DE2010506C3 - Induktionsgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Induktionsgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei bekannten Induktionsgeräten dieser Art war es bisher üblich, auch die Heizvorrichtung als Wärmeübertrager auszubilden, der an ein Rohrleitungssystem angeschlossen ist, das das Heizmedium zu- und ableitet (Zeitschrift »Kältetechnik - Klimatisierung«, H. 12/1969, S. 351— 354). Wenn man mittels des Induktionsgerätes unabhängig von der jeweiligen Betriebsweise der anderen Induküonsgeräte des betreffenden Gebäudes oder der betreffenden Gebäudezone je nach momentanem Erfordernis wahlweise heizen oder kühlen will, muß man das Induktionsgerät an ein hohe Anlagenkosten und hohe Betriebskosten verursachendes 3-Rohr-System oder 4-Rohi-System anschließen. Wenn dagegen das Induktionsgerät zur Verbilligung an ein Γ-Rohr-System angeschlossen wurde, welches alternativ mit Heizmedium oder Kühlmedium durchströmbar ist, ist das Umschalten von Heizen auf Kühlen und umgekehrt für das einzelne Induktionsgerät nicht mehr individuell möglich. Der bauliche Vorteil des 2-Rohr-Systems und der dabei möglichen Ausrüstung des Induktionsgerätes mit im unteren Grenzfall nur einem einzigen Wärmeübertrager bedingt also Verzicht auf individuelle Umschaltung des Induktionsgerätes von Kühlen auf Heizen und umgekehrL Dies trifft auch auf ein ebenfalls für ein 2-Rohr-System bestimmtes Induktionsgerät zu (DE-AS 12 34 001), das drei in Reihe geschaltete Wärmeübertrager besitzt, von denen zwei in einem Sekundärlufteinlaß und einer in dem Primärluftkasten angeordnet sind, um die Temperaturregelung durch Temperaturbeeinflussung sowohl der Sekundärluft als auch der Primärluft vorzunehmen. Dabei ist innerhalb des Primärluftkastens ein mittels einer Regelklappe verstellbarer Bypaß zum Wärmeübertrager angeordnet. Dieses Induktionsgerät ist voluminös und in der Herstellung teuer.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Induktionsgerät zu schaffen, welches zum Anschluß an ein 2-Rohr-SyMem bestimmt ist und dennoch individuelle, rasche Umschaltung von Heizen auf Kühlen und umgekehrt unabhängig von den übrigen an das 2-Rohr-System angeschlossenen Induktionsgeräten ermöglicht.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Induktionsgerät der eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Ein solches erfindungsgemäßes Induktionsgerät ist an ein 2-Rohr-Syslem anzuschließen, das nur von Kühlmedium durchströmt wird, so daß die Installationskosten des Rohrleitungssystems niedrig sind, wobei jedoch dennoch individuelles und rasches Umschalten des Induktionsgerät von Kühlen auf Heizen und umgekehrt unaohängig von den anderen an dasselbe 2-Rohr-Syslem angeschlossenen Induktionsgeräten erfolgen kann. Dieses Induktionsgerät benötigt auch keine außerhalb befindlichen umfangreichen Heizungsinstallationen, sondern bezüglich des Heizens nur einen elektrischen Anschluß. Da der Wechsel von Kühlen auf Heizen und umgekehrt rasch vor sich gehen kann, läßt sich auch bei rascher Änderung der Außentemperatur eine feinfühlige und genaue Klimatisierung gewährleisten. Ein rascher Wechsel zwischen Heizen und Kühlen ist besonders wichtig in warmen Ländern, in denen es am Tag sehr heiß ist und abends sehr steile Temperaturstürze eintreten können, die ein rasches Heizen erforderlich machen. Bisher war man gezwungen, um rasch von Heizen auf Kühlen und umgekehrt umstellen zu können, die Wärmeübertrager für das Heizmedium und das Kühlmedium ständig gleichzeitig

mit Heizmedium und Kühlmedium zu beaufschlagen was ein 4-Rohr-System unabdingbar machte.

