DE2162729C3 - Vorrichtung zur Zustandsänderung der Raumluft - Google Patents
Vorrichtung zur Zustandsänderung der RaumluftInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zustandsänderung der Raumluft mit einem Wärmeübertrager, der zwischen einer unter Pumpendruck stehenden Vorlaufleitung und einer Rücklaufleitung für
ein strömnngsfähiges Wärmeträgermedium einschaltbar ist, mit einem Gebläse, das durch einen in den Strömungskreis des Wärmeübertragers eingeschalteten und
mit diesem durch ein gemeinsames Drosselventil regelbaren Strömungsmittelmotor wie eine Turbine angetrieben wird, dessen Drehzahl durch wenigstens ein
Drosselventil in Abhängigkeit von einem Parameter der Raumluft selbsttätig regelbar ist.
Eine Vorrichtung dieser Art ist bekannt durch die US-PS 3 232 337. Ihr Vorteil liegt einmal darin, daß
durch Verwendung eines Gebläses die Heizleistung raeii!rii'i gesteigert wird Die Geräte sind kompakt
aufgebaut, und der Gebläseantrieb erfolgt ohne Elektromotor durch eine TurDine, die ihre Antriebsleistung
aus der von z. B. der Heizungspumpe aufgebauten Druckdifferenz zwischen Vor- und Rücklaufleitung bezieht. Solche Geräte müssen lediglich an die Leitungen
für das Wärmeträgermedium angeschlossen werden und lassen sich durch Drosselung der Strömung dieses
Mediums regeln. Sie können je nach der gewählten Temperatur des Wärmeträgermediums als Heiz- oder 6S
Kühlgeriite bzw. Klimageräte verwendet werden, wobei ihre Funktionsfähigkeit nur davon abhängt, daß der
Differenzdruck zwischen Vor- und Rücklaufleitung
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weitgehend konstant gehalten wird, und dies läßt sich
auf recht einfache Wefce erreichen. Als Wärmeträgermedium kommt ia der Regel Wasser, aber auch Ö! oder
Gas bzw. Luft in Betracht Ohne größeren Regelung* aufwand ist es möglich, den Differenzdruck selbst dann
konstant zu halten, wenn eine größere Anzahl Geräte zwischen einer oder mehreren Rücklaufleitungen parallel geschaltet sind. Ihre Heizleistung ist bestimmt durch
Oberflächeagröße und Oberflächentemperatur des Wärmeübertragers einerseits und die Gebläseleistung
andererseits.
Setzt wan die Temperatur des Wärmeträgermediums als konstant an, so sind Oberflächentemperaiur
und Gebläseleistung ausschließlich von der Durchströmgeschwindigkeit des Wärmeträgermediums abhängig und ändern sich mit dieser Geschwindigkeit
gleichsinnig, wczu «ach der Vorveröffentlichung das einzige Drosselventil durch einen Thermostaten gesteuert wird Jeder durch diesen Thermostaten vorgegebenen Einstellung ist damit eine bestimmte Gebläse
drehzahl zugeordnet, da diese in festem Verhältnis ^u
der von der Durchflußgeschwindigkeit abhängigen eingestellten Wärmeleistung steht. Dies wird oftmals als
störend empfunden, zumal keine Einwirkungsmöglich keit besteht, das konstruktiv festgelegt Verhältnis zu
ändern, und die Menschen unterschiedlich auf große Luftgesvhwindigkeiten reagieren.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ausgehend von der eingangs geschilderten Vorrichtung die Gebläsedrehzahl
von der starren Bindung an die Strömungsgeschwindig
