DE2934564A1 - Luftdurchsatzregler - Google Patents

Description

LUFTDÜRCHSATZREGLER

Die Erfindung betrifft einen Luftdurchsatzregler mit einem Abblasventil, einem mit diesem zusammenwirkenden Stellhebel, mit einem von einem Differenzdruck steuerbaren Wandler zum Verstellen des Stellhebels, mit einer an dem Stellhebel angreifenden und dem Wandler entgegenwirkenden Vorspanneinrichtung, die zusammen mit dem Wandler die Stellung des Stellhebels in Bezug auf das Abblasventil bestimmt, und mit einem pneumatischen Betätigungsglied zum Erzeugen einer Kraft als Funktion einer variablen gemessenen Regelgröße, wobei das Betätigungsglied so angeordnet ist, daß es die von der Vorspanneinrichtung auf den Stellhebel ausgeübte Kraft beeinflußt.

Ein derartiger Luftdurchsatzregler dient zum Beispiel zum Konstanthalten des Luftdurchsatzes in einem Lüftungskanal bei einer bestimmten gemessenen Zustandsgröße und zum Verändern des konstanten Volumendurchsatzes als Funktion eines gemessenen Parameters. (US PS 4042173)

Es ist ferner ein ähnlicher Luftdurchsatzregler bekannt (US PS 3809 314) , der durch Eigenenergie betrieben wird.

Die bekannten Regler bilden Vorrichtungen, bei denen die Konstant-Strömungsstärken in einem Lüftungskanal als Funktion eines einzigen gemessenen Parameters verstellt werden. Der Nachteil dieser Regler besteht darin, daß sie für besondere Anwendungen, z. B. zum morgendlichen Aufheizen eines Raumes nach einer Nachtabsenkung der Temperatur Zusatzregler benötigen, und zwar, da eine bestimmte

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Luftströmung erforderlich ist, um die Wärme während der Aufwärmperiode zu verteilen oder um Wärmetauscher in dem Lüftungskanal in Betrieb zu setzen. Wenn elektrische Heizeinrichtungen verwendet sind, müssen auch Vorkehrungen getroffen sein, um ein Durchbrennen der Heizwiaklungen zu vermeiden. Diese zusätzlichen Regeleinrichtungen sind aufwendig und kostspielig und erhöhen den Luftdurchsatz zum Betrieb des Reglers. Dies wiederum erfordert höhere Kompressoren und Lüftungsschächte mit größerem Querschnitt, so daß die Installationskosten sowie die Betriebskosten steigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Luftdurchsatzregler der eingangs genannten Art zu schaffen, der die Verwendung von Zusatzreglern für die o. g. Aufgaben vermeidet.

Die Lösung ist gegeben durch ein zusätzliches pneumatisches Betätigungsglied zum Ändern der von der Vorspanneinrichtung auf den Stellhebel ausgeübten Kraft.

Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen ergänzend beschriebenϊ Es zeigen

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht eines Luftdurchsatzreglers

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer abgeänderten Ausführungsform

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Fig. 3 eine der Figur 1 entsprechende dritte Ausführungsform und

Fig. 4 ein Diagramm, das den Luftdurchsatz von Kaltluft und Heißluft bei dem Luftdurchsatzretjler nach Fig. 3 als Funktion des Druckes in der Steuerleitung zeigt.

Figur 2 zeigt einen Luftdurchsatzregler, der von zwei Stellgrößen beeinflußt wird. Es sei angenommen, daß der zu klimatisierende Raum 10 ein Innenraum sei, dem normalerweise kalte Luft zugeführt werden muß, um eine komfortable Temperatur aufrecht zu erhalten. Zu diesem Zweck wird Kaltluft durch einen Lüftungskanal 11 und ein Gitter 12 in den Raum 10 geleitet. Der Luftdurchsatz wird durch eine Drosselklappe 13 geregelt. Sie ist durch eine Feder 14, die über ein Gestänge 15 angreift, in eine normalerweise geschlossene Lage vorgespannt. An dem Gestänge greift ein pneumatisches Betätigungsglied 16 an, das der Feder 14 entgegenwirkt und dem ein Luftdruck als Betätigungsmittel zugeführt wird, und zwar durch eine Abzweigleitung 19, der Druckluft zugeführt wird von einer Hauptdruckluftleitung 17, die gewöhnlich einen Druck von etwa 2 bar anzeigt.