Indem die elektrische Heizvorrichtung im Inneren des Primärluftkastens angeordnet ist, kann sie keine Geruchsbelästigung durch Verkohlen oder Verbrennen von Staub verursachen, weil die Primärluft gefilterte Reinluft ist.

Es ist auch ein Ventilatorgerät bekannt (DE-GM 18 99 553), welches in seinem einzigen Luftdurchlaß in Reihe hintereinander einen dem Beheizen der Luft ■.,·. dienenden, mit elektrischer Energie beheizbaren Radiator, einen mit einem eingebauten Kühlaggregat verbundenen Wärmeübertrager und einen Ventilator aufweist. Elektrisch beheizte Radiatoren sind jedoch sehr temperaturträge, weil es sich um Gliederheizkörper handelt, die von durch eine elektrische Heizpatrone beheiztem Wasser durchflossen sind. Dieses Ventilatorgerät dient auch ausschließlich dem Temperieren von durch seinen Ventilator angesaugter Außenluft.

Einige vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand ■■> der Unteransprüche 2 bis 6.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeisp'^le der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines ·. erfindungsgemäßen Induktionsgerätes, wobei alle zum Verständnis nicht wichtigen Teile weggelassen sind,

F i g. 2—4 die beiden Steuervorrichtungen der F i g. 1 mit dem zugeordneten Stellmotor in vergrößerter Darstellung, wobei zur Erklärung der Wirkungsweise ;·> unterschiedliche Stellungen des Stellmotors und der Steuervorrichtung dargestellt sind,

Fig.5 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Induktionsgerätes in schematischcr, geschnittener Seitenansicht, :.

Fig.6 das Induktionsgerät nach Fig.5 in einer anderen Stellung des Stellmotors und der von ihm betätigten Steuervorrichtungen.

Das in Fig. I dargestellte Induktionsgerät iO weist einen einziger Lufteinlaß 11 für Sekundärluft auf, dessen ;;. Eintrittsöffnung rechieckförmig sein kann und sich über die Länge des Gerätes entlang seiner Frontseite erstreckt. An der Oberseite seines Gehäuses 9 ist ein schachtartiger Luftauslaß 12 angeordnet. In dem Gehäuseinncren ist ein Primärluftkasten 13 für die Zufuhr von aufbereiteter Primärlufl angeordnet, an dessen Oberseite zwei Reihen von Düsen 14 angeordnet sind, durch die die Primärluft vertikal nach oben ausströmt und hierdurch aus dem Raum, in welchem das Induktionsgerät 10 aufgehellt ist, Sekundärluft durch .·· den Lufteinlaß Il ansaugt, wobei die Primärluft und die Sekundärluf: dann gemeinsam aus dem Luftauslaß 12 nach oben in den betreffenden Raum ausströmen. Im Lufteinlaß 11 ist ein Kühler IS zum Kühlen der Sekundärluft angeordnet. Innerhalb des Primärluftkastens 13 ist eine elektrische Heizvorrichtung 16' zum Beheizen der Primärluft angeordnet, die die einzige Heizvorrichtung dieses Induktionsgerätes 10 ist. Sie kann als ein sich über die Länge des Innenraumes des Primärluftkastens in axialer Richtung erstreckender ι. > Heizstab ausgebildet sein. Gegebenenfalls kann sie selbstverständlich auch mehrere Heizstäbe aufweisen oder irgend eine andere Ausbildung und Anordnung aufweisen.

