DE2801258A1 - Raum-klimaanlage - Google Patents

Raum-klimaanlage

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DE2801258A1
DE2801258A1 DE19782801258 DE2801258A DE2801258A1 DE 2801258 A1 DE2801258 A1 DE 2801258A1 DE 19782801258 DE19782801258 DE 19782801258 DE 2801258 A DE2801258 A DE 2801258A DE 2801258 A1 DE2801258 A1 DE 2801258A1
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atmosphere
room
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DE19782801258
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Jean Chaboseau
Andre Regef
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Compagnie Electro Mecanique SA
Centre Scientifique et Technique du Batiment CSTB
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Compagnie Electro Mecanique SA
Centre Scientifique et Technique du Batiment CSTB
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
    • F25B9/004—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0085—Systems using a compressed air circuit

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  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Description

10231 So/Ri
OEM 1477 ' p,,— onn-ncp
PRSN 77-00708 ^- Dieter v. ßezold Λ / ö U I Z D d
filed Jan. 12, 1976 Dipl.-Ing. Peter Schütz
DIpI -Ing. Wolfgang Heusler β München 83, Postfach 860βββ
(ο-
GEM Compagnie Electro-Mecanique 12, rue Portalis, F-75008 Paris
Gentre Scientifique et Technique du Batiment 4, Avenue du Recteur Poincare, P-75016 Paris
Raum-Klimaanlage
Die Erfindung bezieht sifa auf eine Klimaanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Klimatisierung eines oder mehrerer Räume.
In der Literaturstelle "Thermodynamique theorique" von Houberechts, 2. Ausgabe, 1962, Seiten 221 bis 226 ist eine Heizungsanlage mit einem einzigen Fluid beschrieben.
Eine derartige Heizungsanlage weist gemäß Fig. 1 der Zeichnung einen Kompressor 1 auf, welcher aus einem zu beheizenden Raum L mittels einer Ansaugdüse 2 verbrauchte Luft von einer Temperatur t^ ansaugt. Diese Luft wird durch eine quasi-adiabatische Kompression bis zu einer Temperatur t~ erwärmt und durch eine Leitung 3 in ein Hochtemperaturabteil 4-1 eines Wärmeaustauschers K gefördert, wo sie sich bis zu einer Temperatur t, abkühlt, indem sie ihre Wärme an Frischluft abgibt, welche aus der Atmosphäre A mit der Außentemperatur te ankommt. Die Frischluft wird
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aus der Asmosphäre A mittels einer Düse 6 entnommen und zirkuliert im Tieftemperaturabteil 4-2 des Wärmeaustauschers mittels eines Ventilators 11, dessen Durchsatz als dem Durchsatz des Kompressors 1 entsprechend angenommen wird. Im vorliegenden Zusammenhang dst mit Hochtemperaturabteil des Wärmeaustauschers das Abteil gemeint, in welchem das relativ warme und abzukühlende Fluid strömt, und mit Tieftemperaturabteil das Abteil, in welchem das relativ kalte und zu erwärmende Fluid zirkuliert.
Die erwärmte Frischluft tritt aus dem Wärmeaustauscher 4- aus und tritt durch eine Düse 7 mit einer Temperatur tg, welche höher ist als die Temperatur t^., in den zu erwärmenden Raum L ein. Die Gesamtbedingungen des Wärmeaustauschers 4- sind derart, daß to - tc = ι-, - tr-. Die aus dem Raum L austretende und bis auf die Temperatur t^ abgekühlte verbrauchte Luft wird danach in einer Turbine 8 unter Arbeitsabgabe entspannt und wird schließlich durch eine Düse 9 bei einer Temperatur t^, welche unterhalb der Außentemperatur tr liegt, in die Atmosphäre A ausgestoßen.
Die Turbine 8 ist mit dem Kompressor 1 gekoppelt und trägt zu dessen Antrieb bei, indem sie mit einem Motor 10 zusammenarbeitet. Der Ventilator 11 kann mittels eines eigenen Motors oder mittels des Motors 10 und/oder durch die Turbine 8 in Drehrichtung angetrieben werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bekannte Heizungsanlage weiterzuentwickeln und sie insbesondere zu verbessern und der Klimatisierung von Räumen anzupassen.
Diese Aufgabe wird bei einer Raum-Klimaanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß durch dessen Kennzeichenmerkmale gelöst. Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen.