Die Druckluft gelangt über eine Drosselstelle 18 an das Betätigungsglied 16. Der Druck in der Abzweigleitung 19 ist veränderlich, wie weiter unten noch erläutert wird.

Unter gewissen Umständen kann die klimatisierte Luft die Raumtemperatur zu sehr absenken, etwa wenn in dem Raum weniger Wärme als normal erzeugt wird oder wenn örtlich höhere Temperaturen gewüneht sind. Sodann muß zusätzlich Wärme zugeführt werden. Dies wird als Wiederaufheizen bezeichnet. Hierzu kann jeder steuerbare Wärmetauscher verwendet werden, etwa

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ein von Wasser durchflossener Wärmetauscher 20, der in dem

Lüftungskanal 11 hinter der Drosselklappe 13 angeordnet ist. Die Verstellung des Wasserdurchlaufs erfolgt durch ein Heißwasserventil 21, welches normalerweise in eine geschlossene Stellung vorgespannt ist und durch ein pneumatisches Betätigungsglied 22 verstellbar ist, das durch den Druck in der Steuerleitung 2 3 gesteuert wird. Der Druck in dieser Steuerleitung wird von der Hauptdruckluftleitung 17 über eine Drosselstelle 24 abgenommen und mittels eines pneumatischen Thermostaten 25 geregelt, der im vorliegenden Fall umgekehrt arbeitet. Das Heißwasserventil ist so vorgespannt, daß es dann, wenn der Thermostat 25 eine zu niedrige Temperatur feststellt, von einem bestimmten Druck in der Steuerleitung an zu schließen beginnt. Der Schließvorgang ist bei einem Luftdruck in der Steuerleitung, der der Solltemperatur entspricht, beendet. Wenn die Temperatur höher ist als die Solltemperatur, bleibt das Heißwasserventil geschlossen. Bei vielen derartigen Regelsystemen reicht der Regelbereich von 0,2 bis 0,9 bar, und der Druck bei der Solltemperatur beträgt 0,55 bar. Das Heißwasserventil beginnt als bei 0,9 bar zu schließen und ist bei 0,55 bar vollständig geschlossen. Bei fallender Temperatur öffnet das Heißwasserventil entsprechend.

Die von zwei Größen steuerbare Regeleinheit 30 umfaßt eine Grundplatte 31, auf der ein Wandler 32 sitzt, der eine Druckdifferenz in eine mechanische Kraft umwandelt. Der Wandler hat einen Hochdruckanschluß 33, der mit einer Anschlußöffnung 26 in dem Lüftungskanal 11 in Verbindung steht, die sich in Strömungsrxchtung vor einer Blende 27 befindet. Eine hinter derselben liegende Anschlußöffnung 28 ist mit einem Niederdruckanschluß 34 des Wandlers 32 verbunden, so daß der

