DE2521044A1

DE2521044A1 - Vorrichtung zur luftklimatisierung

Info

Publication number: DE2521044A1
Application number: DE19752521044
Authority: DE
Inventors: Gershon Meckler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-05-12
Filing date: 1975-05-12
Publication date: 1976-12-02
Also published as: DE2521044C2

Description

Vorrichtung zur Luftklimatisierung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Luftklimatisierung.
Die Belastung in irgendeinem gegebenen Bereich eines klimatisierten Gebäudes kann von Zeit zu Zeit beträchtlich variieren, abhängig z.B. von der Belegung dieser Zone zu einer gegebenen Zeit, der Belastung durch Lampen, Computer oder andere Anlagen, die in diesem Bereich benutzt werden, sowie durch die solare Belastung, d.h. durch die Sonneneinstrahlung, die auf diesen Bereich wirkt und damit die Wärmeenergie der Sonne, die durch die Wände, Dächer und Fenster hindurch in diesen Bereich transportiert wird. Eine wirksame Klimatisierung sollte daher Steuereinrichtungen haben, um die Temperatur innerhalb eines gewünschten Bereiches aufrecht zu erhalten, trotz der Veränderungen der Belastungen, die, wie oben erwähnt, auftreten können. Hierzu sind Mischkammern des Induktionstyps vorgeschlagen worden. Beispielsweise kann die Rate, mit der primär konditionierte bzw. klimatisierte Luft an die Mischkammer gegeben wird, verändert werden, verbunden mit einer kompensierenden Variation der Rate oder Menge in welcher ein Luftstrom, beispielsweise aus einer Luftkammer in die Mischkammer eingeführt wird, um sie mit der Primärluft zu mischen, so daß ein Gemisch aus der Kammer in im wesentlichen konstanter Rate oder Menge abströmt, wobei jedoch die Temperatur sich verändert, abhängig von den Anteilen der promär klimatisierten Luft und der hinzugegebenen Luft. Mischkammern wurden ferner vorgeschlagen, wenn ein Strom primärer Luft und ein Strom warmer Luft aus einer Luftkammer, ein Strom neutraler Luft aus der Umgebung oder eine Mischung aus Zimmerluft und Luft aus der Luftkammer verwendet werden, abhängig von den Positionen von thermostatisch gesteuerten Luftklappen.
Die Erfindung sucht die bisherigen Anlagen zu verbessern.
Sie kann eine Mischkammer umfassen mit einem Ventil und einer Einströmkammer oder eine Kammer mit Steuereinrichtungen, unter Verwendung eines Gebläses oder einer Einströmdüse. Die Vorrichtung nimmt primär klimatisierte Luft auf und gibt Luft je nach den Anforderungen zur Klimatisierung ab. In einigen Ausführungsformen ist ein Signal vorgesehen, das sich als Funktion der Klimatisierungs-Belastung in dem Bereich ändert, der durch die Vorrichtung versorgt werden soll und die Rate oder Menge, mit der primär klimatisierte Luft diesem Bereich zugeführt wird, kann zwischen einem Maximum und einer vorgegebenen geringeren Menge variiert werden, wenn die Klimatisierungs-Belastung in diesem Raum oder Bereich zwischen einem Maximum und einer mittleren Belastung sich ändert. In anderen Ausführungsformen sind Temperatur-Sensoren vorgesehen, welche Steuergeräte betätigen, die sich mit der Menge der zugeführten primär klimatisierten Luft ändern. Die Vorrichtung umfaßt ferner Einrichtungen zum Einführen eines Luftstromes von außen zur Mischung mit der primär klimatisierten Luft, so daß eine solche Mischung dem zu versorgenden Bereich zugeführt werden kann. Vorzugsweise kann durch die Vorrichtung dem zu versorgenden Bereich ein Gemisch aus primär klimatisierter Luft und frisch hinzugegebener Luft bei allen gegebenen Klimatisierungs-Belastungen in diesem Bereich zugeführt werden. Bei einigen anderen Ausführungsformen liefert die Vorrichtung einen Luftstrom aus einer geschlossenen Zone, die den Einführungsteil der Kammer umgibt und man erhält eine Temperatursteuerung durch Zugabe von Primärluft, Zimmerluft, erwärmte Luft oder Mischungen hiervon je nach den Anforderungen.
Es sind Temperatur-Sensoren und Steuerungen vorgesehen, um die Menge, in der Primärluft, Zimmerlaft und erwärmte Luft zugegeben wird, zu variieren. Die Primärluft wird jedoch zweckmäßigerweise immer mindestens in.einer Menge zugeführt, die der Mindest erforderlichen Frischluft für die Ventilation entspricht.
Die Menge mit der die primärluft zugeführt wird, kann somit zwischen einem Maximum und einer vorgegebenen geringeren Menge variieren, je nachdem wie die Klimatisierungs-Belastung in dem zu versorgenden Bereich sich ändert. Die Vorrichtung umfaßt Gebläse, Düsen und dergleichen, um die Luft von außen einzuführen und mit der primär klimatisierten Luft (primary condition air) zu mischen, so daß den zu versorgenden Raumen eine Mischung zugeführt werden kann.
Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert, in der Fig. 1 in Draufsicht eine Mischkammer nach der Erfindung zeigt, wobei Teile weggebrochen sind, um einige Details darzustellen.
Fig. 2 ist ein vertikaler Schnitt längs der Linie 2-2 von Fig. 1.
Fig. 3 zeigt schematisch die Mischkammer nach Fig. 2 mit einigen Details einer Steuerung.
Fig. 4 zeigt schematisch eine Ansaug- oder Einführungskammer und ein Fluid-Ventil, die praktisch dieselbe Funktion ausüben wie die Mischkammer nach den Figuren 1 bis 3.
Fig. 5 zeigt im senkrechten Schnitt eine weitere Ausführungsform einer Mischkammer.
Fig. 6 zeigt schematisch und teilweise geschnitten noch eine Ausführungsform einer Mischkammer.
Fig. 7 zeigt ein Fluid-Ventil in Kombination mit zwei Einströmkammern, die dieselbe Funktion ausführen können, wie die Mischkammer nach den Figuren 1 - 3.
Fig. 8 zeigt im Schnitt, ähnlich demjenigen nach Fig. 2, eine weitere Ausführungsform einer Mischkammer nach der Erfindung.
Fig. 9 zeigt in Seitenansicht eine Ansaug- oder Einführungseinheit (induction unit) nach der Erfindung.
Fig. 10 zeigt einen Schnitt längs der Linie 10-10 von Fig. 9.
Fig. 11 zeigt einen Schnitt längs der Linie 11-11 von Fig. 9.
Fig. 12 zeigt einen Schnitt längs der Linie 12-12 von Fig. 9.
Fig. 13 zeigt in Seitenansicht eine Ansaug- oder Einströmungseinheit ähnlich derjenigen nach Fig. 9.
Fig. 14 zeigt perspektivisch einen Aufbau an der Decke eines Raumes mit einer Mehrzahl von Zufuhreinheiten nach Fig. 13.
Fig. 15 zeigt im vertikalen Schnitt eine weitere Ausführungsform einer Zufuhreinheit (induction unit) ähnlich den Einheiten der Figuren 9 und 13.
Fig. 16 zeigt perspektivisch noch eine Ausführungsform einer Zufuhreinheit, ähnlich den Einheiten nach den Figuren 9, 13 und 15.
Fig. 17 zeigt perspektivisch eine Luftklimatisierungs-Einrichtung sowie Steuergeräte unter Verwendung von Gebläsen.
Fig. 18 zeigt perspektivisch eine weitere Ausführungsform einer Luftklimatisiereinrichtung ähnlich derjenigen nach Fig. 17.
Fig. 19 ist ein Schnitt längs der Linie 19-19 von Fig. 18.
Fig. 20 zeigt schematisch im Schnitt ein Steuergerät für eine Luftklimatisiereinrichtung.
Fig. 21 zeigt schematisch im Schnitt eine weitere Luftklimatisiereinrichtung.
Fig. 22 zeigt schematisch im Schnitt noch eine Luftklimatisiereinrichtung ähnlich derjenigen nach Fig. 21.
Fig. 23 zeigt schmatisch im Schnitt eine weitere Ausführungsform einer Luftklimatisiereinrichtung.
Fig. 24 zeigt schematisch im Schnitt noch eine Ausführungsform einer Luftklimatisiereinrichtung ähnlich derjenigen nach Eig. 23.
Fig. 25 zeigt schematisch im Schnitt noch eine weitere Ausführungsform einer Luftklimatisiereinrichtung ähnlich derjenigen nach Fig. 23.
Fig. 26 zeigt schematisch im Schnitt noch eine Ausführungsform einer Luftklimatisiereinrichtung ähnlich derjenigen nach Fig. 23.
Fig. 27 zeigt im Teilschnitt ein Steuerventil der Vorrichtung nach Fig. 26.
Fig. 28 zeigt im Teilschnitt das Ventil nach Fig. 27 in anderer Stellung.
Fig. 29 zeigt schematisch im Schnitt eine letzte Ausführungsform einer Luftklimatisiereinrichtung.
Fig. 1 zeigt eine Mischkammer nach der Erfindung, die allgemein mit 10 bezeichnet wird. Die Mischkammer 10 ist durch eine Wand 11 in eine Nebenkammer oder einen Uberströmkanal 12 und einen Hauptkanal 13 unterteilt. Luft, die in die Mischkammer 10 durch einen Einlaß 14 eintritt, kann durch den Kanal 13 und Einströmdüsen 15 zu einem Auslaß 16 strömen oder sie kann sowohl durch den Kanal 13, wie beschrieben, als auch durch den Uberströmkanal 12 strömen, abhängig von der Einstellung einer Klappe 17.
Die Strömung der Luft durch den Kanal 13 und die Düsen 15 (Fig. 2) neigt dazu oder führt zur Ansaugung eines Luftstromes durch eine öffnung 18, eine Öffnung 19 oder eine Öffnung 20, abhängig von den Stellungen von Schiebern oder Klappen 21, 22 und 23. Wie Fig. 2 zeigt, sind die Klappen 23 und 17 geschlossen, während die Klappen 21 und 22 geöffnet sind. Diese Positionen werden z.B. eingenommen in einer Zeit, in der nur eine Mindestbelastung bzw. die geringste Belastung in dem Bereich herrscht, der durch die Mischkammer 10 versorgt wird. Der Strom an primär konditionierter bzw.
klimatisierter Luft liegt bei einem Minimum, weil die Klappe 17 geschlossen ist, und man erhält einen maximalen Luftstrom durch die Öffnungen 18 und 20 durch den Strom der primär klimatisierten Luft durch die Düsen 15, weil die Klappen 21 und 22 offen sind.
Im Betrieb wird die Mischkammer 10 zweckmäßigerweise in einem Raum oberhalb der Decke eines Zimmers installiert, so daß die durch die Öffnungen 18 und 20 zuströmende Luft aus diesem Raum oder dieser Luftkammer kommt und eine Temperatur von etwa 300C (85bp) haben kann, um eine maximale Wiederaufheizung der primär klimatisierten Luft zu erreichen. Bei anderen Bedingungen, d.h.
bei einer höheren Belastung als der Mindestbelastung in dem von der Mischkammer 10 zu versorgenden Bereich, würde die Klappe 17 geschlossen bleiben und die Klappen 21, 22 und 23 würden je nach den Anforderungen eingestellt werden, um die relativen Anteile an Ansaugluft aus der Luftkammer und Ansauglauft aus dem zu versorgenden Bereich (die durch die Öffnung 19 kommt) zu variieren, um die Temperatur dieses Bereiches zu steuern.
Wenn die Klimabelastung in dem von der Mischkammer 10 zu versorgenden Bereich, d.h. in den entsprechenden Räumen, hoch ist, werden die Klappen 21 und 22 geschlossen, die Klappe 23 ist geöffnet und die Klappe 27 wird abgestimmt eingestellt, um die Menge an primär klimatisierter Luft (primary conditioned air) zu variieren, die durch den Kanal 12 strömt, um die Steuerung aufrecht zu erhalten.
In Fig. 3 ist die Mischkammer 10 zusammen mit Steuereinrichtungen gezeigt. Die Steuereinrichtung umfaßt einen Temperatur-Sensor oder Temperaturfühler und ein Steuergerät 24, das Druckluft von einer nicht gezeigten Quelle erhält und zwar über eine Leitung 25 und Luft aus der Leitung 25 in eine Steuerleitung 26 gibt, iannerddann, wenn die gemessene Temperatur über einer Kontrolltemperatur von z.B. 24 (75°F) liegt. Der Temperaturfühler und das Steuergerät 24 können eingestellt werden, um den Luftdruck in der Leitung 26 von einem Minimum von z.B. 0,07 kp/cm2 bis zu einem Maximum von z.B. 0,84 kp/cm2 (12 psig.) einzustellen.
Dieser Druck wird über Leitungen 27, 28 und 29 zu motorischen Steuergerätgn und Betätigungseinrichtungen 30, 31 und 32 übertragen, die entsprechend die Klappen 23, die Klappen 21 und 22 sowie die Klappe 17 betätigen. Die Einrichtung 32 ist so eingestellt, daß sie die Klappe schließt immer wenn der Luftdruck in der Leitung 26 zwischen dem Minimum und einem Zwischenwert von z.B. 0,45 kp/cm2 (6,5 psig.) liegt. Wenn der Druck in der Leitung 26 innerhalb dieses Bereiches liegt, betätigen die Einrichtungen 30 und 31 die Klappen 21, 22 und 23 und bringen sie in Stellungen, die von voll geöffnet für die Klappen 21 und 22 und voll geschlossen für die Klappe 23 bei 0,07 kp/cm2 bis vollgeschlossen für die Klappen 21 und 22 und voll geöffnet für die Klappe 23 bei 0,45 kp/cm2 variieren. Wender Druck in der Leitung 26 zwischen 0,45 kp/cm2 und 0,84 kp/cm2 liegt, hält die Einrichtung 31 die Klappe 23 offen, während die Einrichtung 32 die Klappe 17 von einer voll geschlossenen Position bei 0,45 kp/cm2 in eine voll geöffnete Position bei 0,84 kp/cm2 (12 psig.) bringt.
Der Temperaturfühler 24 kann umgekehrt geschaltet werden, so daß Luft aus der Leitung 26 abgegeben wird, wenn die gemessene Temperatur die Steuertemperatur übersteigt und daß Luft aus der Leitung 25 in die Leitung 26 geliefert wird, wenn immer die gemessene Temperatur unter der Steuertemperatur liegt. In diesem Fall wird auch die Tätigkeit der Einrichtungen 30, 31 und 32 umgekehrt.
Die Mischkammer 10 nach Fig. 1 umfaßt ferner zwei Ventile 33 und 34 für konstantes Volumen, wobei das erstere in dem Nebenkanal 12 und das letztere in dem Hauptkanal 13 angeordnet ist.
Die Ventile 33 und 34 sind zweckmäßigerweise mechanische Bauarten, d.h. sie können beispielsweise durch eine Feder oder ein Gewicht belastet sein, so daß sie schliessen, d.h. daß sich z.B. das Ventil 34 aus der in Fig. 2 in ausgezogenen Linien gezeigten Position in Richtung der gestrichelt dargestellten Position bewegt und entsprechend öffnen aufgrund einer Zunahme oder einer Abnahme des Druckes am Einlaß 14 der Mischkammer 10. Haben die Ventile 33 und 34 diese Bauart, so erhält man eine im wesentlichen konstante Luftströmung im Hauptkanal 13 der Mischkammer 10, während eine im wesentlichen konstante Strömung im Nebenkanal 12 aufrecht erhalten wird, wenn immer die Klappe 17 in ihrer voll geöffneten Position ist und diese Strömung wird reduziert oder unterbrochen, wennedie Klappe 17 in anderen Stellungen ist.
Wie Fig. 1 zeigt, wird durch den Nebenkanal 12 Luft in den Hauptkanal 13 eingeführt und zwar beträchtlich stromabwärts von den Düsen 15. Dies ist ein sehr vorteilhaftes Merkmal der Mischkammer 10. Wenn Luft durch den Nebenkanal 12 strömt, hat der durch die Mischkammer 10 zu versorgende Bereich eine verhältnismäßig hohe Belastung des Klimasystemes und der Bedarf an Ansauglauft (induced air) liegt bei einem Minimum. Die Luft aus dem Nebenkanal 12 neigt dazu, wenn sie in den Hauptkanal 13 einströmt, einen Rückdruck im Hauptkanal 13 zu erzeugen, bzw.
erzeugt einen solchen Rückdruck, der die Ansaugwirkung, die durch die Öffnung 19 erfolgt, wenn Luft durch den Nebenkanal 12 strömt, reduziert bzw. sehr klein hält. Ist die klimatische Belastung in dem von der Mischkammer 10 versorgten Bereich niedrig, so strömt keine Luft durch den Nebenkanal 12 und es kann unter bestimmten Betriebsbedingungen ein Bedarf für einen größeren Strom an Ansaugluft, insbesondere durch die öffnungen 18 und 20 bestehen.
Fig. 4 zeigt eine Einrichtung mit einem kombinierten Fluid-Ventil 35 und einer Einström- oder Ansaugkammer 26 (induction box).
