DE2303592A1

DE2303592A1 - Lueftungstechnisches bauelement

Info

Publication number: DE2303592A1
Application number: DE19732303592
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Heinrich
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1973-01-25
Filing date: 1973-01-25
Publication date: 1974-08-08
Also published as: JPS5620469B2; GB1445176A; JPS49105353A; FR2215591A1; DE2303592B2; DE2303592C3; FR2215591B1

Description

. Januar 1973 Docket GE 972 040 Dr.Schie/E

Anmelderin: IBM Deutschland GmbH, 7000 Stuttgart 80, Pascalstraße 100

Vertreter: Patentanwalt Dr.-Ing. Rudolf Schiering, 703 Böblingen, Westerwaldweg 4

Lüftungstechnisches Bauelement

Die Erfindung betrifft ein plattenförmiges, mit Reihen von schrägen Durchgangsluftführungsöffnungen versehenes lüftungstechnisches Bauelement, das zum begehbaren und befahrbaren, bündigen Einbau in den Fußboden eines luftventilierten und einer merklichen Wärmebelastung ausgesetzten Rechen zentrums oder dergleichen Gebäuderäume, sowie für ein vom Fußboden aus nach oben gerichtetes Einblasen der Luft eingerichtet ist.

Es ist bekannt, daß Mischung, Geschwindigkeit und Temperatur der Luftstrahlen in dem zu lüftenden Raum durch die Art" der Austrittsöffnungen und durch die Strahleigenschaften an der Stelle dieser Öffnungen, sowie durch die in dem betreffenden Raum vorherrschenden Umstände der Luftbewegung und Lufttemperatur beeinflußt werden. Dies ist besonders dann wichtig, wenn die aus der Austrittsöffnung heraustretende und in den Raum einströmende Luft eine Temperatur

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hat, die verhältnismäßig stark von der im Raum vorherrschenden Temperatur abweicht.

Es ist "bereits ein Luftgebläse für eine Ventilations anlage bekanntgeworden, das den vorstehend genannten Erkenntnissen Rechnung trägt. Diese durch die deutsche Offenlegungsschrift 1 679 564- bekannte Vorrichtung enthält ein beweglich eingerichtetes Organ, das einen Wandteil der Vorrichtung bildet und mit einer Gruppe einer oder mehrerer Luftdurchströmungsöffnungen versehen ist, wobei diese Gruppe durch Verstellung der Organe in bezug auf eine andere in einem Wandteil vorhandene Gruppe von Luftdurchströmungsöffnungen derart verschiebbar ist, daß die aus den beiden Gruppen von Öffnungen heraustretenden Luftstrahlen sich in größerem oder geringerem Maß innerhalb der Kernlänge dieser Strahlen berühren.

Bei der durch die DOS 1 679 564- bekanntgewordenen Vorrichtung können Gruppen mehrerer Öffnungen verschiedenartige Anordnungen der Öffnungen aufweisen, d. h. die Form einer Reihe oder eines Kreises oder einer anderen Krümmung einer Reihe von Öffnungen haben. Es sind danach an sich auch langgestrekkte Vorrichtungen, die sich zum Einbau in echten oder falschen Decken oder in Wänden eines Gebäudes eignen bekannt.

Bei einer durch die DOS 1 679 564 bekanntgewordenen Vorrichtung kreuzen sich austretende Luftstrahlen derart, daß sie sich nicht berühren. Infolge der schrägen Lage der beiden, sich-kreuzenden Luftstrahlen entsteht dabei ein ziemlich breites Strömungsmuster der aus der Vorrichtung in den zu lüftenden Raum tretenden Luft. Durch Verschiebung eines Teiles der Wand mit einer der beiden Luftdurchströmungsöffnungen lassen sich bei der bekannten Vorrichtung die beiden Luftstrahlen in bezug zueinander versetzen, so daß eine

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gegenseitige Lage dieser Öffnungen erreicht werden kann, in der sich die beiden Luftstrahlen berühren. In der äußersten Verschiebung der einen oder der anderen oder beiden Luftdurchströmungsöffnungen kommt eine vollständige Über-r lappung der beiden Luftstrahlen zustande. In diesem Falle berühren sich die beiden Luftstrahlen gegenseitig maximal und das entstehende Strömungsmuster bringt eine viel höhere Durchdringtiefe.

Es wird also beim Bekannten durch verschiebbare oder drehbare Organe in sehr effektiver Weise eine Strömungsmusterregelung in einem verhältnismäßig kleinen Abstand von der Vorrichtung erreicht.

