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Technisches Sachgebiet
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Die technische Lösung betrifft das Gebiet der Klimaanlagen technologischer Räume, wobei sie sich konkret auf die Kühlung konzentriert, d.h. die Ableitung der Wärmebelastung aus kleinen technologischen Räumen zum Einhalten der oberen Grenze von Betriebsbedingungen, sowie auf die Wärmerückgewinnung zum Einhalten des unteren Temperaturgrenzwerts von Betriebsbedingungen der in diesen technologischen Räumen angeordneten Einrichtungen.
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Stand der Technik
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Im bisherigen Stand der Technik sind auf dem Gebiet der Klimaanlagen kleiner technologischer Räume Lösungen von Klimaanlagensystemen Typ „Split“ bekannt, die eine Wärmepumpe mit einer direkten Verdampfung verwenden. Der Nachteil solcher Systeme besteht vor allem in der Gesamtenergieeffizienz deren Betriebs, in Anforderungen an die Revision und Instandhaltung und auch darin, dass sie ein Kühlmittel enthalten, das eine Umweltbelastung oder einen Risikofaktor in Bezug auf die Brandsicherheit darstellt. Diese Systeme sind zusätzlich wegen dem Risiko des Durchfrierens der Technologie (falls das System nicht im Betriebsmodus der Wärmepumpe mit Heizfunktion betrieben wird) oft mit einer Direkt-Raumheizung nachgerüstet, die einen hohen Verbrauch hat und deren heiße Oberfläche auch ein Risiko darstellen kann.
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Ein weniger energieintensives Verfahren stellen sog. „free-cooling“ (beziehungsweise „free-air-cooling“) Lösungen dar, die zum Abkühlen eines technologischen Raums die Strömung der Außenluft nutzen, und somit zu ihrer Tätigkeit kein zusätzliches Kühlmittel benötigen, das eine Umweltbelastung oder ein Risiko in Bezug auf Brandsicherheit darstellen könnte. Dieses Verfahren wird vor allem beim Ausgleich hoher Temperaturen innerhalb eines technologischen Raums angewandt, wobei die kühlere Außenluft in diesen Raum mit elektronisch gesteuerten Ventilatoren zugeführt wird, während die wärmere Abluft aus diesem Raum über die Abgasklappe entweicht. Standardmäßige „free-cooling“-Lösungen bieten jedoch keine genügende Zuverlässigkeit in dem Fall, wenn das Einhalten auch des unteren Temperaturgrenzwerts von Betriebsbedingungen der klimatisierten Anlagen sichergestellt werden muss. Zu diesem Zweck muss zusätzlich eine externe Wärmequelle eingesetzt werden, üblicherweise eine elektrische Direkt-Raumheizung.
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Eine komplexere Lösung, ermöglichend das Einhalten des oberen sowie des unteren Temperaturgrenzwerts von Betriebsbedingungen, ist in der Patentschrift
US10451295 B2 offenbart, die eine Anlage zur Klimatisierung technologischer Räume mit Unterstützung von fünf verschiedenen Betriebsarten beschreibt. Unter den unterstützten Betriebsarten ist außer der „free-air-cooling“-Betriebsart auch zum Beispiel die sog. „free-air-coolig-with-return“-Betriebsart angegeben, die in der Verwendung der warmen im oberen Teil des technologischen Raums akkumulierten Luft besteht, wobei diese warme Luft anschließend rezirkuliert wird und mit der kühleren in den technologischen Raum zugeführten Luft vermischt wird. Der Nachteil der genannten Anlage ist zuvorderst ihre komplizierte Konstruktion, die eine große Menge von Komponenten umfasst, wodurch das Risiko einer Störung der Anlage steigt, wobei deren Reparatur oder Instandhaltung auch problematisch oder aufwendig sein kann. Vorausgesetzte höhere Betriebs-, Produktions- oder Beschaffungskosten der genannten Klimaanlage, die sich aus der komplexen Konstruktion sowie einer erheblichen Anzahl unterstützter Funktionen ergeben, verhindern zusätzlich einen Masseneinsatz dieser Anlage auf dem Markt dort, wo so eine weit entwickelte Konstruktion unbedingt nicht notwendig ist, und schränken deren Verwendung eher für Spezialzwecke ein, wenn die höchsten Ansprüche an die Qualität sowie Zuverlässigkeit der Klimaanlage gestellt werden. Dies verhindert weiterhin z.B. global Energieeinsparungen, die sonst free-cooling bietet.
