DE2732422C3

DE2732422C3 - Anlage zum Klimatisieren mindestens eines Raumes

Info

Publication number: DE2732422C3
Application number: DE19772732422
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl.-Ing. 8225 Traunreut Riehl
Original assignee: H Krantz & Co 5100 Aachen GmbH; Siemens AG; H Krantz GmbH and Co
Current assignee: H Krantz GmbH and Co
Priority date: 1977-07-18
Filing date: 1977-07-18
Publication date: 1984-10-04
Also published as: DE2732422B2; DE2732422A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Klimatisieren mindestens eines mit Leuchten bestückten Raumes, mit einer zentralen Klimaanlage, die aufbereitete Zuluft über ein einziges Kanalsystem und parallel daran angeschlossene, in den Raum mündende Zuluftauslässe liefert, mit mindestens einem dezentralen Wärmeübertrager zur Nacherwärmung der Zuluft, über dessen Sekundärkreis die Zuluft von dem Kanalsystem in den Raum geführt wird, mit einem Nebenkanal parallel zu jedem Wärmeübertrager und einem zugeordneten Stellglied, mit einem auf das Stellglied wirkenden Temperaturregler, durch den mittels des Stellgliedes das Verhältnis zwischen den über den Wärmeübertrager und über den Nebenkanal geführten Luftanteilen abhangig von der Abweichung der Temperatur der Raumluft von einem Sollwert verändert wird, und mit Abluftauslässen in dem Raum, über die die Abluft des Raumes abgeführt wird.

Bei solchen sogenannten Einkanalanlagen muß die verhältnismäßig kühle Zuluft vor ihrer Einleitung in die einzelnen Räume dezentral nacherwärmt werden, wobei sich der Grad dieser Nacherwärmung nach der von Raum zu Raum unterschiedlichen Kühllast richtet.

Bei einer aus der DE-OS 23 12 716 bekannten Anlage dieser Art nutzt man die Leuchtenverlustwärme für die Nacherwärmung der Zuluft. Hierzu weisen die Leuchten eine im wesentlichen nur von den Lampen und Vorschaltgeräten aufheizbare Kammer auf, durch die ein regelbarer Anteil der Zuluft geführt wird: die Abluft wird an den Stirnseiten der Leuchten abgeführt, so daß ihr Wärmeinhalt praktisch ungenutzt bleibt.

Es hat sich nun gezeigt, daß die von den Leuchten allein stammende Verlustleistung zur Ausregelung der maximalen Kühllastschwankungen nicht ausreicht. Ferner ist in dem bekannten Fall der Aufwand se':r hoch, da jede Abluftleuchte mit einem Wärmeübertrager und einer Regelklappe ausgeführt werden muß. Schließlich

to ändert sich in dem bekannten Fall die Betriebstemperatur der Lampen je nach Einstellung der Regelklappen, so daß nicht stets mi: der optimalen Lichtleistung der Lampen gerechnet werden kann.
Es sind auch Anlagen bekannt, bei denen Schwankungen der Kühllast durch Beimischung von Anteilen der Abluft zur Zuluft ausgeregelt werden sollen, und zwar sowohl zentral (US-PS 31 14 505) als auch dezentral an den Leuchten (DE-OS 1604 231; US-PS 3193001: GB-PS 13 74 060). Wegen dieser Beimischung ändert sich nun bei solchen Anlagen der Impuls, mit dem die Zuluft in den Raum eintritt, wodurch sich instabile Luftverhältnisse mit Zugerscheinungen in dem Raum ergeben. Der maximal beimischbare Anteil der Abluft ist daher aus diesen, aber auch aus hygienischen Gründen, begrenzt; der größte Teil cies Wärmeinhalts der Abluft bleibt daher auch hier ungenutzt weshalb andererseits der Regelbereich zu gering ist, um die maximalen Kühllastschwankungen ausgleichen zu können.

μ Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß sich alle Kühllastschwankungen ausregeln lassen, wobei der Impuls der in den Raum eintretenden Zuluft ebenso unverändert bleiben soll wie die Betriebstempe-

3'· ratur der Leuchtstofflampen.

Die Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Anlage der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft des Raumes über den Primärkreis des dezentralen Wärmeübertragers geführt ist.

•t" In Verbindung mit der Erfindung sind Abluftauslässe bzw. Abluftleuchten herkömmlicher Bauform verwendbar. Die dezentralen Wärmeübertrager werden vorzugsweise so ausgelegt, daß sich ein konstanter Druckvcrlust der Zuluft bzw. Abluft sowie eine gute Geräuschdämpfung ergibt.

