DE2546044B2 - Verfahren zum Klimatisieren von Gebäuden mit individueller Regelung der einzelnen Räume - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Klimatisieren von Gebäuden mit individueller Regelung der einzelnen Räume gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die beim Klimatisieren von Gebäuden und Räumen, insbesondere an Fenstern und Balkontüren auftretenden Temperaturprobleme sind gemäß bekannten Verfahren (DE-PS 10 37 685 und 21 34 778) bis zu einem gewissen Grad dadurch gelöst worden, daß raumseitig vor der Fensteraußenscheibe eine oben oder unten offene Teilscheibe vorgesehen wird, um die am Außenfenster besonders stark erwärmte oder gekühlte Raumabluft ganz oder teilweise in den zwischen den Scheiben gebildeten Spalt nach oben oder unten abzusaugen.

Zum Ausgleich der Luftmenge ist es weiterhin bekannt, die Zuluft nicht in geschlossenen Kanälen den Räumen zuzuführen, sondern die Flure im Weg der sogenannten Flurüberflutung mit klimatisierter Luft zu überfluten und den Zuluftbedarf aus den Fluren zu decken.

Da es bei Großräumen oft nicht möglich ist, die Zuluft über Flure oder Vorräume zu verteilen, kann hier vorzugsweise eine Direkteinspeisung der Zuluft über einen großflächigen, schwerpunktmäßig angeordneten Luftauslaß erfolgen, so daß in beiden Fällen der großdimensionierte und damit leicht zu reinigende «> Zuluftkanal charakteristisch ist

Bei einem bekannten Verfahren der gattungsgemäßen Art (Gesundheits-Ingenieur 1974, Heft 7, S. 185-194) ist eine Abluftnetzregelung vorgesehen, bei welcher der Abluftstrom als Folge der Zuluftstromrege- <'"> lung beispielsweise raumweise geregelt wird, wobei zu diesem Zweck je ein Zuluft- und ein Abluftvolumenregler installiert und beide Volumenregler betätigt werden.

Dies bedeutet jedoch, daß das bekannte Verfahren in jedem Fall eine Abluftregelung in Verbindung bzw. in Zwangskopplung mit einer Zuluftregelung vorsieht

Bei einem weiteren bekannten Verfahren zum Betreiben von Gebäudeklimaanlagen (DE-OS 22 39 438) ist zwar schon vorgesehen, die raumseitige Abluft im Weg der Zwangsführung zwischen einer Außen- und Innenverglasung von oben nach unten strömen zu lassen, jedoch erfolgt hierbei gleichsam ein Hinausdrücken der Abluft mittels eines Oberdruckes, der in dem zu regelnden Raum durch die hierin eingeleitete Zuluft erzeugt wird. Dies bedeutet, daß die eigentliche Raumtemperaturregelung mittels einer Zuluftstromregelung erfolgt da diese ja für den zum Transport der Abluft aus dem Raum erforderlichen Oberdruck sorgen muß. Zu diesem Zweck ist auch der Abluftaustrittsöffnung eine Klappe zugeordnet die unter einem im Raum herrschenden Überdruck offen gehalten wird, solange sich die Klimaanlage in Betrieb befindet Aufgrund dieses beim bekannten Verfahren verfolgten Prinzips des Abtransportes der Abluft mittels des im Raum herrschenden Überdrucks variiert auch die Abluftmeng·? zwangsläufig sehr stark und ist von den jeweiligen Wetterbedingungen, wie Wind-, Luftdruck usw., abhängig, da diese Außenbedingungen zwangsläufig jeweils die Menge der fassadenseitig aus dem Gehäuse ausströmenden Abluft beeinflussen. Dies kann im Extremfail sogar soweit gehen, daß trotz der in der Austrittsöffnung des Abluftkanals vorgesehenen Klappe die Abluft wieder in den Raum zurückströmen bzw. — bei gleichen Druckbedingungen im Gebäuderaum sowie außerhalb des Gebäudes — überhaupt nicht aus dem Raum wegströmen kann.

