halten. Damit ist auch der Nachteil der trockenen Luft ausgeschaltet, der sich bei Heizanlagen ergibt, die mit einem herkömmlichen Heizkessel mit Brenner betrieben werden.

Bezugszeichenliste

1

Zentralkammer

2

Elektromotor

3

Ventilator

4

Kammer

5

Gitter

6

Schlauch

7

Filterelement

8

Filterelement

9

Heizelement

10

Befeuchtungskammer

11

Filterelement

12

Wasserauffangwanne

13

Verbindungsschläuche

14

Inspektionstür

Claims

1. Klimaanlage zur Heizung, Kühlung, Befeuchtung und Entfeuch tung von Räumen gemäß vorgegebenen Werten mit einem Ein laß für Frischluft und einem Auslaß für behandelte Luft sowie wenigstens einem Ventilator, mit dem die in der Klimaanlage zu behandelnde Luft durch die Klimaanlage gefördert wird, mit we nigstens einem Luftfilter und wenigstens einem Lufterhitzer sowie einem Sammelbecken zum Auffangen von in der Klimaan lage aus der Luft abgeschiedenem Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zentralkammer mit einer Lufteinlaßöffnung und einer Luftauslaßöffnung vorgesehen ist, wobei in der Zentralkammer zwei Filter und ein Heizelement vorgesehen sind, daß auf der Lufteinlaßseite der Zentralkammer ein Ventilator angebracht ist, zwischen dem und der Zentralkammer eine Strömungsverbin dung vorgesehen ist, daß an der Luftauslaßseite der Zentral kammer ein Filterelement angeordnet ist, welches mit der Zen tralkammer strömungsmässig verbunden ist, und oberhalb der Zentralkammer eine Befeuchtungskammer vorgesehen ist, und daß die Decke zwischen der Befeuchtungskammer und der Zen tralkammer wasserdurchlässig ausgebildet ist und unterhalb der Zentralkammer wenigstens eine Wasserauffangwanne vor gesehen ist.

2. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren der Zentralkammer mindestens ein Filterelement derart vorgesehen ist, daß die von der Befeuchtungskammer nach Durchtritt durch das Heizelement befeuchtete Luft gefiltert wird.

3. Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zentralkammer ein Paar von Filterelementen vorge sehen ist, die strömungsmässig am Anfang des Heizelementes liegen.

4. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Ventilator von einem Elektromo tor angetrieben ist.

5. Klimaanlagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß ein Filterelement zum Ausfiltern des überschüssigen Wassers vorgesehen ist, welches der Luft bei gegeben wird, und sich dieses Filterelement im hinteren Ab schnitt der Zentralkammer befindet.

6. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Befeuchtungskammer unmittel bar auf der Zentralkammer aufliegt und mit dieser mittels eines wasserdurchlässigen bzw. porösen Bauteiles am Boden der Be feuchtungskammer verbunden ist.

7. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß an der Lufteinlaßöffnung der Zen tralkammer ein Gitter vorgesehen ist, durch das der Luftstrom am Eingang der Zentralkammer geteilt wird.

8. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß eine Pumpe zur Regulierung der Wassermenge vorgesehen ist, die in die von der Befeuchtungs kammer an die Luft abgegeben wird, wobei die Pumpe je nach Temperatur und Luftvolumen, daß in die Zentralkammer einge lassen wird, reguliert wird.

9. Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß ein weiteres Filterelement für die Ausfilterung des überschüssigen Wassers aus der Luft vorgese hen ist, welches unterhalb der Auslaßöffnung der Zentralkam mer angeordnet ist.