Diese bekannte Vorrichtung ist für den Einbau in den Fußboden, mangels Begehbarkeit, Befahrbarkeit und mangels Tragfähigkeit nicht geeignet. Sie ist zudem preislich unvorteilhaft. Durch das bewegliche Organ der Vorrichtung ergibt sich bei der bekannten Vorrichtung kein definierter Abstand der Luftdurchströmungsöffnungen.'

Diese Schwierigkeiten zu überwinden, ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe. Eine besondere Aufgabe besteht dabei im Abbau der Strömungsgeschwindigkeit bei hoher Luftmengenzuführung, und in der Erreichung einer schnellen Vermischung von Eintrittstemperaturen mit der Umgebungstemperatur.

Für ein plattenförmiges, mit Reihen von schrägen DurchgangsluftführungsÖffnungen versehenes lüftungstechnisches Bauelement, das zum begehbaren und befahrbaren, bündigen Einbau in den Fußboden eines luftventilierten und einer merklichen Wärmebelastung ausgesetzten Rechenzentrums oder dergleichen Gebäuderäume, sowie für ein vom Fußboden aus nach

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oben gerichtetes Einblasen der Luft eingerichtet ist, besteht danach die Erfindung darin, daß im lüftungstechnischen Bauelement benachbarte parallele Reihen von runden Luftführungsöffnungen gegeneinander 'auf Lücke versetzt sind, daß die parallelen, schrägen Achsen der runden Luftführungsöffnungen der einen Reihe mit den parallelen, schrägen Achsen der runden Luftführungsöffnungen der benachbarten Reihe einen mehr als etwa 4-5 großen Winkel einschließen und daß der gegenseitige Abstand benachbarter Luftführungsöffnungsachsen so gewählt ist, daß die sich im Gebrauch dann bildenden unmittelbar benachbarten und kreuzenden kegelförmigen Luftkernstrahlen miteinander tangieren. Die Luftkernstrahlen sollen sich also nicht berühren bzw. überlappen, wie im Falle der oben genannten deutschen Offenlegungsschrift, sondern tangieren.

Man hat festgestellt, daß Räume, in denen nennenswerte Wärmebelastungen auftreten, zu denen insbesondere auch Rechenzentren gehören, nicht mit den herkömmlichen Methoden der Luftführung behandelt werden können. In Rechenzentren treten heute Wärmebelastungen von 500 Y/att/m auf. Sie werden durch die Maschinen, durch die Beleuchtung und die Menschen verursacht. In solchen Fällen muß die Luftströmung gleichsinnig der thermischen Auftriebsströmung gerichtet sein. Es ist danach eine Luftführung zu realisieren, die den Raum von unten nach oben durchströmt. Die Belüftung von unten nach oben ist über Drallauslässe schon in vielen Anlagen verwirklicht (vgl. Entwicklungsbericht E-Fr.2899 vom 23.II. 1970 der Firma H. Krantz, Lufttechnik: "Die Luftführung in Rechenzentren")·

Für eine Belüftung von unten nach oben sind in Rechenzentren bereits Drall-Luftauslaßvorrichtungpivon W. Krantz im

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Einsatz. Diese haben zylindrische Topfform mit etwa 15 cm Zylinderdurchmesser. Sie haben unten einen geschlossenen Topfboden und oben einen Ringflansch am oberen Topfrand zum Einhängen in den Fußboden. Der Zylindermantel enthält bei dem genannten bekannten Drall-Luftauslaßtopf in zwei parallelen Ringflächen axiale Schlitze von 23 mm Länge, 4- mm Breite und 20 mm Mittenabstand. Die Luftschlitze der beiden Reihen sind gegeneinander auf Lücke versetzt. Über diese vertikalen Seitenschlitze strömt die Luft in den Topf von allen Seiten unterhalb des Fußbodens und strömt über den auf den Topf aufsetzbaren, mit zwölf horizontalen Radialschlitzen versehenen zylindrischen Deckel nach oben ab, der eine Höhe von etwa 18 mm hat und mit dieser Höhe über dem Fußboden vorsteht. Die zwölf radialen Längsschlitze des Deckels sind von unten nach oben schräg geführt und zwar alle Schlitze mit dem gleichen Austrittswinkel zur Deckeloberfläche· Von diesen Radialschlitzen haben die eine Hälfte eine Länge von etwa 60 mm und die andere Hälfte eine Länge von etwa 40 mm. Es folgt auf der Deckeloberfläche abwechselnd ein 40 mm Schlitz einem 60 mm Schlitz. Der Topf hat, ohne den Deckel eine Höhe von 10 1/2 cm. Für eine Fläche von

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1500 m benötigt man im Rechenzentrum etwa 2000 Drall-Düsentöpfe.

Das lüftungstechnische Bauelement nach der Erfindung bezieht sich demgegenüber auf eine plattenförmige Ausführungsform, die zum begehbaren und befahrbaren, bündigen Einbau in den Fußboden des Rechenzentrums eingerichtet ist und keine Luftschlitze sondern Luftrundlöcher in besonderer Anordnung und Gestaltung enthält.