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Wandler auf einen Zapfen 35 eine Kraft ausübt, die proportional zur Druckdifferenz an den Anschlußöffnungen 26 und 28 ist. Der Zapfen 35 drückt gegen einen einseitig fest eingespannten Stellhebel 36, der über einen flexiblen Bereich 37 an einen Bügel 38 befestigt ist, der im Abstand von der Grundplatte 31 liegt. Das freie Ende 39 des Stellhebels ist in Achsrichtung eines Abblasventils 40 bewegbar, welches an die Abzweigleitung 19 angeschlossen ist. Der Stellhebel 36 ist durch eine Blattfeder 41, die auf dem Bügel 38 festsitzt und mit ihrem freien Ende 42 gegen den Stellhebel kommt, in eine Richtung entgegen der Kraft des Zapfens 35 vorgespannt, so daß der Stellhebel je nach Größe des Differenzdruckes das Abblasventil mehr oder weniger schließt. Wenn die Strömungsstärke der klimatisierten Luft in dem Lüftungskanal ansteigt, erhöht sich auch die Druckdifferenz zwischen den Anschlußöffnungen 26 und 28, so daß der Zapfen 35 mit einer größeren Kraft gegen den Stellhebel drückt und auf diese Weise das Abblasventil 40 weiter öffnet, so daß der Druck in der Abzweileitung 19,die auf das Betätigungsglied 16 wirkt, abnimmt und die Feder 14 daher über das Gestänge 15 die Drosselklappe 13 weiter schließt, so daß der Luftdurchsatz in Richtung auf den Sollwert verringert wird. Um einen im wesentlichen konstanten Luftdurchsatz zu erreichen, muß die Feder 41 eine beständige Vorspannkraft auf den Stellhebel 36 ausüben. Zu dem Zweck ist eine Stellschraube 43 vorgesehen, die in einer Haltelasche 44 eingeschraubt ist, welche in einem festen Abstand von der Einspannstelle der Feder 41 angeordnet ist. Die Stellschraube drückt gegen die Feder 41, die eine Blattfeder bildet, und je nach der Stellung der Stellschraube wird die von der Feder ausgeübte Vorspannkraft verändert. Die Stellung der Stellschraube bestimmt den Luftdurchsatz in dem Lüftungskanal,

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und zwar unabhängig von dem Einlaßdruck in demselben.

Ein konstanter Luftdurchsatz von gekühlter Luft in einem klimatisierten Raum ist nicht ausreichend. Wenn die Temperatur in demselben ansteigt, muß mehr gekühlte Luft zugeleitet werden, und wenn die Temperatur fällt, weniger gekühlte Luft. Der Luftdurchsatz der gekühlten Luft, der in den klimatisierten Raum gelangt, muß also als Funktion der in diesem gemessenen Temperatur geregelt werden. Zu diesem Zweck wird die Stellschraube 43 so eingestellt, daß die gewünschte minimale Strömungsstärke in dem Lüftungskanal gewährleistet ist. Diese muß für eine richtige Ventilation ausreichend sein. Um den Luftdurchsatz zu vergrößern, etwa wenn mehr gekühlt werden muß, ist eine variable Vorspanneinrichtung vorgesehen. Diese umfaßt eine Stellschraube 46, die durch das Ende eines Hebels 47 geschraubt ist, der um einen Zapfen 48 gegenüber der Grundplatte 31 schwenkbar gelagert ist. Zwischen der Grundplatte und dem Hebel greift eine Vorspannfeder 49 an, die so auf den Hebel drückt, daß sie bestrebt ist,denselben in Anlage an die Feder 41 zu bringen, so daß die auf das freie Ende 42 des Stellhebels 36 wirkende Kraft vergrößert wird. Die Einstellung der Stellschraube 46 legt fest, wann diese Berührung stattfindet.

An dem Hebel 47 greift ferner ein pneumatisches Betätigungsglied 50 an, das auf einem Bügel 51 in festem Abstand von der Grundplatte 31 befestigt ist und der Vorspannkraft der Vorspannfeder 49 entgegenwirkt. Dieses Betätigungsglied steht mit der Steuerleitung 23 in Verbindung und ist mit seinen Anschlüssen 52 und 53 in diese eingefügt. Der an dem Hebel 47 anliegende Druckkolben 54 des Betätigungsgliedes 50 übt eine Kraft auf den Hebel aus, die in Be-