Bei einer erfindungsgemäßen Anlage läßt sich zusätzlich Kühlenergie dadurch sparen, daß der Sollwert für die Zuluft von der Differenz zwischen den Temperaturen der Abluft und der Zuluft abhängig gemacht wird, derart, daß dieser Sollwert mit fallender Differenz angehoben wird: Im Heizbetrieb (Winter) wird damit die Zuluft mit einer höheren Temperatur (geringere Kühlleistung) zur Verfügung gestellt, so daß nur eine geringere oder gar keine Nacherwärmung über den Wärmeübertrager erforderlich ist.

Bei einer üblichen Temperatur der von der Klimaanlage gelieferten Zuluft von 288 K. einer Ablufitemperatur von 298 K und einem Übertragungswirkungsgrad von 80% stehen 8 K Temperaturdifferenz für Abkühlung bzw. Aufheizung zur Verfügung: der Wärmeübertrager ist daher für 175 bis 400 W, insbesondere für 258 W bei einem Luftvolunien von 100 m¹ pro Stunde zu bemessen. Besonders vorteilhaft ist hierbei eine Auslegung für einen Druck verlust von 5 bis 15.

insbesondere für lOmbar bei Strömungsgeschwindigkeiten von 2 bis 5 m pro Sekunde. Hierzu wird zweckmäßig eine Übertragungsfläche zwischen 5 und 20 m² vorgesehen, wobei insbesondere Zu- und Abluft

den Wärmeübertrager gegensinnig durchströmen.

Im Rahmen der Erfindung kann der Nebenkanal den Zuluft- oder/und Abluftteil des Wärmetauschers überbrücken, wobei das jeweils zugeordnete Stellglied — in Strömungsrichtung gesehen — vorgeschaltet ist.

Die Auslaßöffnungen für die Abluft sind vorzugsweise im Boden von Abluftleuchten angeordnet; sie können jedoch ganz oder auch zum Teil direkt in dsr Decke liegen. Bei geschlossenen Leuchten kann es auch zweckmäßig sein, diese mit Abluftöffnungen auszustat- ;o ten. die seitlich der Lichtaustrittsöffnung liegen und in eine den Lampenraum umgebende Abluftkammer münden.

In allen diesen Fällen kann die Abluft entweder über einen Deckenzwischenraum oder über Rohre dem zugeordneten Wärmeübertrager zugeführt werden.

Die Erfindung wird anhand der Figur erläutert, die eine erfindungsgemäße Anlage in schematischer Darstellungzeigt.

in der Figur ist eine zentrale Klimaanlage zur Aufbereitung von Zuluft mit 4 bezeichnet; :ie versorgt über einen Zulufthauptkanal 5 und daran angeschlossene parallele Zuluftzweigkanäle 51, 52, 53 zahlreiche Räume mit Frischluft, wobei der Einfachheit halber nur ein mit 1 bezeichneter Raum dargestellt ist. In der Decke dieses Raumes sind vier Zuluftauslässe 2 angeordnet, die parallel über einen Wärmeübertrager 7, ein Stellglied 81 und den Zuluftzweigkana! 51 an die Klimaanlage 4 angeschlossen sind. An dem Stellglied 81 zweigt ein Nebenkanal 511 ab, der parallel zu dem Wärmeübertrager 7 verläuft. Das Stellglied 81 ist so ausgebildet, daß damit die gesamte über den Zweigkanal 51 ankommende Zuluft in jedem beliebigen Verhältnis auf die beiden parallelen Pfade, nämlich den Wärmeübertrager 7 und den Nebenkanal 511 aufteilbar ist. Gesteuert wird dabei dieses Verhältnis durch einen Regler 8, der mit Hilfe eines Temperaturfühlers 82 im Raum 1 auf Abweichungen der mittleren Raumtemperatur von einem wählbaren Sollwert reagiert.

Die Abluft des Raumes 1 wird über Abluftleuchten 3 abgezogen und über ein zweites Röhrp.nsystem des Wärmeübertragers 7 und den Abluftzweigkanal 61 dem Ablufthauptkanal 6 zugeführt, in den weitere Abluftzweigkanäle 62,63 münden.