Je nachdem, ob de Kühler 15 oder die Heizvorrich- >■> tung 16' eingeschaltet sind, wird die Sekundärluft gekühlt oder die Primärluft srwärmt. Bei dem Kühler 15 handelt es sich um einen Wärmeübertrager, der ein Rohrleitungssystem aufweist, das von flüssigem Kühlmedium durchströmt werden kann. In seiner Zuleitung 17 ist als Steuervorrichtung ein Dreiweg-Ventil IH angeordnet, wodurch je nach der Stellung des Stellhebels 19 dieses Ventils 18 der Durchfluß von Kühlmedium durch die Leitung 21 in den Eingang des Kühlers 15 ganz abgesperrt oder teilweise oder ganz geöffnet werden kann. Die Verstellung erfolgt stufenlos. In der abgesperrten Stellung strömt das über die Rohrleitung 17 in das Ventil 18 einströmende Kühlmedium vollständig über die Bypaß-Leitung 20 in den Rücklauf 2\' zurück, so daß der Kühler 15 nidit vom Kühlmedium durchströmt wird und folglich die Sekundärluft nicht gekühlt wird. Durch unterschiedlich weites öffnen des Durchflusses des Kühlmediums durch das über die Leitung 21 mit dem Kühler 15 verbundene Ventil 18 kann unterschiedlich gekühlt werden, so daß die Größe der Kühlleistung abhängig von der Stellung des Ventil-Stcllhebels 19 ist. Diese Art der Steuerung der Kühlleistung sei als »kühlmediumrr-tige« Steuerung bezeichnet.

Der Lufteiniaß 11 ist ständig voll geöffnet.

Zur unterschiedlichen Erwärmung der Primärluft bei Heizbetrieb wird die elektrische Heizleistung der Heizvorrichtung 16' stufenweise oder stufenlos mittels einer Steuervorrichtung 22 gesteuert, die mittels des Stellhebels 23 verstellt werden kann. Beispielsweise kann in dem Stromkreis des Heizwiderstandes ein seine Heizleistung bestimmender Thyristor angeordnet sein, dessen Zündwinkel von der jeweiligen Stellung eines Potentiometers abhängig ist.

Wenn eine Raumtemperaturrcgelung oder eine Außentemperatursteuerung der Raumtemperatur vorgesehen ist, ist eine selbsttätige Verstellung der Stellhebel 19, 23 des Ventils 18 bzw. der Steuervorrichtung 22 erforderlich. Hierbei ist es zu Vermeidung eines unwirtschaftlichen Betriebs erforderlich, sicherzustellen, daß jeweils nur der Kühler 15 oder die Heizvorrichtung 16' eingeschaltet wird, je nachdem ob gekühlt oder geheizt werden muß. Die jeweils nicht benötigte Vorrichtung (Kühler 15 oder Heizvorrichtung 16') muß dann durch Absperren des Durchflusses des Kühlmediums bzw. Abschalten des Heizstromes sicher abgeschaltet sein. Um eine solche Betriebsweise au) baulich einfache und betriebssichere Weise μ erreichen, werden die beiden Stellhebel 19 und 23 durch einen einzigen, gemeinsamen Stellmotor 24 abwechselnd betätigt. Dieser Stellmotor 24 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Zylinder-Kolben-Einheit, deren Kolben 25 einseitig federbelastet ist und deren Zylinder 26 ungefähr vertikal an dem einen Arm des Stellhebels 19 des Ventils 18 gelenkig hängt. Auf der von der Anlenkstelle des Zylinders 26 an dem Stellhebel 19 abgewendeten Seite des Zylinders 26 ist der eine Hebelarm des Stellhebels 23 der Steuervorrichtung gelenkig an das freie Ende der Kolbenstange 27 angelenkt.

Den von den Anlenkstellen der Kolben-Zylinder-Einheit 24 abgewendern Armen der beiden Stellhebel sind stationäre Anschläge 29,30, wie dargestellt, zugeordnet. Auch die beiden Steuervorrichtungen 18, 22 sind stationär angeordnet. Die Kolben-Zylinder-Einheit 24 hängt dann, wie in F i g. 1 dargestellt, frei in der Luft und ist nur gelenkig in der dargestellten Weise mit den beiden Stellhebcln 19,23 verbunden.