Insbesondere sind bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform der
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Erfindung der Motorkompressor, das erste Wärmeaustauscherabteil und die Turbine auf an sich bekannte Weise in dieser Reihenfolge in Strömungslichtung der Luft in Serie angeordnet und bilden den ersten Luftkreislauf, während das zweite Warmeaustauscherabteil den zweiten Luftkreislauf bildet, wobei das
an
erste und das zweite Wärmeaustauscherabteil dann auf/sich bekannte Weise das Abteil mit relativ hoher Temperatur bzw. das Abteil mit relativ niedriger Temperatur sind. Unter diesen Bedingungen kann das erste Register mit den Enden des ersten Luftkreislaufs derart verbunden sein, daß es in seiner ersten Stellung den Zutritt von aus einem Raum herkommender verbrauchter Luft zum Kompressor und das Ausstoßen von aus der Turbine austretender Luft in die Atmosphäre ermöglicht und in seiner zweiten Stellung den Zutritt von neuer, aus der Atmosphäre kommender Luft zum Kompressor und das Einstoßen von aus der Turbine austretender Luft in den Raum zuläßt, während das zweite Register mit den Enden des zweiten Luftkreislaufs derart verbunden sein kann, daß es in seiner ersten Stellung den Zutritt von neuer, aus der Atmosphäre kommender Luft in das zweite Abteil und das Einstoßen von aus dem zweiten Abteil austretender Luft in den Raum ermöglicht und in seiner zweiten Stellung den Zutritt von aus dem Raum kommender verbrauchter Luft in das zweite Abteil und das Ausstoßen von aus dem zweiten Abteil kommender Luft in die Atmosphäre zuläßt.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet das zweite Abteil den ersten Luftkreislauf, während die Turbine, das erste Abteil und der Motorkompressor in dieser Reihenfolge in Strömungsrichtung der Luft in Serie angeordnet sind und den zweiten Luftkreislauf bilden, wobei das erste und das zweite Wärmeaustauscherabteil dann das Abteil mit relativ niedriger Temperatur bzw. das Abteil mit relativ hoher Temperatur sind. Unter diesen Bedingungen kann das erste Register mit den Enden des zweiten Luftkreislaufs derart verbunden sein, daß ee in seiner ersten Stellung den Zutritt von neuer, aus der AtnoephSre kommender Luft zur Turbine und das Einstoßen von aua den Kob-
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pressor austretender Luft in einen Raum ermöglicht und in seiner zweiten Stellung den Zutritt von aus dem Raum kommender verbrauchter Luft zur Turbine und das Ausstoßen von aus dem Kompressor austretender Luft in die Atmosphäre zuläßt, während das zweite Register derart mit den Enden des ersten Luftkreislaufs verbunden sein kann, daß es in seiner ersten Stellung den Zutritt von aus dem Raum kommender verbrauchter Luft zum zweiten Abteil und das Ausstoßen von aus dem zweiten Abteil kommender Luft in die Atmosphäre ermöglicht und in seiner zweiten Stellung den Zutritt von neuer, aus der Atmosphäre kommender Luft zum zweiten Abteil und das Einstoßen von aus dem zweiten Abteil kommender Luft in den Raum zuläßt.
Gemäß einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung kann der Wärmeaustauscher in mehrere Teile aufgeteilt sein, wobei zwischen zweien dieser Abteile eine Befeuchtungseinrichtung angeordnet ist.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß sie die Funktionsweise der Maschinen in den beiden Arbeitsweisen beibehält und nur zwei Register besitzt, welche beim Umschalten von Erwärmung auf Abkühlung zu betätigen sind.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Pig. 1 die bereits weiter oben beschriebene bekannte Erwärmungsanlage ,
Pig. 2 ein Temperatur/Entropie-Diagramm, welches die aufeinanderfolgenden Zustände der in der Heizungsanlage gemäß Pig. 1 zirkulierenden Luft zeigt,
Pig. 3 ein Temperatur/Entropie-Diagramm, welches die aufeinan-
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derfolgenden Zustände der in der erfindungsgemäßen Anlage zirkulierenden Luft zeigt, und zwar bei der Punktionsweise zum Kühlen,
Pig. 4· ein Anlagenschema gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung in der Funktionsweise beim Erwärmen,
Fig. 5 die Anlage gemäß Fig. 4 in der Funktionsweise beim
Kühlen entsprechend dem Diagramm gemäß Fig. 3»
Fig. 6 das Schema einer Variante der Anlage gemäß den Figuren 4- und 5 mit einer zugehörigen Befeuchtungseinrichtung,
Fig. 7 ein Temperatur/Entropie-Diagramm, wenn die Anlage eine Wassererwärmung für die örtlichen Dienste umfaßt,
Figuren 8 und 9
Anlagenschemata einer zweiten Ausführungsform der Erfindung in der Funktionsweise zum Erwärmen bzw. zum
Kühlen,
Figuren 10 und 11
Temperatur/Entropie-Diagramme, welche die aufeinanderfolgenden Zustände der in der Anlage gemäß den Figuren 7 und 8 zirkulierenden Luft zeigen, und zwar in der
Funktionsweise zum Erwärmen bzw. zum Kühlen,
Fig. 12 ein Anlagenschema einer Variante der Anlage gemäß den Figuren 4· und 5»
Fig. 13 ein Anlagenschema einer Variante der Anlage gemäß den Figuren 8 und 9.