(Ein Fluid-Ventil dieser Art ist z.B. beschrieben in "Air Conditioning and Refrigeration Business Seiten 49 und folgende, Juli 1971). Das Ventil 35 hat eine Rohrleitung 37 mit gegenüberliegenden Druckkammern 28 und 39 stromabwärts von einem Einlaß 40. Stromabwärts der Druckkammern 38 und 39 teilt sich die Leitung 37 in zwei Leitungen 41 und 42, die in Richtung der Fluid-Strömung auseinanderlaufen. Die Leitung 42 ist über eine Leitung 43 an einen Einlaß 44 der Kammer 36 angeschlossen, während die Leitung 41 mit Leitungen 45 und 46 verbunden ist. Die Kammer 36 hat Ansaug- oder Einführungsdüsen 47. Luft, die durch die Kammer 36 vom Einlaß 44 zu einem Auslaß 48 fließt, strömt durch die Düsen 47 und induziert bzw. saugt einen Luftstrom von außerhalb der Kammer 36 durch eine Öffnung 49 an. In der Leitung 46 ist eine gelochte Platte 50 angeordnet, um die Luftströmungen unter bestimmten Betriebsbedingungen auszugleichen, wie noch beschrieben wird.
Das Ventil 35 steuert einen Luftstrom, hauptsächlich klimatisierte Luft für ein Luftklimatisierungssystem in der Vorrichtung nach Fig. 4 und zwar zu der Leitung 42 oder zu der Leitung 41.
Wenn Druckluft aus einer nicht gezeigten Quelle in die Kammer 39 über eine Leitung 51 eingeführt wird, so strömt diese Luft durch die Leitungen 42 und 43 zum Einlaß 44 der Kammer 36 und durch diese zu ihrem Auslaß 48. Wenn andererseits Druckluft von einer nicht gezeigten Quelle in die Kammer 38 über eine Leitung 2 eingespeist wird, so strömt diese Luft durch die Leitungen 41, 45 und 46 zu einem Auslaß 53 der Leitung 46.
Die Einrichtung nach Fig. 4 kann benutzt werden, um eine Kontrolltemperatur in einem Bereich eines Gebäudes aufrecht zu erhalten ungeachtet auch beträchtlicher Anderungen der Klimabelastung.
Zu Zeiten, wenn die Belastung verhältnismäßig hoch ist, wird Druckluft in die Druckkammer 38 über die Leitung 52 eingeleitet, um primär konditionierte Luft vom Einlaß 40 des Ventiles 35 zum Auslaß 53 der Leitung 14 zu führen und von dort durch ein geeignetes, nicht dargestelltes Zufuhrgerät in den infragestehenden Bereich. Solange die klimatische Belastung verhältnismäßig stark ist, wird eine Klappe 54 abgestimmt betätigt, um die Kontrolltemperatur aufrecht zu erhalten und zwar nur durch Veränderung der Menge der dem Bereich zugeführten Primärluft. Ein Klimatisierungssystem soll jedoch Luft in jeden Bereich eines Gebäudes in einer Menge zuführen, die für die erforderliche Ventilation ausreicht. Hierzu werden gewöhnlich etwa 0,016 m3 Luft je Minute je 0,09 m2 an Bodenfläche benötigt (0,6 Kubikfuß je Minute je Quadratfuß Bodenfläche). Dementsprechend kann solange wie Druckluft in die Druckkammer 38 eingeführt wird, das Ventil 54 nicht genügend geschlossen werden, um die Luftströmung unter das für die Ventilation erforderliche Minimum zu reduzieren. Wenn diese Mindesströmung an primär klimatisierter Luft die Temperatur in dem zu versorgenden Bereich unter eine Kontrolltemperatur erniedrigt, wird die Zufuhr an Druckluft in die Druckkammer 38 unterbrochen, so daß der Luftstrom teilweise durch die Leitungen 42 und 43 in die Kammer 36 und teilweise durch die Leitungen 41, 45 und 46 strömt. Unter dieser Bedingung wird eine Luftströmung induziert, beispielsweise aus einer Luftkammer oberhalb des zu versorgenden räumlichen Bereiches und zwar durch die Öffnung 49, wobei sich diese Luft mit der Promärluft mischt, und das Gemisch dann durch den Auslaß 48 der Kammer 36 austritt und zu einem geeigneten Luftgerät, z.B. einem Verteiler oder dergleichen in dem zu versorgenden Bereich geführt wird. Die Ansaugkammer 36 kann beispielsweise Luft ansaugen bis zu einer Menge von dem 1 1/2-fachen der Menge, die als primär klimatisierte Luft durch die Kammer 36 strömt. Demgemäß wird bei dieser Arbeitsweise Luft in den zu versorgenden Bereich oder Raum eingeführt und zwar teilweise aus der Kammer 36 und teilweise aus der Leitung 46 in einer Menge, die mehr als ausreichend für die Ventilation ist. Bei dieser Arbeitsweise werden durch die Lochplatte 50 die Luftströme und die Drücke an den Auslaßenden 48 und 53 der Kammer 36 bzw. der Leitung 46 ausgeglichen. Dementsprechend kann das Ventil 54 weiter gedrosselt werden bis das Gemisch aus primärer Luft (der Einfachheit halber wird von Primärluft und nicht von primär klimatisierter Luft gesprochen) und Ansauglauft nicht mehr für die Ventilation ausreicht. Wenn diese Grenze erreicht ist, wird die Druckkammer 39 mit Druckluft aus der Leitung 51 versorgt, damit die gesamte Primärluft durch die Kammer 36 strömt, wodurch die Menge an angesaugter Luft, die beispielsweise durch die Öffnung 49 kommt, gesteigert wird. Eine weitere Drosselung des Ventiles 54 ist dann möglich bis die Mischung aus Primärluft und Ansauglauft, die am Auslaß 48 der Kammer 36 ausströmt auf das für die Ventilation der zu versorgenden Zone erforderliche Minimum gefallen ist.
Die Einrichtung nach Fig. 4 wird mit Vorteil in Verbindung mit einer Einrichtung verwendet, die eine Steuerung oder Kontrolle der Temperatur der durch die Kammer 36 über die Öffnung 49 angesaugten Luft ermöglicht. Hierzu können Zündeinrichtungen mit entsprechenden Steuereinrichtungen benutzt werden, um wahlweise Wärme an einen Wärmetauscher zu liefern. Beispielsweise kann eine Heizeinrichtung benutzt werden mit Leitungen, durch die Wasser zirkuliert, um Wärme von der Heizeinrichtung an den Wärmetauscher zu geben, außer wenn der für die Ventilation erforderliche Mindestluftstrom, der aus dem Auslaß 48 der Kammer 36 austritt, die Temperatur in dem zu versorgenden Bereich unter eine Steuertemperatur erniedrigt. Als Heizeinrichtung können beispielsweise Beleuchtungskörper oder Lampen benutzt werden, durch die das Wasser zirkuliert. Durch Unterbrechung der Zirkulation des Wassers durch diese Beleuchtungskörper aufgrund eines Signales, das den vorstehend genannten Zustand anzeigt, kann die Temperatur der zuströmenden Luft erhöht werden durch Wärmeübertragung von den Beleuchtungskörpern und zwar entweder direkt von Teilen der Beleuchtungskörper, die sich in der bereits erwähnten Luftkammer befinden oder indirekt durch Zimmerluft, die durch die Beleuchtungskörper hindurchgeleitet wird.
Die automatische Steuereinrichtung, die in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben wurde, kann dazu benutzt werden, einen großen Teil der Arbeitsweise der Einrichtung nach Fig. 4 zu steuern, beispielsweise kann die Klappe 54 zwischen einer voll geöffneten Position und einer minimal bzw. mindest geöffneten Position abgestuft oder stufenlos eingestellt werden aufgrund eines Signales, beispielsweise den Druck der Druckluft, der eine klimatische Belastung in dem zu versorgenden Bereich anzeigt, die von einem Maximum auf einen niedrigen Wert variieren kann, und der Wärme übergang von den Beleuchtungskörpern zu einem Wärmetauscher kann gesteuert werden durch ein Signal, das eine klimatische Belastung von einem geringen Wert auf ein Minimum anzeigt, um eine Erhöhung der Temperatur der Ansaugluft, je nach den Erfordernissen zu bewirken. In den Leitungen 51 und 52 können nicht gezeigte Ventile eingebaut sein, die entsprechend steuerbar sind, um die Kammer 38 aufgrund eines Signales mit Druckluft zu versorgen, das anzeigt, daß die Klimabelastung in dem zu versorgenden Bereich von einem Maximum zu einem Zwischenwert gefallen ist, während die Kammer 39 mit Druckluft versorgt wird, aufgrund eines Signales, das anzeigt, daß die Klimabelastung von einem Mindestwert auf einen höheren aber noch geringen Wert gestiegen ist, und es kann beispielsweise keine der Kammern 38 und 39 mit Druckluft versorgt werden, wenn die Belastung zwischen niedrig bis mittel liegt.
Aus der Beschreibung der Arbeitsweise der Einrichtung nach Fig. 4 ergibt sich, daß eine etwas vereinfachte Abwandlung der Mischkammer 10 nach den Figuren 1 und 2 verwendet werden kann, um eine wirksame Temperatursteuerung in Systemen zu schaffen, die Einrichtungen zur Änderung der Temperatur in der Luftkammer (plenum temperature) aufweisen. Eine solche Mischkammer 10' ist in Fig. 8 dargestellt, in der für dieselben Teile dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 2 verwendet worden sind. Die Öffnungen 19 und 20 und ihre Klappen 22 und 23 ebenso wie die in Fig. 3 dargestellten Betätigungseinrichtungen sind bei der Kammer 10' nach Fig. 8 jedoch weggelassen.
Die Klappe 17 und die Klappe 21 werden wie oben beschrieben betätigt und bei einer verhältnismäßig leichten Klimabelastung (air conditioning load) kann die Temperatur der durch die Öffnung 18 angesaugten Luft gesteuert werden, wie oben in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben wurde.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Mischkammer nach der Erfindung, die hier allgemein mit 56 bezeichnet ist. Die Mischkammer 56 hat einen einzigen Durchgangskanal 57, der sich von einem Einlaß 58 bis zu einem Auslaß 59 erstreckt. Luft, die durch den Kanal 57 strömt, fließt durch Saugdüsen 60, um eine Luftströmung von außerhalb der Kammer 56 durch eine Öffnung 61, eine Öffnung 62 oder beide zu induzieren bzw. anzusaugen, abhängig von den Stellungen von Schiebern 63 und 64. Die Luftmenge, die durch die Kammer 56 im Betrieb hindurchströmtlwird durch ein Ventil 65 für konstanten Durchfluß gesteuert, das zwischen einer geschlossenen Position, die gestrichelt gezeigt ist, und in der der Luftstrom auf einem Minimum gehalten wird und einer offenen Position, die ausgezogen dargestellt ist und in der die Luftströmung erhöht wird, betätigt bzw. gesteuert werden kann. Wie Fig. 5 zeigt, wird ein Motor 66 benutzt, der über eine Stange 67 und eine mittels eines Flansches 69 gelenkig mit ihr verbundenen Stange 68 das Ventil 65 steuert.
Die Klappen 63 und 64 sind durch eine Verbindungsstange 70 verbunden, so daß sie sich zusammen aber entgegengesetzt bewegen und sie werden durch eine Feder 71 in eine Position gedrängt, in der die Klappe 64 geschlossen und die Klappe 63 geöffnet ist. Es ist ferner ein Betätigungsstab 72 für die Klappen vorgesehen, der über eine Büchse 73 verschiebbar mit dem Stab 68 verbunden ist.
Der Stab 72 hat selbst einen Bund 74, der in der dargestellten Position an dem Bund oder der Büchse 73 anliegt, so daß die Klappen 63 und 64 in den gezeigten Stellungen gegen die Wirkung der Feder 71 gehalten werden. Wenn der Motor 66 das Ventil 65 verstellt, durch Antrieb der Stange 68 nach links, wodurch das Ventil 65 weiter geöffnet und die durch die Kammer 56 strömende Luftmenge erhöht wird, bewegt die Feder 71 die Klappe 64 in Richtung auf eine geschlossene Position und die Klappe 63 in Richtung auf eine geöffnete Position bis die Klappe 63 voll geöffnet und die Klappe 64 voll geschlossen ist. Eine weitere Bewegung der Stange 68 nach links beeinflußt dann nicht mehr die Stellungen der Klappen 63 und 64, der Stab 72 gleitet dann nur noch durch die Büchse 73, derart, daß der Anschlag oder Bund 74 sich von der Büchse 73 nach rechts wegbewegt. Wenn umgekehrt der Motor 66 das Ventil in Richtung auf eine geschlossene Position bewegt, wird die Klappe 64 in eine geöffnete Stellung und die Klappe 63 in eine geschlossene Stellung gebracht, wobei die Endstellungen die voll geöffnete Stellung bei der Klappe 64 und die voll geschlossene Stellung bei der Klappe 63 sind.
Der Motor 66 kann durch ein Signal gesteuert werden, beispielsweise durch die Druckluft, wie oben in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben, das eine Funktion der klimatischen Luftbelastung (air conditioning load) in dem zu versorgenden Bereich ist, indem durch die Mischkammer die Menge der zugeführten Primärluft erhöht oder vermindert wird, um dementsprechend eine Kontrolltemperatur aufrecht zu erhalten. Die spezielle Klappenanordnung und das Gestänge der Mischkarmner 56 ermöglicht auch einen Betrieb im wesentlichen, wie er in Verbindung mit der Mischkammer 10 nach den Fig. 1 und 2 beschrieben wurde, bei einer entsprechenden Steuerung des Motors 66 nach Fig. 5.
Die Mischkammer 56 hat ebenfalls eine Nebenströmungs-öffnung 75 zur Umgehung der Düsen 60. Die Luftströmung durch die Öffnung 75 wird durch eine Klappe 56 gesteuert, die geschlossen dargestellt ist und die mit einer manuellen Steuerung 77 versehen ist, um die Klappe 76 öffnen zu können, wenn eine stärkere Kühlung erforderlich ist und umgekehrt. Wenn somit die Betätigungsstange 72 in ihrer maximalen linken Endstellung ist, wobei die Klappe 64 voll geschlossen und die Klappe 63 voll geöffnet ist und die konditionierte Luftströmung ein Maximum erreicht hat, kann die Klappe 76 geöffnet werden, um einen Strom von konditionierter Luft zusammen mit Zimmerluft zum Auslaß 59 zu leiten. Die Klappe 76 kann auch automatisch gesteuert werden, beispielsweise so wie oben in Verbindung mit der Klappe 17 der Mischkammer 10 nach den Figuren 1 und 2 beschrieben worden ist.
Fig. 6 zeigt eine Mischkammer, deren Betrieb ähnlich wie der der Mischkammer 10 nach den Figuren 1 und 2 ist und die allgemein mit 78 bezeichnet ist. Die Mischkammer 78 hat zwei Einlaßöffnungen 79 und 80 für primär konditionierte bzw. klimatisierte Luft. Die Primärluft, die durch die Einlaßöffnung 79 in die Mischkammer 78 einströmt, tritt in einen Kanal 81 ein, während die durch den Einlaß 80 einströmende Luft in einen Kanal 82 eintritt. Die Kanäle 81 und 82 sind durch eine Zwischenwand 83 voneinander getrennt. Die Luft aus dem Kanal 82 strömt durch Düsen 84 und tritt aus der Mischkammer 78 aus und in eine Rohrleitung 85 ein, die mit dem Auslaßende 86 der Mischkammer verbunden ist. Durch die durch die Düsen 84 hindurchströmende Luft wird durch eine Öffnung 87, eine Öffnung 88 oder durch beide Luft angesaugt, abhängig von den Stellungen von Klappe 89 und 90. Die Luft aus dem Kanal 81 der Mischkammer 78 tritt durch eine. Öffnung 91 aus, die durch eine Klappe 92 gesteuert wird. Die durch die Öffnung 91 fliessende Luft wird mit der Luft aus dem Kanal 82 gemischt, die durch die Düsen 84 hindurchströmt und gegebenenfalls mit der Luft, die durch die Öffnungen 87 und 88 angesaugt wird und sie wird zusammen mit diesen Luftströmen der Leitung 85 zugeführt.
Die Klappen 89, 90 und 92 können wie oben beschrieben gesteuert werden, so daß sie in derselben Weise arbeiten wie die Klappen 21, 22, 23 und 17 nach den Figuren 1 bis 3. In gleicher Weise können Ventile 93 und 94 für konstantes Volumen in den Kanälen 81 und 82 der Mischkammer 78 nach Fig. 6 vorgesehen werden, um die Luftströmung in derselben Weise wie die Ventile 33 und 34 nach den Figuren 1 und 2 zu steuern.
Fig. 7 zeigt eine Vorrichtung mit einem kombinierten Fluid-Ventil 95 und Ansaugkammern 96 und 97. Das Ventil 95 umfaßt eine Rohrleitung 98 mit gegenüberliegenden Druckkammern 99 und 100 stromabwärts des Einlasses 101. Stromabwärts der Druckkammern 99 und 100 teilt sich die Leitung 98 in zwei Leitungen 102 und 103, die sich in Strömungsrichtung voneinander entfernen. Die Leitung 103 ist über eine Leitung 104 an einen Einlaß 105 der Kammer 96 angeschlossen, während die Leitung 102 über Leitungen 106 und 107 an einen Einlaß 108 der Kammer 97 angesclalossen ist. Die Kammern 96 und 97 sind praktisch gleich aufgebaut und jeweils mit Düsen 109 versehen. Die Luft, die durch die Kammern 96 und 97 von den Einlaßenden 105 und 108 entsprechend zu den Auslaßenden 110 fließt1 strömt durch die Saugdüsen 109 und induziert bzw. saugt einen Luftstrom von außerhalb der Kammern 96 und 97 durch die Öffnungen 111 hindurch an.
