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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Klimatisieren von Räumen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Vorrichtungen zum Klimatisieren bzw. Klimatisierungsanlagen dienen dazu Raumluft auf eine gewünschte Temperatur abzukühlen oder aufzuheizen. Dazu wird in der Regel Raumluft oder auch Außenluft durch einen Einlass in die Vorrichtung eingesogen, durch ein Mittel zum Temperieren, beispielsweise einen Wärmetauscher oder ein Heizregister, transportiert und durch einen Auslass wieder an den Raum abgegeben. Das Mittel zum Temperieren sowie ein Mittel zum Transportieren der Luft befinden sich in einem Gehäuse, das mindestens eine Einlassöffnung und mindestens eine Auslassöffnung aufweist. Bei dem Mittel zum Transportieren der Luft handelt es sich in den meisten Fällen um einen Ventilator. Bei bekannten Vorrichtungen der gattungsgemäßen Art wird der Ventilator durch einen Motor angetrieben, wobei sich der Ventilator mitsamt dem Motor in Luftströmungsrichtung betrachtet hinter dem Mittel zum Temperieren, also zwischen dem Mittel zum Temperieren und dem Auslass, befindet.
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Für Fall, dass die Vorrichtung als Heizvorrichtung dient bzw. ausgebildet ist, wird die durch die Vorrichtung transportierte Luft durch das Mittel zum Temperieren aufgeheizt. Das führt dazu, dass die erhitzte Luft auf den Ventilator trifft und sodann, bedingt durch den erhöhten Luftdruck, das Gehäuse durch den Auslass wieder verlässt.
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Während der Ventilator in den meisten Fällen dazu ausgebildet ist, Heißluft zu transportieren, so kann sich die erhitzte Luft negativ auf die Funktionsweise des Motors auswirken. Oftmals kann der Motor bedingt durch bauliche Maßnahmen nicht ausreichend gekühlt werden bzw. ist der Motor in der Vorrichtung derart eingekapselt, dass die erzeugte Wärme nicht abgeführt werden kann. Durch die hier beschriebenen Vorrichtungen zum Klimatisieren von Luft können Lufttemperaturen erzeugt werden, die über der vom Hersteller angegebenen Maximaltemperatur zum Betreiben der Motoren liegen. Durch die Beaufschlagung des Motors mit heißer Luft kann sich die Lebensdauer des Motors erheblich reduzieren, was zu einem erhöhten Wartungsaufwand sowie zu erhöhten Wartungskosten der gesamten Vorrichtung führen kann.
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Der Erfindung liegt daher eine Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Klimatisierung zu schaffen, die besonders kostengünstig sowie wartungsarm betreibbar ist.
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Eine Lösung dieser Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 beschrieben. Demnach ist es vorgesehen, dass die Vorrichtung mindestens einen Kanal, insbesondere einen Bypass, aufweist, durch den die zu temperierende Luft an dem Mittel zum Temperieren vorbei direkt vom Lufteinlass des Gehäuses zum Motor führbar ist. Durch diesen Kanal lässt sich eine ausreichend große Menge an Raumluft direkt zum Motor führen und zwar ohne dass die Luft dabei erhitzt wird. Da die Raumluft bzw. die Umgebungsluft kälter ist als die durch das Mittel zum Temperieren aufgeheizte Luft, wird der Motor gekühlt. Die zugeführte Luftmenge reicht aus, um den Motor auf eine vorteilhafte Betriebstemperatur zu kühlen, die unter der vorgegebenen Maximaltemperatur liegt. Da die durch den Kanal abgeleitete Luftmenge im Vergleich zum Gesamtluftstrom sehr klein ist, bleibt die Klimatisierungsleistung der Vorrichtung hiervon unbeeinflusst. Ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorsehen, dass lediglich ein Prozent der durch die Vorrichtung transportierten Luftmenge durch den Kanal geführt wird. Die restliche, weitaus größere Luftmenge wird nach wie vor zur Klimatisierung des Raumes durch das Mittel zum Temperieren der Luft geführt.
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Insbesondere kann es die Erfindung vorsehen, dass der mindestens eine Kanal in das Gehäuse integriert ist, wobei vorzugsweise der mindestens eine Kanal integraler Bestandteil des Gehäuses ist. Darüber hinaus ist es auch denkbar, dass der mindestens eine Kanal in einen Deckel des Gehäuses integriert ist oder integraler Bestandteil des Deckels ist. Erfindungsgemäß können das Gehäuse und/oder der Deckel aus einem Kunststoff, vorzugsweise aus Polypropylen, insbesondere aus expandiertem Polypropylen (EPP), hergestellt sein. Der Kanal, der sich vom im Deckel angeordneten Einlass zum ebenfalls im Deckel angeordneten Auslass erstreckt, befindet sich somit in dem Deckel bzw. ist integraler Bestandteil des Deckels. Darüber hinaus ist es denkbar, dass der Deckel und/oder das gesamte Gehäuse durch Blechblenden oder Abdeckungen ummantelt sind.