keit de* Wärmeträgermediums zu lösen und eine wenigstens in begrenztem Umfang unabhängige Steuerung der Oberflächentemperatur und der Gebläsedrehzahl zu ermöglichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemaß parallel zum Wärmeübertrager mit dem diesem zugeordneten ersten Drosselventil im Strömungskreis des
Motors eine Überbrückungsleitung mit einem zweiten einstellbaren Drosselventil vorgesehen. Dadurch werden zwei Zweigströmungen geschaffen, von welchen
eine nicht durch den Wärmeübertrager hindurchgeführt wird. Wahlweise kann man beide Zweigströme
gemeinsam durch den Motor hindurchleiten oder diesen in einer Zweigleitung anordnen, in welcher die
Strömungsgeschwindigkeit maßgeblich durch das zweite Drosselventil geregelt wird. Die Gebläsedrehzahl ist
dann stets direkt durch die Einstellung des zweiten Drosselventils bestimmt, während die Oberflächentemperatur des Wärmeübertragers einmal unmittelbar
durch die Einstellung des ersten Drosselventils und zum anderen zusätzlich durch die Gebläseleistung und die
dadurch bedingte Abkühlung beeinflußt wird. Stets las sen sich aber einer vorgegebenen gesamten Wärmeübertragungsleistung unterschiedliche Oberflächentemperaturen und Gebläsedrehzahlen zuordnen, die sich
nach verschiedenen Faktoren von Hand oder auch selbsttätig einstellen bzw. regeln lassen. Dies können
auch unabhängige Kriterien sein, beispielsweise die Lüftung mit Raum- oder Frischluft oder das Zugeben
oder Abziehen von irgendwelchen Stoffen bzw. Additiven wie Feuchtigkeit zur oder aus der Raumluft.
Durch die DT-OS 1 778 989 ist zwar eine Klimaanlage mit einer Hauptrohrlciiung bekannt, wobei parallel
zu dieser Hauptrohrleitung und einem Wärmeübertrager eine Überbrückungsleitung vorgesehen ist. Ein dem
Wärmeübertrager zugeordnetes Gebläse wird aber nicht von einem Strömungsmittelmotor, sondern in der
herkömmlichen Weise von einem Elektromotor ange-
itde Don dient auch die Überbrückungsleitung nur
dazu, eine TaststeUe mit kurzen Anschlüssen dicht an
4& dem Wärmeübertrager zugeordneten Regelvorrichtung
anzuordnen, und dort vorgesehene Drosselstellen
oder Düsen dienen lediglich dem Zweck, den Durchfluß durch diese Überbrückui«gslehung so zu begrenzen,
daß keine unnötigen Wärmeverluste entstehen.
Vorteilhafterweise kann das zweite Drosselventil ,ach der Temperatur des Wärmeträgerrnediums selbsttätig
regelbar sein. Nach einem weiteren Vorschlag wird es zweckmäßig nach einem Parameter der Raumtaft
durch Formänderung eines Steuermediums selbsttätig geregelt. Beispielsweise kann im Luftstrom des
!Gebläses ein Feuchtigkeit abgebendes oder aufnehjnendes
Mittel angeordnet und das zweite Drosselventil durch einen von der Raumluft beeinflußten hygroskopischen
Körper steuerbar sein.
In der folgenden Beschreibung wird cue Erfindung an
Hand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung, wobei die Vorderwand des Gehäuses
weggelassen ist
F i g. 2 eine Ansicht dieses Gerätes von rechts in F i g. 1 gesehen, wobei die benachbarte Seitenwand
weggelassen wurde,
F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie IH-Hl in F i g. 1,
F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in F i g. 1.
F 1 g- 5 eine Ansicht des Gerätes von oben und
Figo ein in Anlehnung an F i g. 1 abgewandeltes Schaltbild.
Figo ein in Anlehnung an F i g. 1 abgewandeltes Schaltbild.