Es ist daher trotz zahlreicher Ausgestaltungen der bekannten Verfahren, beispielsweise auch mittels einer zusätzlich innen angebrachten aufrollbaren Jalousie zwischen der Außenscheibe und einer raumseitig angeordneten Glasvorsatzschürze (DE-PS 10 97 644) oder mittels an der Fensterbrüstungsinnenseite vorgesehener Heiz- bzw. Kühlplatten (DE-PS 11 33 527 und 10 97 644), gleichwohl nicht gelungen, einzelne Räume in bezug auf die Klimatisierung den individuellen Wünschen der darin befindlichen Personen in ausreichender Weise anzupassen. Dies beruht darauf, daß die bisher zur Verfügung stehenden Regelmöglichkeiten eine Überdimensionierung der Anlage auf den ungünstigsten Betriebsfall und damit eine wirtschaftlich ungünstige Betriebsweise erforderlich machen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der gattungsgemäßen Art zur Beseitigung der geschilderten Nachteile derart auszugestalten, daß bei wirtschaftlicher Anwendungsweise hinsichtlich Herstellungs-, Wartungs- und Energieverbrauchskosten eine vollkommen unabhängige individuelle Regelung einzelner Räume ermöglicht wird.

Die Merkmale der zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Erfindung ergeben sich aus Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen enthalten.

Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Regelung der Temperatur jedes einzelnen Raumes ausschließlich über eine fassadenseitige variable Absaugung der Abluft erfolgt, d. h. also ohne eine gesonderte Regelung des individuellen Zuluftstroms, wird demgemäß die Zufuhr der Zuluft in vorteilhafter Weise über die variabel erfolgende Absaugung der Abluft geregelt, die ihrerseits zwischen zwei Fensterscheiben zwangsgeführt wird und — auch im Sommer entgegen der dann

herrschenden Auftriebsthermik, bedingt durch die Kolbenströmung — ausschließlich von oben nach unten strömt, so daß eine Umschaltung entfällt

Durch die zwangsweise erfolgende Luftführung zwischen den Scheiben wird für den Kühlfali eine starke Raumentlastung dadurch gegeben, daS die Abluft die Abfuhr äußerer Lasten im Scheibenzwischenraum durch die Energietransformation an einer üblicherweise vorgesehenen Sonnenschutzvorrichtung bewirkt.

Für den Winter gilt bei nichtbetätigter Sonnenschutz-Vorrichtung im Heizfall das gleiche hinsichtlich der Raumentlastung; dies gilt für den Winterfall insbesondere dann, wenn bei betätigter absorbierender Sonnenschutzvorrichtung ^-wischen den Scheiben bei Fassadenorientierungen, die der direkten Sonnenstrahlung ausgesetzt sind, die dort im Scheibenzwischenraum anfallende transformierte Energie in Zonen des Gebäudes verschoben wird, bei denen ein Heizfall vorliegt

Die Abluft wird dabei grundsätzlich über einen Schlitz oberhalb des Fensters mit einer bestimmten Geschwindigkeit angesaugt und am Boden zwischen den Scheiben in einen Abluftkanal abgesaugt

Die Umkehr der üblichen Luftführung bei der erfindungsgemäß nur in einer Richtung erfolgenden Fensterabsaugung bringt bei Heizbetrieb Vorteile, da die an der Glasscheibe sich abkühlende Luftschicht bevorzugt wegen der Abkühlung nach unten fällt und dort gezielt abgesaugt wird.

Es steht damit ein besonders wirtschaftliches Klimatisier- und Regelverfahren zur Verfügung, mit dem außerdem in kostensparender Weise die Verwendung von Fenstereinheiten, gegebenenfalls in Kombination mit Balkonfenster und -türen, in Form von Fertigbauteilen ermöglicht wird.

Ferner läßt sich eine wesentliche Verbesserung der hygienischen Voraussetzungen erzielen, da die Zuluftkanäle ausreichend groß und damit begehbar ausgestattet werden können und eine bequeme, einwandfreie Reinigung dieser Kanäle gewährleisten.

Die vorgesehene Fensterabsaugung führt zu wesentlichen Energieeinsparungen durch eine hochgradige Reduktion der durch Transmission und Sonnenstrahlung eingeführten Energie im Fensterbereich: damit kann das Zuluftvolumen geringer gehalten werden als bei herkömmlichen Systemen.

Aus dem mit Zuluft überfluteten Raum, der meist zentral gelegen is?, führen Oberströmöffnungen in die zu klimatisierenden Räume, wobei der Luftaustausch des Raumes durch die fensterfrontseitige Absaugung bewirkt wird. Die Überströmöffnungen können derart ausgebildet sein, daß die raumseitig angesaugte Zuluft in einen zur Decke sowie zum Boden abgelenkten Teilluftstrom aufgetrennt wird. Die Überströmöffnungen können in verschiedene Abschnitte unterteilt sein, die getrennt voneinander verschließbar sind, so daß je nach Bedarf sowohl ein konzentriertes Einblasen an bestimmten Stellen des Raumes als auch em verteiltes Einblasen über den gesamten Raum möglich ist