Das Ventil 95 steuert die Luftströmung durch die Kammer 96, durch die Kammer 97 oder durch beide in der in Verbindung mit Fig. 4 beschriebenen Weise, ausgenommen, daß bei der Einrichtung nach Fig. 7 Primärluft, die in der Leitung 98 strömt, dazu verwendet wird, die Kammer 99 oder die Kammer 100 mit Luft zu versorgten, wenn dies erforderlich ist. Die Kammer 100 erhält Luft wenn das Ventil 112 offen ist, so daß Primärluft aus der Leitung 98 über eine Leitung 113 in die Kammer 110 strömen kann, während die Kammer 99 mit Luft versorgt wird, wenn ein Ventil 114 geöffnet ist, so daß Luft aus der Leitung 98 über eine Leitung 115 in die Kammer 99 strömen kann. Die Menge der Primärluft, die durch die Leitung 98 strömt und an die Kammern 96 oder 97 oder an beide gegeben wird, wird durch ein Konstant-Volumen-Ventil 116 gesteuert mittels eines Motors 117, der über eine Steuerstange 118 und eine gelenkig mit dieser verbundenen Stange 119 mit dem Ventil 116 gekoppelt ist.
Im Betrieb kann die Einrichtung nach Fig. 7 so installiert werden, daß die öffnung 111 der Mischkammer 97 Zimmerluft aus den zu versorgenden Bereich aufnimmt, während die Öffnung 111 der Mischkammer 96 Luft aus einem äußeren Raum oder einer Luftkammer (plenum air) erhält. Bei starker klimatischer Belastung ist das Ventil 112 geschlossen und das Ventil 114 ist geöffnet und das Ventil 116 wird durch den Motor 117 abgestimmt eingestellt, um eine Kontrolltemperatur aufrecht zu erhalten. Dies ist die bevorzugte Arbeitsweise bis das Ventil eine Mindestposition erreicht hat, bei der der abgegebene Luftstrom gerade für die Ventilation ausreicht.
Wenn das Ventil 116 in seiner minimalen oder Mindest-Einstellung ist und die Klimabelastung in dem zu versorgenden Raum ausreichend nieder ist, daß eine Temperatur unter der Kontrolltemperatur gemessen wird, kann die Temperatur vorteilhafterweise gesteuert werden durch Teilen des Stromes der Primärluft zwischen den Mischkammern 96 und 97. Eine solche Teilung des Prmmärluftstromes kann in verschiedener Weise erfolgen. Beispielsweise kann das Ventil 112 geschlossen bleiben und das Ventil 114 kann zwischen einer voll geschlossenen und einer voll geöffneten Position und auf Zwischenstellungen entsprechend mittleren Belastungen eingestellt werden oder es kann das Ventil 114 geschlossen sein und das Ventil 112 kann zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position und auf Zwischenstellungen z.B. bei leichteren Klimabelastungen eingestellt werden.
Diese Arbeitsweise der Einrichtung nach Fig. 7 ist in der folgenden Tabelle zusammengefaßt.
Position der Ventile Belastung 112 114 116 Grenzbedingungen Steuerung Stark geschlos- geöff- M + Mindestluft für Ventil 116 absen net Ventilation gestimmt betätigt Mittel geschlos- M + Minimum Ventil 114 ganz Ventil 114 absen geschlossen gestimmt betätigt Leicht M + geschlos- Minimum Ventil 112 voll Ventil 112 absen geöffnet gestimmt betätigt + Moduliert bzw. abgestimmt für die Steuerung Da die voll geöffnete Position für beide Ventile 112 und 114 äquivalent zu der voll geschlossenen Position für beide Ventile ist (d.h. eine klimatisierte Luftströmung wird gleich zwischen den beiden Mischkammern 96 und 97 geteilt), kann die Ventilbetätigung, wie sie für mittlere und leichte Belastungen beschrieben worden ist, so geändert werden, daß ein Ventil offen bleibt und das andere moduliert, d.h. abgestimmt oder gesteuert betätigt wird.
Wie Fig. 7 zeigt, kann ein Temperatur-Fühler 120 benutzt werden, um die Ventile 112 und 114 sowie den Motor 117 zu steuern. Ber Temperaturfühler 120 kann vom selben Typ sein wie in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben wurde und er erhält Druckluft aus einer Leitung 121 und hält einen Druck in Leitungen 122, 123 und 124 aufrecht, der sich als Funktion der Klimabelastung in dem zu versorgenden Raum oder Bereich ändert, wie oben beschrieben.
Der Motor 117 wird betätigt aufgrund eines Druckes, der eine starke Belastung anzeigt. Das Ventil 112 ist geschlossen bei einem Signal, d.h. einem Luftdruck, der eine starke oder mittlere Belastung anzeigt und es wird betätigt aufgrund eines Luftdruckes, der eine leichte Belastung anzeigt. Das Ventil 114 ist offen bei einem Luftdruck, der eine starke Belastung anzeigt und es wird betätigt nach den Erfordernissen bei einem Luftdruck, der eine mittlere Belastung anzeigt und es wird geschlossen bei einem Luftdruck, der eine leichte Belastung anzeigt.
Die Einrichtung nach Fig. 7 kann vorteilhaft in Verbindung mit einem System verwendet werden, das Einrichtungen zur Steuerung der Temperatur der Luft aufweist, die durch die Öffnung 111 der Mischkammer 96 eintritt bzw. angesaugt wird, wenn immer das Ventil 114 geschlossen ist und das Ventil 112 seine voll geöffnete Position erreicht. Als Wärmeerzeuger können Lampen, wie oben beschrieben, verwendet werden.
Bei der eben in Verbindung mit der Einrichtung nach Fig. 7 beschriebenen Arbeitsweise kann ein etwas vereinfachtes Ventil benutzt werden. Die Druckkammern 99 und 100, die Leitungen 113 und 115 und die Ventile 112 und 114 können in diesem Fall weggelassen werden und die Rohrleitung 98 braucht nur zur Atmosphäre in dem Bereich geöffnet werden, in welchem die Druckkammern 99 und 100 in Fig. 7 gezeigt sind. In diesen öffnungen angeordnete, nicht gezeigte, Klappen können dann zur Steuerung der Luftströmung durch das Ventil benutzt werden. Wenn beide Klappen geöffnet sind und wenn beide Klappen geschlossen sind, wird der Strom der Primärluft annähernd gleichmäßig zwischen den beiden Ansaugkammern geteilt. Wenn eine Klappe geschlossen und die andere geöffnet ist, wird der Strom der Primärluft zur Seite der geschlossenen Klappe gelenkt.
Die beiden Kammern 96 und 97 nach Fig. 7 können als eine Einheit ausgefiShrt sein und die beiden Kanäle in dieser Einheit können entweder Seite an Seite oder übereinander angeordnet sein, abhängig von dem verfügbaren Platz innerhalb eines Luftraumes oder einer Luftkammer (plenum) des zu klimatisierenden Gebäudes.
Fig. 9 zeigt eine Ansaug-Einheit 125. Die Einheit 125 besteht aus einem Paar von Seite an Seite angeordneten Komponenten 126 und 127, die durch ein Blech oder eine Wand 128 voneinander getrennt sind. Durch eine Öffnung 129 kann Luft zwischen den Teilen 126 und 127 strömen, wie nachfolgend erläutert wird.
Wie Fig. 10 zeigt, erhält der Teil 126 konditionierte Luft aus einer Leitung 130 über einen Einlaß 131 und mit einer im wesentlichen konstanten Strömungsmenge mit Hilfe einer Steuerung durch ein Konstantvolumen-Ventil 132. Die Luft strömt vom Einlaß 131 durch einen Kanal 133, eine Verengungs-öffnung 134 und aus dieser in eine Kammer 135 und von dort heraus aus dem Teil 126 in den zu klimatisierenden Raum. Die Strömung der klimatisierten Luft, wie sie eben beschrieben wurde, saugt einen Luftstrom in die Kammer 135 aus Bereichen 136 außerhalb des Kanales 133, aber innerhalb des Gehäuses 126. Die Temperatur der Luft in den Bereichen 126 wird, wie noch erläutert wird, nach den Anforderungen verändert, um eine vorgegebene Temperatur in dem zu klimatisierenden Raum aufrecht zu erhalten.
Wie Fig. 11 zeigt, erhält der Teil oder das Gehäuse 127 klimatisierte Luft aus der Leitung 130 über einen Einlaß 137. Das Gehäuse 127 kann ferner re-zirkulierende Luft aus dem zu klimatisierenden Raum aufnehmen, wobei diese Luft aufwärts strömen kann, wie durch einen Pfeil angedeutet ist und zwar aus dem Raum in einen Durchgang 138. Schließlich kann das Gehäuse 127 erwärmte Luft aus einem darüberliegenden Raum oder einer Kammer erhalten oder von einer beheizten Luft-Rohrleitung (nicht gezeigt). Diese Luft tritt dann in das Gehäuse 127, wie durch einen Pfeil angedeutet, über einen Durchgang 139 ein. Der Strom der erwärmten Luft im Durchgang 139 wird durch darin angeordnete pneumatische Ventile 140 gesteuert, die handelsüblich käuflich sind. Der Strom der re-zirkulierenden Luft aus dem zu klimatisierenden Raum in den Durchgang 138 wird durch hierin angeordnete pneumatische Ventile 141 gesteuert, während der Strom der klimatisierten Luft vom Einlaß 137 durch einen Kanal 142 durch pneumatische Ventile 143, die in dem Kanal 142 angeordnet sind, gesteuert wird. Luft, die ins Innere des GehAuses 127 durch irgendeinen der Kanäle oder Durchgänge 138, 139 und 142 einströmt, wird bei Normalbetrieb der Anlage nur durch die Öffnung 129 (Fig. 9) abgeführt, von wo aus sie in die Bereiche 136 (Fig. 10) eintritt. Und dies ist die Luft, die durch den Strom der klimatisierten Luft, die durch die Verengung 134 strömt, in die Kammer 135 eingesaugt wird.
Die Temperatur der Luft im Gehäuse 127 (Fig. 11) wird durch die pneumatischen Ventile 140, 141 und 143 gesteuert. Beispielsweise sind bei schwerer klimatischer Belastung des zu klimatisierenden Raumes die Ventile 140 und 141 geschlossen und die Ventile 143 geöffnet, so daß die gesamte, dem Raum zugeführte Luft klimatisierte Luft ist. Wenn die Belastung abnimmt, werden die Ventile 143 und 141 gesteuert und entgegengesetzt betätigt, um eine gewünschte Kontroll-Temperatur aufrecht zu erhalten. Die Grenzbedingung bei dieser Betriebsweise ist erreicht, wenn die Ventile 143 geschlossen und die Ventile 141 voll geöffnet sind. Das Ventil 132,(Fig. 10) wird so eingestellt, daß der Strom an klimatisierter Luft durch den Kanal 133 die Mindest-Frischluftmenge liefert, die für die Ventilation erforderlich ist. Da die Ventile 141 und 143 entgegengesetzt betätigt werden, besteht die Wirkung dieser modulierten Betätigung darin, die dem zu klimatisierenden Raum zuzuführende Luftmenge konstant zu halten, jedoch die Anteile an re-zirkulierender Zimmerluft und klimatisierter Luft zu variieren. Hieraus folgt, daß wenn die Ventile 143 geschlossen und die Ventile 141 voll geöffnet sind, dem betreffenden Raum klimatisierte Luft in einer für die Ventilation erforderlichen Mindestmenge zugeführt wird. Wenn nun die klimatische Belastung weiter abnimmt, ist eine Aufheizung erforderlich. Dies wird erreicht, indem die Ventile 140 und 141 entgegengesetzt gesteuert betätigt werden bis die Ventile 141 geschlossen und die Ventile 140 vollgeöffnet sind (minimale klimatische Belastung des Raumes). Die Ventile 140 bleiben zweckmäßigerweise geschlossen außer wenn8|tgegengesetzt zu den Ventilen 141 betätigt werden und die Ventile 143 bleiben geschlossen außer wenn sie entgegengesetzt zu den Ventilen 141 betätigt werden.
Eine Steuereinrichtung der Art, wie sie in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben wurde, kann zur Steuerung des Betriebes der Ventile 140, 141 und 143 verwendet werden.
Die Ansaugkammer 125 bietet eine wirksame Kontrolle oder Steuerung der Temperatur des zu klimatisierenden Raumes trotz weiterer Veränderungen der klimatischen Belastung. Beispielsweise kann der Strom der klimatisierten Luft durch die Verengung 134 (Fig. 10) in einer Menge von 0,0055 m3/Minute und je 0,O9m2 Bodenfläche erfolgen (0,2 Kubikfuß/Minute und je Quadratfuß Bodenfläche) und er kann einen Luftstrom aus dem Bereich 136 ansaugen bzw.
induzieren in einer Menge von 0.011 m3/Minute und je 0,09 m2 Bodenfläche (0,4 Kubikfuß/Minute und je Quadratfuß Bodenfläche).
Wenn die klimatisierte Luft, die durch die Öffnung 34 strömt, eine Temperatur von etwa 100C (500F) hat und Luft mit 300C (850F) zur Verfügung steht, so ist die Einrichtung 125 in der Lage, Luft in einer Menge von z.B. 0,016 m3/Minute und je 0,09 m2 Bodenfläche zu liefern (0,6 Kubikfuß/Minute und je Quadratfuß Bodenfläche) und dis bei einer Temperatur zwischen etwa 100C (530F) und etwa 230C (730F).
Weitere Einzelheiten des Aufbaus der Anlage 125 sind in Fig.
12 dargestellt.
In Fig. 13 ist eine weitere Ausführungsform einer Ansaugeinheit gezeigt, die allgemein mit 144 bezeichnet ist. Die Einheit 144 besteht aus zwei Teilen 145 und 146, die praktisch gleich aufgebaut sind wie die Teile 126 und 127 (Figuren 9 - 11) der Einheit 125. Anstatt jedoch Seite an Seite angeordnet und durch eine Wand 128 getrennt zu sein, sind die Teile 145 und 146 räumlich voneinander getrennt und haben Stirnwände 147 und 148 mit Öffnungen 149 und 150, um zusammen mit einem zugehörigen flexiblen Teil 151 einen Luftstrom aus dem Teil oder Gehäuse 146 in den Teil oder das Gehäuse 145 zum Ansaugen und Mischen mit klimatisierter Luft zu ermöglichen, die dem zu klimatisierenden Raum zugeführt wird, wie oben in Verbindung mit der Wirkungsweise der Einrichtung 126, 127 beschrieben wurde.
Wie Fig. 14 zeigt, kann z.B. ein Gehäuse 146 über flexible Leitungen 152 und 153 mit jedem von zwei Gehäusen 145 und 145' operativ verbunden sein. Diese Anordnung hat Vorteile. Wie Fig.
14 zeigt, erhält das Gehäuse 146 klimatisierte Luft, je nach den Anforderungen aus seiner Rohrleitung 154, während die Gehäuse 145 und 145' klimatisierte Luft aus Rohrleitungen 155 bzw. 156 erhalten. In einer Anlage für einen Boden oder einen Teil eines Bodens eines Gebäudes, das eine Vielzahl von Bereichen oder Zonen umfaßt, ist die klimatische Belastung irgendeines bestimmten Bereiches oder eine Zone von Zeit zu Zeit stark veränderlich. Solche Veränderungen der Belastung machen, wie oben erläutert, oft eine Änderung der dieser Zone zugeführten klimatisierten Luftmenge erforderlich. Die Menge jedoch, in welcher nicht angesaugte klimatisierte Luft dem zu versorgenden Raum durch die Einheiten 145 und 145' zugeführt wird, bleibt konstant,unabhängig von Veränderungen der klimatischen Belastung. Veränderungen der Menge, in welcher total klimatisierte Luft dem betreffenden Raum zugeführt wird, um Änderungen der klimatischen Belastung auszugleichen, erfordern nur die Einheiten 146, von denen mehrere durch die Rohrleitung 144 miteinander verbunden sind. Der Druck in der Leitung 154 ist somit Veränderungen bei Laständerungen ausgesetzt. Da die Einheiten 145 und 145' klimatisierte Luft aus den Leitungen 155 und 156 erhalten und zwar eher als aus der Leitung 154 (sämtliche Leitungen sind normalerweise zu einer Hauptleitung zusammengefaßt), haben Veränderungen in der Zufuhr der klimatisierten Luft zum Ausgleich von Veränderungen der Belastung nur einen minimalen Effekt auf die Strömung der nicht induzierten klimatisierten Luft durch die Einheiten 145 und 145'. Diese minimalen Wirkungen können im wesentlichen eliminiert werden und ein System, das praktisch vollständig abgeglichen ist, kann durch Einsatz eines statischen Druckfühlers (nicht gezeigt) am stromaufwärtigen Ende der Leitung 154 und durch Steuerung eines nicht gezeigten Sneumatikventiles am stromabwärtigen Ende der Leitung 154 erreicht werden, um einen konstanten Druck am Druckfühler aufrecht zu erhalten. Ein noch genauerer Ausgleich kann erreicht werden durch Verwendung eines Konstantvolumen-Ventiles (nicht gezeigt) am stromaufwärtigen Ende von jeder der beiden Leitungen 155 und 156. Dieses Ventil kann so aufgebaut sein wie das Ventil 131 der Figuren 1, 2 und 8.