In der Zeichnung ist mit 1 ein quaderförmiges Gerätegehäuse
bezeichnet, das mit geringem Abstand über dem Fußboden 2 an einer Gebäude-Außenwand 3 befestigt
ist. Aus dem Gehäuse ragen unten an entgegengesetzten Seiten die freien Enden von gehäusefesten Vorlauf-
bzw. Rücklaufleiiungen 4, 5 vor. Diese sind mittels einfacher Winkelstücke 6 jeweils an eine gebäudefeste
Vorlaufleitung 7 bzw Rücklauf leitung 8 einer Warmwasserheizung angeschlossen, wobei das Wasser oder
ein anderer Wärmeträger durch die Heizungspumpe unter Druck in die Vorlaufleitung 7 gepumpt wird, zwischen
den Leitungen 7 und 8 also ein im wesentlichen konstantes Druckgefälle vorhanden .m. Weitere Anschlüsse
an gebäudefest verlegte Teile >ind nicht erforderlich.
In die Vorlaufleitung 4 sind hintereinander ein Hydraulikmotor,
insbesondere eine Turbine 9 für ein Tangenlial-Gebläserad
10, und ein erstes Drosselventil 11 eingeschaltet. Mit 12 und 13 sind zwei Anschlußteile für
einen als Konvektor ausgebildeten Wärmeübertrager 14 bezeichnet. Die Rücklaufleitung 5 ist direkt mit dem
Anschlußteil 13 verbunden. Der Wärmeübertrager und das Gebläse sind waagerecht untereinander angeordnet.
Der Motor kann weitgehend ein zylindrisches, kegelförmiges oder dergleichen Motorgehäuse aufweisen,
in dem ein normales Turbinenrad umläuft. Dieses Rad oder eine Antriebswelle des Motors kann direkt mit
dem Gebläse 10 gekuppelt sein. In diesem Fall ist allerdings eine Abdichtung erforderlich, die verhältnismäßig Co
viel Reibung hat und zu Leckverlusten führen kann. Besser erscheint eine Magnetkupplung 15, die durch
eine Gehäusewand 1:6 aus nichtmetallischen! Werkstoff hindurch den Motor mit dem Gebläse kuppelt.
Zwischen dem Motor 9 und dem Drosselventil 11 ist
parallel zu diesem und dem Wärmeübertrager 14 eine Überbrückungsleitung 17 mit einem /weiten Drosselventil
18 zwischen die Leitungen 4 und 5 geschaltet.
Das Drosselventil 18 wird durch eine Welle 19 mittels
eines an der Gehäuseoberseite angebrachten Knopfes 20 eingestellt Zur mittelbaren Einstellung des Ventils
11 dient ein entgegengesetzt an der Gehäuseoberseite angeordneter Knopf 21, der seinen Thermostaten 22
verstellt. Dieser besitzt einen in dem Anschlußteil 12 vorragenden Temperaturfühler und wirkt über ein Kapillarrohr
23 auf das Drosselventil U ein.
Unter dem Gebläse 10 ist eine Gitterplatte 24 angeordnet, die mit dem Gehäuseboden 23 einen Ansaugkanal
26 begrenzt Dieser Kanal ist zum Rauminneren hin durch ein Ansauggitter 27 abgeschlossen und steht
rückseitig mit einem in die Gebäudewand 3 eingeformten Ansaugschlitz 28 in Verbindung.
Etwa zentrisch im Ansaugkanal ist auf einer längslaufenden Welle 29 eine Ansaugklappe 30 befestigt, die
durch ein außerhalb des Gehäuses auf der Welle 29 befestigtes Handrad 31 zwischen der in F i g. 2 gezeigten
Endstellung, in welcher der Schlitz 28 abgeschlossen ist, und einer anderen Endstellung, in welcher das
Ansauggitter 27 abgeschlossen ist, dreheinstellbar ist. Nach F i g. 2 strömt ausschließlich Raumluft-Umluft
entsprechend den Pfeilen 32 in den Ansaugkanal, in der anderen Endstellung der Klappe Frischluft-Außenluft
entsprechend den Pfeilen 33. Zwischen diesen Extremstellungen können beliebige Zwischenstellungen eingenommen
werden, daß etwa 10 bis 20% Außenluft und 80 bis 90% Raumluft angesaugt werden.