Durch die Erfindung wird ein besonders einfach herzustellendes, einfach einzubauendes und preisgünstiges lüftungstechnisches Bauelement gewonnen. Es hat gegenüber den bekannten lüftungstechnischen Bauelementen auch den Vorteil,

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daß mit seinem zeitweiligen Ausbau die darunter vorbeiführenden Masciiinenkabel und Anschlüsse leicht und bequem zugänglich sind. Außerdem sind die. lüftungstechnischen Bauelemente zusätzlich für die Aufnahme von elektrischen Steckverbindungen geeignet.

Bei der bekannten Vorrichtung nach der DOS 2 106 186 wird beim Kreuzen der Luftstrahlen der Kernstrahl vernichtet, d_a er sich dort aufspalten muß. Diese Kernstrahlvernichtung tritt bei der Erfindung beim Kreuzen der Kernstrahlen nicht auf.

Der Kernstrahl ist ein unmittelbar vor der öffnung über dem Fußboden liegender nach außen sich verjüngender kegeliger Bereich, in dem die Geschwindigkeit konstant und gleich der Geschwindigkeit in der Mündung ist. Zwischen dem Kern und dem umgebenden Luftmeer liegt der sogenannte Schleier, in dem die Vermischung der Zuluft und der Raumluft stattfindet. Die Physik des Kernstrahls ist in der Veröffentlichung "Luftverteilung in gelüfteten Räumen" von Paul Becker in der Zeitschrift "Heizung, Lüftung, Haustechnik" Bd 1? (1966), Heft 7, S. 248 - 255, erschienen im VDI-Verlag Düsseldorf, eingehend behandelt. Über die Ausbildung des Strahlenkernes und der turbulenten Vermischungszone vgl. auch Abb. 147 mit dem zugehörigen Text auf Seite 157 "bis 160 des Buches "Technische Strömungslehre" von Bruno Eck 7· Aufl. 1966 Springer Verlag.

Bei der Erfindung wird ein Abbau der Strömungsgeschwindigkeit bei hoher Luftmengenzuführung und eine schnelle Vermischung von Eintrittstemperaturen mit der Umgebungstemperatur mit einem besonders einfachen lüftungstechnischen Bauelement erreicht.

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Bei dem lüftungstechnischen Bauelement nach der Erfindung wird in vorteilhafter Weise die Umgebungsluft beidseitig durch Injektionswirkung angesaugt. Die Injektionswirkung ruft der Kernstrahl hervor. Im Randbereich findet sich eine Bremswirkung. Die Umgebungsluft bremst sich bei der Erfindung gegenseitig durch den gerichteten Kernstrahl. Durch starke Verwirbelung vermischt sich so Umgebungsluft von 24° C im unteren Bodenbereich mit Zuluft von 18⁰G. Im unteren Bodenbereich kommt es zu einem Abbau der Strömungsgeschwindigkeit .

Zur Erzeugung einer Induktionsströmung der dem Raum zuzu- _s führenden Luft besteht der Luftauslaß in dem lüftungstechnischen Bauelement erfindungsgemäß aus mindestens,! drei Löchern, deren Mittelachsen Qe mehr als 4-5° gegeneinander geneigt sind und welche zueinander derart versetzt angeordnet sind, daß sich die oberen Lochränder tangieren. In vorteilhafter Weise ist dabei die Leistenstärke des plattenförmigen lüftungstechnischen Bauelements so gewählt, daß sich oberer Lochrand und unterer Lochrand überlappen. Der Luftaustrittsquerschnitt kannkceisrund, elliptisch oder lidförmig sein.

Zur Ausbildung eine-s Vordrucks und Umlenkung der Luftstrahlrichtung ist bei dem lüftungstechnischen Bauelement nach der Erfindung in vorteilhafter Weise ein Streckmetall eingelegt.

In einer Sinbauplatte gemäß der Erfindung können zweckmäßig zwei·Lochreihen über den Rechten Winkel der Platte angeordnet sein.

Die Luftdurchgänge können bei der Erfindung auch konisch gestaltet sein. In vorteilhafter Weise ist bei dem lüftungstechnischen Bauelement nach der Erfindung der Lochabstand in der Längsrichtung und in der Diagonalrichtung ebenso

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groß wie der Lochdurchmesser. Für das Verhältnis der Kernst rahl länge Z ' zum "benutzten Düsendurchmesser D, dem sogenannten Turbulenzgrad m (Mischzahl^. ist "bei der Erfindung ein Wert von 4,7 erreichbar. Bei stark turbulentem Strahl findet ein kräftiger Energieaustausch zwischen den Strahl und der Umgebungsluft statt. Eine lebhafte turbulente Durchmischung am Strahlrand wirkt sich schon nach kurzem Strömungsweg bis in den Strahlkern aus und hat dann außerhalb der Kernlänge einen raschen Abfall der Geschwindigkeit mit dem Strömungsweg zur Folge (vgl. VDI-Forschungsheft "Strömungsvorgänge", S. 8 bis 20, insbes. Seite 10 Formel 19).