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Durch das Herstellungsverfahren lässt sich der Kanal auf eine besonders einfache und vorteilhafte Art und Weise in den Deckel integrieren. So ist es beispielsweise denkbar, dass der Deckel mit dem Kanal in einem Spritzgussverfahren hergestellt wird. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Kanal als wannenartiges Element auf die Innenseite des Deckels gebracht wird, um den hier beschriebenen Kanal zu bilden.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung kann es vorsehen, dass die Vorrichtung zwei Mittel zum Temperieren von Luft, insbesondere Wärmetauscher und/oder Heizregister, aufweist, mit jeweils einem einen Motor aufweisenden Ventilator und zwei Kanälen für Raumluft. Über diese beiden Kanäle bzw. Bypässe lässt sich jeweils Raumluft direkt dem zu kühlenden Motor zuführen. Darüber hinaus ist es denkbar, dass die Vorrichtung auch noch weitere Wärmetauscher und entsprechende Kanäle aufweist.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass eine erste Öffnung des mindestens einen Kanals dem Einlass des Gehäuses zugewiesen ist und eine zweite Öffnung des mindestens einen Kanals derart ausgerichtet ist, dass die durch den mindestens einen Kanal transportierte Luft auf den Motor und/oder eine Halterung des Motors trifft. Der mindestens eine Ventilator der Vorrichtung erzeugt in dem Bereich zwischen dem Mittel zum Temperieren und dem Ventilator innerhalb des Gehäuses einen Unterdruck gegenüber dem Einlass des Gehäuses. Dadurch wird die Luft durch den Einlass in das Gehäuse und durch das Mittel zum Temperieren gesogen. Da die zweite Öffnung des Kanals auch dem Bereich zwischen dem Mittel zum Temperieren und dem Ventilator zugeordnet ist, wird die Raumluft durch den Einlass in den Kanal und direkt auf den zu kühlenden Motor transportiert. Somit bedarf es für den Transport der Luft durch den Kanal keinen weiteren Antrieb. Vielmehr wird das bereits erzeugte Druckverhältnis in dem Gehäuse ausgenutzt, um den Motor zu kühlen.
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Bevorzugt kann es außerdem vorgesehen sein, dass der mindestens eine Ventilator drehzahlkonstant ist. Somit kann der Ventilator bei geringerem Gegendruck mehr Luftmenge fördern. Da durch den Kanal ein geringerer Druckverlust erzeugt wird, als durch das Mittel zum Temperieren, kann so nahezu der gleiche Luftvolumenstrom über das Mittel zum Temperieren geführt werden, wie bei einer Ausführungsform ohne Kanal.
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Die Kühlung des Motors führt somit nicht zu einer Reduzierung der Kl i matisierungsleistung.
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Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung kann es vorsehen, dass der mindestens eine Ventilator als Querstromventilator mit einer Walze ausgebildet ist. Außerdem kann der mindestens eine Einlass und/oder der mindestens eine Auslass im Deckel des Gehäuses spaltartig ausgebildet sein, wobei die Spalte sowohl parallel zueinander als auch parallel zu dem Querstromventilator ausgerichtet sind.
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Die hier beschriebene Vorrichtung kann als Deckenklimagerät, insbesondere als Deckenheizung oder -kühlung, ausgebildet sein. Dazu kann das Gehäuse entsprechende Halterungen aufweisen, mit denen es an einer Raumdecke befestigbar ist. Darüber hinaus ist es ebenfalls denkbar, dass die Vorrichtung als Wand- oder Bodengerät ausgebildet ist.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigen:
- 1 perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zum Klimatisieren,
- 2 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung gemäß 1, und
- 3 eine schematische Darstellung einer Luftströmung.
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In der 1 ist ein mögliches Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Klimatisierung von Räumen dargestellt. Bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Deckengerät, welches über entsprechende Deckenhalterungen 11 an einer Raumdecke befestigbar ist. Es ist aber gleichermaßen denkbar, dass die hier beschriebene Vorrichtung 10 für den Einbau in einen Boden oder eine Wand vorgesehen ist.
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Die Vorrichtung 10 weist ein in der 1 quaderartig ausgebildetes Gehäuse 12 auf. Dieses Gehäuse 12 ist durch einen abnehmbaren Deckel 13 verschließbar. In diesem Deckel 13 sind sowohl ein Einlass 14 als auch zwei Auslässe 15, 16 vorgesehen. Die als spaltartige Öffnungen ausgebildeter Einlass 14 sowie die Auslässe 15, 16 dienen dazu, Luft in das Gehäuse 12 hineinzusaugen bzw. wieder an den umgebenden Raum abzugeben. Bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Einlass 14 durch ein gitterartiges Ansaugblech 17 abgedeckt. Alternativ kann das Gehäuse auch lediglich einen Auslass 15, 16 oder mehr aufweisen.