In Fig. 2, welche als Funktion der Koordinaten t und S die aufeinanderfolgenden Zustände der in der bekannten Anlage genäß
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Fig. 1 zirkulierenden Luft, und zwar bei der Funktionsweise zum Erwärmen, zeigt, sieht man aufeinanderfolgend, daß die aus dem Raum L bei einer Temperatur t^ angesaugte verbrauchte Luft im Kompressor 1 eine adiabatische Kompression erfährt, welche sie bis zu einer Temperatur to erwärmt. Diese Luft strömt in das Hochtemperaturabteil 4-1 des Wärmeaustauschers 4- ein, wo sie sich von der Temperatur t2 auf die Temperatur ty, erwärmt. Danach wird sie längs der Turbine 8 entspannt und bei 9 in die Atmosphäre A bei einer Temperatur t^,, welche unterhalb der Außentemperatur te liegt, ausgestoßen.
Die Frischluft, welche bei 6 aus der Atmosphäre A bei einer Temperatur te entnommen wird, wird bis zur notwendigen Temperatur tg im Tieftemperaturabteil 4-2 des Wärmeaustauschers 4- erwärmt, danach bei 7 in den Raum L bei dieser Temperatur hineingedrückt, um dort mit Sicherheit die gewünschte Temperatur zu haben.
Mittels der Einrichtungen, welche weiter unten im Zusammenhang mit den Figuren 4- und 5 beschrieben werden, kann eine derartige Anlage auch zum Kühlen des Raums L (Figuren 3 und 5) verwendet werden. In diesem Fall wird die Frischluft bei 9 mit der Außentemperatur tn vom Kompressor 1 angesaugt. Sie wird bis zu einer Temperatur tg erwärmt, danach im ersten Hochtemperaturabteil 4-1 des Wärmeaustauschers 4- bis zur Temperatur tq abgekühlt und bei 2 in den Raum L eingeblasen, nachdem sie sich in der Turbine 8 entspannt und somit bis auf eine Temperatur t^Q, welche unterhalb der Raumtemperatur t^ liegt und somit deren Abkühlung ermöglicht , abgekühlt.
Die bei 7 durch den Ventilator 11 aus dem Raum L bei einer Temperatur t^ entnommene verbrauchte Luft wird erwärmt, indem sie im zweiten Tief temper aturabteil 4-2 des Wärmeaustauschers 4- zirkuliert und bei 6 in die Atmosphäre strömt, und zwar bei einer Temperatur t^» welche oberhalb der Außentemperatur t« liegt.
Die Figuren 4· und 5 enthalten schematisch eine Anlage, welche
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Ό.
die beiden oben beschriebenen und jeweils den Diagrammen gemäß den Figuren 2 und 3 entsprechenden Arbeitsweisen ermöglichen. In den-Figuren 4 und 5 sind die Strömungsrichtungen der Luft in den beiden Luftkreisläufen der Anlage durch Pfeile angedeutet.
Der Raum L ist durch ein Rechteck veranschaulicht. Die beiden Abteile 41 und 42 des Wärmeaustauschers 4 sind lediglich im Inneren des Rechtecks L eingezeichnet, um die Darstellung zu erleichtern.
Zwei Register Ί2 und 13, welche jeweils vier Durchlässe und eine Regelklappe aufweisen, ermöglichen in Heizstellung O (Fig. 4), daß ein Register 12 bei 2 die verbrauchte Luft aus dem Raum L ansaugt, die Luft in den den Kompressor 1, das Hochtemperaturabteil 41 des Wärmeaustauschers 4 und die Turbine 8 enthaltenden Luftkreislauf geschickt und bei 9 in die Atmosphäre A ausgestoßen wird, und das andere Register 13 bei 6 Frischluft von draußen mit Hilfe des Ventilators 11 ansaugt, damit diese im Tieftemperaturabteil 42 des Wärmeaustauschers 4 zirkuliert und erwärmt bei 7 in den Raum L geschickt wird.
In Fig. 5 sind die beiden Register 12 und 13 in die Stellung F umgeschaltet, welche der Kühlung entspricht, und ermöglichen, daß ein Register 12 mittels des Kompressors 1 bei 9 Außenluft ansaugt, die Luft durch das Hochtemperaturabteil 41 des Wärmeaustauschers 4 hindurchtritt und in der Turbine 8 entspannt wird, um sie gekühlt bei 2 in den Raum L hineinzulassen, und das andere Register 13 mit Hilfe des Ventilators 11 die bei 7 aus dem Raum L entnommene Luft zirkulieren läßt und die Luft im Tieftemperaturabteil 42 des Wärmeaustauschers 4 erwärmt und bei 6 bei einer die Außentemperatur übersteigenden Temperatur in die Atmosphäre A zurückgeschickt wird.