Die Erfindung sei nachstehend an Hand der schematischen Zeichnungen für einige beispielsweise und vorteilhafte Ausführungsformen näher erläutert.

Fig. 1, 2 und 3 zeigen in Draufsicht, im Querschnitt und in Vorderansicht eine Ausführungsform des plattenförmigen oder leistenförmigen lüftungstechnischen Bauelements nach der Erfindung.

Fig. 4 zeigt für eine Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 3 die Strömungsverhältnisse in der Umgebung des lüftungstechnischen Bauelements nach der Erfindung.

Fig. -5 zeigt den schrägen Kernstrahl k über dem Ausströmungsöffnungs quer schnitt des lüftungstechnischen Bauelements nach der Erfindung.

Fig. 6 enthält graphische Darstellungen der Austrittsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Höhe über dem Fußboden für bekannte Vorrichtungen und für eine Vorrichtung nach der Erfindung.

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Fig. 7 zeigt die Abhängigkeit des Vordruckes im Boden direkt unter dem lüftungstechnischen, plattenförmigen Bauelement nach der Erfindung in Abhängigkeit von der Austrittsgeschwindigkeit.

Fig. 8, 9 und 10 zeigen in drei verschiedenen Ansichten eine andere Ausführungsform des plattenförmigen oder leistenförmigen lüftungstechnischen Bauelements nach der Erfindung.

Fig. 11, 12 und 13 zeigen im Querschnitt verschiedene Ausführungsfornen für den Luftdurchlaß im lüftungstechnischen Bauelement nach der Erfindung.

Fig. 14 zeigt die Einbauweise des plattenförmigen lüftungstechnischen Bauelements nach der Erfindung in einem Re chenzentrum.

Fig. 15 zeigt den Strömungsverlauf im Rechenzentrum in der Umgebung des eingebauten plattenförmigen lüftungstechnischen Bauelements nach der Erfindung.

Das lüftungstechnische Bauelement 1 nach Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3 besteht aus dem platten- oder leistenförmigen Bauelementkörper 2, der in den Reihen 3 und 4 mit schrägen Luftführungslöehern 5 und 6 ausgestattet ist. Der Lochabstand innerhalb einer Reihe ist in Fig. 1 mit 7 und der Lochdurchmesser in Fig. 2 mit 8 bezeichnet. Fig. 2 ist ein Schnitt durch die Gerade A-A in Fig. 1. Fig. 3 zeigt einen Blick von oben auf die obere Längsplattenkante in Fig. 1. Jede der Lochachsen der einen Lochreihe ist in Fig. 2 mit 9 und jede der Lochachsen der anderen Lochreihe ist in Fig. 2 mit 10 bezeichnet. Die beiden Schrägachsen 9 und 10 schließen miteinander einen Winkelt von 80 ^ 100 ein. Die Ober-

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fläche des lüftungstechnisehen Bauelements 1 ist auf der Luftaustrittsseite mit 11 bezeichnet. Auf der zur Oberfläche 11 gegenüberliegenden Oberflächenseite des plattenförmigen Körpers ist ein gestrecktes Maschenwerk 12, auch Streckgitter genannt, insbesondere aus Aluminium, angeordnet, das zum Strahlrichten und zur Bildung eines Staudruckes vor der Düse dient.

Unter Streckgitter versteht man einen Werkstoff mit Öffnungen in der Fläche. Sie entstehen durch versetzte Schnitte ohne Materialverlust unter gleichzeitiger streckender Verformung. Die Maschen des gitterartigen Materials sind weder geflochten noch geschweißt. Streckgitter kann deshalb, ohne den festen Zusammenhang zu verlieren, auf Jedes gewünschte Maß zugeschnitten werden.