In der Praxis muß eine bestimmte Mindestzirkulation in einem Gebäude aufrecht erhalten werden. Diese Forderung besteht zusätzlich zu der Forderung an einer Mindestventilation (Frischluft). Das Klimatisierungssystem sollte auch in der Lage sein, unterschiedliche klimatische Belastungen in unterschiedlichen Bereichen eines Gebäudes im Rahmen eines bestimmten Umfanges auszugleichen, wie oben erläutert. In einer Zone! in der die Vorrichtung nach den Figuren 9 - 14 (und ebenso die nach den noch zu beschreibenden Figuren 15 und 16) benutzt wird, kann es sein, daß eine genügende Anzahl von Elementen, die zur Anpassung und zum Ausgleich von Belastungsänderungen vorgesehen sind, nicht ausreichen, um die Mindest-Luftbewegung zu erzeugen, die für eine gewünschte Zirkulation erforderlich ist. Deshalb kann eine Anzahl von Hilfseinheiten (nicht gezeigt) für den Einlaß von Luft in die Zimmer oder Räume vorgesehen werden, die geeignet mit den Ansaugkammern verbunden werden, um zusätzliche Zimmerluft anzusaugen und mit der klimatisierten Luft zu mischen. Diese Hilfsgeräte brauchen nicht gesteuert zu werden, sondern sie bleiben offen, so daß unter allen Belastungsbedingungen eine gewisse Luftströmung vorhanden ist. Die Verwendung dieser Hilfsgeräte stellt einen Kompromiß dar. Die Fähigkeit des Systems, sich veränderten Belastungen anzupassen bzw. diese auszugleichen, wird verringert, andererseits wird die Anzahl der Geräte, die in Verbindung mit den Figuren 9 bis 14 beschrieben wurde, reduziert, wodurch Kosten gespart werden können. In der Praxis wird man einen Ausgleich zwischen der Zahl dieser Geräte und der Hilfsgeräte suchen, derart, daß das System die auftretenden Laständerungen ausgleichen kann und darüber hinaus eine ausreichende Luftzirkulation gewährleistet ist, ohne daß mehr der ventilgesteuerten Einrichtungen, wie z.B.
die Einrichtung 127 von Fig. 11, als notwendig verwendet werden.
Die in Verbindung mit den Figuren 9 bis 14 beschriebene Anlage kann auch zusammen mit einer Decke bzw. einem Boden in Beton-Zellbauweise verwendet werden. (Eine solche Bauweise ist z.B.
in dem U.S. Patent Nr. 3 148 727 beschrieben). In einem solchen System sind mehrere linear verlaufende Zellen in einem Betonboden vorgesehen und geeignet als Leitungen für klimatisierte Luft gekoppelt. Einrichtungen für die Zufuhr von Ansauglauft, wie die Einrichtungen 126 oder 145 der Figuren 9 bis 14, die in der Decke darunter angeordnet sein können, können an eine dieser Luftleitungen, vorzugsweise über flexible Verbindungsstücke oder Schläuche angeschlossen sein. Steuergeräte in der Decke, wie die Geräte 127 oder 146 der Figuren 9 bis 14 können an dieselbe oder an eine andere dieser Luftleitungen angeschlossen sein. Bei getrennten Geräten, wie den Geräten 145 und 146 kann ein flexibles Verbindungsstück benutzt werden, wie oben anhand von Fig. 14 beschrieben wurde. Ein solches Klimatisierungssystem arbeitet ebenso und kann in derselben Weise gesteuert werden, wie das System, das anhand der Figuren 9 bis 14 beschrieben wurde.
Eine Ansaugeinheit, die funktionell den Einheiten der Figuren 9 bis 14 äquivalent ist, ist in Fig. 15 als Teil einer Betondeckenstruktur dargestellt. Die Struktur hat T-Träger 157, die z.B. durch nicht gezeigte Unterzüge abgestützt sind und die iheerseits einen gegossenen Betonboden 158 tragen. Die Träger 157 und die zugehörigen Teile bilden eine Decke für den Raum darunter, während sie den Boden 158 für den Raum darüber abstützen. Die Träger haben linke und rechte Schenkel 159 und 160 und zwischen diesen in Längsrichtung verlaufende Kanäle 161.
Ferner sind zwischen den Schenkeln 160 und 159 benachbarter Träger 157 längsverlaufende Kanäle 162 ausgebildet. Aus einer Leitung 163 wird klimatisierte Luft in einen Raum unterhalb der Träger 157 zugeführt. Die klimatisierte Luft strömt durch einen Einlaß 164, einen Durchgang 165, Drosselöffnungen 166 und eine Kammer 167 und aus dieser in den zu klimatisierenden Raum. Die Strömung der klimatisierten Luft durch die Düsen 166 induziert einen Luftstrom bzw. saugt einen Luftstrom aus Bereichen 168 in die Kammer 167 hinein an. Dieser induzierte Luftstrom erzeugt seinerseits eine Luftströmung durch einen Kanal 169, der wenn gewünscht durch pneumatische Ventile 170 gesteuert werden kann. Dieser Strom kann durch Durchgänge 171 und/oder 173 geführt werden, bei einer Steuerung durch pneumatische Ventile 172 und 174. Die durch den Durchgang 171 fliessende Luft ist re-zirkulierende Raumluft, die durch eine perforierte Platte 175 in den Kanal 171 einströmt. Die durch den Durchgang173 fliessende Luft ist klimatisierte Luft aus einer Leitung 176, die über einen Einlaß 177 zum Durchgang oder Kanal 173 fließt.
Durch geeignete Steuerung der Ventile 172 und 174, wobei die Ventile 170 voll geöffnet bleiben, kann die Einrichtung nach Fig. 15 so betätigt werden, daß sie z.B. 0,016 m3/Minute und je 0,09 m2 Bodenfläche (0,6 Kubikfuß/Minute und je Quadratfuß Bodenfläche) an primär klimatisierter Luft oder einer Mischung aus primär klimatisierter Luft mit re-zierkulierender Luft in in jedem Anteil liefert, bis zu zwei Volumenteile re-zirkulierender Luft je Volumenteil Primärluft. Diese Variation wird in der Weise durchgeführt, die oben anhand der Figuren 9 bis 12 beschrieben wurde. Die Vorrichtung kann ferner so betätigt werden, daß erwärmte Luft in die Bereiche 168 eingeleitet wird zur Mischung mit klimatisierter Luft in der Kammer 167 und zur Abgabe an den zu klimatisierenden Raum. Dies kann erreicht werden, indem erwärmte Luft in eine Kammer 178 aus einer nicht gezeigten Leitung eingeleitet wird, beispielsweise durch Umwälzen von Luft aus dem zu klimatisierenden Raum durch eine Heizeinrichtung oder einen Wärmetauscher und Einführung dieser Luft in die Kammer 178, wobei als Heizeinrichtung eine Heizspule oder ein Heizwiderstand vorgesehen sein kann (nicht gezeigt), oder es kann Sonnenenergie an den Fenstern hierzu benutzt werden, oder es kann irgendeine andere geeignete Heizeinrichtung verwendet werden. Diese erwärmte Luft strömt durch einen Durchgang 179, je nach den Erfordernissen und zwar mittels einer Steuerung durch pneumatische Ventile 180 und sie wird entweder allein oder in Form eines Gemisches mit Zimmerlauft verwendet, die durch den Durchgang 171 zirkuliert, wie dies bei einer niedrigen klimatischen Belastung der Fall ist. Eine Kammer 178' (links in Fig. 15) kann alternativ oder zusätzlich zu der Kammer 178 zur Aufnahme von erwärmter Luft dienen, unter entsprechender Verwendung von nicht gezeigten pneumatischen Ventilen.
Eine Trennung der Träger 157 in Längsrichtung, d.h. eine Unterteilung von benachbarten Zonen des Gebäudes hinsichtlich einer Klimatisierung kann durch senkrecht verlaufende Zwischenwände oder Platten in den Kanälen 162 erfolgen.
Eine weitere Ausführungsform einer Ansaug- oder Induktionseinheit nach der Erfindung ist in Fig. 16 dargestellt und allgemein mit 181 bezeichnet. Die Einheit 181 umfaßt eine Ansaugeinrichtung 182 sowie Teile 183 und 184, die funktionell dem Teil 127 nach Fig. 11 und dem Teil 146 nach den Figuren 13 und 14 äquivalent sind.
Die Ansaugeinrichtung 182 nach Fig. 16 hat einen Kanal 185 mit praktisch senkrecht verlaufenden Seitenwänden 186 sowie einen Steg 187 mit einer Vielzahl von quer verlaufenden Flügeln 188, von denen jeder um seine Längsachse drehbar ist zur Steuerung der Luftströmung. Im Betrieb strömt klimatisierte Luft aus einer Leitung 189 durch eine Verengung 190 ins Innere des Kanales und von dort zwischen den Flügeln 188 hindurch in den zu klimatisierenden Raum hinein, wie durch die Pfeile angedeutet ist. Die Strömung der Primärluft durch die Verengung 190 induziert bzw.
saugt einen Luftstrom ins Innere des Kanales 185 durch die Öffnungen 191, von denen eine in Fig. 16 gezeigt ist und diese angesaugte Luft wird mit der klimatisierten Luft gemischt und in den zu versorgenden Raum eingeleitet. Die angesaugte Luft strömt aus den Gehäusen oder Einheiten 183 und 184 über flexible Leitungen 192 und 193 zu den öffnungen 191.
Wie gesagt, die Teile 183 und 184 sind funktionel äquivalent zu dem Teil 127 nach Fig. 11 oder dem Teil 146 nach den Figuren 13 und 14. Die Teile 183 und 184 können nahezu identisch mit dem Teil 127 ausgeführt werden (abgesehen von Modifikationen, die zur Anpassung an die Einheit 181 erforderlich sind) unter Verwendung einer separaten Leitung für klimatisierte Luft, (nicht gezeigt) ähnlich der Leitung 130 (Fig. 11) für jede der Einheiten 183 und 184. Bei der in Fig. 16 dargestellten Ausführungsform erhalten die Einheiten 183 und 184 jedoch klimatisierte Luft, wenn erforderlich, aus der Leitung 189 über flexible Verbindungsleitungen 194 und 195. Die Einheit 181 ermöglicht eine Zonen-Temperaturkontrolle oder Temperatursteuerung durch Entnahme von klimatisierter Luft aus der Leitung 189, Raumluft oder Mischungen von beiden, erwärmte Luft oder Mischungen aus Raumluft (Zimmerluft) und erwärmter Luft durch in Fig. 16 nicht gezeigte Kanäle, und zwar mit Hilfe einer Steuerung durch pneumatische Ventile (in Fig. 16 nicht dargestellt).
Eine Trennung von benachbarten Klimatisierungszonen in der Einheit 181 erfordert nur ein Zwischenblech, das senkrecht nach oben von dem Steg 187 im Kanal 185 und wenigstens bis zur Höhe der Verengung 190 verläuft, jedoch nicht so hoch, daß irgendeine Störung der Strömung der klimatisierten Luft in der Leitung 189 erfolgt.
Fig. 17 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die allgemein mit 1977bezeichnet ist. Die Einheit 197 umfaßt eine Luftzufuhreinrichtung 198, die ähnlich der Einrichtung 182 von Fig. 16 ist, die jedoch keine Verengung hat und keine Luft ansaugt. Die Einrichtung oder Kammer 198 wirkt auch nicht als Zufuhrleitung für klimatisierte Luft. Statt dessen wird die gesamte Luft, die in die Kammer 198 zur Abgabe in den zu klimatisierenden Raum eintritt, mit Hilfe von Gebläsen 199 zugeführt. Die Gebläse saugen Luft über flexible Verbindungsleitungen 200 an aus Gehäusen oder Steuereinheiten 201, die ähnlich den Einheiten 183 und 184 nach Fig. 16 oder den Einheiten 127 und 146 nach den Figuren 11, 13 und 14 aufgebaut sind. Die Einheiten 201 werden über Leitungen 202 mit klimatisierter Luft versorgt, wobei diese Leitungen 202 die einzige Quelle für klimatisierte Luft für die Einleitung in den entsprechenden Raum oder das Zimmer darstellen.
Für eine Zonen-Ventilation, für eine Zirkulation und eine Temperatursteuerung liefern die Einheiten 201 der Kammer 198 klimatisierte Luft aus den Rohren 202 zusammen mit Zimmerluft, erwärmter Luft oder Gemischen aus Zimmerluft und erwärmter Luft über in Fig. 17 nicht gezeigte Leitungen oder Kanäle und mittels einer Steuerung durch pneumatische (nicht dargestellte) Ventile. Ist es beispielsweise erwünscht, 0,016 m3/ Minute und te 0,09 m2 Bodenfläche (0,6 Kubikfuß/Minute und je Quadratfuß Bodenfläche) Gesamtluftmenge in die betreffende Zone einzuspeisen, bei einem Minimum von 0,0027 m3/ Minute und je 0,09 m2 Bodenfläche (0,1 Kubikfuß je Minute und je Quadratfuß Bodenfläche) an klimatisierter Luft, die für die Ventilation erforderlich ist. Die Gebläse 199 liefern die gewünscht Luftmenge, so daß der betreffenden Zone 0,016 m3/Minute und je 0,09 m2 Bodenfläche Luft zugeführt werden können. Die pneumatischen Ventile können entsprechend eingestellt oder geregelt werden, so daß klimatisierte Luft, Zimmerluft und erwärmte Luft beispielsweise in folgenden Mengen zugeführt werden kann, 0,0027 bis 0,0135 m3 klimatisierte Luft je Minute (0,1 bis 0,5 Kubikfuß je Minute); 0 bis 0,0135 m3 Zimmerluft je Minute (0 bis 0,5 Kubikfuß je Minute); und 0 bis 0,0135 m3 erwärmte Luft je Minute (0 bis 0,5 Kubikfuß je Minute). Bei maximaler Klimabelastung können so z.B. 0,008 m3 klimatisierte Luft je Minute (0,3 Kubikfuß je Minute) mit 0,008 m3 Zimmerluft je Minute gemischt werden und dem betreffenden Raum oder der betreffenden Zone zugeführt werden; bei mittlerer Klimabelastung können 0,0027 m3 je Minute klimatisierte Luft (0,1 Kubikfuß je Minute) mit 0,0135 m3 Zimmerluft je Minute (0,5 Kubikfuß je Minute) gemischt und abgegeben werden und bei niedrigster Belastung können 0,0027 m3 je Minute klimatisierte Luft mit 0,0135 M3 je Minute erwärmte Luft gemischt und in den zu klimatisierenden Raum eingeleitet werden. Bei Belastungen zwischen Maximum und einem Zwischenwert und zwischen dem Zwischenwert und Minimum können die pneumatischep Ventile entsprechend abgestimmt eingestellt werden, um andere Mengen und Anteile an klimatisietter Luft und Zimmerluft, an klimatisierter Luft, Zimmerluft und erwärmter Luft zu mischen und zu liefern, wobei die Gesamt-Luftmenge stets 0,016 m3 je Minute (0,6 Kubikfuß je Minute) sein kann. Bei Belastungen zwischen mittel und Minimum bleibt der Anteil an klimatisierter Luft in jedem Fall bei wenigstens 0,0027 m3 je Minute (0,1 Kubikfuß je Minute), d.h. der Mindestmenge für die erforderliche Ventilation.
Die Vorrichtung nach Fig. 17, die statt der Ansaugung Gebläse verwendet, reduziert die gesamte für die Bewegung und den Transport der Luft in dem System erforderliche Energie trotz der zum Antrieb der Gebläse 199 erforderlichen Energie. Teilweise ist dies deshalb der Fall, weil keiner der Luftströme durch eine Verengung hindurchströmen muß und teilweise ist es auf die geringere Größe der Zufuhrleitung für din klimatisierten Luftstrom aufwärts von dem System zurückzuführen.
Die Figuren 18 und 19 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Die gezeigte Einheit, die allgemein mit 210 bezeichnet ist, ist ähnlich der Einheit 197 von Fig. 17, ohne daß jedoch in ihren Einheiten 211 Einrichtungen für die Zufuhr von Außenluft oder anderer erwärmter Luft in die Zufuhrkammer 212 vorgesehen sind. Die Einheit 210 umfaßt flexible Leitungen 213, welche die Teile oder Gehäuse 211 mit der Zufuhrkammer 212 verbinden. Ferner sind Gebläse 214 vorgesehen, um die Luft aus den Gehäusen 211 zur Kammer 212 zu fördern. Primärluft wird durch Leitungen 216, die mit den Gehäusen 211 verbunden sind, zugeführt.
Wie Fig. 19 zeigt, steht die Leitung 216 in Verbindung mit dem Innenraum des Gehäuses 211 und zwar über einen Durchgang 217, der durch ein pneumatisches Ventil 218 gesteuert wird.