Hinsichtlich der Variabilität und Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens erweist es sich außerdem als vorteilhaft, daß Fenster und Balkontüren geöffnet werden können, ohne daß die benachbarten Räume beeinflußt werden, da die lüftungstechnische Anlage in dem Bereich desjenigen Raumes, dessen Fenster und/oder Raum- bzw. Balkontüren geöffnet werden, von der übrigen Luftanlage durch Abschalten des Raumes selbst getrennt werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert Diese zeigt in

F i g. 1 einen einzelnen, zur Durchführung des Verfahrens ausgestalteten Raum in Draufsicht Fig.2 im Vertikalschnitt gemäß Linie H-II nach Fig. 1;

Fig.3 im Vertikalschnitt gemäß Linie IH-HI nach Fig. 1; F i g. 4 im Schnitt gemäß Linie IV-IV nach F i g. 3 und

ίο Fig.5 eine abgewandelte A.usführungsform der Überströmöffnung zur ergänzenden individueilen Raumtemperaturregelung.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, erfolgt die Zufuhr von aufbereiteter Zuluft 1 vom Flur 2 zum einzelnen Raum 3 mittels der Raumüberflutung über jeweils eine oder mehrere Überströmöffnungen 4. wobei die Zuluft 1 durch entsprechende, flurseitig und/oder raumseitig angeordnete Einrichtungen, wie beispielsweise Prallplatten 5, 6 oder dgL, in einen zur Decke 7 sowie zum Boden 8 des Raumes 3 hin gelenkten Teilluftstrom 9 bzw. 9' aufgeteilt werden kann. Die Überströmöffnungen 4 sind in ihrem Durchlaßquerschnitt mittels Klappen 10 oder dgL nach Bedarf veränderbar. Die Abluft 11 wird mittels fensterseitiger, ausschließ lieh von oben nach unten erfolgender Absaugung aus dem Raum 3 fortgeführt Zu diesem Zweck weist das Fenster eine Außenverglasung 12 sowie eine im Abstand hierzu angeordnete Innenscheibe 13 auf, wobei die Außenverglasung 12 als Einfach- oder Mehrfach scheibenverglasung ausgebildet sein kann. Zwischen den beiden Scheiben 12, 13 ist eine manuell oder elektrisch betätigbare Sonnenschutzvorrichtung 14 angeordnet die vollständig hochziehbar bzw. absenkbar ist. Zwischen der Oberkante der Fensterinnenscheibe 13 und der entsprechenden inneren Unterkante der Außenwand ist ein waagerecht verlaufender Schlitz 15 gebildet durch den Abluft 11 in der beispielsweise aus Fig. 2 ersichtlichen Weise zwischen die beiden Fensterscheiben 12, 13 eintritt. Zwischen diesen Scheiben 12, 13 in Zwangsführung nach unten bewegt wird und schließlich durch Absaugschlitze 16 in einen Abluftkanal 17 abgesaugt wird. Dieser verläuft innerhalb der Fensterbrüstung waagerecht und weist unterseitig eine weitere Absaugöffnung 18 auf, durch die bei Bedarf die kalte bodenseitige Abluft 11' abgesaugt werden kann.

Der Abluftkanal 17 mündet über eine Zwischenleitung 19, in der eine Regeleinrichtung 20 angeordnet ist in eine senkrecht innerhalb der Außenwand verlaufende Sammelleitung 21, die auch — wie gestrichelt in Fig. 1 angedeutet — als außerhalb der Gebäudefassade angeordnete, senkrecht verlaufende Abluftsammelleitung 21' vorgesehen sein kann. Die in der Zvischenleitung 19 vorgesehene Regelein richtung 20 wird von einem über ein Temperaturmeßge rät T gesteuerten Regler R jeweils derart eingestellt daß die Absaugung der Abluft 11, bei Bedarf in Verbindung mit der bodenseitigen Abluft 11', variabel in Abhängigkeit von der individuell gewünschten Raumbe-

M' dingung erfolgt, wobei hierdurch jeweils die Zufuhr der Zuluft 9,9' direkt beeinflußt wird. Die gesamte Fassade ist einschließlich der beiden Scheiben 12, 13, der Fens>:erbrüstung und des Absaugkanals 17 als Fertigbauteil vorgesehen.

Entsprechendes gilt auch für die hinsichtlich der Absaugung analog ausgebildete Balkontür 22, wobei selbstverständlich auch Fenster und Balkontür zusammen als einziges Fertigbauteil ausgebildet sein können.