Das bei der Erfindung benutzte Streckgitter 12 hat zweck- : mäßig eine Maschenlänge von etwa 10 mm, ,eiine Maschenbre:j.te: j von etwa 3 mm, eine Stegbreite von etwa 0,4- mm und eine Streckgitterbreite von etwa 2,7 nua. Das auf der Unterseite des Bauelementkörpers 2 angebrachte gestreckte Maschenwerk besteht zweckmäßig aus Aluminium und der Bauelementkörper 2 selbst vorteilhaft aus Kunststoff, z. B. aus PVC. Günstige Abmessungen des Bauelementkörpers 2 sind etwa 60 mm für die Breite und etwa 15 mm für die Dicke. Das gestreckte streifenförmige Maschenwerk 12 kann auf der Unterseite des Bauelementkörpers 2 eingelassen sein. Der Querschnitt des Bauelementkörpers 2 könnte in dies.em Falle U-förmig sein. Für eine gute Bodenauflage bzw. Bodeneinlage ist ein T-förmiger Querschnitt des Bauelementkörpers zweckmäßig. Als besonders praktisch hat sich erwiesen, wenn die Breite des Bauelementkörpers 2 gleich etwa dem Vierfachen seiner Dicke ist.

Die Bodenluftleiste 1 nach der Erfindung ist als integrierter Baustein der Haustechnik zu verstehen. Die Maßgebung er-

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laubt einen Einbau von Unterflursteckdosen, Telefonanschluß und Kabelauslässen. Gegenüber der eingangs "beschriebenen topfartigen Dralldüse ergibt sich bei der Erfindung ein erheblicher Raumhöhengewinn und bei doppelter Luftleistung eine recht beachtliche Kosteneinsparung.

?ig. 4 enthält ein Strömungsbild für das in den Fußboden 14 einmontierte, erfindungsgemäße lüftungstechnische Bauelement 1, dessen Bauelementkörper in Fig. 4 mit 2 bezeichnet ist, im Gebrauchszustand. Die Mischzone 15 befindet sich zwischen den beiden gekreuzten Luftstrahlenkernen, deren Achsen in Fig. 4 mit 9 und IO bezeichnet sind, und'zwischen einem solchen Kernstrahl und der Bodenplatte 14. Das Bezugsseichen weist auf das Zuluftklima hin. Die Zuluft 16 strömt von unten nach oben über die öffnung 17 in der Bodenplatte 14 und über das Lochblech 13 sowie¹ über die Durchgangslöcher 5 und 6 im streifen- oder leistenförmig gestalteten Bauelementkörper 2 in den Gebäuderaum, wie er in Fig. 14 und Fig. 15 beispielsweise gezeigt ist, ein. Die schrägen Luftführungsöffnungen 5 und 6 sind hier mit Querschnitt kreisförmig.

Die Löcher 5 "UB-d 6, die einen Abstand von 12 mm zueinander haben, sind in die Leiste 2 unter einem Winkel von 80° zueinander gesetzt. Die Bodenluftleiste 2 ist in einen Doppelboden eingebaut. In einem frei wählbaren Abstand zur Leiste im Boden wird das Streckmetall 13 oder Lochbandblech gelegt. '

Die Ausblaslöcher 5 "und 6 der Düse sind so angeordnet, daß ein Höchstmaß an Luftmenge bei gleichzeitig hoher Verwirbelung über geringster Bodenhöhe möglich ist. Mit der Erfindung ist damit sichergestellt, daß über 3 his 5 cm Bodenhöhe keine Zugerscheinungen auftreten.

Das Lochblechband 13 hat den Zweck, innerhalb des Doppel-

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bodens einen gleichmäßigen Druck aufzubauen und an allen Auslässen gleiche Luftmengen zu gewährleisten.

Die Erfindung ist in vorteilhafter Weise so eingerichtet, daß ein Einbau in alle Bodentypen möglich ist. Die bei der Erfindung vorhandene Bandform hat den Vorteil, daß sie direkt vor die ganze Ansaugbreitseite eines Rechens^stemteiles gelegt werden kann. So wird dem System die volle Kühlleistung zur Verfügung gestellt.Die Bodenluftleiste 1 nach der Erfindung kann im Bedarfsfalle durch eine Blindleiste ersetzt und an anderer Stelle eingesetzt werden.

Fig. 5 zeigt für einen freien, schrägen Luftstrahl mit der Schrägachse 9 aus der Öffnung des Bauelementkörpers 2 den von unten schräg nach oben strömenden Strahlkern k in seinen Begrenzungen und die Außenberandungen der Vermischungszonen. Die Kernstrahllänge hängt bei gleichem Düsenradius vom Dichteverhältnis des Luftstrahles zur Umgebung ab ' (Bruno Heck "Technische Strömungslehre" S. 159)·

Fig. 6 zeigt im Diagramm die Abhängigkeit der in m/sek aufgetragenen Strömungsaustrittsgeschwindigkeit von der in cm gemessenen Höhe über dem Boden. Die Kurve 18 ist hierbei die Kennlinie der bekannten, mit Luftschlitzen ausgestatteten und oben beschriebenen Dralltopfdüse. 19, 20 und 20a sind die Kennlinien für das luftechnische Bauelement nach der Erfindung. Der Vergleich der Kennlinien zeigt den durch die Erfindung gegenüber dem Stand der Technik erzielten technischen Fortschritt.