Die von der Klimaanalge 4 mit etwa 288 K gelieferte Zuluft wird bei großer Kühllast (Sommerbetrieb) durch entsprechende Stellung des Stellgliedes 81 praktisch vollständig über den Nebenkanal 511 in den Raum 1 geleitet: zwischen ihr und der über den Wärmeübertrager 7 aus dem Raum 1 abgezogenen Abluft findet keinerlei Wärmeübertragung statt.

Bei geringer Kühllast ist dagegen eine mehr oder weniger starke Nacherwärmung der Zuluft erforderlich. Hierzu wird durch den Regler 8 im Extremfall das Stellglied 81 so gesteuert, daß die gesamte Zuluft durch den Wärmeübertrager 7 geleitet und bei entsprechender Auslegung des Wärmeübertragers auf beispielsweise 295 K aufgeheizt wird. Eine derartige Nacherwärmung der Zuluft um maximal 7 bis 8 K reicht praktisch zur Ausregelung aller Kühllastschwankungen des Raumes 1 aus; hierzu sind keinerlei zusätzlichen Energiequellen erforderlich. Insbesondere kommt man mit einem einzigen Zuluftrohrsystem aus. Allerdings ist es erforderlich, auch den Energieinhalt der Abluft und nicht nur die Verlustwärme der Lpuchten selbst für die Nacherwärmung der Zuluft heranic ziehen.

Bei geringer Kühllast kann es zweckmäßig sein, den für die Kühlung der Zu'uft in der Klimaanlage 4 erforderlichen Energieaufwand dadurch zu reduzieren, daß der Klimaanlage ein höherer Sollwert für die Temperatur der Zuluft vorgegeben wird. Dies wird durch eine lastabhängige Regelung über einen Sollwertgeber 93 automatisch vorgenommen, der seinerseits von einem Meßwertumformer 90 gesteuert wird; letzterer erfaßt an Meßstellen 91 und 92 die Differenz zwischen der mittleren Temperatur der Abluft im Ablufthauptkanal 6 und der Temperatur der Zuluft im Zulufthauptkanal 5 und hat eine solche Charakteristik, daß der Sollwert für die Zulufttemperatur von einem Minimalwert bei maximaler Differenz steigt und umgekehrt. Im Ergebnis wird so eine erforderliche Nacherwärmung im Wärmeübertrager 7 durch eine von vornherein geringere Kühlung der Zuluft ersetzt.

Beim Ausführungsbeispiel wurde den Zulufthuslässer: 2 und den Abluftleuchten 3 des Raumes 1 ein einziger '-Yärmeüber.rager 7 zugeordnet. Bei größerem Räumen wird es jedoch zweckmäßig sein, mehrere Gruppen von Abluftleuchten und Zuluftauslässen zu bilden und jeweils einer solchen Gruppe einen Wärnieübertrager und gegebenenfalls auch einen gesonderten Temperaturfühler und Regler für den entsprechenden Raumbereich zuzuordnen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anlage zum Klimatisieren mindestens eines mit Leuchten bestückten Raumes, mit einer zentralen Klimaanlage, die aufbereitete Zuluft über ein einziges Kanalsystem und parallel daran angeschlossene, in den Raum mündende Zuluftauslässe liefert, mit mindestens einem dezentralen Wärmeübertrager zur Nacherwärmung der Zuluft, über dessen Sekundärkreis die Zuluft von dem Kanalsystem in den Raum geführt wird, mit einem Nebenkanal parallel zu jedem Wärmeübertrager und einem zugeordneten Stellglied, mit einem auf das Stellglied wirkenden Temperaturregler, durch den mittels des Stellgliedes das Verhältnis zwischen den über den Wärmeübertragerund über den Nebenkanal geführten Luftanteilen abhängig von der Abweichung der Temperatur der Raumluft von einem Sollwert verändert wird, und mit Abluftauslässen in den Raum, über die die Abluft des Raumes abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft des Raumes (1) über den Primärkreis des dezentralen Wärmeübertragers (7) geführt ist.

2. Anlage nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet. daLS die Abiuftauslässe mindestens zum Teil in Abluftleuchten (3) angeordnet sind.

3. Anlage nach Anspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der von einem Sollwertgeber (93) vorgegebene Wert für die Temperatur der von der Klimaa 'age (4) gelieferten Zuluft abhängig von der in einem Meßwertumfnrmer (90) gebildeten Differenz zwischen der mittleren Ablufttemperatur und der Zuluftiemperatur in. derart, daß der Sollwert von einem Mindestwert bei maximaler Differenz auf einen Maximalwert bei kleinster Differenz steigt und umgekehrt.