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Deshalb wäre es geeignet eine Lösung vorzuschlagen, die sich durch eine ausreichende Zuverlässigkeit vom Gesichtspunkt der Sicherstellung des oberen sowie des unteren Temperaturgrenzwerts von Betriebsbedingungen der klimatisierten Technologie und die sich gleichzeitig durch eine ausreichend einfache Konstruktion, mit geringen Betriebsansprüchen und mit geringen Instandhaltungsansprüchen, ermöglichend einen Masseneinsatz dieser Lösung auf dem Markt, auszeichnet.
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Wesen der technischen Lösung
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Die oben aufgeführten Mängel werden bis zu einem gewissen Grade durch das System für die Temperaturregelung im technologischen Raum beseitigt, umfassend eine Klimaanlage, eine Steuereinheit, eine Abgasklappe zur Ableitung der warmen Abluft aus dem technologischen Raum und zumindest zwei Temperatursensoren, wobei die Steuereinheit mit der Klimaanlage und mit zumindest zwei Temperatursensoren elektrisch verbunden ist, wobei sich zumindest ein Temperatursensor innerhalb des technologischen Raums befindet und zumindest ein Temperatursensor sich außerhalb des technologischen Raums befindet, wobei die Klimaanlage einen Zuleitungskanal für die Zufuhr der kalten Luft vom Außenbereich in die Klimaanlage, einen Rezirkulationskanal für die Zufuhr der warmen Luft aus dem technologischen Raum in die Klimaanlage und einen Ableitungskanal für die Ableitung der Luft aus der Klimaanlage in den technologischen Raum umfasst, wobei die Klimaanlage weiter zumindest einen Ventilator, eine Einlassklappe und eine Rezirkulationsklappe umfasst, dessen Wesen darin liegt, dass die Rezirkulationsklappe eine erste Stellung und eine zweite Stellung hat, wobei die Rezirkulationsklappe in der ersten Stellung der Rezirkulationsklappe so eingestellt ist, dass sie völlig den Rezirkulationskanal verdeckt und die Rezirkulationsklappe in der zweiten Stellung der Rezirkulationsklappe so eingestellt ist, dass sie zumindest teilweise den Rezirkulationskanal nicht verdeckt. Die Rezirkulationsklappe ist mit der Einlassklappe gekuppelt, wobei die Stellungen der Rezirkulationsklappe und der Einlassklappe sowie die Umdrehungen des Ventilators anhand von Temperaturinformationen in den ausgewählten Referenzpunkten eingestellt werden.
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Der Vorteil der vorliegenden technischen Lösung liegt vor allem darin, dass sie sich durch eine einfache Konstruktion, geringe Ansprüche auf Instandhaltung und geringe Betriebskosten auszeichnet und dass sie gleichzeitig für eine hohe Zuverlässigkeit vom Gesichtspunkt der Sicherstellung des oberen sowie des unteren Temperaturgrenzwerts von Betriebsbedingungen der klimatisierten Technologie sorgt, dies auch ohne eine externe Quelle zur Kühlung oder eine Wärmepumpe, beziehungsweise eine elektrische Direkt-Raumheizung einsetzen zu müssen. Dadurch steigt auch das Potential dieser technischen Lösung für einen Masseneinsatz auf dem Markt. Die Konstruktion gekuppelter Klappen ermöglicht ein einfaches Umschalten zwischen zwei Betriebsarten, d.h. zwischen der Betriebsart Kühlung und der Betriebsart Wärmerückgewinnung, wobei sich die Wärme im oberen Bereich des klimatisierten Raums auch in der Zeit sammelt, wenn die Wärmeverluste des Raummantels so hoch sind, dass der untere Bereich des technologischen Raums durchgekühlt, beziehungsweise durchgefroren wird. Durch die Rezirkulation der wärmeren Luft von der Decke zum Boden wird das Temperaturfeld im technologischen Raum homogenisiert, wodurch deren lokales Durchkühlen oder Durchfrieren vermieden wird.