Fig. 7 zeigt im Diagramm den in mm WS angegebenen Vordruck am Boden, direkt unter dem erfindungsgemäßen lufttechnischen Bauelement 1 gemessen, in Abhängigkeit von der

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Austrittsgeschwindigkeit in m/h bzw. der Volumenmenge pro Stunde (mVh). Die obere Abszissenskala gilt für die Luftmenge mit Drosselung bzw. mit Streckmetall 13» während die mittlere Abszissenskala für das Bauelement 1 ohne Streckmetall 13 gilt.

Die Figuren 8, 9 und 10 sind verschiedene Ansichtsdarstellungen für eine andere Ausführungsform des lüftungstechnischen Bauelements nach der Erfindung. Fig. 9 zeigt den durch B - B in Fig. 8 gelegten Schnitt und Fig. 10 ist eine j Draufsicht auf die schmale Stirnlängsfläche der Vorrichtung nach Fig. 1·

Die'Ausführungsform nach Fig. 8-10 unterscheidet sich von der nach den Fig. 1 - 3 in ä-er Querschnittsformgebung (Fig.9) und insbesondere dadurch, daß die Luftführungslöcher 5 und 6 lidartig teilweise abgedeckt sind. Diese Lidabdeckung 21, 22, 23, 24 ist in Fig. 8 schattiert dargestellt.

Die Einfügung des lidförmigen Teiles 21, bzw. 22, bzw. 23, bzw. 24 in den Luftkanal 5 oder 6 kann so getroffen werden, daß eine gerade Lippenschneide an der oberen Austrittsöffnung entsteht, wie dies mit den Teilen 23 und 24 geschieht. Die lidförmigen Teile 21 und 22 haben diese gerade Lippenschneide auf der unteren, in Fig. 8 nicht sichtbaren, Lufteintrittsöffnung des Bauelementkörpers 2. Die Raumform des Lideinsatzes 21, 22, 23, 24 ist innerhalb der Bohrung 5 bzw. 6 verlaufend und zwar insbesondere dergestalt, daß sie entweder nur die obere Austrittsöffnung oder nur die untere Eintrittsöffnung mit einer Lippenschneide mittig in der Leistenlängsrichtung abschließt. Im Falle einer oberen Lippenschneide ist der untere Eintrittsquerschnitt völlig offen. Im Falle einer unteren Lippenschneide ist der obere Austrittsquerschnitt völlig offen. Man könnte diese Form

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der Ausbildung der Luftkanäle 5 und 6 mit den Lippenpfeifen bei der Schallerzeugung vergleichen, bei denen sich schon durch sehr geringfügige Änderungen am Spalt oder an der Schneide erhebliche Wirkungen auslösen lassen.

Der Lideinsatz 21, 22, 23, 24 bildet also erfindungsgemäß in der Vorrichtung nach Fig. 9 oder nach Fig. 1 eine etwa durch die Mitte der Austrittsöffnung oder Eintrittsöffnung in Leistenlängsrichtung laufende Lippenschneide und verjüngt sich kontinuierlich innerhalb der Bohrung 5 bzw. 6 bis zu einer der beiden äußeren Randkurvenhälften der Eintrittsöffnung bzw. der Austrittsöffnung.

Der Querschnitt des Bauelementkörpers 2 nach Fig. 9 enthält auf beiden Seiten je eine Auflageansatzfläche 25 mit anschließenden S ehr ?.gf lachen 26 senkrecht zur Bohrungsachse 9. Diese Schräge 26 bildet mit der Senkrechten zur oberen Oberfläche des Bauelements 2 einen Win Falle der Ausführungsform nach Fig. 9.

Oberfläche des Bauelements 2 einen Winkel von etwa 45° im

Die Figuren 11, 12 und 13 zeigen weitere vorteilhafte Ausführungsformen für die Luftdurchlässe 5 und 6 im lüftungstechnischen Bauelement 1 nach der Erfindung. Der Luftdurchlaß 27 ist im Falle der Fig. 11 konisch nach unten verjüngend. Der Luftdurchlaß 28 nach Fig. 12 ist konisch nach oben verjüngend und der Luftdurchlaß 29 nach Fig. 13 ist sowohl nach oben als auch nach unten konisch verjüngt·

Fig. 14 zeigt den Ausschnitt eines Rechenzentrums mit lüftungstechnischen Bauelementen 1, 30» 32 und 34 nach der Erfindung. Mit 31 ist eine Fußbodenplatte bezeichnet, die einen Schlitz für das Einlegen von 30 enthält. 36 und 37 sind Geräte der Rechenanlage. Die Fußstütze 33 im Unterboden ist höhenverstellbar um Bautoleranzen im Unterboden