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Ziehung zu dem Luftdruck in der Steuerleitung 23 steht, welche wieder eine umgekehrte Funktion der Temperatur ist, wie sie von dem pneumatischen Thermostaten 25 gemessen wird. Die Einstellung der Stellschraube 4 6 wird also von der gemessenen Temperatur festgelegt. Bei einer niedrigen gemessenen Temperatur ist der Druck in der Steuerleitung 23 hoch, so daß das Betätigungsglied 50 den Hebel 47 entgegen der Kraft der Feder 4 9 bewegt, so daß die Stellschraube 46 von der Feder 41 freikommt. Die von der Feder auf den Stellhebel 36 ausgeübte Kraft hängt von der Einstellung der Stellschraube 43 ab, so daß eine praktisch konstante minimale Strömungsstärke in dem Lüftungskanal 11 aufrecht erhalten wird. Wenn die gemessene Temperatur ansteigt, nimmt der Druck in der Steuerleitung 23 ab, so daß die Vorspannfeder 49 die Stellschraube 4 6 gegen die Feder drückt. Wenn gemäß der gemessenen Temperatur eine größere Kühlung erforderlich ist, nimmt die von dem freien Ende 42 der Feder auf den Stellhebel 36 ausgeübte Kraft zu, so daß der Druck in der Abzweigleitung 19 zunimmt und bewirkt, daß die Drosselklappe weiter geöffnet wird. Dadurch wird der Luftdurchsatz von gekühlter, klimatisierter Luft in den Raum 10 erhöht. Wenn die gemessene Temperatur ansteigt, nimmt die von dem Betätigungsglied erzeugte Kraft ab, so daß die Luftströmung in den klimatisierten Raum zunimmt. Beim Absinken der Temperatur ist die Wirkung umgekehrt, so daß der Luftdurchsatz abnimmt bis die maximale Strömungsstärke, die durch die Stellschraube 43 festgelegt ist, erreicht ist, wie weiter unten noch beschrieben ist.

Es ist ferner ein zweiter Regelmechanismus vorgesehen, der einen Winkelhebel 56 umfaßt, welcher um einen Zapfen 48 schwenkbar gelagert ist und an einem Ende eine Umschaltstellschraube 57 trägt, die in oder außer Berührung

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mit der Feder 41 kommen kann. Die Justierung der Umschaltstellschraube bestimmt, wann die Berührung auftritt. Zwischen dem Winkelhebel und einem Bügel 59 ist eine Druckfeder 58 im Abstand von der Grundplatte 31 angeordnet und ist bestrebt, die Umschaltstellschraube außer Berührung mit der Feder 41 zu halten. In diesem Zustand ist der zweite Stellmechanismus unwirksam. Es ist ferner eine pneumatische Umschaltdose 60 vorgesehen, welche mit der Steuerleitung 23 in Verbiridung steht, indem diese über die beiden Anschlüsse 61 und 62 der Umschaltdose geleitet ist, so daß die Umschaltdose eine dem Druck in der Steuerleitung 23 proportionale Kraft an ihrem Druckzapfen erzeugt. Diese Kraft wirkt über den Winkelhebel 56 entgegen der Wirkung der Druckfeder 58. Die Stellung des Winkelhebels und der zugeordneten Umschaltstellschraube 57 wird bestimmt von dem Kräftegleichgewicht an dem Winkelhebel. Die Druckkraft der Druckfeder 58 hat eine solche Kraft, daß sie die Umschaltdose übersteuert, wenn der Druck in der Steuerleitung 23 noch unterhalb 0,55 bar ist. Dieser Wert entspricht der Solltemperatur. Die Umschaltstellschraube wird so eingestellt, daß sie mit der Feder in Berührung kommt bei einem Druck in der Steuerleitung, der einer vorher festgelegten Abweichung der gemessenen Temperatur unter die Solltemperatur entspricht. Wenn die Ist-Temperatur weiterfällt, steigt der Druck in der Steuerleitung und bewirkt, daß die Umschaltstellschraube den Minimaldruck in der Abzweigleitung 19 erhöht, so daß die Drosselklappe 13 weiter geöffnet wird als Funktion von der Ist-Temperatur. Wenn man zur gleichen Zeit Heißwasser durch den Wärmetauscher 20 fließen läßt, wird die klimatisierte Luft wieder erhitzt, wobei der Luftdurchsatz der erhitzten Luft im wesentlichen proportional zu der Strömungsstärke des Heißwassers durch den Wärmetauscher ist.