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Die Steuereinheit ist vorteilhaft mit einer externen Kühlung elektrisch verbunden, wobei die externe Kühlung in dem Fall eingesetzt werden kann, wenn eine strikte Garantie des oberen Temperaturgrenzwerts von Betriebsbedingungen der klimatisierten Einrichtungen ungeachtet der Außenlufttemperatur gefordert wird. Die Steuereinheit ist vorteilhaft mit einer externen Wärmequelle elektrisch verbunden, wobei die externe Wärmequelle in dem Fall eingesetzt werden kann, wenn eine strikte Garantie des unteren Temperaturgrenzwerts von Betriebsbedingungen klimatisierter Einrichtungen ungeachtet der Außenlufttemperatur gefordert wird. Das Anschließen einer externen Kühlung und einer externen Wärmequelle ist nur eine wählbare Alternative für die oben genannten extremen Fälle, wobei eine zuverlässige Kühlung unter Nutzung des Systems gemäß der vorliegenden Lösung auch ohne Anschließen dieser Elemente sichergestellt ist.
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Der technologische Raum umfasst vorteilhaft zwei Temperatursensoren, wobei sich der erste Temperatursensor im oberen Bereich des technologischen Raums und der zweite Temperatursensor im unteren Bereich des technologischen Raums befinden. Daher ist die Kontrolle der Temperatur in diesen Referenzpunkten sichergestellt, wobei die Information über die Messwerte zum Umschalten einzelner Betriebsarten dient. Konkret kann anhand der Temperaturinformation im unteren Bereich des technologischen Raums die Betriebsart der Wärmerückgewinnung gestartet werden.
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Die Klimaanlage umfasst vorteilhaft eine Filterstufe mit einem Filter und einem Bedienelement zur Bedienung des Filters, wobei das Bedienelement zur Bedienung des Filters vorzugsweise wie ein beliebiges Element ausgewählt aus der eine Zeitschaltuhr und einen Differenzdruckschalter umfassenden Menge ausgeführt ist. Daher ist die Filtration der Luft vom Außenbereich und der Luft vom technologischen Raum sichergestellt.
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Die Klimaanlage umfasst vorteilhaft zwei Ventilatoren, die in zwei parallelen Kanalzweigen zur Luftleitung angeordnet sind. Mittels der Steuerung der Umdrehungen der Ventilatoren kann die Kühlleistung der Klimaanlage auf Grund der Temperaturinformation innerhalb des technologischen Raums und außerhalb des technologischen Raums gewechselt werden. Auf Grund dieser Temperaturen können die Umdrehungen des Ventilators bis zu einer vollständigen Abschaltung des Ventilators reduziert werden, wodurch vor allem ein geringer Energieverbrauch der Anlage und deren Sparbetrieb gewährleistet sind.
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Das System für die Temperaturregelung im technologischen Raum umfasst weiter vorteilhaft einen Sensor zur Messung der Luftfeuchtigkeit. Die Information über die Luftfeuchtigkeit stellt für den Nutzer einen weiteren Indikator der Umfeldqualität, in denen die klimatisierten Einrichtungen angeordnet sind.
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Der technologische Raum umfasst eine Menge von die Wärme generierender Einrichtungen, wobei er vorteilhaft mit einer Einlassöffnung für die Zuführung der kalten Außenluft in den technologischen Raum und mit einer Auslassöffnung für die Ableitung der warmen Abluft aus dem technologischen Raum versehen ist, wobei die Klimaanlage im technologischen Raum zur Einlassöffnung des technologischen Raums aufgestellt ist. Die Klimatisierung des technologischen Raums mit dem System gemäß der vorliegenden technischen Lösung bringt Vorteile dort, wo die aufgestellte Technologie einen bestimmten kontrollierten Temperaturbereich verlangt. Dank der vorliegenden technischen Lösung gibt es keine Abweichung von diesem Bereich weder durch den Einfluss der äußeren Witterungsverhältnisse noch durch den Einfluss der eigentlichen Wärmeentwicklung innerhalb des technologischen Raums.