Pig. 6 zeigt in einer Variante einen Wärmeaustauscher 4-, welcher
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in mehrere Teile unterteilt ist, beispielsweise vier Teile 43, 44, 45 und 46. Im Wege der bei 6 durch den Motorventilator 11 angesaugten Luft ist eine Befeuchtungseinrichtung 14 eingefügt, welche vorzugsweise zwischen zweien der Teile 43 bis 46 des Wärmeaustauschers 4 angeordnet ist. Die relative Stellung der Befeuchtungseinrichtung wurde im Strom der Irischluft in der Mitte des Wärmeaustauschers 4 dargestellt. Es versteht sich, daß sie auch genauso gut im ersten Viertel oder in drei Vierteln des Wärmeaustauschers 4 angeordnet werden könnte. Wesentlich dabei ist, daß die befeuchtete Luft noch wenigstens durch ein Element des Wärmeaustauschers 4 hindurchtritt, damit sie in ihrer Feuchtigkeit entsättigt wird.
Fig. 7 zeigt noch eine mögliche Verbesserung der Anlage. Wenn man mit Bezug auf die Diagramme gemäß den Figuren 2 und 3 ein wenig mehr Kompression auf die durch den Kompressor 1 komprimierte Luftsuftrrngfoist es möglich, die somit erhaltene Überschußtemperatur t*2 - to zu verwenden, indem man zuerst die aus dem Kompressor 1 austretende Luft durch einen Luft/Wasser-Hilfswärmeaustauscher hindurchschickt, um eine Wassermenge von der Temperatur t auf die Temperatur t_ zu bringen, damit man beispielsweise Warmwasser für die sanitären Bedürfnisse erhält. Der Vorteil dieser Einrichtung liegt darin, daß sie sowohl bei der Funktionsweise zum Heizen als auch bei der Funktionsweise zum Kühlen funktioniert.
Man kann ferner den Wärmeaustauscher 4 mit einem nicht gezeigten dritten Abteil versehen, welches beispielsweise Wasser enthält und zwischen den beiden Abteilen 41 und 42 wenigstens über einen Teil der Länge des Wärmeaustauschers 4 angeordnet ist und eine thermische Steuerung während der Periode des Heizens bildet.
Bei der Anlage gemäß den Figuren 8 und 9 ist das erste Abteil 41 des Wärmeaustauschers 4 zwischen dem Ausgang der Turbine 8
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und dem Eingang des Kompressors 1 angeordnet, und es befindet sich aufgrunddessen in Unterdruck mit Bezug auf das zweite Abteil 42 des Wärmeaustauschers 4, welches sich auf Atmosphärendruck befindet. Genauer gesagt, der Kompressor 1 und die Turbine 8 sind in der Weise angebracht, daß sie die Luft in Richtung der Pfeile in den Figuren 8 und 9 strömen lassen, d.h. in einer Richtung, welche der Strömungsrichtung der Luft in demselben Kreislauf bei der Anlage gemäß den Figuren 4 und 5 entgegengesetzt ist. Ferner ist der Ventilator 11 in dem das zweite Abteil 42 des Wärmeaustauschers 4 enthaltenden Kreislauf angebracht, und zwar derart, daß der Ventilator 11 die Luft in dem Abteil 42 in einer Richtung strömen läßt, welche der Strömungsrichtung der Luft in dem entsprechenden Kreislauf der Anlage gemäß den Figuren 4 und 5 entgegengesetzt ist.
Im Gegensatz zu der Anlage gemäß den Figuren 4 und 5, in welcher die Abteile 41 und 42 des Wärmeaustauschers 4 Hoch- bzw. Niedrigtemperaturabteile waren, sind bei der Anlage gemäß den Figuren 8 und 9 die Abteile 41 und 42 getzt Niedrig- bzw. Hochtemperaturabteile.