Der unterhalb des Kolbens 25 befindliche Zylinderinnenraum kommuniziert mit der Umgebung. Die Druckfeder 32 drückt den Kolben 25 normalerweise in

die in !ig. I dargestellte höchste Stellung, in welcher der Durchfluß von Kühlniediuni durch die Leitung 21 zu dem Kühler 15 abgesperrt und folglich der Kühler abgeschaltet ist. Dagegen befindet sich in dieser obersten Stellung des Kolbens 25 die Steuervorrichtung 22 der Heizvorrichtung 16' in ihrer voll geöffneten Stellung, so daß die elektrische Heizvorrichtung 16' ihre maximale Heizleistung an die sie durchströmende l'rimärluft abgibt und entsprechend das Induktionsgerät IO auf maximale Heizleistung geschaltet ist. Als Raumlcmperaturregler kann hier ein nicht dargestellter pneumatischer Thermostat vorgesehen sein, der den Innendruck der oberen Kammer des Zylinders in der zur Regelung erforderlichen Weise selbsttätig variier! und diesen Stellmotor 24 hierdurch entsprechend verstellt Da der Zylinder 26 an dem Stellhebel 19 hängt, übt er ■iiif ihn ein Drehmoment aus. das ihn an den Anschlag 29 ;>:wJr:!ck! Λ η dieser Stdhuig iiüdi'r! '.ich nach.!·.. ·,::!;;!;£·_· sich der Kolben 25 in dem Slellbereicli /wischen seinen in den I ig I und 3 dargestellten Stellungen hin- und herbewegt, wobei er den mit ihm verbundenen Stellhebel 23 entsprechend verschwenkt. Mine Z.wischenstellung ist in Γ ig. 2 dargestellt. In diesem Stellbereich wird auf diese Weise die Heizleistung der Heizvorrichtung 16' variiert. In der Stellung des Schwenkhebels 2J nach I·'i g. 3 ist die Heizleistung abgeschaltet, wobei der Slellhcbcl 23 am Anschlag 30 anliegt. Wenn der Druck in der oberen Kammer des Zvlinders 26 weiter erhöht wird, kann der Kolben 25 nicht mehr weiter nach unten verschoben werden, da dies der an seinem Anschlag 30 befindliche Stellhcbel 23 verhindert. Die Folge ist. dall der Zylinder 26 durch ilen I Ihcrdruck nach oben angehoben wird, so dall nunmehr der obere Slellhebcl 19 von seinem Anschlag 29 weg bewegt wird. Damit wird der Durchfluß von Kühlmedium in Abhängigkeit von der Stellung des Stcllhebcls 19 unterschiedlich weil geöffnet und die Kühlleistung wird umso großer, je weiter der Zylinder 26 sich nach oben bewegt Die maximale Kühlleistung ist eingestellt, wenn der Zv linder 26 sich in die in Γ ι g. 4 dargestellte oberste Stellung bewegt hai. In dem Stcllbcreich zwischen den Stellungen nach 1 ι g. 3 und 4 findet folglich das Kühlen der Sekundärluft statt.

In Fig.! sind zur besseren Übersicht die beiden Steuervorrichtungen 18, 22 mit der Kolben-Zylinder-Finheit 24 seitlich des Induktion-igcrätcs 10 dargestellt. In der Praxis w erden sie jedoch an einer Seitenwand des Induktionsgerätes angeordnet, so daß sie mit ihm eine Baueinheit bilden.