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Figurenliste
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Das Wesen der technischen Lösung wird weiterhin anhand der Ausführungsbeispiele erklärt, die unter Verwendung der beigefügten Zeichnungen beschrieben sind, die zeigen:
- 1 schematische Darstellung des Systems für die Temperaturregelung im technologischen Raum mit dem Schwerpunkt auf die Anordnung der Klimaanlage und ohne Darstellung der Steuereinheit,
- 2 schematische Darstellung des Systems für die Temperaturregelung im technologischen Raum mit der Darstellung der Steuereinheit und ihrer elektrischen Verknüpfung mit einzelnen Komponenten des Systems.
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Ausführungsbeispiele der technischen Lösung
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Die technische Lösung wird weiter anhand der Ausführungsbeispiele mit Verweis auf entsprechende Zeichnungen erklärt.
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Im ersten Ausführungsbeispiel umfasst das System für die Temperaturregelung im technologischen Raum 2 eine Klimaanlage 1, eine mit der Klimaanlage 1 elektrisch verbundene Steuereinheit 3, eine Abgasklappe 4 für die Ableitung der warmen Abluft aus dem technologischen Raum 2, zumindest einen Temperatursensor 5, der sich innerhalb des technologischen Raums 2 befindet, und zumindest einen Temperatursensor 5, der sich außerhalb des technologischen Raums 2 befindet. Der technologische Raum 2 umfasst weiter eine Menge von die Wärme generierender Einrichtungen und ist mit Ausnahme von zwei Öffnungen abgeschlossen, und zwar mit einer Einlassöffnung 15 des technologischen Raums 2 für die Zufuhr der kalten Luft vom Außenbereich in den technologischen Raum 2 und mit einer Auslassöffnung 16 des technologischen Raums 2 für die Ableitung der warmen Abluft aus dem technologischen Raum 2 in den Außenbereich. Die Auslassöffnung 16 des technologischen Raums 2 ist mit einer Abgasklappe 4 für die Ableitung der warmen Abluft aus dem technologischen Raum 2 in den Außenbereich versehen. Die Abgasklappe 4 wird mit Hilfe vom Servomotor 18 gesteuert, der mit der Steuereinheit 3 elektrisch verbunden ist. Alternativ wird die Abgasklappe 4 wie eine Überdruckklappe ausgeführt, wobei die Abgasklappe 4 in dieser alternativen Ausführung mit dem Servomotor 18 elektrisch nicht verbunden ist. Die Menge der die Wärme generierenden Einrichtungen umfasst zum Beispiel Produktions-, Telekommunikations-, Sicherheits- oder Messeinrichtungen, jedoch ist sie auf die genannten Typen der Einrichtungen nicht begrenzt.
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Die Klimaanlage 1 ist in dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden technischen Lösung nach 1 wie ein Gehäuse ausgeführt, der zur Lagerung innerer Funktionskomponenten der Klimaanlage 1 vorgesehen ist, wobei dieses Gehäuse mit Ausnahme von drei Öffnungen abgeschlossen ist und einen Zuleitungskanal 9 für die Zufuhr der kalten Luft vom Außenbereich in die Klimaanlage 1, einen Rezirkulationskanal 10 für die Zufuhr der warmen Luft aus dem technologischen Raum 2 in die Klimaanlage 1 und einen Ableitungskanal 11 für die Ableitung der Luft aus der Klimaanlage 1 in den technologischen Raum 2 umfasst. Die Klimaanlage 1 ist im technologischen Raum 2 so angeordnet, dass der Zuleitungskanal 9 an der Einlassöffnung 15 des technologischen Raums 2 anliegt, wodurch eine relativ kühlere Luft vom Außenbereich in die Klimaanlage 1 zugeführt werden kann. In der 1 ist die Luftströmungsrichtung mit geraden Pfeilen dargestellt.