Die angesaugte Luft steigt durch die Gitterplatte 24 nach oben und wird vom Gebläse 10 am Wärmeüber
trager 14 entlanggeschleudert, dort erwärmt und tritt
durch ein oben vorgesehenes Auslaßgitter 34 hindurch gemäß den Pfeilen 35 aus.
Zunächst sei angenommen, daß das Ventil 18 ganz geschlossen ist. die Strömung also ausschließlich thermostatisch
durch das Ventil 11 geregelt wird und das ganze durchgelassene Wärmeträgermedium jeweils
den Motor 9 und den Wärmeübertrager 14 durchströmt. ]ede Änderung der Einstellung des Drosselventils
U hat eine Änderung der dem Wärmeübertrager 14 zugeführten Wärmemenge und eine gleichsinnige und
weitgehend gleich große Änderung der Gebläsedrehzahl zur Folge. Bei vergrößerter Drehzahl und entsprechend
größerer umgewälzter Luftmenge läßt sich dem Wärmeübertrager 14 eine entsprechend gesteigerte
Wärmemenge entziehen. Da in der Regel die Lufttemperatur bei steigender Gebläsedrehzahl höher werden
soll, müßten damit Wärmeübertrager und Gebläse exakt aufeinander abgestimmt werden.
Eine solche genaue Abstimmung erübrigt sich jedoch dadurch, daß durch das Ventil 18 die Drehzahl des Gebläses
10 zusätzlich beeinflußt werden kann, öffnet man nämlich das zunächst verschlossene Ventil 18 allmählich,
so wird die dem Wärmeübertrager 14 zugeführte Wassermenge nur wenig verringert; durch den
Motor 9 strömt aber die Summe des den Wärmeübertrager und das Ventil 18 durchsetzenden Heizwassers.
Die Gebläsedrehzahl kann dadurch wesentlich gesteigert werden, wobei die Temperatur der abgegebenen
Luft fällt, die gesamte Heizleistung aber keine wesentliche Änderung erfährt. Im Prinzip dient somit der
Knopf 21 zur Einstellung der Heizleistung durch das Ventil 11, und durch den Knopf 20 kann mittels des
Ventils 18 die bei einer bestimmten Heizleistung erwünschte Menge Gebläseluft eingestellt werden.
Es versteht sich, daß das dargestellte Gerät in unveränderter Form zur Raumkühlung verwendet werden
kann, wenn ein Kältemittel durch die Leitungen 4 und 5
hindurchgeführt wird bzw. ein Wärmeträgermedium eine Kühlanlage durchläuft.
Schließt man das Ventil 11 ganz, so wird durch <las
Ventil 18 ausschließlich die Drehzahl des Gebläses 10
geregelt. Das Gebläse kann dann zur Luftbe- oder -entfeuchtung verwendet werden. An Stelle der Gitterplatte:
24 oder eines dort vorgesehenen Filters kann dann an dieser Stelle beispielsweise ein Luftbefeuchtungselement
od. dgl. angebracht sein. Man kann ein solches Luftbefeuchtungseletnent auch über dem Auslaßgitter
34 od. dgl. anbringen. Jedes der Ventile 11 oder 18 kann gegebenenfalls selbsttätig geregelt werden. Abgesehen
von der Regelung der Wassertemperatur kann diese zur Einstellung beispielsweise des Ventils 18 benutzt
werden, während die Raumtemperatur zur Steuerung des Ventils Il verwendet wird. Man kann aber auch
andere Parameter der Raumluft zur Steuerung verwenden, beispielsweise die relative Feuchtigkeit oder andere
meßbare Bestandteile der Luft. Die Regelung sollte aber jeden Stromanschluß nach außen vermeiden.
Grundsätzlich kann mit dem Gebläse 10 ein kleiner Generator gekuppelt werden, der eine aufladbare Batterie
speist, die dann eine von der äußeren Elektrizitätszufuhr unabhängige elektrische Regelung ermöglicht.