Das in den Fi e. 5 und h dargestellte Induktionsgerät 10 weist ein (ichäiisc 9 mit zwei l.uftcinlässen 33, 34 und einem l.uftauslaß 12 auf. in dessen Innerem ein Primarkiftkasien 13 mit zwei Düsenreihen 14 für den Austritt von Primärluft angeordnet ist. Durch die l.iiftcinlässe 33, 34 kann Sekundärluft einströmen, fn dem frontseitigen l.ufteinlaß 33 ist ein an eine Zuleitung und Ableitung für Kühlmedium angeschlossener Kühler 15 und in dem Primärluflkasten 13 ist eine elektrische Heizvorrichtung 16' angeordnet. Dem Lufteinlaß 33 sind zwei über ein Gestänge 35 hewegungsschlüssig miteinander gekoppelte, jeweils gegensinnig zueinander schwenkbare Klappen 36, 36' zugeordnet, die als t.^!drosselvorrichtung zum Absperren und stufenlosen Verstellen des Durchflusses von Sekundärluft durch den Kunier 15 dienen. Die Kühlleistung wird hier folglich »luftseilig« gesteuert. Die untere Klappe 36 dient gleichzeitig der Verstellung eines Bypasses 37. der durch einen den ständig offenen, bodenseitigen l.ufteinlaß 34 aufweisenden kurzen Schacht gebildet ist. Durch die Klappe 36 wird der l.uftcüurcligang durch diesen Uypaß 37 von der geschlossenen Stellung in der Betriebsweise »Kühlen« dieses Gerätes jeweils gegensinnig zu dem kühlwirksamen l.uftdurchgang durch den Kühler 15 verstellt, was dadurch erfolgt, daß die Klappe 36 der Drosselvorrichtung des Kühlers 15 gleichzeitig als Drosselvorrichtung des Bypasses 37 dient.

Die heiilcn Klappen 36, 36' dienen hier als Steuervorrichtung für die Kühlleistung, wogegen die elektrische Heizvorrichtung 16' mittels der ihre elektrische Heizleistung steuernden Steuervorrichtung 22 steuerbar ist. Beide Sti.-uervorrichlungeri 36, 36' und 22 werden, wie bei dem Ausfühiungsbeispicl nach den Fig. I bis 4. durch einen einzigen Stellmotor 24 gesteuert, der ebenfalls als Zylinder-Kolben-Finheit :iii<;uphilftpl |O c- -

In den F i g. ^r> und b sind die beiden Fxirenisielltingen dieses Stellmotors 24 dargestellt. In der Stellung nach F' i g. 5 ist die maximale Kühlleistung eingeschaltet indem der Bypaß 37 abgesperrt und der l.ufteinlaß 33 voll geöffnet ist. In Abweichung zu dem Ausführungs beispiel nach den F i g. I bis 4 befindet sich hierbei der /■ linder 26 in seiner höchsten Stellung. Der Stellhebel 2 3 der .Steuervorrichtung 22 befindet sieh hierbei an seinen; stationären Anschlag 30, der an einer Seiten wand des Gehäuses 9' des Induktionsgerätes 10' angeordnet ist. In dieser Stellung ist die Heizvorrichtung 16' abgeschaltet. Wenn in der oberen Kammer des Zylinders 26 der Überdruck erniedrigt wird, bleibt der Kolben 25 in der dargestellten Stellung stehen, wogegen sich der Zylinder 26 schon infolge seines l-igengcwiehtes nach unten bewegt, und entsprechend werden die Klappen 36, 36' in Richtung auf ihre Geschlossenslellung zu bewegt. In einer bestimmten Stellung des Zylinders 26 sind die Klappen 36, 36' ganz geschlossen, worauf sich der Zylinder nicht mehr weiter nach unten bewegen kann, da er in dieser Stellung durch die an

■ ihren Anschlagen befindlichen, geschlossenen Klappen 36, 36' gehalten wird. Bei weiterem Absenken des Innendruckes der oberen Kammer lies Zylinders Λ wird nunmehr der Kolben 25 relativ zu dem Gehäuse 9 des Indukliorisgerätes 10' in clem Zylinder 26 nach oben bewegt und entsprechend wird der Stellhcbel 23 der Steuervorrichtung 22 der 1 lcizvorrichlung 16' aus seiner Stellung nach F i g. 5 in Richtung auf die in Fig. b dargestellte Stellung /ii bewegt, je mehr er sich der Stellung nach Γ i g. 6 nähert, umso größer wird die elektrische Heizleistung. In der Stellung nach F*' /. b ist dann die maximale Heizleistung eingeschaltet.