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Die Klimaanlage 1 umfasst eine Einlassklappe 8 und eine Rezirkulationsklappe 7, wobei die Einlassklappe 8 sich in dem Zuleitungskanal 9 und die Rezirkulationsklappe 7 sich im Rezirkulationskanal 10 befindet. Die Einlassklappe 8 hat eine erste Stellung und eine zweite Stellung, wobei die Einlassklappe 8 in der ersten Stellung der Einlassklappe 8 so eingestellt ist, dass sie den Zuleitungskanal 9 völlig verdeckt, und somit die Zufuhr der kalten Luft vom Außenbereich in die Klimaanlage 1 verhindert, und die Einlassklappe 8 ist in der zweiten Stellung der Einlassklappe 8 so eingestellt, dass sie zumindest teilweise den Zuleitungskanal 9 nicht verdeckt, und somit die Zufuhr der kalten Luft vom Außenbereich in die Klimaanlage 1 nicht verhindert. Die Rezirkulationsklappe 7 hat eine erste Stellung und eine zweite Stellung, wobei die Rezirkulationsklappe 7 in der ersten Stellung der Rezirkulationsklappe 7 so eingestellt ist, dass sie den Rezirkulationskanal 10 völlig verdeckt, und somit die Zufuhr der warmen Luft aus dem technologischen Raum 2 in die Klimaanlage 1 verhindert, und die Rezirkulationsklappe 7 in der zweiten Stellung der Rezirkulationsklappe 7 ist so eingestellt, dass sie zumindest teilweise den Rezirkulationskanal 10 nicht verdeckt, und somit die Zufuhr der warmen Luft aus dem technologischen Raum 2 in die Klimaanlage 1 nicht verhindert. Außer der genannten ersten und zweiten Stellungen der Einlassklappe 8 und der Rezirkulationsklappe 7 können diese Klappen verschiedene Zwischenstellungen haben, d.h. es kann sich um sog. Mischklappen handeln.
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Die Einlassklappe 8 und die Rezirkulationsklappe 7 sind gekuppelt und mittels Servomotor 18 gesteuert, der mit der Steuereinheit 3 elektrisch verbunden ist und für das Einstellen der Einlassklappe 8 und der Rezirkulationsklappe 7 in die erste, beziehungsweise in die zweite Stellung anhand der Temperaturinformation in den ausgewählten Referenzpunkten sorgt. In diesen Referenzpunkten befinden sich die Temperatursensoren 5, wobei die Temperatursensoren 5 ebenfalls mit der Steuereinheit 3 elektrisch verbunden sind.
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Im ersten Ausführungsbeispiel ist die Kupplung der Einlassklappe 8 und der Rezirkulationsklappe 7 mechanisch, wobei die Einlassklappe 8 mit der Rezirkulationsklappe 7 mechanisch verbunden ist und beide Klappen mit einem Servomotor 18 so gesteuert werden, dass wenn die Einlassklappe 8 in die erste Stellung der Einlassklappe 8 eingestellt ist, ist gleichzeitig die Rezirkulationsklappe 7 in die zweite Stellung der Rezirkulationsklappe 7 eingestellt. Wenn dagegen die Einlassklappe 8 in die zweite Stellung der Einlassklappe 8 eingestellt ist, ist gleichzeitig die Rezirkulationsklappe 7 in die erste Stellung der Rezirkulationsklappe 7 eingestellt. Alternativ ist die Kupplung der Einlassklappe 8 und der Rezirkulationsklappe 7 elektrisch, wobei die Einlassklappe 8 mit dem ersten Servomotor 18 und die Rezirkulationsklappe 7 mit dem zweiten Servomotor 18 gesteuert werden, wobei beide diese Servomotoren 18 mit der Steuereinheit 3 elektrisch verbunden sind. Die Einlassklappe 8 und die Rezirkulationsklappe 7 werden mit diesen Servomotoren so gesteuert, dass wenn die Einlassklappe 8 in die erste Stellung der Einlassklappe 8 eingestellt ist, ist gleichzeitig die Rezirkulationsklappe 7 in die zweite Stellung der Rezirkulationsklappe 7 eingestellt. Wenn dagegen die Einlassklappe 8 in die zweite Stellung der Einlassklappe 8 eingestellt ist, ist gleichzeitig die Rezirkulationsklappe 7 in die erste Stellung der Rezirkulationsklappe 7 eingestellt.