Besser ist es noch, wenn die Änderungen eines Parameters unmittelbar oder mittelbar in mechanische Energie
zur Verstellung des jeweiligen Ventils herangezogen werden können. Für die Temperatursteuerung eignen
sich Steuermedien wie ein Bimetallstreifen oder eine eingeschlossene Gas- oder Flüssigkeitsmenge, deren
Volumenänderung über das Kapillarrohr zur Ventilverstellung ausgenutzt wird. Die Feuchtigkeit kann durch
einen von der Raumluft beeinflußten hygroskopischen Körper zur Steuerung eines Ventils herangezogen werden,
Im Schaltbild F i g. 6 ist ein solches Steuermedium mit 36 bezeichnet. Dieses von der Luftfeuchtigkeit oder
anderen Meßwerten beeinflußte Steuermedium wirkt aber nicht direkt, sondern über einen Kraftverstärker
bzw. Servomotor 37 auf das Ventil 11 ein. Der Servomotor ist durch eine Leitung 38 an die Vorlaufleitung 4
und durch eine Leitung 39 hinter dem Ventil an die Überbrückungsleitung 17 und damit an die Rücklaufleitung
5 angeschlossen. Das Ventil t8 wird dagegen weiterhin über Welle 19 und Knopf 20 von Hand eingestellt.
Es wird also beispielsweise ein Steuerwert für die Heizleistung bei 36 ertastet und in eine Verstellgröße
umgewandelt, der Verstellwert wird bei 37 verstärki und dann auf das Ventil 11 gegeben, während am Venti!
18 eine Grunddrehzahl des Gebläses 10 eingestellt werden kann, die der durch das Ventil 11 gesteuerten Gebläsedrehzahl
stets überlagert bleibt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1.
Vorrichtung zur Zustandsänderung der Raumluft, mit einem Wärmeübertrager, der zwischen
einer unter Pumpendruck stehenden Vorlaufleitung und einer Rücklaufleitung für ein strömungsfähiges
Wärmeträgermedium einschaltbar ist, mit einem Gebläse, das durch einen in den Strömungskreis des
Wärmeübertragers eingeschalteten und mit diesem durch ein gemeinsames Drosselventil regelbaren
StrömungsniiitelniQtor wje eine Turbine angetrieben wird, dessen Drehzahl durch wenigstens ein
Drosselventil in Abhängigkeit von einem Parameter der Raumluft selbsttätig regelbar ist, dadurch
gekennzeichnet, daß parallel zum Wärmeübertrager (14) mit dem diesem zugeordneten ersteh Drosselventil (U) im Strömungskreis des Motors (9) eine Überbrückungsleitung (17) mit einem
zweiten einstellbaren Drusselventil (18) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet daß das zweite Drosselventil (18) nach der
Temperatur des Wärmeträgermediums selbsttätig regelbar ist
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Drosselventil (18) nach
einem Parameter der Raumluft durch Form- bzw. Volumenanderung eines Steuermediums selbsttätig
regelbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Luftstrom des Gebläses (10) ein
Feuchtigkeit abgebendes oder aufnehmendes Mittel angeordnet und das zweite Drosselventil (18) durch
einen von der Raumluft beeinflußten hygroskopisehen Körper steuerbar ist.
Priority Applications (1)
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DE19712162729 DE2162729C3 (de) | 1971-12-17 | 1971-12-17 | Vorrichtung zur Zustandsänderung der Raumluft |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19712162729 DE2162729C3 (de) | 1971-12-17 | 1971-12-17 | Vorrichtung zur Zustandsänderung der Raumluft |
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DE2162729A1 DE2162729A1 (de) | 1973-06-28 |
DE2162729B2 DE2162729B2 (de) | 1975-01-30 |
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ID=5828338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19712162729 Expired DE2162729C3 (de) | 1971-12-17 | 1971-12-17 | Vorrichtung zur Zustandsänderung der Raumluft |
Country Status (1)
Country | Link |
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-
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- 1971-12-17 DE DE19712162729 patent/DE2162729C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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