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Figur 2 zeigt die Vorrichtung nach Figur 1 in einem geänderten Schaltzustand. Darunter sind auch Änderungen der Eigenschaften der Vorrichtung zu verstehen, auch wenn die Funktionen die gleichen bleiben. Wenn die in Figur 2 dargestellten Bauteile die gleiche Lage und Stellung haben wie in Figur 1, sind die gleichen Bezugsziffern verwendet, anderenfalls oder wenn die Bauteile anders angeschlossen sind, sind die betreffenden Bezugszeichen mit einem ' versehen. Das Abblasventil 40' ist auf der dem Stellhebel 36 gegenüberliegenden Seite wie in Figur 1, so daß die Wirkung einer Verstellung des Stellhebels auf den Druck in der Abzweigleitung 19 umgekehrt ist, so daß eine Drosselklappe 13' verwendet werden kann, die in die Öffnungsstellung vorgespannt ist anstatt in die Schließstellung wie die Drosselklappe 13. Die Lage der Vorspannfeder 49* und des pneumatischen Betätigungsgliedes 50' sind in Bezug auf die Anordnung von Figur 1 vertauscht, so daß ein direkt wirkender Thermostat 25' anstelle eines umgekehrt wirkenden Thermostaten 25 verwendet werden kann. Bei der dargestellten Anwendung ist das Heißwasserventil 21' in die Öffnungsstellung vorgespannt, so daß sich das gleiche Ergebnis ergibt bei Verwendung eines direkt wirkenden Thermostaten 25' wie es die Vorrichtung von Figur 1 erzielt. Auch die Anordnung der Druckfeder 58' und der Umschaltdose 60' sind vertauscht, so daß die Umschaltstellschraube 57 die auf den Stellhebel 36 von der Feder 41 ausgeübte Kraft verringert, wenn der Druck in der pneumatischen Umschaltdose 60' erhöht wird. Anstatt die Steuerleitung 23 durch das Betätigungsglied 50" hindurchzuführen, steht sie lediglich mit einem Anschluß 52' in Verbindung, während der andere Anschluß 53' verschlossen ist. Dieser kann natürlich auch fortgelassen sein. Die Wirkung ist unabhängig von der Anschlußart gleich.

Die Umschaltdose 60' empfängt ein variables Signal von einer unabhängigen Druckquelle, und zwar über eine Leitung 63, die an einen Anschluß 61' führt, während der Anschluß 62' ver-