Wie besonders deutlich aus F i g. 4 ersichtlich, weist die Balkontür 22 ebenfalls eine Außenverglasung 12' sowie eine im Abstand hierzu angeordnete Innenscheibe 13' mit einer dazwischen angeordneten, manuell oder elektrisch betätigbaren Sonnenschutzjalousie 14' auf. Die Abluft 11 tritt durch den waagerecht verlaufenden Schlitz 15', der zwischen der Oberkante der Balkontürinnenscheibe 13' und der benachbarten inneren Unterkante der Außenwand gebildet ist, zwischen die beiden Balkonscheiben 12'. 13' ein und wird in Zwangsführung zwischen diesen beiden Scheiben 12', 13' von oben nach unten geleitet sowie durch zwischen den beiden Balkonscheiben 12', 13' angeordnete Absaugöffnungen 16' in den Abluftkanal 17 abgesaugt.

Wie insbesondere aus Fig.3 ersichtlich, ist die Balkontür 22 mit einem Zweipunktkontakt 23 versehen, der mit dem Regler R für die Abluftkanalregelklappe 20 verbunden ist und derart arbeitet, daß bei geöffneter Balkontür 22 die Regeleinrichtung 20 vollständig geschlossen und die Abluftabsaugung außer Betrieb gesetzt wird. Zu diesem Zweck kann auch die Klappe 10 der für die Zufuhr der Zuluft 1 vorgesehenen Überströmöffnungen 4 als Verschlußklappe ausgebildet sein, um eine Beeinflussung der Luftzustandswerte im Flur 2 durch die über die Balkontür 22 einströmende Außenluft zu verhindern.

Zur ergänzenden individuellen Raumtemperaturregelung ist an der Raumdecke 7 eine Wärmeübertragerplatte 24 in Form einer Strahlungsplatte angebracht, die nach Bedarf als Heiz- oder Kühlplatte arbeitet und dementsprechend über mit einem Regel- und Mischventil 25 versehene Verbindungsleitungen 26, 27 ar senkrecht neben der Abluftsammelleitung 21 in der Außenwand verlaufende Heizleitungen 26' oder Kühl leitungen 27' angeschlossen isL

Weiterhin kann eine zusätzliche individuelle Raum temperaturregelung mittels einer an der Fensterbrüstungsinnenseite oberhalb der Absaugöffnung 18 für die bodenseitige Abluft 11' befestigten Strahlungsplatte 2i

ίο bewirkt werden, die je nach Jahreszeit mit Kühl- oder

Heizmittel beschickt wird und zur Verhinderung eines Wärmeübergangs mittels Konvektion mit horizontalen Rippen 29 versehen ist Schließlich kann auch die ergänzende individuelle

is Rauiuieiriperaturregeiung über zwisehengesehallete Wärmeübertrager erfolgen, die in oder an der Überströmöffnung 4 angeordnet sind. Zu diesem Zweck ist beispielsweise in der aus F i g. 5 ersichtlichen Weise die Überströmöffnung 4 in drei übereinander angeord nete Durchlässe 41,42 und 43 für die Zuluft unterteilt die wahlweise durch der Klappe 10 entsprechende Klappen 1O*. 10". 10"' verschlossen bzw. geöffnet oder aber in ihrem Durchlaßquerschnitt verändert werden können. Hierbei enthält der obere Durchlaß 41 einen Wärmeübertrager zur Erwärmung der Zuluft 1 während der untere Durchlaß 43 einen Wärmeübertrager zur Kühlung der Zuluft 1 enthält und demnach dei mittlere Durchlaß 42 zur Zufuhr der nicht zusätzlich behandelten Zuluft 1 in den Raum 3 dient

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Klimatisieren von Gebäuden mit individueller Regelung der Temperatur in den einzelnen Räumen, bei dem den einzelnen Räumen die aufbereitete Zuluft entweder über einen großflächigen, schwerpunktmäßig angeordneten Luftdurchlaß oder über einen mit Zuluft überfluteten Raum durch Oberströmöffnungen zugeführt und die Abluft an einer anderen Stelle des Raumes abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Raumtemperatur jedes einzelnen Raumes ausschließlich über eine fassadenseitige variable Absaugung der Abluft erfolgt, wobei die mit Zwangsführung zwischen einer Außen- und Innenverglasung strömende Abluft ausschließlich von oben nach unten in einen waagrecht unterhalt der Fenrterkonstruktion verlaufenden Abluftkanal abgesaugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Abhängigkeit von der gewünschten Raumtemperatur erfolgende Absaugung der Abluft durch entsprechendes öffnen bzw. Schließen des Abluftkanals variiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Absaugen der Abluft und gegebenenfalls das Zuführen von Zuluft durch das Öffnen der Raum- und/oder der Balkontür und/oder der Fenster vollkommen unterbrochen wird.

30