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auszugleichen und eine einwandfrei plane"bene Doppelboden-Oberfläche von hoher Festigkeit und Tragkraft sicherzustellen. Mit 35 sind in Fig. 14 Versorgungsleitungen bezeichnet, die für die Inspektion jederzeit und an jeder Stelle zugänglich sein müssen. Für Maschinen-Installationen (Elektronische Latenverarbeitungsanlagen) müssen Ausschnitte im Boden an jeder Stelle möglich sein. Für diese speziellen technischen Anforderungen, die vom EDV-Hersteller an den doppelten Boden gestellt werden, sind lüftungstechnische Bauelemente nach der Erfindung besonders geeignet.

Fig. 14 zeigt verschiedene Einbaulagen für das lüftungstechnische Bauelement nach der Erfindung. Die Bauelemente 30 und 34 liegen rechtwinklig zueinander. Das lüftungstecnnische Bauelement 32 hat eine Übereckform.

Im Funktionsschema nach Fig. 15 ist 38 eine Fußbodenplatte, 39 "und 40 sind lüftungstechnische Bauelemente nach der Erfindung in besonders langgestreckter Ausführungsform. Die in das Bauelement einströmende Bodenluft ist mit 42, die aus dem Bauelement 40 ausströmenden Luftstrahlen mit 43 bezeichnet. Die vor der Rechenanlage 41 emporsteigende Luftströmung ist in Fig. 15 mit 44 bezeichnet.

Maturgemäß steigt warme Luft auf. -^n Räumen, in denen Wärme entwickelt wird, wie z. B. im Rechenzentrum, im Laborraum, Maschinenraum usw., ist es erforderlich, diese Wärme wirtschaftlich abzuführen bzw. zu nutzen.

Herkömmliche Hiederdruck-Klimasysteme blasen zur Raumklimatisierung die Luft über die Decke ein. Es entstehen dabei gegensätzliche Strömungsrichtungen, warme Luft steigt auf, kalte Luft wird dagegen geblasen. Da die spezifische Wärmebelastung in den oben genannten Räumen sehr hoch ist,

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kommt es dann zu starken Zugerscheinungen. Außerdem ist dabei durch die Temperaturdifferenz (Boden-Decke)eine um 1/3 höhere Luftmenge als Wärmeträger notwendig.

Eine Bodenbelüftung ist. aber nur möglich, wenn sich Strömungsgeschwindigkeit der Luft und die Ausblasetemperatur in bestimmten Verhältnissen zu einander verhalten. Dieses Problem wird mit dem lufttechnischen Bauelement nach der Erfindung gelöst.

Als besonders günstig haben sich dabei folgende technische Daten erwiesen: Ausströmungswinkel « 40°; Lochabstand in der Reihe = 24- mm; Lochdurchmesser = 14- mm; Versetzung von

ρ Reihe zu Reihe = 12 nun; Vordruck im Doppelboden 0,5 kp/m ; maximale Luftmenge pro'Loch - 270 nr/h; minimale Luftmenge pro 10 Loch = 100 nr/h; Einbau-Doppelbodenhöhe = min. 10 cm}«

Parallel liegende lüftungstechnische Bauelemente sollten einen ausreichenden Abstand zu einander haben, damit die Düse des einen Bauelements nicht die Luft der Nachbardüse ansaugt, weil sonst die Umgebungsluft zu kalt werden würde. Es ist bei Parallelanordnungen deshalb auch vorteilhaft, eine seitliche Versetzung der in parallelen Reihen angeordneten Bauelemente gemäß der Erfindung zu treffen.

Pat entansprüche

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Claims

Patentansprüche

1.)!Plattenförmiges, mit Reihen von schrägen Durchgangsluftführungsöffnungen versehenes lüftungstechnisches Bauelement, das zum begehbaren und befahrbaren, bündigen Einbau in den Fußboden eines luftventilierten und einer merklichen Wärmebelastung ausgesetzten Rechenzentrums oder dergleichen Gebäuderäume, sowie für in vom Fußboden aus nach oben gerichtetes Einblasen der Luft eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im lüftungstechnischen Bauelement (1) benachbarte parallele Reihen (3, 4-) von runden Luftführungsöffnungen (5, 6, 27, 28, 29) gegeneinander auf Lücke (7) versetzt sind, daß die parallelen, schrägen Achsen (9) der runden Luftführungsöffnungen (6) der einen Reihe (4-) mit den parallelen, schrägen Achsen(lO) der runden Luftführungsöffnungen (5) der benachbarten Reihe (3) einen mehr als etwa 4-5° großen Winkel (ς£) einschließen und daß der gegenseitige Abstand ben_achbarter Luftführungsöffnungsachsen (9» 10) so gewählt ist, daß die sich im Gebrauch dann bildenden benachbarten und kreuzenden kegelförmigen Luftkernstrahlen (k, k von 9₅ k von 10) aus verschiedenen Reihen (3j 4-) miteinander tangieren.