Die untere Seite des Gehäuses 211 ist offen und bildet einen Einlaß 219 für Zimmerluft. Ein konstantes Volumen an klimatisierter Luft und/oder Zimmerluft wird aus jedem Gehäuse 211 an die Zufuhrkammer 212 über das jeweilige Gebläse 214 und ein Konstantvolumen-Ventil 212 geliefert, das zwischen dem Gehäuse 211 und der Zufuhrkammer 212 angeordnet ist. Die relativen Anteile an klimatisierter Luft und Zimmerluft, die durch die flexiblen Leitungen 213 in die Kammer 212 eingeführt werden, sind somit allein durch das pneumatische Ventil 218 steuerbar. Ist das Ventil 218 weit geöffnet, so wird eine maximale Menge an klimatisierter Luft dem betreffenden Raum zugeführt, mit der eine minimale Menge an Zimmerluft gemischt ist. Wenn ein Widerstand (nicht gezeigt) in dem Einlaß 219 angeordnet ist, kann selbstverständlich der Strom der Zimmerluft praktisch bis auf Null reduziert werden, wenn das Ventil 218 in offener Stellung ist. Wenn das Ventil 218 in vollständicj geschlossener Stellung ist, so besteht der dem betreffenden Raum zugeführte Luftstrom vollständig aus re-zirkulierender I,aurnluft, um die erforderliche Zirkulation in dem betreffenden Raum oder der betreffenden Zone ohne Erwärmung oder Kühlung herbeizuführen. Wenn ein Mindeststrom an klimatisierter Luft für die Ventilation erforderlich ist, kann das Ventil 218 so eingestellt oder gesteuert werden, daß die klimatisierte Luft nicht unter die Mindestmenge bzw. Mindestströmung fällt.
Die Steuerung für das pneumatische Ventil 218 kann in konventioneller Weise ausgelegt sein, beispielsweise kann ein Thermostat 222 im Weg der Zimmerluft-Strömung vorgesehen sein, da immer etwas Luft durch den Einlaß 219 strömt. Die Ausführungsform nach den Figuren 18 und 19 bietet somit eine variable Luftströmung unter Verwendung von nur einem pneumatischen Ventil.
Bei einem System, das eine Wiederaufheizung der klimatisierten Luft umfaßt oder bei einem System, das sowohl eine Beheizung als auch eine Kühlung eines Raumes umfaßt, kann eine zusätzliche mit einem Ventil versehene Öffnung (nicht gezeigt) vorgesehen werden, um erwärmte Luft zuzuführen. Hierzu eignet sich z.B. eine Einrichtung ähnlich der Einrichtung 127 nach Fig. 11 oder der Einrichtung 201 nach Fig. 17, außer daß der Einlaß für die Zimmerluft ständig offen ist und daß ein Konstantvolumen-Ventil wie das Ventil 221 von Fig. 19 zwischen der Steuereinheit und der Luftzufuhrkammer angeordnet wäre. Wenn die Zufuhr der klimatisierten Luft und der erwärmten Luft beide regulierbar sind, so ist keine Ventilsteuerung für die Zimmerluft erforderlich. Bei maximaler Klimabelastung, beippielsweise wäre das Ventil für die klimatisierte Luft weit geöffnet und das Ventil für die erwärmte Luft vollständig geschlossen, während bei minimaler Klimabelastung das Ventil für die klimatisierte Luft nur so weit geöffnet ist, wie es für die Mindestventilation erforderlich ist, wogegen das Ventil für die Warmluft voll geöffnet ist (es wäre dann keine klimatisierte Luft erforderlich, wenn frische, erwärmte Luft zugeführt wird). Bei einer dazwischenliegenden Belastung wäre das Ventil für die klimatisierte Luft so weit offen, wie für die Mindestventilation erforderlich ist, wobei der Rest des Luftstromes durch die Raumluft über die Einlässe der Raumluft oder Zimmerluft geliefert wird. Bei Klimabelastungen zwischen Maximum und Mittel, sowie Mittel und Minimum werden veränderliche Anteile an klimatisierter Luft sowie Zimmerluft und an Zimmerluft sowie erwärmter Luft vorgesehen durch entsprechende Einstellung der Ventile für die klimatisierte Luft und für die erwärmte Luft.
Fig. 20 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Steuereinheit 226 für die Belieferung einer Zufuhrkammer, wie die Kammer 212 nach Fig. 18 mit klimatisierter Luft. Die Einheit 226 ist an eine Leitung 227 für klimatisierte Luft, eine Leitung 228 für Heißluft und an eine Speiseleitung 229 für die Abfuhr von Luft angeschlossen, wobei die letztere z.B. mit einer Kammer, wie die Kammer 212 nach Fig. 18 verbunden ist, und außerdem ein Gebläse zwischen der Einheit 226 und der nicht gezeigten Zufuhrkammer (aus der die Luft in den zu klimatisierenden Raum eingeführt wird) vorgesehen ist. Die Einheit 226 hat ferner Kanäle 230 und 231 für ein Eintritt von Außenluft (plenum air) und Zimmerluft. Pneumatische Ventile 232, 233, 234 und 235 steuern entsprechend den Strom der klimatisierten Luft, der Zimmerluft, der Warmluft und der Außenluft in die Einheit 226.
Die letztere ist in der Lage, einen gegebenen Bereich oder eine Zone in vollem Umfang zu kühlen und zu heizen. Sie kann mit oder ohne Wiederaufheizung der klimatisierten Luft durch Außenluft (plenum air) während der Klimati~sierung betrieben werden, wie oben in Verbindung mit anderen Ausführungsformen beschrieben.
Die über Rohrleitungen kommende Heißluft wird jedoch nicht zur Wiederaufwärmung der klimatisierten Luft verwendet.
In einer bevorzugten Arbeitsweise der Einheit 226 sind nie mehr als zwei der Ventile 232 bis 235 gleichzeitig geöffnet. Die Temperaturen der Luft, die in die Einheit 226 eintritt, können beispielsweise 100C (500F) für die klimatisierte Luft, 240C (750F) für die Zimmerluft, 300C (850F) für die Außenluft (plenum air) und 43°C (110°F) für die Heißluft betragen. Bei Temperaturbedingungen, die sich von maximaler Kühlung auf einen Zwischenwert ändern, können die Ventile 232 und 233 für klimatisierte Luft und Zimmerluft eingestellt werden, derart, daß sie nur klimatisierte Luft, Mischungen aus klimatisierter Luft und Zimmerluft sowie nur Zimmerluft liefern.
Selbstverständlich kann hierbei auch das Ventil 232 so weit bis zu einem kleinen Maß offen bleiben, daß auch unter diesen Bedingungen eine Mindestventilation vorhanden ist.
Bei Temperaturbedingungen zwischen diesem ersten Zwischenwert und einem zweiten Zwischenwert können die Ventile 233 und 235 für die Zimmerluft und für die Außenluft so eingestellt werden, daß die Luftversorgung variiert von reiner Zimmerluft oder Raumluft über Mischungen aus Zimmerluft und Außenluft bis zu reiner Außenluft. Auch hier kann ein Mindeststrom an klimatisierter Luft beibehalten werden, um eine Ventilation aufrecht zu erhalten.
Bei Temperaturbedingungen, die sich von dem zweiten Zwischenwert bis zur maximalen Heizung ändern, können die Ventile 235 und 234 für Außenluft und für Heißluft entsprechend eingestellt werden. Die so über die Einheit 226 dem zu klimatisierenden Raum zugeführte Luft kann variieren von reiner Außenluft, über Mischungen aus Außenluft und Heißluft bis zu reiner Heißluft. Um eine Mindestventilation under dieser Bedingung beizubehalten, kann das Ventil 234 für die Heißluft um ein kleines Maß offen bleiben, auch wenn nur eine minimale Heizung erforderlich ist. Bei diesem letztgenannten Zustand, wenn also die Außenluft normalerweise die gesamt zuzuführende Luft mit der richtigen Temperatur zur Erwärmung des Raumes oder der Zone liefert, kann das Ventil 233 für Zimmerluft etwas geöffnet werden, um die Menge an EIeißluft, die für die Ventilation zugeführt wird, auszugleichen.
Ein System, das die Steuereinheit 226 verwendet, ermöglicht eine Heizung, eine Ventilation und eine Klimatisierung für einen Raum oder eine Zone eines Gebäudes in vollem Umfang.
Durch Verwendung üblicher thermostatbetätigter Steueranlagen können die verschiedenen Zonen eines Gebäudes individuell leistungsfähig und wirtschaftlich hinsichtlich der Temperatur gesteuert werden unter Verwendung von kalter Luft und heißer Luft, die aus zentralen Quellen kommen und den verschiedenen Zonen zugeführt werden.
Fig. 21 zeigt eine Klimatisiervorrichtung 264 insbesondere zum Klimatisieren einer Außenzone eines Gebäudes im Gegensatz zu einem inneren Bereich. Die Vorrichtung 264 erhält Primärluft aus einer Leitung 265 in einer Menge, die durch ein pneumatisches Ventil 266 in einer Verbindungsleitung 267 gesteuert wird. Die Primärluft, die in die Vorrichtung 264 eintritt, wird mit wieder umgewälzter Raumluft gemischt, die in die Vorrichtung durch eine Öffnung 268 in einer Decke 269 über dem betreffenden Raum sowie durch eine Öffnung 270 in die Vorrichtung 264 einfließt. Die Öffnung 268 ist geeignet verengt, so daß die Anteile an klimatisierter Luft und re-zirkulierender Warmluft durch das Ventil 266 reguliert werden können. Das so entstehende Gemisch strömt nach links in Fig. 21, wie durch einen Pfeil angedeutet und zwar über eine Heizwicklung 271 zum Einlaß eines Gebläses 272 und sie wird durch das Gebläse 272 in eine Rohrleitung 273 gedrückt, durch die das Luftgemisch zu einem Anschlußraum 274 strömt, aus dem es in den zu klimatisierenden Raum eintritt.
Wenn beim Betrieb der Vorrichtung 264 die klimatische Belastung zwischen einer maximalen Last und einer Zwischenlast sich ändert (bei der die Mindestströmung an klimatisierter Primärluft, die für die Ventilation erforderlich ist, gerade ausreicht, um Wärmegewinne aufzuheben) wird das pneumatische Ventil 266 zur Regelung der Menge an Primärluft benutzt, die der Vorrichtung 264 zugeführt wird, um eine Kontrolltemperatur in dem betreffenden Raum aufrecht zu erhalten. Das Ventil kann durch einen Temperatur-Fühler 275 gesteuert werden, der mehr die Belastung als die Temperaturdifferenz aufnimmt und eine Betätigungseinrichtung 276 ansteuert, um das Ventil 266 zu steuern. Der Temperaturfühler 275 kann beispielsweise von dem Typ sein, wie er oben in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben wurde.
Die Vorrichtung 264 umfaßt ferner eine Rückleitung 277, durch die Entlüftungs-Luft aus dem Raum in derselben Menge abgeführt wird, in welcher Primärluft in den Raum aus der Leitung 274 als Teil des von dort kommenden Gemisches eintritt. Die Entlüftungsluft aus dem Raum erreicht die Leitung 277, indem sie durch das Innere eines Beleuchtungskörpers 278 und eine nicht gezeigte Öffnung in dessen Reflektor strömt, der mit der Leitung 277 in Verbindung steht. Da die Menge, in der die Primärluft der Vorrichtung 264 zugeführt wird, entweder das für die Ventilation erforderliche Minimum oder um einen Betrag größer als das Minimum ist, der sich als direkte Funktion der klimatischen Belastung ändert, ist die Menge, in der die Entlüftungsluft den Raum über die Leitung 277 verläßt, entweder das Minimum oder mehr als das Minimum um einen Betrag, der als direkte Funktion der klimatischen Belastung variiert.
Als Folge davon, daß Entlüftungsluft den Raum verläßt, indem sie durch den Beleuchtungskörper 278 strömt und daß ihre Menge sich als direkte Funktion der Klimabelastung darstellt, wird durch die Vorrichtung 264 der Anteil an Beleuchtungswärme, der von dem Gebäude zurückgeworfen wird, verändert, immer wenn die çesamtbelastung größer als das Minimum ist, bei welchem die Mindest-Primärluftmenge, die für die Ventilation erforderlich ist, wenigstens ausreicht, um dem gesamten Wärmegewinn entgegenzuwirken und zwar als direkte Funktion der Klimabelastung.
Die über die Leitung 277uabgeführte Rückluft kann wegen ihrer niedrigen Feuchtigkeit vorteilhaft in Verbindung mit der Regenerierung einer wässrigen hygroskopischen Lösung aus einem chemischen Entfeuchter (nicht gezeigt) verwendet werden oder in Verbindung mit dem Betrieb eines Verdunstungs-Khlers (nicht gezeigt).
Fig. 22 zeigt eine Vorrichtung 279 mit drei Einlässen, einem Einlaß 280, durch den klimatisierte Luft aus einer Leitung 281 in die Vorrichtung 279 eintritt, einem Einlaß 282, durch den Außenluft in die Vorrichtung 279 eintritt und einem Einlaß 282, durch den re-zirkulierende Raumluft in die Vorrichtung 279 eintreten kann. Der Strom der klimatisierten Luft durch den Einlaß 280, derjenige der Außenluft durch den Einlaß 282 und derjenige der Raumluft durch den Einlaß 283 wird entsprechend durch pneumatische Ventile 284, 285 und 286 reguliert.
Hierbei wird ein Gemisch aus Primärluft mit re-zirkulierender Luft von außen oder aus einer Luftkammer (plenum), re-zirkulierender Luft aus dem betreffenden Raum oder Zimmer, oder ein Gemisch aus beiden, in die Vorrichtung 269 eingeleitet.
Dieses Gemisch strömt nach links in Fig. 22 zum Einlaß eines Gebläses 287. Das Gebläse 287 drückt das Gemisch durch eine Leitung 288 und ein Anschlußstück 289, von wo aus die Luft in eine Zone 290 eines Gebäudes eintritt.
Die Entlüftungsluft verläßt die Zone 290 in der Menge, in der Primärluft aus der Leitung 288 in die Zone 290 eintritt, und sie fließt durch einen Beleuchtungskörper 291 und eine Leitung 292 ab. Die Vorrichtung 279 kann vorteilhaft in den inneren Zonen von Gebäuden verwendet werden, in welchen die Vorrichtung 264 (Fig. 21) für die Außenzonen benutzt wird. In diesem Fall können die Entlüftungsluft in der Leitung 277 und die Entlüftungsluft in der Leitung 292 zusammengefaßt und wie oben beschrieben verwendet werden.
Die pneumatischen Ventile 284, 285 und 286 können durch Betätigungseinrichtungen 293, 294 und 295 entsprechend betätigt und durch einen Temperaturfühler 296 gesteuert werden, der von demselben Typ sein kann, wie oben in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben wurde und der ein Signal erzeugt, das sich als Funktion der Klimabelastung ändert. Im Betrieb, wenn die Klimabelastung in der Zone 290 sich von einem Maximum zu einer mittleren Belastung ändert, bei der die Mindestströmung an Primärluft, die für die Ventilation erforderlich ist, gerade ausreicht, dem gesamten Wärmegewinn entgegenzuwirken, wird das Ventil 284 je nach Anforderung betätigt, um eine vorgegebene Temperatur aufrecht zu erhalten. Wenn sich die Last innerhalb dieser Grenzen ändert, bleibt das Ventil 285 geschlossen, so daß keine Luftströmung aus der Zone 290 durch die Öffnung 297 in den Beleuchtungskörper 299 und eine Luftkammer 298 (plenum) erfolgt. Das Ventil 286 kann offen bleiben, weil das Gebläse 287 ein im wesentlichen konstantes Volumen an Luft abgibt, das die gesamte Primärluft vom Ventil 284 und genug Luft aus dem Raum oder der Zone 290 umfaßt, um die Kapazität des Gebläses auszufüllen. Wenn die Klimabelastung in der Zone 290 schwächer ist als die mittlere Belastung, geht das Ventil 284 in und bleibt in der Stellung, in der der Vorrichtung 279 der Mindeststrom an Primärluft, der für die Ventilation notwendig ist, zugeführt wird. Wegen der konstanten Abgabe des Gebläses 287 besteht eine beträchtliche Flexibilität in der Weise, in welcher die Temperatur geregelt wird, wenn die Klimabelastung niedriger als der mittlere Belastungswert ist. Beispielsweise kann das Ventil 286 offen bleiben, während das Ventil 285 zwischen vollständig geschlossener und vollständig geöffneter Stellung je nach Anforderung variiert und eingestellt wird, um die Temperatur im Raum oder in der Zone 290 zu regeln. Wenn das Ventil 285 offen ist, wird ein Luftstrom aus dem Raum 298 in die Vorrichtung 279 induziert bzw. durch die Öffnung 282 angesaugt und es wird ferner ein Luftstrom aus der Zone 290 durch die Öffnung 297 der Beleuchtungseinrichtung 291 induziert bzw. angesaugt, der in den Raum 298 strömt. Diese Luft wird beim Durchgang durch die Beleuchtungseinrichtung 291 erwärmt, so daß die Luft, die in die Vorrichtung 279 durch die Öffnung 282 eintritt, eine Erwärmung zur Folge hat, in einem Umfang, der von der Menge an Luft abhängt, die durch die öffnung 282 fließt und von den realtiven Anteilen an Luft, die durch die Öffnungen 282 und 283 eintreten. Wenn die Klimabelastung ausreichend niedrig ist, daß mehr Erwärmung erforderlich ist, als vorgesehen ist, wenn die Ventile 285 und 286 voll geöffnet sind, so kann eine stärkere Erwärmung erreicht werden durch Drosselung des Ventiles 286, wobei die Grenze die vollständig geschlossene Stellung dieses Ventiles bei voll geöffnetem Ventil 285 ist.