In Fig. 8 befinden sich die beiden Register 12 und 13 in der Stellung G für die Funktionsweise beim Heizen, welche nachstehend in Verbindung mit Fig. 10 beschrieben wird. Bei dieser Funktionsart wird Frischluft bei 9 aus der Atmosphäre A mit einer Außentemperatur t^, durch den Kompressor 1 über die Turbine 8 und das Niedrigtemperaturabteil 41 des Wärmeaustauschers 4 angesaugt. Beim Durchtritt durch die Turbine 8 entspannt sich die Frischluft und kühlt sich bis zur Temperatur t^ ab, danach wird sie von der Temperatur t^ auf die Temperatur t^c erwärmt, und zwar beim Durchgang durch das Tieftemperaturabteil 41 des Wärmeaustauschers 4, wo sie die Wärme aufnimmt, welche von der im Hochtemperaturabteil 42 des Wärmeaustauschers 4 zirkulierenden Luft abgegeben wurde. Die auf die Temperatur t^c erwärmte Luft wird vom Kompressor 1 angesaugt, in welchem sie erneut auf eine
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Temperatur t.,- durch quasi-adiabatische Kompression erwärmt wird, danach wird sie bei 2 in den Raum L eingeblasen, und zwar mit der Temperatur t^g, welcher höher ist als die in dem Raum L herrschende Temperatur t^n, so daß die Luft in dem Raum erwärmt wird. Die verbrauchte Luft des Raums L wird mit einer Temperatur ty.η bei 7 vom Ventilator 11 angesaugt, welcher sie in dem Hochtemperaturabteil 4-2 des Wärmeaustauschers 4- zirkulieren läßt, wo sie ihre Wärme abgibt und ihre Temperatur von t^y auf t^o senkt. Die Luft wird schließlich bei 6 mit der Temperatur t^g, welche unterhalb der Außentemperatur t*-, liegt, in die Atmosphäre A ausgestoßen.
In Fig. 9 befinden sich die Register 12 und 13 in der Stellung F für die Funktionsweise zum Kühlen, welche nun im Zusammenhang mit Fig. 11 beschrieben wird. Bei dieser Arbeitsweise wird bei 2 verbrauchte Luft aus dem Raum L bei einer Temperatur t^n durch den Kompressor 11 angesaugt über die Turbine 8 und das Tieftemperaturabteil 4-1 des Wärmeaustauschers 4-, Beim Durchtritt durch die Turbine 8 entspannt sich die verbrauchte Luft und kühlt sich auf die Temperatur tpQ ab, danach wird die aus der Turbine 8 austretende Luft von der Temperatur t~Q auf die Temperatur tgyj erwärmt, wenn sie durch das Tieftempa?atur abteil 4-1 des Wärmeaustauschers 4- hindurchtritt, wo sie die Wärme erhält, welche durch die im Hochtemperaturabteil 4-2 des Wärmeaustauschers 4- zirkulierende Luft abgegeben wurde. Die auf die Temperatur t2/] erwärmte Luft wird vom Kompressor 1 angesaugt, in welchem sie noch auf die Temperatur t22 durch quasi-adiabatische Kompression erwärmt wird. Die Luft wird schließlich bei 9 mit einer Temperatur t22, welche höher ist als die Außentemperatur t2^, in die Atmosphäre A ausgestoßen. Frischluft mit einer Außentemperatur t2^ wird bei 6 aus der Atmosphäre A durch den Ventilator 11 angesaugt, welcher sie im HochtemperaturabteiL 4-2 des Wärmeaustauschers 4- zirkulieren läßt, wo sie ihre Wärme abgibt und sich auf die Temperatur t2^ abkühlt. Dieaomit auf die Temperatur t24 abgekühlte Frischluft wird bei 7 in den Raum L hinein-
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gedrückt, und zwar bei der Temperatur t^^, welche niedriger ist als die in dem Raum L herrschende Temperatur t^n, so daß die Raumluft gekühlt wird.
Wie im Falle der Anlage gemäß den Figuren 4- und 5 kann die Anlage gemäß den Figuren 8 und 9 eine Befeuchtungseinrichtung aufweisen. Jedoch soll im vorliegenden Fall die Befeuchtungseinrichtung vorzugsweise hinter dem Kompressor 1 angeordnet sein. Die Anlage gemäß den Figuren 8 und 9 kann ebenfalls einen Luft/ Wasser-Hilfswärmeaustauscher zur Erzeugung von Warmwasser aufweisen, und zwar von entsprechender Art wie im Zusammenhang mit Fig. 7 beschrieben.
Bei der Anlage gemäß den Figuren 4- und 5 sowie auch bei der Anlage gemäß den Figuren 8 und 9 kann die Regelung der thermischen Leistung (Erwärmung oder Abkühlung) durch Änderung der Geschwindigkeit des Kompressors 1 durchgeführt werden.
Beim Vergleich der Figuren 4- und 5 ist zu bemerken, daß bei der Arbeitsweise zum Erwärmen die Düsen 2 und 6 die Rolle der Einlaßdüse in die Luftkreisläufe und die Düsen 7 und 9 die Rolle der Austrittsdüsen aus den Luftkreisläufen spielen und daß bei der Arbeitsweise zum Kühlen die Rollen dieser Düsen umgekehrt sind. Entsprechendes gilt auch bei der Anlage gemäß den Figuren 8 und 9· Dies kann einen Nachteil bringen, wenn Luftfilter in den Luftkreisläufen angeordnet sind, beispielsweise am Niveau dieser Düsen, weil in diesem Fall der Staub, welcher sich an einer der Flächen des Filters während einer Betriebsweise ansammelt, während der anderen Betriebsweise wieder in die Luftkreisläufe oder in den Raum hineingestoßen werden kann.