2.) Lüftungstechnisches Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Luftführungsöffnungen (5j 6) in der Längsrichtung der Reihe (3j 4-) und in Diagonalrichtung von Reihe (3) zu Reihe (4-) gleich der Öffnungsweite der Luftführungsöffnung (5, 6) an der Oberfläche des Bauelementkörpers (2) ist.

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3.) Lüftungstechnisches Bauelement nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitten ab st and "benachbarter Luftführungsöffnungen (5, 6) etwa 12 mm beträgt.

4.) Lüftungstechnisches Bauelement nach den Ansprüchen 1 bis 3j dadurch gekennzeichnet, daß der Kreuzungswinkel (<λ.) benachbarter Luftführungs öffnung Sachsen (9» 10) etwa 80° beträgt.

5.) Lüftungs technische s Bauelement nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Luftkernstrahles (k) im Betrieb etwa das 4,7 fache des Durchmessers der Luftführungsöffnung (5, 6) am Düsenaustritt beträgt.

6.) Lüftungstechnisches Bauelement nach den Ansprüchen 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß die schrägen Luftführungsöffnungen (5, 6) im Querschnitt (8) kreisförmig sind.

Lüftungstechnisches Bauelement nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die schrägen Luftdurchgänge in den Luftführungsöffnungen (5» 6) konisch sind·

8.) Lüftungstechnisches Bauelement nach den Ansprüchen 1 bis 7j dadurch gekennzeichnet, daß die schrägen Luftdurchgänge in den Luftführungsöffnungen (5, 6) in beiden Durchgangsrichtungen (Fig. 13) konisch sind.

9·) Lüftungstechnisches Bauelement nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die schrägen Luftdurchgänge Materialeinfügungen (21) enthalten, welche

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den öffnungs-Austrittsquerschnitt des Luftdurchgangs auf der Oberfläche des Bauelementkörpers (2) lidartig oder blendenartig verschließen.

10.)Lüftungstechnisch.es Bauelement nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der lidartige oder blendenartige Abschluß (23, 24) etwa eine Flächenhälfte der auf der Bauelementoberfläche liegenden Strömungs-Austrittsellipse zudeckt, dagegen die auf der gegenüberliegenden Bauelementoberfläche liegende Strömungs-* ■ ι · ' eintrittsellipse voll geöffnet läßt.

11. )Lüftungstechnisch.es Bauelement nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der lidartige oder blendenartige Abschluß (21, 22) etwa eine Flächenhälfte der auf der unteren Bauelementoberfläche liegenden Strömungs-Eintrittsellipse zudeckt, dagegen die auf der gegenüberliegenden oberen Bauelementoberfläche liegende Strömungs-Austrittsellipse voll geöffnet läßt.

12.)Lüftungstechnisches Bauelement nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement (1) streifenförmig oder leistenförmig gestaltet ist.

13.)Lüftungstechnisch.es Bauelement nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement (1) einen U-förmigen Querschnitt besitzt.

14. )Lüfturigstechnisch.es Bauelement nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement (1) einen t-förmigen Querschnitt besitzt.

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15·) Lüftungstechnisches Bauelement nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Bauelementkörper (2) aus Kunststoff besteht·

16·) Lüftungstechnisches Bauelement nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des
Bauelementkörpers etwa viermal so groß ist wie seine Dicke.

17·) Lüftungstechnisches Bauelement nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (2) des Bauelements (1) etwa 60 mm breit und etw 15 mm dick ist.

18.) Lüftungstechnisches Bauelement nach den Ansprüchen | 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des Körpers (2) des Bauelements (1) ein gestrecktes
Maschenwerk (12, 13) trägt·

19·) Lüftungstechnisches Bauelement nach den Ansprüchen

1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des Körpers (2) des Bauelements (1) ein gestrecktes
Maschenwerk (12, 13) aus Aluminium trägt.

20.) Lüftungstechnisches Bauelement nach den Ansprüchen
.18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß das streifenförmige gestreckte Maschenwerk (12, 13) auf der Bauelementunterseite eingelassen ist.

21.) Lüftungstechnisches Bauelement nach den Ansprüchen

18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das gestreckte Maschenwerk (12, 13) eine Maschenlänge von etwa 10 mm, eine Maschenbreite von etwa 3nua» eine Stegbreite von etwa 0,4 mm und eine Streckgitterdicke von etwa 2,7 mm besitzt.

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