Zwischen der Vorrichtung 279 nach Fig. 22 und der Vorrichtung 264 nach Fig. 21 besteht ein Unterschied. Bei der Vorrichtung 264 sind keine Mittel vorgesehen, um Beleuchtungswärme während den Perioden niedriger Belastung auszunutzen. Statt dessen ist die Heizschlange oder -spule 271 für diesen Zweck vorgesehen, die erwärmtes Wasser aus einer Leitung 299 erhält, wenn dies erforderlich ist, die durch den Temperatur-Fühler 275 angedeutet ist, der ein Beipaßventil 300 einstellt, um die erforderliche Aufheizung zu bewirken. Das warme oder heiße Wasser strömt aus dem Ventil 300 oder aus der Heizschlange 271 über eine Rückleitung 301 zurück.
Fig. 23 zeigt eine Klimatisiervorrichtung 305, die im Aufbau ähnlich und in der Funktion praktisch identisch mit der Vorrichtung 264 nach Fig. 21 ist, wobei der Unterschied zwischen der Vorrichtung 305 und der Vorrichtung 264 in der Weise liegt, in welcher der Eintritt der Primärluft reguliert wird. Anstatt der pneumatischen Ventile 266 der Vorrichtung 264 nach Fig. 11 verwendet die Vorrichtung 305 eine Klimaluftsteuerung 306, die ein Fluidventil 307 aufweist ähnlich dem Ventil 95 nach Fig. 7 sowie ein Kegelventil 308, das durch einen Luftbalg 309 betätigt wird. Die Steuereinheit 306 ist bekannt und kommerziell verfügbar. Fig. 23 zeigt ihre Verwendung in einem System nach der Erfindung.
Primärluft strömt aus einer Leitung 310 in eine Kammer 311. Ferner strömt klimatisierte Luft, die unter einem positiven Druck steht, durch eine Leitung 312 und in das Ventil 307, wo sie zur Steuerung des Kegelventiles 308 benutzt wird. Klimatisierte Luft aus der Kammer 311 strömt durch das Ventil 308, in eine zweite Kammer 313, durch eine Leitung 314 und in einen Mischbereich 315 ein.
Das Kegelventil 308 schliesst und öffnet die Füllung und Leerung des Luftbalges 309. Eine kleine Menge an Primärluft wird über die Leitung 312 dem Ventil 307 zugeführt, von wo aus sie entweder über ein unteres Rohr 316 oder direkt über ein oberes Rohr 317 in den Balg 309 eingespeist wird, um diesen aufzublasen bzw. zu füllen. In dem Ventil 307 sind Öffnungen ausgebildet, durch die eine Verbindung zu den Innenräumen 318 und 319 einer Rohrleitung 320 besteht. Das Ventil 307 wird durch eine Klappe oder einen selbsttätigen Thermostaten 321 gesteuert, der die Temperatur der zu klimatisierenden Zone abfühlt und einen entsprechenden Luft-Steuerstrom durch das untere Rohr 316 oder durch das obere Rohr 317 leitet, um den Luftbalg 309 aufzublasen. Die Klappe 321 kann durch ein nicht gezeigtes Bimetall-Element zwischen zwei Positionen betätigt werden. Eine, in der Luft durch die Rohrleitung 320 von der Klappe 321 und dem Raum 319 in das Ventil 307 strömen kann, während eine Strömung durch den Raum 318verhindert wird, und eine zweite Stellung, in der Luft durch die Rohrleitung 320 von der Klappe 321 aus durch den Raum 318 in das Ventil 3o7 einströmen kann, während eine Strömung durch den Raum 319 verhindert wird. Eine solche Bewegung der Klappe 321 lenkt Luft durch das obere Rohr 317, wenn die Temperatur der Zone zu niedrig ist, und durch das untere Rohr 316, wenn die Temperatur der Zone zu hoch ist.
Damit eine Mindestströmung an klimatisierter Luft ständig in dem Mischbereich 315 der Einrichtung 305 aufrechterhalten wird, ist in der Steuereinheit 3o6 ein Begrenzungsanschlag 322 zweckmässigerweise vorgesehen, um zu verhindern, dass das Kegelventil 308 vollständig schliesat. Die Steuereinheit 306 umfaßt eine Konstantdruck-Steuerung 324, die an den Luftbalg 39 über eine Leitung 325 angeschlossen ist. Klimatisierte Luft tritt in die Drucksteuerung 324 über eine Leitung 326 ein und strömt$ ausser wenn der Balg voll gegen den Anschlag 322 aufgeblasen ist, von der Drucksteuerung 324 durch die Leitung 325, um den Balg 3o9 nach Bedarf zu modulieren bzw.
aufzublasen, um Veränderungen von Druck und Geschwindigkeit der Primärluft zu kompensieren.
Rezirkulierende Zierluft tritt in den Mischbereich 315 der Klimaeinriohtung 305 über eine Öffnung 327 ein, nachdem sie aus einem Raum oder Zimmer durch eine Öffnung 327a in eine Luftkammer geströmt ist. Diese rezirkulierende Zimmerluft wird dann geeignet mit klimatisierter Luft gemischt, ie bei der Vorrichtung 264 nach Fig. 21, und sie strömt dann durch eine Kammer 328 und ein Gebläse 329 zu einem Endstück 330, aus welchem sie in den zu klimatisierenden Raum abgegeben wird. Eine der Öffnungen 327 oder 327a ist geeignet verengt, so das die proportionale Mischung von klimatisierter Luft und rezirkulierender Luft allein durch das Ventil 308 gesteuert werden kann. Wie bei den obigen Ausführungsformen wird durch die klimatisierte Luft, die in den betreffenden Raum über das Endstück 33o eintritt, eine gleiche Menge an Zimmerluft verdrängt, die durch eine Beleuchtungseinrichtung 321 hindurchströmt und über eine Leitung 332 zu einer zentralen Klimatisiereinheit zurückkehrt. Diese verdrängte durch die Beleuchtungseinrichtung erwärmte Luft kann, wie oben beschrieben, in Verbindung mit anderen Ausführungsformen weiter ausgenutzt werden.
Wie bei der Vorrichtung 264 nach Fig. 21 sind bei der Vorrichtung 305 keine Mittel vorgesehen, um Beleuchtungswärme zur Wiedererwärmung von klimatisierter Luft während der Perioden einer niedrigen Belastung auszunutzen. Für diesen Zweck dient eine Heizschlange 333, die über eine Leitung 333a bei Bedarf Warmwasser erhält, wozu ein Temperaturfühler 334 vorgesehen ist, der ein Beipass-Ventil 335 einstellt, um die erforderliche Wiederaufheizung zu bewirken. Das erwärmte Wasser strömt aus dem Ventil 335 oder aus der Heizschlange 333 über eine Rückleitung 336 zurück.
Fig. 24 zeigt eine Klimatisiereinrichtung 340 ähnlich der Vorrichtung 279 nach Fig. 22. Die Vorrichtung 340 hat eine Öffnung 341 zur Aufnahme von klimatisierter Luft aus einer Leitung 341a, eine Öffnung 342 zur Aufnahme von rezirkulierender Zimmerluft und eine Öffnung 343 zur Aufnahme von Aussenluft (plenum air). Es ist ferner eine Öffnugn 342a vorgesehen, um sicherzustellen, dass ein kleiner Strom an Zimmerluft durch die Öffnung 342 strömt, um die Raumtemperatur messen zu können. Der Eintritt von klimatisierter Luft, Zimmerluft und Aussenluft (die Aussenluft kann aus dem Raum ausserhalb der Vorrichtung kommen, sie kommt jedoch nicht aus dem zu klimatisierenden Raum) in einen zentralen Mischbereich 344 wird durch Kegel-Balg-Ventile 345, 346 und 347 entsprechend gesteuert, ähnlich dem Ventil 308 von Fig. 23. Eine Steuerung der Primärluft wird durch eine Steuereinheit 348 erreicht, die identisch mit der Einheit 306 der Vorrichtung 305 ist, ausser dass Rohrleitungen 349 und 350 stromabwärts eines Fluid-Ventiles 351 vorgesehen sind, die an einer Verbindungsstelle 352 zusammengefasst sind und in ein zweites Fluid-Ventil 353 münden. Aus dem Ventil 353 wird unter Druck stehende Steuerluft entweder in eine erste Rohrleitung 354, die zu dem Ventil 347 führt, um die Durchströmung der Aussenluft zu regeln, oder in eine zweite Rohrleitung 355 eingespeist, die von dem Ventil 355zu dem Ventil 346 führt, um die Einströmung von Zimmerluft zu regeln. Beide Ventile werden ähnlich gesteuert wie das Ventil 307 nach Fig. 23, wobei geeignete Klappen oder Schieber 356 an den Stellen vorgesehen sind, um die Zonentemperatur zu messen und eine entsprechende Strömung an Steuerluft durch die Ventile zu veranlassen.Wenn Aussenluft mittels eines Gebläses 357 in den Mischbereich 344 der Vorrichtung 340 eingesaugt wird, wird Zimmerluft durch eine Öffnung 358 in eine Beleuchtungseinrichtung 359 eingesaugt, wo diese Luft erwärmt wird.
Wie bei der Vorrichtung 279 nach Fig. 22 strömt etwaige Abluft, die durch die in den Raum eingeführte klimatisierte Luft verdrängt wird, nach oben durch die Beleuchtungseinrichtung 59 und in eine Leitung 36o. Diese verdrängte durch die Beleuchtungskörper erwärmte Luft kann, wie oben beschrieben, mit anderen Ausführungsformen weiter verwendet werden.
Das Ventil 353 stellt das Ventil 347 für die Aussenluft ein und das Ventil 346 für rezirkulierende Zimmerluft und zwar entgegengesetzt zueinander. Beispielsweise bei Maximalbelastung, wenn das Ventil 345 für klimatisierte Luft weit geöffnet ist, ist das Ventil 346 für Zimmerluft ebenfalls weit geöffnet und das Ventil 347 für Aussenluft ist geschlossen.
Unter dieser Bedingung lässt das Ventil 351, das das Ventil 345 versorgt, Steuerluft durch die untere Rohrleitung 350, eher als durch die Rohrleitung 349, so dass das Ventil 345 in maximal geöffneter Stellung ist. Die Steuerluft, die die Verbindungsstelle 352 über die Leitung 350 erreicht, wird an einer Rückströmung durch die Leitung 349 durch ein Rückschlagventil 361 in der Leitung 349 gehindert, so dass das Ventil 345 nicht beaufschlagt werden kann. Das Rückschlagventil 361 lässt eine Luftströmung durch die Leitung 349 nur in der Richtung zu dem Ventil 353 zu.
In dem beschriebenen Zustand der maximalen Belastung gibt das zweite Fluid-Ventil 353 Steuerluft durch die Leitung 354, um das Ventil 347 mit Druck zu beaufschlagen, so dass keine Aussenluft in den Mischbereich 344 eingeführt wird. Die Leitung 355, die von dem Ventil 353 zu dem Ventil 346 führt, wird daher nicht druckbeaufschlagt, und das Ventil 346 ist offen.
Die Ventile 351 und 353, die durch die Einheiten 356 betätigt werden, steuern die Ventile 345, 346 und 347 für klimatisierte Luft, für Zimmerluft und für Aussenluft in einer Weise wie bei der Vorrichtung 279 nach Fig. 22, aulser dass die Ventile 346 und 347 für Zimmerluft und für Aussonluft entgegeng.setzt zueinander betätigt und eingestellt werden und nicht beide vollständig offen oder beide vollständig geschlossen sein können.
Fig. 25 zeigt eine Klimaanlage 365, die eine Modifikation der Vorrichtung 340 von Fig. 24 ist. Der Unterschied ist der, dass die Ventile 346 und 347 der Vorrichtung 340 für Zimmerluft und für Aussenluft, in der Anlage 365 ersetzt sind durch Ventile 366 und 367, ebenfalls für Zimmerluft und für Aussenluft, die jedoch durch einen gemeinsamen Luftbalg 368 betätigt werden und miteinander durch ein Verbindungsglied 369 verbunden sind. Das Verbindungsglied 369 ist normalerweise nach rechts in Fig. 25 vorbelastet, so dass, wenn der Luftbalg 368 vollständig ohne Druck ist, das Aussenluft-Ventil 367 voll geschlossen und das Zimmerluft-Ventil 366 voll geöffnet ist.
Ein Fluid-Ventil 370 liefert Steuerluft durch eine Leitung 371 in den Luftbalg 368. Das Ventil 370 stellt somit die beiden Ventile 366 und 367 zwischen voll geschlossener Stellung des Aussenluft-Ventiles 367 und voll geöffneter Stellung des Zimmerluft-Ventils 366 sowie zwischen voll geöffnetem Ventil 367 und voll geschlossenem Ventil 366 ein. Die Funktion der Vorrichtung 365 ist somit praktisch dieselbe wie die der Vorrichtung 340 nach Fig. 24 für die verschiedenen Bereiche der klimatischen Belastung.
Fig. 26 zeigt eine andere Modifikation der Vorrichtung nach Fig. 27. Eine Klimaanlage 375 erhält Primär-Luft aus einer Leitung 376, die über ein Ventil 377 für klimatisierte Luft zu einem Mischbereich 378 führt. In den Mischbereich 378 führt ferner ein Ventil 379 für Aussenluft und ein Ventil 38o für Zimmerluft (also Luft aus dem zu klimatisierenden Raum oder der zu klimatisierenden Zone), welches rezirkulierende Luft aus einer Leitung 381 erhält, die in Verbindung mit dem zu klimatisierenden Raum steht. Die gemischte Luft wird über ein Gebläse 382 und eine Endkammer 383 in den betreffenden Raum eingespeist.
Wie Fig. 26 zeigt, liefert die Leitung 327 eine kleine Menge Steuerluft unter einem positiven Druck an eine Konstantdruck-Steuerung 384 ähnlich der Steuerung 324 von Fig. 23, sowie an ein Fluid-Ventil 386 und ein Fluid-Ventil 387. Das Ventil 386 versorgt einen Luftbalg 388, der das Ventil 377 betätigt, während das Ventil 387 die Steuerluft geeignet zwischen einem Luftbalg 389, der das Ventil 379 betätigt, und einem Luftbalg 390, der das Ventil 380 betätigt, verteilt. Das Ventil 386 ist ähnlich dem Ventil 370 nach Fig. 25 mit einer Leitung 391, durch die Steuerluft entlüftet werden kann,sowie einer Leitung 392, durch die Steuerluft zum Aufblasen des Luftbalges 388 geleitet werden kann, um das Ventil 377 in geschlossene Stellung zu schalten. Die Drucksteuerung 384 ist über eine Rohrleitung 393 mit dem Innenraum des Luftbalges 388 verbunden, ähnlich wie die Verbindung durch die Leitung 325 in Fig. 23.
Das Ventil 386 wird durch einen temperaturabhängigen Schieber oder einen selbsttätigen Thermostaten 394 gesteuert, der in der Zimmerluft-Leitung 381 angeordnet ist und die Temperatur der Zone abtastet bzw. misst, die klimatisiert werden soll und entweder eine Leitung 396 oder eine Leitung 397 zur Atmosphäre öffnet, von denen jede mit dem Ventil 386 in Verbindung steht.
Hierdurch wird veranlasst, dass Steuerluft entweder durch die Leitung 392 oder die Leitung 391 strömt.
Das Ventil 387 ist ähnlich dem Ventil 386 und es umfasst eine temperaturempfindliche oder temperaturabhängige Einrichtung 398, die in der Lage ist, entweder eine Leitung 399 oder eine Leitung 400 zur Atmosphäre zu öffnen, um Steuerluft zu dem Balg 39o oder zu dem Balg 389 ZU leiten. Das temperaturempfindliche Gerät 398 kann dann die Ventile 380 und 379 abhängig von der Temperatur der ankommenden Zimmerluft einstellen.
Das Zimmerluft-Ventil 380 wird nie vollständig geschlossen infolge eines Anschlages 401, so dass ein Strom an Zimmerluft an den Steuereinheiten 394 und 398 vorbeifliesst. Die Einheit 398 ist bei dieser Ausführungsform jedoch nicht immer tätig.
Ihre Tätigkeit bzw. Betätigung hängt von einem Schieberventil 402 ab, dessen Stellung durch die Stellung des Ventils 377 für klimatisierte Luft gesteuert wird. Das Schieberventil 402, in das die Leitungen 399 und 400 des Ventiles 387 münden, ist in den Fig. 27 und 28 dargestellt. Bei minimaler Klimabelastung wird das Ventil 386 betätigt, um den Luftbalg 388 voll aufzublasen und dadurch das Ventil 377 bis zu dem maximalen Mass zu schliessen. Das Ventil 377 wird jedoch nie vollständig geschlossen, um die Mindestluft für die Ventilation zur Verfügung zu haben. Hierzu kann ein Anschlag 404 vorgesehen werden, um die maximale Schliessposition des Ventiles 377 ZU begrenzen.
Wenn das Ventil 377 sich in der genannten maximalen Schliessstellung befindet, dargestellt in Fig. 27, nimmt das Schiebeventil 402 die gezeigte Position ein. Ein verschiebbarer Kolben 404, der etwas nach rechts in Fig. 27 durch eine Druckfeder 405 vorbelastet ist, wird durch das Ventil 377 in einer maximalen linken Position gehalten, in der die Leitungen 399 und 400 über eine Mittelbohrung 406 des Ventiles 402 entsprechend mit den Leitungen 407 und 408 in Verbindung stehen, die zu dem temperaturempfindlichen Steuerschieber 398 führen. Die Ventilteller 409 und 410 des Kolbens 404 haben die in Fig. 27 gezeigte Position, um diese Verbindung zu ermöglichen, wobei der Ventilteller 409 die Strömungswege trennt. Eine Entlüftungsöffnung 411 zur Atmosphäre ist durch den Ventilteller 410 geschlossen.