Dieser Nachteil kann vermieden werden durch die Anlagen, welche nachstehend im Zusammenhang mit den Figuren 12 und 13 beschrieben werden.
Fig. 12 zeigt eine Anlage, welche nach demselben Prineip wie
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die Anlage gemäß den Figuren 4- und 5 arbeitet, d.h. nach den Temperatur/Entropie-Diagrammen gemäß den Figuren 2 und 3· Bei dieser Anlage ist das Register 12 mit dem Einlaß des Luftkreislaufs 1-4-1-8, dem Einlaß des zweiten Abteils 4-2 des Wärmeaustauschers 4- und den Düsen 2 und 6 derart verbunden, daß es in der in durchgezogenen Linien dargestellten Stellung 0 der Regelklappe (Funktionsweise zum Heizen) den Zutritt der bei 2 aus dem Raum L abgezogenen verbrauchten Luft zum Kompressor
1 und den Zutritt der bei 6 aus der Atmosphäre A entnommenen Frischluft zum Abteil 4-2 erlaubt und in der in gestrichelten Linien gezeigten Stellung F der Regelklappe (Funktionsweise beim Kühlen) den Zutritt von bei 6 aus der Atmosphäre A entnommener Frischluft zum Kompressor 1 und den Zutritt von bei
2 aus dem Raum L abgezogener verbrauchter Luft zum Abteil 4-2 ermöglicht. Das Register 13 ist mit dem Auslaß des Luftkreislaufs 1-4-1-8, dem Auslaß des Abteils 4-2 und den Düsen 7 und 9 derart verbunden, daß das Register in der in ausgezogenen Linien gezeigten Stellung 0 der Regelklappe das Ausstoßen von aus der Turbine 8 austretender Luft in die Atmosphäre und bei 7 das Einführen der aus dem Abteil 4-2 austretenden Luft in den Raum L erlaubt und in der in gestrichelten Linien gezeigten Stellung F der Regelklappe bei 7 das Einführen der aus der Turbine 8 austretenden Luft in den Raum L und bei 9 das Ausstoßen der aus dem Abteil 4-2 austretenden Luft in die Atmosphäre ermöglicht.
Fig. 13 zeigt eine Anlage, welche nach demselben Prinzip wie die Anlage gemäß den Figuren 8 und 9 arbeitet, d.h. nach den Temperatur/Entropie-Diagrammen gemäß den Figuren 10 und 11. Bei dieser Anlage ist das Register 12 mit dem Einlaß des Luftkreislauf 8-4-1-1, mit dem Einlaß des zweiten Abteils 4-2 des Wärmeaustauschers 4- und mit den Düsen 2 und 6 derart verbunden, daß es in der in ausgezogenen Linien gezeigten Stellung C der Regelklappe (Arbeitsweise zum Erwärmen) den Zutritt von bei 6 aus der Atmosphäre A entnommener Frischluft zur Turbine 8
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und den Zutritt von bei 2 aus dem Raum L abgezogener verbrauchter Luft zum Abteil 4-2 erlaubt und in der in gestrichelten Linien gezeigten Stellung F der Regelklappe (Funktionsweise beim Kühlen) den Zutritt der bei 2 aus dem Raum L abgezogenen Luft zur Turbine und den Zutritt von bei 6 aus der Atmosphäre A entnommener Frischluft zum Abteil 4-2 ermöglicht. Das Register 13 ist mit dem Auslaß des Luftkreislaufs 8-4-1-1, dem Auslaß des Abteils 4-2 und den Düsen 7 und 9 derart verbunden, daß es in der in ausgezogenen Linien gezeigten Stellung C der Regelklappe bei 7 das Hineindrücken der aus dem Kompressor 1 austretenden Luft in den Raum L und das Ausstoßen der aus dem Abteil 4-2 austretenden Luft in die Atmosphäre A bei 9 ermöglicht und in der in gestrichelten Linien gezeigten Stellung F der Regelklappe bei 9 das Ausstoßen der aus dem Kompressor 1 austretenden Luft in die Atmosphäre A und das Hineindrücken der aus dem Abteil 4-2 auftretenden Luft in den Raum L erlaubt.
Es ist zu bemerken, daß bei der Anlage gemäß Fig. 12 ebenso wie bei der Anlage gemäß Fig. 13 keine der vier Düsen 2, 6, 7 und 9 jemals dieselbe Rolle bei der Arbeitsweise der Anlage zum Heizen oder zum Kühlen spielt.