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schlossen ist. Die Funktion der Umschaltdose und die Stellung der Umschalt-Stellschraube 57 sind nun unabhängig von der gemessenen Temperatur. Die Stellung der Umschalt-Stellschraube ist eine Funktion des Umschaltdruckes.Obwohl dieser auf eine beliebige Weise kontinuierlich moduliert sein kann, um den minimalen Luftdurchsatz klimatisierter Luft durch den Lüftungskanal 11 variabel einzustellen, wird gewöhnlich ein Druck verwendet, der entweder vorhanden oder nicht vorhanden ist. Auf diese Weise wird der minimale Luftdurchsatz wahlweise auf einen von zwei vorher festgelegten Werten eingestellt, je nachdem, ob der Umschaltdruck vorhanden ist oder nicht. Ein derartiges System läßt sich z. B. verwenden zum schnellen morgendlichen Aufwärmen von Räumen während der Heizperiode, wenn die Raumtemperatur über Nacht abgesenkt worden war, oder aber zum Einsparen von Energie. Während des morgendlichen Aufwärmens wird kein Umschaltdruck an die Umschaltdose 60' geleitet, so daß die Druckfeder 58' den Winkelhebel 56 im Uhrzeigersinn in seine Endstellung bewegt. Dadurch kommt die Umschalt-Stellschraube 57 in Berührung mit der Feder 41 und verbiegt diese, so daß die auf den Stellhebel 36 von der Feder ausgeübte Kraft erhöht wird. Die sich daraus ergebende Bewegung des freien Endes 39 des Stellhebels weg von dem Abblasventil 40' läßt mehr Luft aus diesem ausströmen, so daß der Druck in der Abzweigleitung 19 und in dem Betätigungsglied 16 kleiner wird und die Feder 14 die Drosselklappe 13' daher weiter öffnet und eine höhere Strömungsstärke klimatisierter Luft in dem Lüftungskanal 11 herbeiführt. Während der morgendlichen Aufwärmperiode wird die klimatisierte Luft vorzugsweise nicht gekühlt, so daß ein unnötiger Energieverbrauch durch sonst nötige erhöhte Wärmezufuhr zu dem Wärmetauscher vermieden wird. Die in dieser Periode von dem direkt wirkenden Thermostaten 25' gemessene Temperatur ist niedrig, so daß ein niedriger Druck in der Steuerleitung 23 herrscht. Dieser Druck gelangt an das Betätigungsglied 22, welches Heißwasser durch das Heißwasserventil 21' und durch den Wärmetauscher 20 fließen

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läßt, so daß die klimatisierte Luft, die durch den Lüftungskanal 11 in den klimatisierten Raum 10 fließt, erwärmt wird. Mit Steigen der Temperatur nimmt der Druck in der Steuerleitung zu, so daß das Betätigungsglied 22 das Heißwasserventil 21' allmählich schließt, bis es bei Erreichen der Solltemperatur ganz geschlossen ist. Nach Beendigung der morgendlichen Aufwärmperiode wird ein Druck auf die Leitung 63 gegeben, so daß die Umschaltdose 60' die Feder 58" zusammendrückt und die Umschalt-Stellschraube 57 außer Berührung mit der Feder 41 bringt. Hierdurch erfolgt die Umschaltung auf die geringere der beiden minimalen Luftdurchsätze.

Man erkennt, daß die Stellung des Abblasventils 40 oder 40' von der Vorspannung der Drosselklappe 13 bzw. 13' bestimmt wird und unabhängig von dem Betätigungsglied 50 bzw. 50' und der Umschaltdose 60 bzw. 60" ist. In gleicher Weise hängt die Stellung der Betätigungsglieder 50 bzw. 50' davon ab, ob ein umgekehrt wirkender Thermostat 25 oder ein direkt wirkender Thermostat 25' verwendet wird. Das gleiche gilt für die Umschaltdosen 60 bzw. 60'. Die Umschaltung in denselben erfolgt abhängig davon, ob ein Druck auf der Leitung 63 liegt oder nicht. Sämtliche dieser Anordnungsmöglichkeiten liegen im Rahmen der Erfindung.

Figur 3 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der der Luftdurchsatzregler verwendet ist zum Steuern des Luftdurchsatzes von Heißluft, Kaltluft oder einer Mischung derselben in einen klimatisierten Raum. Bauteile, die mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind wie bei den Ausführungsformen nach den Figuren 1 und 2, sind in allen Ausführungsformen gleich.Mehrfach vorhandene Bauteile sind mit den Zusätzen H und C versehen, wobei H auf Heißluft und C auf Kaltluft hinweist.