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Die Klimaanlage 1 umfasst ferner in einer bevorzugten Ausgestaltung eine Filterstufe zur Filtration der Luft vom Außenbereich und der Luft aus dem technologischen Raum 2, wobei die Filterstufe einen Filter 14 und ein Bedienelement 17 für die Bedienung des Filters 14 umfasst. Das Bedienelement 17 für die Bedienung des Filters 14 wird durch die Steuereinheit 3 gesteuert und ist wie eine Zeitschaltuhr ausgeführt, alternativ wie ein Differenzdruckschalter. In der bevorzugten Ausführung nach 1 umfasst die Klimaanlage 1 einen Filter 14, der sich im Luftleitungskanal befindet, der durch die Verbindung des Zuleitungskanals 9 und des Rezirkulationskanals 10 entsteht. In einer alternativen Ausführung umfasst die Klimaanlage zwei Filter 14, wobei sich der erste Filter 14 im Zuleitungskanal 9 und der zweite Filter 14 im Rezirkulationskanal 10 befinden. In einer weiteren alternativen Ausführung umfasst die Klimaanlage 1 mehrere Filterstufen.
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Die Klimaanlage 1 umfasst ferner eine Ventilatorsektion umfassend zumindest einen Ventilator 6 zur Förderung der Luft aus der Klimaanlage 1 in den technologischen Raum 2. In einer bevorzugten Ausführung nach 1 umfasst die Klimaanlage 1 zwei Ventilatoren 6, die einzeln in zwei parallelen Kanalzweigen für die Luftleitung angeordnet sind. Der Ventilator 6 wird in einer bevorzugten Ausführung vom EC-Motor 19 (Electronically Commutated) angetrieben, der einen hohen Wirkungsgrad bei niedrigeren Umdrehungen des Ventilators 6 aufweist. Der EC-Motor 19 ist mit der Steuereinheit 3 elektrisch verbunden. Die Leistung des EC-Motors 19 beträgt in einer bevorzugten Ausführung zweimal 100 W, wobei er mit einer Gleichstromspannung von 48 V eingespeist wird und durch ihn der Strom von 2,5 A fließt. Die Flügel des Ventilators 6, der von so einem EC-Motor 19 angetrieben wird, drehen sich mit der Geschwindigkeit 2850 Umdrehungen pro Minute. Die genannten Werte entsprechen der bevorzugten Ausführung, wobei sich die tatsächlichen Werte von diesen Werten unterscheiden können, falls eine zuverlässige Funktion des Ventilators 6 für die Förderung der Luft aus der Klimaanlage 1 in den technologischen Raum 2 sichergestellt ist. Die genannten Werte entsprechen weiterhin einer Situation, wenn die Klimaanlage 1 eine Filterstufe umfasst. In dem Fall, wenn die Klimaanlage 1 mehrere Filterstufen umfasst, unterscheiden sich allgemein die Werte dieser Parameter von den genannten Werten. Alternativ wird der Ventilator 6 von einem anderen Motortyp unter Berücksichtigung der gegebenen Applikation, der gewünschten Leistung und des Wirkungsgrads angetrieben.
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Die Steuereinheit 3 ist in dem ersten Ausführungsbeispiel mit der Klimaanlage 1 elektrisch verbunden, wobei konkret die Steuereinheit 3 mit dem Servomotor 18 zur Steuerung der Einlassklappe 8 und der Rezirkulationsklappe 7, ferner mit dem Bedienelement 17 für die Bedienung des Filters 14 sowie mit den EC-Motoren 19 der Ventilatoren 6 im Rahmen der Ventilatorsektion elektrisch verbunden ist. Weiter ist die Steuereinheit 3 mit dem Servomotor 18 zur Steuerung der Abgasklappe 4 für die Ableitung der warmen Abluft aus dem technologischen Raum 2 in den Außenbereich elektrisch verbunden, und zwar in dem Fall, wenn die Abgasklappe 4 nicht wie eine Überdruckklappe ausgeführt ist. Der Servomotor 18 wird in einer bevorzugten Ausführung mit einer Gleichstromspannung von 24 V eingespeist und zeichnet sich durch den Moment von 2 Nm aus.