Es versteht sich, daß die vorstehend beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung nur erläuternde und keinesfalls beschränkende Beispiele darstellen, und daß zahlreiche Abwandlungen vom Fachmann innerhalb des Erfindungsgedankens vorgenommen werden können. Insbesondere kann man anstelle der Regelklappen-Register gemäß den Figuren 4-, 5, 6, 8, 9, 12 und 13 auch andere Registertypen verwenden, beispielsweise Gleitschieber.
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Claims (11)

  1. Ansprüche
    Raum-Klimaanlage mit zwei separaten Luftkreisläufen, von denen einer in Reihe geschaltet einen Motorkompressor, ein erstes Abteil eines Wärmeaustauschers und eine Turbine aufweist, während der andere Luftkreislauf ein zweites Abteil des Wärmeaustauschers umfaßt, gekennzeichnet durch ein erstes (12) und ein zweites (13) Register, welche jeweils vier Durchlässe und zwei Arbeitsstellungen (O, F) besitzen und welche an den Enden der beiden Luftkreisläufe derart angeordnet sind, daß in der ersten Stellung (C) aus einem Raum (L) abgezogene verbrauchte Luft in einem ersten der beiden Luftkreislaufe zirkuliert und aus der Atmosphäre (A) kommende Frischluft in einem zweiten der beiden Luftkreisläufe zirkuliert für den an sich bekannten Lauf zum Heizen und daß in der zweiten Stellung (F) aus dem Raum (L) abgezogene verbrauchte Luft in dem zweiten Luftkreislauf zirkuliert, während aus der Atmosphäre (A) kommende Luft in deal ersten Kreislauf zirkuliert für den Lauf zum Kühlen.
  2. 2. Raum-Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorkompressor (1), das erste Abteil (4-1) des Wärmeaustauschers (4) und die Turbine (8) in an sich be kannter Weise in dieser Reihenfolge in Strömungsrichtung der Luft in Serie geschaltet sind und den ersten Luftkreislauf bilden, während das zweite Abteil (42) des Wärmeaustauschers (4) den zweiten Luftkreislauf bildet, wobei das erste (41) und das zweite (42) Abteil des Wärmeaustauschers (4) dann auf an sich bekannte Weise das Abteil mit relativ hoher Temperatur bzw. das Abteil mit relativ niedriger Temperatur bilden.
  3. - 15 -
  4. 809829 /08 U ORIGINAL INSPECTED
  5. 5. Raum-Klimaanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Register (12) mit den Enden des ersten Luftkreislaufs (1-41-8) derart verbunden ist, daß es in seiner ersten Stellung (C) den Zutritt von aus einem Raum (L) kommender verbrauchter Luft zum Kompressor (1) und das Ausstoßen von aus der Turbine (8) austretender Luft in die Atmosphäre (A) ermöglicht und in seiner zweiten Stellung (P) den Zutritt von aus der Atmosphäre (A) kommender Frischluft zum Kompressor (1) und das Hineindrücken von aus der Turbine (8) austretender Luft in den Raum (L) erlaubt, während das zweite Register (13) mit den Enden des zweiten Luftkreislaufs (42) derart verbunden ist, daß es in seiner ersten Stellung (C) den Zutritt von aus der Atmosphäre (A) kommender Frischluft zum zweiten Abteil (42) und das Hineindrücken der aus dem zweiten Abteil (42) austretenden Luft in den Raum (L) ermöglicht und in der zweiten Stellung (F) den Zutritt von aus dem Raum (L) kommender verbrauchter Luft in das zweite Abteil (42) und das Ausstoßen von aus dem zweiten Abteil (42) austretender Luft in die Atmosphäre (A) erlaubt.
    4. Raum-Klimaanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Register (12) mit dem Einlaß des ersten Luftkreislaufs (1-41-8) und mit dem Einlaß des zweiten Luftkreislaufs (42) derart verbunden ist, daß es in der ersten Stellung (C) den Zutritt von aus dem Raum (L) abgezogener verbrauchter Luft zum Kompressor (1) und den Zutritt von aus der Atmosphäre (A) kommender Frischluft zum zweiten Abteil (42) des Wärmeaustauschers (4) ermöglicht und in der zwei ten Stellung (F) den Zutritt der aus der Atmosphäre (A) kommenden Frischluft zum Kompressor (1) und den Zutritt der aus dem Raum (L) abgezogenen verbrauchten Luft zum zweiten Abteil (42) des Wärmeaustauschers (4) erlaubt, während das zweite Register (13) mit dem Auslaß des ersten Luftkreislaufs (1-41-8) und dem Auslaß des zweiten Luftkreislaufs (42) der-
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    " * ' 28üi2b8
    art verbunden ist, daß es in der ersten Stellung (G) das Ausstoßen der aus der Turbine (8) austretenden Luft in die Atmosphäre (A) und das Einführen der aus dem zweiten Abteil (42) des Wärmeaustauschers (4) austretenden Luft in den Raum (L) ermöglicht und in der zweiten Stellung (F) das Einführen der aus der Turbine (8) austretenden Luft in den Raum (L) und das Ausstoßen der aus dem zweiten Abteil (42) des Wärmeaustauschers (4) austretenden Luft in die Atmosphäre (A) erlaubt.