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Der klimatisierte Raum 10 empfängt die klimatisierte Luft durch den Lüftungskanal 11 und das Gitter 12. Die in diesem Lüftungskanal fließende Luft kann entweder Heißluft sein, die aus dem Heißluftkanal 11H kommt, oder Kaltluft aus dem Kaltluftkanal 11C, oder eine Mischung aus beiden. Normalerweise ist die Drosselklappe 13H in dem Heißluftkanal in die Schließstellung vorgespannt, und zwar durch die Feder 14H, die über das Gestänge 15H wirkt und von dem Betätigungsglied 16H, welches der Feder 14H entgegenwirkt, geöffnet wird. Die Feder ist so gewählt, daß die Drosselklappe 13H solange geschlossen ist, bis der Druck in dem Betätigungsglied 16H einen vorher bestimmten Wert, beispielsweise 0,48 bar, überschreitet, und daß sie bei einem vorgegebenen höheren Druck, beispielsweise von 0,9 bar, voll geöffnet ist. Die normalerweise geöffnete Drosselklappe 13 C in dem Kaltluftkanal ist in die voll geöffnete Stellung vorgespannt, und zwar durch die Feder 14C, die über das Gestänge 15C wirkt und der das Betätigungsglied 16C entgegenwirkt. Die Feder ist so gewählt, daß die Drosselklappe 13C solange voll geöffnet ist, bis der Druck an dem Betätigungsglied 16 C einen vorbestimmten Wert, beispielsweise 0,2 bar überschreitet und daß sie bei einem anderen vorbestimmten Wert, beispielsweise von 0,61 bar, voll geschlossen ist. Der Steuerbereich des Druckes liegt also zwischen 0,2 und etwa 0,9 bar und bewegt sich damit in üblichen Grenzen. Lediglich Kaltluft wird in den klimatisierten Raum geleitet, wenn der Luftdruck in der Abzweigleitung 19 unterhalb 0,48 bar ist, während bei einem Luftdruck zwischen 0,48 und 0,61 bar gemischte Luft eingeleitet wird und oberhalb 0,61 bar lediglich Heißluft.

Bei dem Luftdurchsatzregler 30" sind die Vorspannfeder 49 und die Druckfeder 58' so bemessen, daß die Stellschraube 46 und die Umschalt-Stellschraube 57 gegen die Feder 41 drücken, so daß das freie Ende 42 derselben den Stellhebel 36 von dem

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Abblasventil 40' wegzudrücken bestrebt ist. Beide Federn wirken also in dem Sinne, daß der Luftdruck in der Abzweigleitung 19 verringert wird, so daß die Federn also bestrebt sind, die Kaltluft-Drosselklappe 13C offen zu halten und die Heißluft-Drosselklappe 13H geschlossen zu halten. Der umgekehrt wirkende Thermostat 25 ergibt einen niedrigen Druck in der Steuerleitung 23, wenn die gemessene Temperatur hoch ist, und einen hohen Druck bei niedriger Temperatur. Wenn der Druck in der Steuerleitung 23 0,2 bar beträgt, halten die Vorspannfeder 49 und die Druckfeder 58' den Hebel 47 und den Winkelhebel 56 in ihren Endstellungen, und die Stellschraube 46 sowie die Umschalt-Stellschraube 57 erzeugen eine maximale Vorspannung. Lediglich diejenige der beiden Schrauben, die am weitesten vorsteht, beispielsweise die Stellschraube 46, kommt mit der Feder 41 in Berührung und bringt diese außer Berührung mit der anderen, also der Umschalt-Stellschraube 57. Das freie Ende 42 übt dann eine maximale Druckkraft auf den Stellhebel 36 aus und ist bestrebt, das freie Ende 39 desselben von dem Abblasventil 40' wegzubewegen und dadurch den Luftdruck in der Abzweigleitung auf den niedrigen Wert von 0,2 bar oder weniger zu verringern. Die Druckdifferenz zu beiden Seiten der Blende 27, die von dem Wandler 32 gemessen wird, erzeugt eine entsprechende Druckkraft an dem Zapfen 35, die auf den Stellhebel 36 entgegen der Wirkung der an diesem angreifenden Feder wirkt und das Abblasventil 40' zu schließen bestrebt ist, so daß der Druck in der Abzweigleitung über 0,2 bar ansteigen kann und die Kaltluft-Drosselklappe 13C teilweise geschlossen wird, um dadurch einen konstanten Luftdurchsatz an Kaltluft in den klimatisierten Raum aufrecht zu erhalten. Wenn der Druck in der Abzweigleitung unterhalb 0,2 bar liegt,läßt sich keine konstante Luftströmung in den klimatisierten Raum mehr aufrecht erhalten. Wenn die in demselben herrschende Temperatur sinkt, dann steigt der Luftdruck in der Steuerleitung 23 durch die Wirkung des Thermostaten 25. Dieser Druckanstieg wirkt auf _das Betätigungsglied 50 und drückt die