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Die Steuereinheit 3 ist ferner mit Temperatursensoren 5 zur Temperaturmessung in den ausgewählten Referenzpunkten elektrisch verbunden, wie in der 2 dargestellt ist, wobei das System für die Temperaturregelung im technologischen Raum 2 gemäß der vorliegenden technischen Lösung zumindest zwei Temperatursensoren 5 umfasst, wobei sich zumindest ein Temperatursensor 5 innerhalb des technologischen Raums 2 und zumindest ein Temperatursensor 5 außerhalb des technologischen Raums 2 befinden, gegebenenfalls ist er im Zuleitungskanal 9 angeordnet, wo er die Temperatur der in die Klimaanlage 1 vom Außenbereich zugeführten Luft erfasst. In der bevorzugten Ausführung nach 2 umfasst der technologische Raum 2 zwei Temperatursensoren 5, wobei sich der erste Temperatursensor 5 im oberen Bereich des technologischen Raums 2, d.h. in der Nähe der Decke des technologischen Raums 2, und der zweite Temperatursensor 5 sich im unteren Bereich des technologischen Raums 2, d.h. in der Nähe des Bodens des technologischen Raums 2 befinden. Das System für die Temperaturregelung im technologischen Raum 2 umfasst somit in einer bevorzugten Ausführung drei Temperatursensoren 5, wobei das genannte System außer der zwei an der Decke und an dem Boden des technologischen Raums 2 angeordneten Temperatursensoren 5 auch einen weiteren Temperatursensor 5 außerhalb des technologischen Raums 2, gegebenenfalls angeordnet im Zuleitungskanal 9, umfasst. Alternativ befindet sich der Temperatursensor 5 auch im Ableitungskanal 11 für die Temperaturmessung der aus der Klimaanlage 4 in den technologischen Raum 2 abgeleiteten Luft. Die Temperatursensoren 5 sind in einer bevorzugten Ausführung wie Thermoelemente mit Widerstand von 10 kΩ ausgeführt.
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Das System für die Temperaturregelung im technologischen Raum 2 umfasst ferner in einer alternativen Ausführung eine externe Kühlung 12 und eine externe Wärmequelle 13 für den Fall, wenn eine strikte Garantie des oberen, beziehungsweise des unteren Temperaturgrenzwerts von Betriebsbedingungen der klimatisierten Einrichtungen ungeachtet der Außenlufttemperatur gefordert wird, resp. wenn der Bereich von Solltemperaturen im Raum 2 eng sein soll. Eine externe Kühlung 12 und eine externe Wärmequelle 13 sind in dieser Ausführung mit der Steuereinheit 3 elektrisch verbunden. Die externe Kühlung 12 ist in der bevorzugten Ausführung wie eine Klimaanlage vom Typ „Split“ ausgeführt, die eine Wärmepumpe mit direkter Verdampfung verwendet, wobei die Steuereinheit 3 das Anschließen von bis zu zwei solchen Klimaanlagen möglich macht. Die externe Wärmequelle 13 ist in der bevorzugten Ausführung wie eine elektrische Heizung vorgesehen. Das System für die Temperaturregelung im technologischen Raum 2 kann weiter einen oder mehrere Feuchtigkeitssensoren, ein Bedienungspanel, eine Störungsmeldung oder eine elektrische Brandmeldeanlage umfassen, wobei diese weiteren externen Komponenten mit der Steuereinheit 3 elektrisch verbunden sind.
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Die Temperaturregelung im technologischen Raum 2 mit Einsatz des Systems gemäß der vorliegenden technischen Lösung basiert auf zwei Betriebsarten, wobei die erste Betriebsart der Kühlung des technologischen Raums 2 mit dem Luftstrom vom Außenbereich in den technologischen Raum 2 entspricht und die zweite Betriebsart der Temperung des technologischen Raums 2 mit Verwendung der Wärmerückgewinnung entspricht, die sich typischerweise im oberen Bereich des technologischen Raums 2 sammelt.