)ede beliebige Kühlleistung und Heizleistung zwischen den Werten Null und den Maximalwerten ist so stufenlos rasch und betriebssicher einstellbar und kann bei Betätigung des Stellmotors durch eine Raumtemperatur-Regelvorrichtung oder durch eine durch die Außentemperatur geführte Steuerung fortlaufend selbsttätig in der erforderlichen Weise verstellt werden. Auch das Umschalten von Heizen auf Kühlen und

·■■ umgekehrt erfolgt einfach, rasch und betriebssicher.

In dem Stellbcreich des Stellmotors 24. in welchem die Heizleistung reguliert wird, sind die Klappen 36, 36' ständig in ihrer in F i g. 6 dargestellten Geschlossenstellung, so daß hier stets eine ungefähr konstante Menge

^h~ an Sekundärluft durch der¹, voll geöffneten Bypaß 37 hindurchströmt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Induktionsgerät zum Klimatisieren von Räumen, dus eine in einem LuftdurchlaQ für Sekundärluft ungeordnete, mindestens einen Kühler mit einem vom Kühlmedium durchströmbaren Rohrleitungssystem aufweisende Kühlvorrichtung zum Kühlen von Sekundärluft, ferner eine gesonderte Heizvorrichtung zum Erwärmen von das Induktionsgerät durchströmender Luft und mindestens einen Düsen aufweisenden Primärluftkasten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung eine im Inneren des Primärluftkastens angeordnete elektrische Heizvorrichtung (16') ist und daß der Kühlvorrichtung (15) und der Heizvorrichtung (16') gesonderte Steuervorrichtungen (18, 22; 36, 36', 22) zur Steuerung ihrer Kühlleistung bzw. elektrischen Heizleistung zugeordnet sind, die abwechselnd betätigbar sind, wobei die jeweils nicht betätigte Steuervorrichtung sich in ihrer Geschlossenstellung bzw. ausgeschalteten Stellung befipdet.

2. Induktionsgerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler (15) in einem ersten Luftdurchlaß (11; 33) Tür Sekundärluft angeordnet ist und seine Kühlleistung in an sich bekannter Weise luftseitig (Fig.5 bis 8) oder kühlmediumseitig (F i g. 1) gesteuert wird.

3. Induktionsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Luftdurchlaß (34') für Sekundärluft vorgesehen ist, der während des Kühlens eine" gegensinnig zum ersten Luftdurchlaß verstellbaren Uypaß bildet und während des Heizens ständig voll geöffnet ist.

4. Induktionsgerät nach Ansptuch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintritt öffnung des zweiten Luftdurchlasses (34') am Boden des Gehäuses des Induktionsgerätes und die Eintrittsöffnung des ersten Luftdurchlasses (33) an der Frontseite des Gehäuses des Induktionsgerätes angeordnet ist.

5. Induktionsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Steuervorrichtungen (18, 22; 36, 36', 22) mittels eines einzigen Stellmotors (24) abwechselnd verstellbar sind.

6. Induktionsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (24) eine Zylinder-Kolben-Einheit ist, deren Zylinder (26) mit der einen Steuervorrichtung (18, 36, 36') und deren Kolbenstange (27) mit der anderen Steuervorrichtung (22) verbunden ist, das Ganze derart, daß in einem Stellbereich der Zylinder-Kolben-Einheit sich die mit der Kolbenstange verbundene Steuervorrichtung (22) ständig in ihrer Geschlossenstellung bzw. abgeschalteten Stellung befindet, so daß der Zylinder (26) unter entsprechender Verstellung der mit ihm verbundenen Steuervorrichtung (18; 36,36') hin- und herbewegbar ist, und daß in einem anderen Stellbereich der Zylinder-Kolben-Einheit sich die mit dem Zylinder (26) verbundene Steuervorrichtung (18j 36, 36') ständig in ihrer Geschlossenstellung bzw. abgeschalteten Stellung befindet, so daO die Kolbenstange unter entsprechender Verstellung der mit ihr verbundenen Steuervorrichtung hin- und herbewegbar ist.