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In dem Gehäuse 12 befindet sich mindestens ein, bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel zwei, Mittel zum Temperieren. Diese Mittel zum Temperieren, bei denen es sich beispielsweise um Wärmetauscher oder Heizregister handeln kann, sind in den Figuren nicht sichtbar. Darüber hinaus ist jedem Mittel zum Temperieren ein Ventilator 18 zugeordnet, der jeweils über einen Motor 19 antreibbar ist. In der Schnittdarstellung des Gehäuses 12 gemäß 2 ist ein Teil, insbesondere eine Walze, des Ventilators 18 sowie ein Motor 19 sichtbar. Aus der 2 geht ebenfalls hervor, dass der Motor 19 über eine Platte 20 an dem Deckel 13 befestigt ist.
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Die Ventilatoren 18 sind derart in dem Gehäuse 12 positioniert, dass sie direkt über oder leicht versetzt zu den Auslässen 15, 16 angeordnet sind. Die Mittel zum Temperieren befinden sich in dem Gehäuse 12 zwischen dem Einlass 14 und den Auslässen 15, 16.
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Das Gehäuse 12 und/oder der Deckel 13 können aus einem Kunststoff, nämlich beispielsweise Polypropylen, gespritzt sein. Darüber hinaus ist es denkbar, dass wenigstens der Deckel 13 eine Blechblende aus beispielsweise Aluminium aufweist.
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Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung stellt der mindestens eine Kanal 21, 22 dar, der sich im Deckel 13 von dem Einlass 14 zu dem Bereich erstreckt, in dem die Platte 20 bzw. der Motor 19 befestigt sind. Somit umgeht der mindestens eine Kanal 21, 22 bypassartig das Mittel zum Temperieren. Der Kanal 21, 22 kann einen rechteckigen Querschnitt aufweisen und, wie in der 1 dargestellt, eine U-Form beschreiben. Darüber hinaus ist es gleichermaßen denkbar, dass der Kanal 21, 22 eine andere Form aufweist. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist jedem Auslass 15, 16 jeweils ein Kanal 21, 22 zugeordnet. Es sind jedoch auch Ausführungsbeispiele vorgesehen, bei denen nur ein Kanal oder weitere Kanäle den Auslässen 15, 16 zugeordnet sind.
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Durch die lediglich für Anschauungszwecke dargestellten Pfeile 23 - 29 in den 1-3 werden die Transportwege der Raumluft durch die Vorrichtung 10 illustriert. Durch die Ventilatoren 18 wird in dem Gehäuse 12 ein Unterdruck erzeugt. Das führt dazu, dass Raumluft gemäß den Pfeilen 23 durch den Einlass 14 in das Gehäuse 12 gesogen wird. Die Größe der Pfeile 23 ist hier proportional zu der transportierten Luftmenge zu verstehen. Im Gehäuse 12 wird die Raumluft sodann, bedingt durch das Luftdruckverhältnis, durch die Mittel zum Temperieren hindurch transportiert. Sofern die Mittel zum Temperieren als Heizregister ausgebildet sind, wird die Raumluft erhitzt und verlässt sodann durch die Auslässe 15, 16 das Gehäuse 12 als warme bzw. heiße Luft (Pfeil 27). Somit trifft die bis zu 70 °C heiße Luft auf den Ventilator 18. Diese Wärmeenergie wird weiter übertragen auf die Platte 20 und den Motor 19. Da die Wärmeenergie im Bereich des Motors 19 nicht abgeführt werden kann erhitzt sich der Motor 19, sodass seine Funktionalität bzw. Leistung beeinträchtigt wird. Um dies zu verhindern, wird der Motor 19 erfindungsgemäß über die Kanäle 21, 22 mit kälterer Raumluft beaufschlagt (Pfeil 26). Durch den Unterdruck im Bereich des Motors 19 wird Raumluft durch den Kanal 21, 22 (Pfeil 24) aus dem Bereich des Einlass 14 (Pfeil 25) transportiert. Da diese Raumluft nicht durch das Mittel zum Temperieren transportiert wird, weist es wenigstens nahezu die Temperatur der Raumluft auf. Nachdem ein Teil der Raumluft an dem Motor 19 vorbeigeleitet wurde (2), verlässt diese geringe Luftmenge das Gehäuse 12 durch die Auslässe 15, 16 (Pfeil 28). Aufgrund der geringen Luftmenge, welche dem Motor 19 durch die Kanäle 21, 22 zugeführt wird, reduziert sich die Klimatisierungsleistung der Vorrichtung 10 nicht. Da bedingt durch das Druckverhältnis keine zusätzlichen Antriebe notwendig sind, um die Luft durch die Kanäle 21, 22 zu transportieren, erweist sich diese Art der Motorkühlung als besonders einfach und energieeffizient. Durch diese Kühlung des Motors 19 lassen sich sowohl der Wartungsaufwand als auch die Wartungskosten reduzieren.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Vorrichtung
- 11
- Deckenhalterung
- 12
- Gehäuse
- 13
- Deckel
- 14
- Einlass
- 15
- Auslass
- 16
- Auslass
- 17
- Ansaugblech
- 18
- Ventilator
- 19
- Motor
- 20
- Platte
- 21
- Kanal
- 22
- Kanal
- 23
- Pfeil
- 24
- Pfeil
- 25
- Pfeil
- 26
- Pfeil
- 27
- Pfeil
- 28
- Pfeil
- 29
- Pfeil