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In der ersten Betriebsart ist die Einlassklappe 8 in ihre zweite Stellung eingestellt, in der sie zumindest teilweise den Zuleitungskanal 9 nicht verdeckt, und die Rezirkulationsklappe 7 ist gleichzeitig in ihre erste Stellung eingestellt, in der sie den Rezirkulationskanal 10 völlig verdeckt. Dadurch ist unter Verwendung des gestarteten Ventilators 6 die Strömung der kühleren Luft vom Außenbereich durch den Zuleitungskanal 9 und anschließend durch den Ableitungskanal 11 in den technologischen Raum 2 möglich, während die warme Abluft aus dem technologischen Raum 2 in den Außenbereich über die Abgasklappe 4 entweicht. Die Kühlleistung der Klimaanlage 1 wird durch die Menge der zugeführten kühleren Luft geregelt, konkret durch die Steuerung der Umdrehungen des Ventilators 6 auf Grund der Temperaturinformation innerhalb des technologischen Raums 2 und außerhalb des technologischen Raums 2. Auf Grund dieser Temperaturen können die Umdrehungen des Ventilators 6 bis zur vollständigen Abschaltung des Ventilators 6 reduziert werden.
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In der zweiten Betriebsart ist die Einlassklappe 8 in ihre erste Stellung eingestellt, in der sie den Zuleitungskanal 9 völlig verdeckt und die Rezirkulationsklappe 7 ist gleichzeitig in ihre zweite Stellung eingestellt, in der sie zumindest teilweise den Rezirkulationskanal 10 nicht verdeckt. Dadurch kann mit Einsatz des gestarteten Ventilators 6 die im oberen Bereich des technologischen Raums 2 gesammelte warme Luft durch den Rezirkulationskanal 10 und anschließend durch den Ableitungskanal 11 rückwärts in den technologischen Raum 2 strömen.
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Das System für die Temperaturregelung im technologischen Raum 2 gemäß der vorliegenden technischen Lösung arbeitet in der ersten Betriebsart in dem Falle, dass die vom Temperatursensor 5 gemessene Temperatur, der sich außerhalb des technologischen Raums 2 befindet, niedriger ist als die vom Temperatursensor 5 gemessene Temperatur, der sich innerhalb des technologischen Raums 2 befindet, um einen durch den Nutzer in den Parametern der Steuerungseinheit 3 eingestellten Wert.
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Das System für die Temperaturregelung im technologischen Raum 2 gemäß der vorliegenden technischen Lösung 2 arbeitet in der zweiten Betriebsart in dem Falle, dass die vom Temperatursensor 5 gemessene Temperatur, der sich innerhalb des technologischen Raums 2 befindet, konkret im unteren Bereich des technologischen Raums 2, niedriger ist als die Solltemperatur, die vom Systembetreiber in den Parametern der Steuerungseinheit 3 eingestellt ist.
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Anwendbarkeit in der Industrie
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Das oben beschriebene System für die Temperaturregelung im technologischen Raum kann weiter zum Beispiel in geografisch verteilten Produktionsstandorten, bei mobilen technologischen oder Fertigungsanlagen, die zum Beispiel im Container-Layout ober als Inselsysteme angeordnet sind. Das heißt auch dort, wo ein Mangel an elektrischer Kapazität besteht und wo eine Lösung für einen minimalen Energieverbrauch zur Klimatisierung technologischer Räume gesucht werden muss.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Klimaanlage
- 2
- technologischer Raum
- 3
- Steuereinheit
- 4
- Abgasklappe
- 5
- Temperatursensor
- 6
- Ventilator
- 7
- Rezirkulationsklappe
- 8
- Einlassklappe
- 9
- Zuleitungskanal
- 10
- Rezirkulationskanal
- 11
- Ableitungskanal
- 12
- externe Kühlung
- 13
- externe Wärmequelle
- 14
- Filter
- 15
- Einlassöffnung in den technologischen Raum
- 16
- Auslassöffnung aus dem technologischen Raum
- 17
- Bedienelement für die Bedienung des Filters
- 18
- Servomotor
- 19
- EC-Motor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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