Diese Position macht den temperaturempfindlichen Schieber 398 betätigbar, so dass er die Ventile 379 und 380 entgegengesetzt zueinander entsprechend der Temperatur der in die Leitung 381 einströmenden Zimmerluft einstellt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 26 sind das Ventil 379 und das Ventil 380 nach unten in Richtung auf die geöffnete Stellung durch ihr Gewicht vorbelastet, und das Ventil 377 ist in Richtung zur offenen Stellung durch eine leichte Druckfeder 405 vorgespannt, die an dem Schieberventil 402 angeordnet ist.
Diese Anordnung unterstützt die Bewegung der Ventile in Richtung ihrer geöffneten Stellung, wenn die Luftbalge entleert sind.
Wenn die Klimabelastung sich dem Maximum nähert, ist keine Aussenluft für die Aufwärmung erforderlich und das Ventil 379 sollte daher geschlossen werden. Hierzu wird der Kolben 404 des Ventiles 402 durch das Ventil 377 und die Feder 405 in die in Fig. 28 gezeigte Position geschaltet. In dieser Stellung sind die Leitungen 407 und 408, die zu dem temperaturempfindlichen Schieber 398 führen, durch die Ventilteller 409 und 410 geschlossen, so dass der Schieber 398 unwirksam ist. Die Leitung 399 ist ebenfalls durch den Ventilteller 409 geschlossen, so dass keine Steuerluft durch das Ventil 387 zum Luftbalg 39o geführt werden kann. Die Leitung 400 ist dagegen über die Leitung 411 zur Atmosphäre geöffnet. Dies hat die Wirkung, dass ein Steuerluftstrom durch das Ventil in den Luftbalg 389 einströmt, diesen aufbläst, um das Aussenluft-Ventil 379 in geschlossener Stellung zu halten.
In manchen Systemen sind das Zimmerluft-Ventil 380 und der Luftbalg 39o nicht unbedingt erforderlich für die Klimaanlage 375. In solchen Fällen ist der obere Zweig des Ventiles 387 nach Fig. 26 einfach eine Entlüftung, während der untere Zweig das Ventil 379 in der beschriebenen Weise betätigt. Die Leitung 381 für die Zimmerluft ist in diesem Fall kontinuierlich offen (mit entsprechender Verengung für die Mischungssteuerung) zum Mischbereich 378, wodurch die Fähigkeit der Vorrichtung 375 zur Wiedererwärmung verringert wird. Wenn das System, in welchem die Vorrichtung 375 verwendet wird, in angemessener Weise mit dieser geringeren Erwärmung auskommt, so wird zweckmässigerweise die modifizierte einfachere Form der Vorrichtung 375 benutzt.
Beim Betrieb der Vorrichtung 375 nach den Fig. 26, 27 und 28 werden die Ventile 377, 379 und 380 durch die Schieber 394 und 398 betätigt und in die entsprechenden Stellungen eingestellt. Beispielsweise bei einer Klimabelastung zwischen Minimum und Mittel, d.h. dass keine klimatisierte Luft ausser der für die Ventilation erforderlichen Mindestmenge erforderlich ist, ist das Ventil 377 in seiner minimalen Offenstellung, wie oben erläutert und in Fig. 27 gezeigt ist.
Der Schieber 398 ist somit wirksam und betätigt die Ventile 379 und 380 für Aussenluft und Zimmerluft abhängig von der Temperatur der durch die Leitung 381 strömenden Luft. Die Schieber 394 und 398 können praktisch nur zwei Positionen einnehmen, eine, in der Steuerluft durch eine Seite des entsprechenden Fluid-Ventiles und die andere, in der die Luft durch die entgegengesetzte Seite des Ventiles geführt wird.
Zwischenstellungen der Schieber treten über merkliche Zeitperioden nicht auf. Der Schieber 289 wird daher kontinuierlich von einer Position in die andere bewegt, wenn zu niedrige oder zu hohe Temperaturen gemessen werden. Die Luftbalge 389 und 390 sind nur langsam zu füllen und zu entleeren, so dass während ein Balg sich in einer Richtung bewegt, die Temperatur in dem Raum korrigiert werden kann. Das bedeutet, dass der Schieber seine Position umgekehrt hat, ehe der Luftbalg die maximal geschlossene oder offene Position erreicht hat, bei einer Klimabelastung des Raumes etwa zwischen Minimum und einem Mittelwert. Auf diese Weise, d.h. durch ständige Änderung seiner Position wird durch den Schieber 398 ein Äquivalent zu einer partiellen Ventileinstellung erreicht.
Wenn während der vorstehend beschriebenen Lastbedingung die Belastung abrupt zunimmt (z.B. bei einer Steigerung der Sonneneinstrahlung), so beginnt Luft, die mehrere Grade wärmer ist, durch die Leitung 381 zu strömen und der Schieber 398 nimmt eine solche Position ein, dass der Luftbalg 389 (für Aussenluft) aufgeblasen und der Luftbalg 390 (für Zimmerluft) entleert wird. Gleichzeitig nimmt der Schieber 394 eine Position ein, in der der Luftbalg 388 für klimatisierte Luft entleert wird. Die Luftbalge füllen und leeren sich jedoch langsam, und wenn die Klimabelastung noch in einem Bereich zwischen Minimum und einer mittleren Stärke liegt, wird das Ventil für klimatisierte Luft nur kurzzeitig geöffnet und es kann eventuell nicht einmal eine Position erreichen, die weit genug offen ist, um das Schieberventil 402 in die in Fig. 28 gezeigte Position zu schalten. Der Schieber 398 bleibt bei kleineren Zunahmen der Belastung gewöhnlich wirksam.
Wenn jedoch die Belastung in den Bereich zwischen Mittel und Maximum steigt, öffnet das Ventil 377 genügend weit, um das Schiebeventil 402 in die Position von Fig. 28 ZU bewegen, wodurch der Schieber 398 unwirksam gemacht, das Aussenluft-Ventil 379 geschlossen und das Zimmerluft-Ventil 380 voll geöffnet wird. Das Ventil 377 wird dann je nach den Erfordernissen entsprechend der durch den temperaturabhängigen Schieber 394 gemessenen Temperatur eingestellt. Wenn die Temperatur in der Luft in der Leitung 381 um einige Grade fällt, so wird durch den Schieber 394 begonnen, den Luftbalg 388 aufzublasen.
Der Schieber 398 reagiert ebenfalls auf die Temperaturänderung, er ist jedoch unter diesen Lastbedingungen nicht wirksam. Wegen der Verzögerung der Reaktion des Ventiles 377 infolge der langsamen Aufblasung des Luftbalges 388, bleibt der Schieber 398 unwirksam, es sei denn und bis die Klimabelastung effektiv beträchtlich absinkt.
Fig. 29 zeigt eine Klimaanlage 413, die sich besonders für eine solche Zone in einem Gebäude eignet, in der die Klimabelastung innerhalb kurzer Zeit stark zunehmen kann. Dies kann z.B. in einem Computer-Raum der Fall sein, wobei die Belastung, wenn der Computer in Betrieb ist, nahezu doppelt so hoch ist als dann, wenn der Computer nicht arbeitet. Die Anlage 413 hat ein Gebläse 414, das ein Gemisch aus Primärluft aus einer Leitung 415 mit einem grösseren oder kleineren Anteil von rezirkulierender Zimmerluft erhält, die durch eine Öffnung 416 in einem Gehäuse 417 eintritt und durch dieses zum Einlass des Gebläses 414 strömt. Die durch das Gehäuse 417 fliessende rezirkulierende Luft ist in Kontakt mit einer Anzahl von Heiz- und Kühlschlangen. Zweckmässigerweise sind in dem Gehäuse 417 eine Kühl-Leitung 418 und eine erste und zweite gekühlte Leitung 419 und 420. Im Weg der durch das Gehäuse 417 strömenden umgewälzten Luft ist immer wenigstens eine Heizleitung oder Heizschlange vorgesehen, um die Luft, wenn erforderlich, zu erwärmen. Die Heizleitung kann eine Heisswasserleitung 422 sein (unter Leitung ist hier auch eine schraubenförmig gewickelte Leitung zu verstehen), die ihre Wärme von wassergekühlten Beleuchtungsanlagen (nicht gezeigt) entnimmt oder von einer anderen Warmwasserquelle, oder von der Kühlleitung 420, die ein erwärmtes Kühlmittel aus einer kombinierten Kompressor-Kondensator-Anlage 423 erhalten kann, wenn diese als Wärmepumpe arbeitet.
Unter gewöhnlichen Bedingungen im Sommerbetrieb und wenn die Klimabelastung relativ niedrig ist, weil z.B. der Computer nicht in Betrieb ist, sind die Heizleitung 422, die Kühlleitung 418 und die gekühlten Leitungen 419 und 420 alle ausser Betrieb und es wird ein Ventil 426 für klimatisierte Luft je nach den Erfordernissen zur Steuerung der Temperatur betätigt und eingestellt. Die Raumluft-Öffnung 416 ist in ihrer Grösse so gewählt, dass sie der Raumluft-Strömung einen genügenden Widerstand entgegensetzt, so dass bei einer vollen Öffnung des Ventiles 426 für klimatisierte Luft nahezu die gesamte dem Raum durch das Gebläse 414 zugeführte Luft klimatisierte Luft ist. Es tritt jedoch immer etwas Raumluft durch die Öffnung 416.
Das Ventil 426 wird durch einen Luftbalg 427 betätigt bzw.
gesteuert, der aufgeblasen wird, um das Ventil in Richtung der Schließstellung zu bewegen, und zwar mit Hilfe von Steuerluft, die in eine Leitung 428 eintritt und durch ein Fluid-Ventil 429 strömt. Ein unterer Zweig 430 des Ventiles 429 ist an den Luftbalg 427 angeschlossen. Ein automatischer Thermostat 431 steuert das Ventil 429, wie oben in Verbindung mit den anderen Ausführungsformen beschriebenen Weise.
Die Kühlleitung 418 ist über eine Leitung 433 und ein Umlenkventil 434 an eine Leitung 435 angeschlossen, die ihrerseits an eine nicht gezeigte Quelle für Kühlwasser angeschlossen ist.
Wenn die äusseren Bedingungen derart sind, dass beispielsweise Wasser von einem Verdampfungskühler in die Leitung 435 mit etwa 180C (650F) eingespeist werden kann, ist es nicht notwendig, eine der gekühlten Leitungen 419 oder 420 bei mässig starker Klimabelastung zu benutzen. Statt dessen kann das Ventil 434 so eingestellt werden, dass nach Bedarf Kühlwasser aus der Leitung 435 an die Kühlschlange 418 geliefert wird, um eine Kontrolltemperatur in dem zu klimatisierenden Raum aufrechtzuerhalten. Das Wasser aus der Kühlschlange 418 strömt durch eine Leitung 436 zurück in die Speiseleitung 435 und dann, wie noch beschrieben wird, in eine Rücklaufleitung 437.
Der kombinierte Kompressor-Kondensator 423, der die Kühlschlange 420 versorgt, hat zweckmässigerweise eine einigermassen niedrige Kapazität, z.B. eine Tonne. Die Kühlschlange 419 wird durch einen kombinierten Kompressor-Kondensator 438 versorgt, der eine etwas höhere Kapazität, z.B. 1,5 Tonnen hat. Das Kühlwasser strömt zu den Kondensatoren der beiden Geräte 423 und 438 über die Leitung 435, nachdem es durch die Kühlleitung 418 geströmt ist, wenn diese in Betrieb ist, danach durch die Leitungen 439 und 440. Leitungen 441 und 442 führen das Wasser von den Kondensatoren zurück zu der Rücklaufleitung 437. Wenn die Klimabelastung des betreffenden Raumes oder die Temperatur des Wassers in der Leitung 435 bis zu dem Punkt zunehmen, dass das Kühlwasser aus der Leitung 435, das durch die Kühlschlange 418 strömt, nicht mehr ausreicht, wird zusammen mit der klimatisierten Luft, die durch das voll geöffnete Ventil 426 zugeführt wird, der kleinere Kompressor-Kondensator 423 betätigt. Das Verteilerventil 434, der Kompressor-Kondensator 423 und der Kompressor-Kondensator 438 werden alle durch einen Temperaturfühler 444, eine Steuereinrichtung 445 und einen Temperaturfühler 446 gesteuert.
Wenn die vom Temperaturfühler 446 gemessene Temperatur zu hoch ist,fffhrt das Steuergerät einen oder eine Kombination der folgenden Schritte aus: 1. wird das Verteilerventil 434 eingestellt, damit es Wasser in die Kühlschlange 418 leitet; 2. wird der Kompressor-Kondensator 423 angeschaltet; 3. wird der Kompressor-Kondensator 428 angeschaltet und 4. wird der Heissgas-Nebenstrom um den Kompressor der Einheit 438 reduziert, bis die volle Kapazität erreicht ist. Wenn die von dem Temperaturfühler 444 gemessene Temperatur zu niedrig ist, führt das Steuergerät 445 einen oder eine Kombination folgender Schritte aus: 1. wird der Heissgas-Nebenstrom um den Kompressor der Einheit 438 erhöht; 2. wird der Kompressor-Kondensator 438 abgeschaltet; 3. wird der Kompressor-Kondensator 423 abgeschaltet und 4. wird das Verteilerventil 434 so eingestellt, dass die Kühlschlange 418 umgangen wird. Bei einer Einschaltung des Kompressors der Einheit 423 strömt ein Kühlmittel unter Druck vom Kondensator durch eine Leitung 447 zu der Kühlleitung oder Kühlschlange 420, wo das Kühlmittel expandiert. Das Kühlmittel strömt aus der Leitung 420 über eine Leitung 448 zum Kompressor der Einheit 423 zurück. Die Kühlschlange 419 wird in entsprechender Weise gekühlt. Die Ausdehnung des Kühlmittels kann gesteuert werden, um die Kühlschlangen 419 und 420 auf einer Temperatur von etwa 180C (650F) zu halten.
Da es sich um zuvor entfeuchtete Raumluft handelt, die durch die Kühlschlange 420 abgekühlt wird, schlägt sich bei der Temperatur von 18 0C keine Feuchtigkeit an den Aussenflächen der Leitungen 419 oder 420 nieder. Es brauchen daher keine Vorkehrungen getroffen zu werden, um etwaiges Kondensat aufzu -fangen.
Da die Belastung der Klimaanlage 413 schwankt, aber über derjenigen bleibt, die ohne Kühlung gehandhabt werden kann, wird der Kompressor-Kondensator 423 je nach Bedarf durch das Steuergerät 445 an- und abgeschaltet, das auf Signale der Sensoren 444 und 446 anspricht. Der Kompressor wird durch das Steuergerät 445 vorzugsweise so betätigt, dass er in Verbindung mit der Kühlschlange 418 einen Luftstrom aus rezirkulierender Raumluft mit einer konstanten Temperatur von etwa 180C dem Gebläse 414 zuführt. Auch wenn das durch die Leitung 435 zufliessende Kühlwasser die Temperatur von etwa 180C übersteigt, kann die Kühlschlange 418 noch betätigt werden, um die Temperatur der rezirkulierenden Raumluft reduzieren zu helfen. Die rezirkulierende Luft, die in die Öffnung 416 einströmt, kann Temperaturen bis zu etwa 270C (800F) haben, so dass das Kühlwasser aus der Leitung 435, das der Leitung 418 zugeführt wird, bis auf etwa 24°C (75°F) erwärmt werden kann, um die Kühlung der rezirkulierenden Luft zu unterstützen.
Wenn die kombinierte Kühlwirkung der Leitung 418 und 420, die durch den Kompressor der kleineren Einheit 423 versorgt werden, und der klimatisierten Luft aus der Leitung 415 nicht ausreichen, um die klimatische Belastung auszugleichen, wird der grössere Kompressor 438 hinzugeschaltet. Der Sensor 446 misst eine zu hohe Temperatur und das Steuergerät stellt fest, dass ein Temperaturanstieg erfolgt ist, obwohl die drei oben genannten Kühleinrichtungen voll arbeiten. Das Steuergerät 445 schaltet dann den Kompressor 438 zu und es schaltet den kleineren Kompressor 423 ab. Der Kompressor der Einheit 438 liefert ein Kühlmittel unter Druck in die Kühlschlange 439, in der es sich ausdehnen kann, und zwar in derselben Weise wie oben in Verbindung mit der Kühlschlange 420 beschrieben wurde. Die grössere Einheit 438 hat anders als die kleinere Einheit 423 vorzugsweise einen Heissgas-Nebenstrom, wodurch die Abgabekapazität auf verschiedene Ebenen unter der vollen Kapazität eingestellt werden kann. Wenn somit die Klimabelastung sich ändert, jedoch eine Kühlung noch zusätzlich zu der klimatisierten Luft und der Kühlschlange 418 erforderlich ist, steuert das Gerät 445 die Einheit 438 derart, dass deren Kapazität den Anforderungen angepasst und die gewünschte Temperatur aufrechterhalten wird.