    5· Raum-Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Abteil (42) des Wärmeaustauschers (4) den ersten Luftkreislauf bildet, während die Turbine (8), das erste Abteil (41) des Wärmeaustauschers (4) und der Motorkompressor (1) in dieser Reihenfolge in Strömungsrichtung der Luft in Serie geschaltet sind und den zweiten Luftkreislauf bilden, wobei das erste (41) und das zweite (42) Abteil des Wärmeaustauschers (4) dann das Abteil mit relativ niedriger Temperatur bzw. das Abteil mit relativ hoher Temperatur bilden.
  6. 6. Raum-Klimaanlage nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das erste Register (12) mit den Enden des zweiten Luftkreislaufs (8-41-1) derart verbunden ist, daß es in der ersten Stellung (G) den Zutritt der aus der Atmosphäre (A) kommenden Frischluft zur Turbine (8) und das Hineindrücken der aus dem Kompressor (1) austretenden Luft in den Raum (L) ermöglicht und in der zweiten Stellung (F) den Zutritt der aus dem Raum (L) kommenden verbrauchten Luft zur Turbine (8) und das Ausstoßen der aus dem Kompressor (i) austretenden Luft in die Atmosphäre (A) erlaubt, während das zweite Register (13) mit den Enden des ersten Luftkreislaufs (42) derart verbunden ist, daß es in der ersten Stellung (G) den Eintritt der aus dem Raum (L) kommenden verbrauchten Luft in das zweite Abteil (42) und das Ausstoßen
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    der aus dem zweiten Abteil (4-2) austretenden Luft in die Atmosphäre (A) ermöglicht und in der zweiten Stellung (F) den Eintritt der aus der Atmosphäre (A) kommenden Frischluft in das zweite Abteil (4-2) und das Hineindrücken der aus dem zweiten Abteil (4-2) austretenden Luft in den Raum (L) erlaubt.
  7. 7. Raum-Klimaanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Register (12) mit dem Einlaß des zweiten Luftkreislaufs (8-4-1-1) und dem Einlaß des ersten Luftkreislaufs (4-2) derart verbunden ist, daß es in der ersten Stellung (0) den Zutritt der aus der Atmosphäre (A) kommenden Frischluft zur Turbine (8) und den Zutritt der aus dem Raum (L) abgezogenen verbrauchten Luft zum zweiten Abteil (4-2) des Wärmeaustauschers (4-) ermöglicht und in der zweiten Stellung (F) den Zutritt der aus dem Raum (L) abgezogenen Luft zur Turbine (8) und den Zutritt der aus der Atmosphäre (A) kommenden Frischluft zum zweiten Abteil (4-2) des Wärmeaustauschers (4-) erlaubt, während das zweite Register (13) mit dem Auslaß des zweiten Luftkreislaufs (8-4-1-1) und dem Auslaß des ersten Luftkreislaufs (4-2) derart verbunden ist, daß es in der ersten Stellung (C) das Hineindrücken der aus dem Kompressor (1) austretenden Luft in den Raum (L) und das Ausstoßen der aus dem zweiten Abteil (4-2) des Wärmeaustauschers (4-) austretenden Luft in die Atmosphäre (A) ermöglicht und in der zweiten Stellung (F) das Ausstoßen der aus dem Kompressor (1) austretenden Luft in die Atmosphäre (A) und das Hineindrücken der aus dem zweiten Abteil (4-2) des Wärmeaustauschers (4-) austretenden Luft in den Raum (L) erlaubt·
  8. 8. Raum-Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten Luftkreislauf eine Befeuchtungseinrichtung (14·) angeordnet ist·
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  9. 9. Raum-Klimaanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher (4) in mehrere Teile(43bis46) unterteilt ist, wobei "zwischen zweien dieser Abteile (43bis 46)die Befeuchtungseinrichtung (14) angeordnet ist.
  10. 10. Raum-Klimaanlage nach den Ansprüchen 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Befeuchtungseinrichtung hinter dem Kompressor (1) angeordnet ist.
  11. 11. Raum-Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Kompressor (1) austretende Luft einen Luft/Wasser-Wärmeaustauscher passiert, in welchem sie einen Teil ihrer Wärme zur Erzeugung von Warmwasser abgibt.
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