Bei einer sehr niedrigen Klimabelastung, wenn eine Erwärmung der Raumluft erforderlich ist, wird das Ventil 426 auf die Mindesteinstellung zurückgestellt, die für die Ventilation erforderlich ist und eine Heizeinrichtung für die rezirkulierende Luft wird eingeschaltet. Die Heizwicklung oder Heizschlange 422 ist an Leitungen 451 und 452 angeschlossen, die Speise- und Rückführleitungen für Warmwasser bilden. Die Heizleitung 422 wird durch ein Ventil 453 gesteuert, das geeignet mit einem Temperaturfühler 454 verbunden ist. Als Alternative zu der Heizwicklung 422 kann der Kompressor 423 als Wärme pumpe betätigt werden, um Wärme an die Leitung 420 abzugeben.
Die Leitung 420 kann, wie dargestellt, an den kleineren Kompressor 423 oder auch an den stärkeren Kompressor 438 angeschlossen werden.
Die Speiseleitung und die Rückführleitung 435 und 437 können vorteilhafterweise Teil eines Wasserzufuhrsystemes sein, das z.B. Wasser für Sprinkler-Köpfe liefert, von denen einer 455 dargestellt ist und die in dem gesamten Gebäude verteilt sind.
Die Anlage 413 umfasst ferner einen Thermostaten 456, der die Temperatur des verfügbaren Kühlwassers in der Leitung 435 misst.
Wenn der Thermostat 456 eine Wassertemperatur über etwa 240 C (750F) misst oder auch eine andere gegebene Temperatur, wird das Verteilerventil 434 durch das Steuergerät 445 so geschaltet, dass ein Wasserfluss aus der Leitung 435 durch die Leitung 418 verhindert wird.
Alternativ kann die Anlage 413 einen Lufteinlass aus einer Luftkammer (plenum) anstatt aus dem zu klimatisierenden Raum aufweisen, im übrigen kann sie doch identisch ausgebildet sein.
Eine solche alternative Ausführungsform eignet sich in Verbindung mit Lampen, von denen Wärme auf ein geeignetes Fluid übertragen werden kann, gewöhnlich umgewälztes Wasser, z.B.
das Wasser, das in den Leitungen 435 und 437 strömt. Die Temperatur der Luft, die in die Vorrichtung eintritt, kann dann reguliert werden durch Regelung der Wärmeübertragung von den Lampen oder Beleuchtungseinrichtungen auf die umgewälzte Flüssigkeit. Es ergibt sich auf diese Weise eine weitere Beheizungsmöglichkeit.
Das Gebläse 414 bei der Vorrichtung nach Fig. 29 ist beispielsweise analog zu der Verengungsöffnung 134 der Einheit 125 der Fig. 9 bis 12 oder der Verengung 19o der Einrichtung 182 nach Fig. 16 und zwar in dem Sinn, dass alle diese Elemente dazu dienen, einen Luftstrom zu induzieren bzw. anzusaugen, z.B.
aus einem klimatisierten Raum oder einem anderen luftgefüllten Raum (plenum), um diese Luft mit klimatisierter Luft zu mischen. Dieses Gemisch wird dann in den zu klimatisierenden Raum eingeleitet. Anstelle der Ansaugeinrichtungen, die in einigen Ausführungsformen verwendet werden, z.B. den Düsen, durch welche eine Saugwirkung erzeugt wird, können auch entsprechend geeignet angeordnete Gebläse benutzt werden. Hierauf ist jedoch bereits eingegangen worden durch einen Vergleich eines Teils der Vorrichtung nach Fig. 21 mit der Vorrichtung nach Fig. 19 und eines Teils der Vorrichtung nach Fig. 22 mit der Vorrichtung 125 der Fig. 9 bis 12.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Luftklimatisierung, wobei Luft in einen zu klimatisierenden Raum oder eine Zone eines Gebäudes eingeführt wird, g e k e n n z e i c h -n e t durch Einrichtungen zur Aufnahme und zur Abgabe von primär klimatisierter Luft in die zu klimatisierende Zone des Gebäudes, sowie durch Einrichtungen zur Erzeugung eines Luftstromes von außerhalb der Vorrichtung, um diesen Luftstrom mit der primär klimatisierten Luft zu mischen und dieses Gemisch in die zu klimatisierende Zone des Gebäudes einzuführen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h -n e t durch eine Einrichtung zur Aufnahme und zur Lieferung von Primärluft in die Zone, Einrichtungen, die auf die Temperatur der Zone ansprechen und ein Signal erzeugen, das als Funktion der Klimabelastung der Zone variiert, Einrichtungen, die auf dieses Signal ansprechen und die Menge, in welcher Primärluft in die Zone eingeführt wird, zwischen einem Maximum und einer vorgegebenen geringeren Menge verändern, wenn die Klimabelastung der Zone zwischen einer maximalen und einer mittleren Belastung variiert, Einrichtungen zur Erzeugung einer Luftströmung von außerhalb in zwei getrennten Strömen zum Mischen dieser Luft mit Primärluft und zur Einführung des Gemisches in die Zone, Klappen, die zwischen einer offenen unwirksamen Position und einer geschlossenen wirksamen Position verstellbar sind, um die Luftströmung in jedem der beiden separaten Ströme nach Bedarf zu sperren, wenigstens eine signalgesteuerte Betätigungseinrichtung für die Klappen, die wenigstens eine Klappe in geöffnete Stellung für den ersten der beiden Luftströme und in die geschlossene Stellung für den zweiten der beiden Luftströme bringt, aufgrund eines Signales, das eine Klimabelastung zwischen maximaler und mittlerer Belastung anzeigt, und die die Klappe in geöffnete Stellung für den zweiten Luftstrom und in geschlossene Stellung für den ersten Luftstrom schaltet, aufgrund eines Signales, das eine minimale Klimabelastung anzeigt, und die die Klappe in Positionen zwischen offener und geschlossener Stellung für den zweiten Luftstrom bringt, aufgrund eines Signales, das eine Klimabelastung zwischen der minimalen und der mittleren Belastung anzeigt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß durch die Betätigungseinrichtung die Klappe in die offene Position für den zweiten Luftstrom und in die geschlossene Position für den ersten Luftstrom aufgrund eines Signales schaltbar ist, das eine minimale Klimabelastung anzeigt, ferner in Positionen zwischen offener und geschlossener Stellung für den zweiten Luftstrom aufgrund eines Signales, das eine Klimabelastung zwischen minimaler und mittlerer Belastung anzeigt, und daß durch die Betätigungseinrichtung die Klappe in geschlossene Position für den zweiten Luftstrom aufgrund eines Signales Schaltbar ist, das eine Klimabelastung zwischen maximaler und mittlerer Belastung anzeigt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, g e k e n n -z e i c h n e t durch Einrichtungen zur Steuerung der Menge, in welcher Primärluft der Zone bis zu der vorgegebenen geringeren Menge zugeführt wird, wenn die Klimabelastung der Zone sich zwischen der mittleren und der niedrigsten Belastung ändert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, g e k e n n -z e i c h n e t durch Einrichtungen, die auf das Signal ansprechen, um die Rate oder Menge an induzierter oder angesaugter Luft in dem ersten und dem zweiten Luftstrom bis zu einem vorgegebenen Maximum zu steuern, wobei durch diese Einrichtungen die induzierte Luft in dem ersten Strom sperrbar und ein maximaler Strom an induzierter Luft in dem zweiten Strom erzeugbar ist, aufgrund eines Signales, das eine minimale Klimabelastung anzeigt, und durch welche die Menge an induzierter Luft in dem zweiten Strom zwischen Maximum und Null veränderbar ist, aufgrund von Signalen, die eine Klimabelastung zwischen dem Minium und der mittleren Belastung anzeigen und durch die die Strömung der induzierten Luft in dem zweiten Strom sperrbar ist, aufgrund von Signalen, die eine Klimabelastung zwischen dem mittleren Wert und der maximalen Belastung anzeigen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß durch die Betätigungseinrichtung die Klappe in offene Stellung für den zweiten Luftstrom und in geschlossene Stellung für den ersten Luftstrom aufgrund eines Signales einstellbar ist, das eine minimale bzw. die geringste Klimabelastung anzeigt, daß die Klappe ferner in Zwischenstellungen zwischen offen und geschlossen für den zweiten Luftstrom und in Zwischenstellungen wischen geschlossen und offen für den ersten Luftstrom aufgrund von Signalen einstellbar ist, die eine Klimabelastung zwischen dem Minimum und der mittleren Belastung anzeigen und daß die Klappe für den zweiten Luftstrom in geschlossene Stellung einstellbar ist, aufgrund eines Signales, das eine Klimabelastung zwischen dem Maximum und der mittleren Belastung anzeigt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, g e -k e n n z e i c h n e t durch Einrichtungen, um die Menge an induzierter (angesaugter) Luft des ersten Luftstromes zwischen dem Maximum und Null zu verändern, abhängig von Signalen, die eine Klimabelastung zwischen der mittleren und der geringten Belastung anzeigen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, g e -k e n n z e i c h n e t durch auf das Signal ansprechende Einrichtungen zur Steuerung der Strömungsmenge an induzierter Luft in dem ersten und in dem zweiten Strom bis zu einem vorgegebenen Maximum, wobei durch diese Einrichtungen der Strom an induzierter Luft in dem zweiten Strom sperrbar und eine maximale Strömungsmenge an induzierter Luft in dem ersten Strom herstellbar ist, abhängig von einem Signal, das eine Klimabelastung zwischen maximaler und mittlerer Belastung anzeigt, daß ferner durch diese Einrichtungen der Fluß an induzierter Luft in dem ersten Strom sperrbar und ein maximaler Fluß an induzierter Luft in dem zweiten Strom herstellbar ist, abhängig von einem Signal, das die minimale Klimabelastung anzeigt und daß durch diese Einrichtung der Fluß an induzierter Luft in dem zweiten Strom zwischen einem Maximum und Null abhängig von Signalen einstellbar ist, die eine Klimabelastung zwischen dem minimalen und dem mittleren Wert anzeigt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, g e -k e n n z e i c h n e t durch Einrichtungen, um die Menge an induzierter Luft in dem ersten Strom zwischen dem Maximum und Null abhängig von Signalen einzustellen, die eine Klimabelastung zwischen dem mittleren und dem niedrigsten Wert anzeigen und um die Strömung an induzierter Luft in dem zweiten Strom zu sperren, während die Strömung an induzierter Luft in dem ersten Strom zwischen dem Maximum und einem Minimum variiert wird, aufgrund von Signalen, die eine Klimabelastung zwischen dem mittleren und dem maximalen Wert anzeigen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einer Mischkammer mit einem im wesentlichen geschlossenen Durchgang für einen Luftstrom von einem Einlaß zu einem Auslaß, g e k e n n z e i c h n e t durch Düsen zwischen dem Einlaß und im Auslaß der Mischkammer, vorzugsweise drei Öffnungen, durch die Luft von außerhalb der Mischkammer in den Durchgang einströmen kann, wobei die Öffnungen so angeordnet sind, daß Luft, die durch die Düsen strömt, einen Luftstrom von außerhalb der Mischkammer durch die Öffnungen hindurch und in den Durchgang hinein induziert bzw. ansaugt, eine Klappe für jede öffnung, wobei jede Klappe zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung bewegbar und einstellbar ist, einen Neben-Durchgangskanal, durch den Luft vom Einlaß zum Auslaß der Mischkammer strömen kann, ohne durch die Düsen hindurchzuströmen, eine Klappe für den Nebenkanal, die zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position bewegbar und einstellbar ist, wenigstens einer Betätigungseinrichtung für die Klappen, wobei die Betätigungseinrichtung(4n) auf ein Steuersignal ansprechen, das eine Klimabelastung zwischen einem Mindestwert und einem Mittelwert anzeigt, um die Klappe für den Nebenkanal zu schliessen und aufgrund eines Steuersignales, das eine Klimabelastung zwischen dem Mittelwert und einem Maximalwert anzeigt, die Klappe in eine offene Stellung zu bringen, wobei die Betätigungseinrichtung ferner aufgrund eines Steuersignales, das eine Klimabelastung über dem Mittelwert anzeigt, eine erste Klappe öffnet und die anderen Klappen schließt, und daß aufgrund eines Signales, das eine Klimabelastung zwischen dem Minimum und dem Mittelwert anzeigt, zwei Klappen auf die geöffnete Position zu und die dritte auf die geschlossene Position zu verstellt werden.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, g e -k e n n z e i c h n e t durch eine Kammer mit einem Lufteinlaß, Einrichtungen, um Primärluft in die Kammer einzuführen getrennt von einem durch den Einlaß fliessenden Luftstrom, Einrichtungen, um die Rate oder Menge, in der die Primärluft in die Kammer eingeführt wird, zwischen einem maximalen und einem vorgegebenen niedrigeren Wert zu variieren, einem Auslaß zum Abführen der Luft aus der Kammer in die zu klimatisierende Zone des Gebäudes, sowie durch Einrichtungen, um einen Luftstrom in die Kammer durch den Einlaß anzusaugen, um diesen mit Primärluft zu mischen und die Mischung durch den Auslaß abzuführen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Kammer zwei getrennte Lufteinlässe aufweist und Einrichtungen vorgesehen sind, um wenigstens die durch einen der Einlässe einströmende Luftmenge zu steuern.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Kammer zwei getrennte Lufteinlässe hat und Einrichtungen vorgesehen sind, um die durch beide Einlässe einströmenden Luftmengen zu steuern.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß Einrichtungen vorgesehen sind, um auf die induzierte Luft Wärme zu übertragen und daß die Ubertragungseinrichtung derart angeordnet ist, daß die Wärmeübertragung erfolgt, ehe die induzierte Luft in die Kammer einströmt und mit der Primärluft gemischt wird.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Wärmeübertragungseinrichtung wenigstens eine Rohrleitung aufweist, die mit einer Kühleinrichtung verbunden ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß durch die Kühleinrichtung Wärme an die Rohrleitung geliefert oder von ihr abgeführt werden kann.

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Einrichtung zum Induzieren eines Luftstromes ein Gebläse aufweist, das ein Gemisch aus induzierter Luft und Primärluft ansaugt und an die zu klimatisierende Zone abgibt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Ausgangs-Kapazität des Gebläses größer ist als die maximal zugelieferte Primärluft.

19. Vorrichtung nach Anspruch 1, für ein Gebäude mit einer Vielzahl von zu klimatisierenden Zonen, g e k e n n -z e i c h n et durch Einrichtungen, die eine erwärmte Luftkammer bilden, die mit einer Wärmequelle in einer Zone verbunden ist und die Luft aus dieser Zone aufnehmen kann; wenigstens eine Rohrleitung für klimatisierte Luft, die in die Zone verläuft und Einrichtungen, um in diese Leitung klimatisierte Luft einzuführen; Einrichtungen, die wenigstens einen Luftraum mit veränderlicher Temperatur in der Zone bilden sowie Einrichtungen zum Zuführen von Klimatisierter Luft aus der Leitung in diesen Luftraum; Einrichtungen zum induzieren einer Luftströmung aus dem Luftraum mit variabler Temperatur in die Zone; wenigstens einer Rücklaufleitung aus dieser Zone; einer ersten Einrichtung, die einen Durchgang für eine Luftströmung aus dieser Zone in die Rücklaufleitung bildet; Verbindungseinrichtungen zwischen der erwärmten Luftkammer und dem Luftraum mit variabler Temperatur; einer zweiten Einrichtung, die einen Durchgang für eine Luftströmung aus dieser Zone in den Luftraum mit variabler Temperatur bildet; und durch eine thermostatgesteuerte Einrichtung zum Regeln des Stromes bzw. der Menge an induzierter Luft aus der erwärmten Luftkammer in den Luftraum mit variabler Temperatur.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, g e k e n n z e i c h -n e t durch eine thermostatgesteuerte Einrichtung zum Regeln des Stromes oder der Menge an induzierter Luft aus der Leitung für klimatisierte Luft in den Luftraum mit variabler Temperatur.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19, g e k e n n z e i c h -n e t durch eine thermostatgesteuerte Einrichtung zum Regeln des Luftstromes aus der zu klimatisierenden Zone in den Luftraum mit variabler Temperatur.

22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t durch ein Gehäuse, das einen Luftraum mit variabler Temperatur bildet, eine Öffnung in dem Gehäuse, die mit der zu klimatisierenden Zone in Verbindung steht, eine Düse in dem Gehäuse, die auf die öffnung zu gerichtet und mit einer Quelle für klimatisierte Luft in Verbindung steht, wobei durch die Düse ein Luftstrom aus dem Luftraum mit variabler Temperatur ansaugbar ist, einen ersten Durchgang für einen Luftstrom aus einer Quelle erwärmter Luft in den Luftraum mit variabler Temperatur, einen zweiten Durchgang für einen Luftstrom aus der zu klimatisierenden Zone in den Luftraum mit variabler Temperatur, sowie einen dritten Durchgang für einen Strom klimatisierter Luft aus einer Quelle für klimatisierte Luft in den Luftraum mit variabler Temperatur, sowie durch thermcbstatgesteuerte Einrichtungen in den drei Durchgängen zur Steuerung der erwärmten Luft, der Zonenluft und der klimatisierten Luft in den Luftraum mit variabler Temperatur.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, g e k e n n z e i c h -n e t durch Einrichtungen zur Erzeugung eines Stromes an klimatisierter Luft durch die Düse mit konstantem Volumen.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22, g e k e'n n z e i c h -n e t durch ein Gehäuse mit Einlässen für den ersten, den zweiten und den dritten Durchgang, um aus diesen Durchgangskanälen Luft aufzunehmen, wobei die Einlässe mit Klappen versehen sind, sowie durch eine Leitung, die dieses Gehäuse mit dem Luftraum für variable Temperatur verbindet.