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Vorspannfeder 49 zusammen und bewegt den Hebel 47 und die darin sitzende Stellschraube 46 in dem Sinne, daß die von der Feder 41 auf den Stellhebel 36 ausgeübte Vorspannkraft verringert wird. Dadurch kann das freie Ende 39 des Stellhebels sich in Richtung auf das Abblasventil 40" bewegen und dieses mehr oder weniger schließen. Der Druck in der Abzweigleitung steigt sodann, und bewirkt, daß das Betätigungsglied 16C die Feder 14C zusammendrückt und die Kaltluft-Drosselklappe 13C teilweise schließt, so daß ein niedrigerer konstanter Luftdurchsatz von Kaltluft in den klimatisierten Raum eingestellt wird. Diese Verringerung des Luftdurchsatzes schreitet mit sinkender Temperatur fort, bis bei einem Druck von 0,61 bar und darüber die Kaltluft-Drosselklappe voll geschlossen ist. Bei 0,48 bar beginnt sich die Heißluft-Drosselklappe 13H zu öffnen, und ist bei einem Druck von 0,88 bar voll geöffnet. In dem Bereich zwischen 0,48 und 0,61 bar sind die Heißluft-Drosselklappe 13H und die Kaltluft-Drosselklappe 13C teilweise geöffnet, so daß gemischte Luft in den klimatisierten Raum strömt. Bei einem vorbestimmten Druck in der Steuerleitung 23 zieht das Betätigungsglied 50 die Stellschraube 46 hinter die Umschalt-Stellschraube 57 zurück, so daß letztere die Kraft bestimmt, die die Feder 41 auf den Stellhebel 36 ausübt. Es sei angenommen, daß diese Umschaltung bei einem Druck von 0,54 bar in der Steuerleitung geschehe, was der Solltemperatur in dem klimatisierten Raum 10, wie sie durch den Thermostaten 25 gemessen wird, entspricht. Die Druckfeder 58' ist am besten so bemessen, daß sie die von der Umschaltdose 60' auf den Winkelhebel 56 ausgeübte Kraft übersteigt, bis der Druck in der Steuerleitung 23 höher wird als 0,54 bar, und daß der Winkelhebel sich solange bewegt, bis ein Druck von 0,88 bar erreicht ist.

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Die Vorspannfeder 49 andererseits muß eine Bewegung des Hebels 47 über den gesamten Druckbereich von 0,2 bis 0,88 bar ermöglichen, so daß die Stellschraube 46 praktisch in der Mitte ihres Stellbereichs bei einem Druck von 0,54 bar in der Steuerleitung 23 ist. Eine derartige Anordnung verringert die von der Feder 41 auf den Stellhebel 36 ausgeübte Kraft nach dem Umschaltpunkt langsamer, so daß auch der Druck in der Abzweigleitung sich langsamer ändert. Durch Änderung der Einstellung der Stellschrauben lassen sich die Vorspannungen und die Umschaltpunkte und Charakteristiken verändern. Der Druck in der Abzweigleitung 19, bei der die Kaltluft-Drosselklappe 13C voll geschlossen ist und bei der die Heißluft-Drosselklappe 13H sich zu öffnen beginnt, können selbstverständlich auch anders gewählt sein, je nach den gestellten Forderungen.

Figur 4 zeigt ein Diagramm für die Strömungsstärke der Kaltluft und der Heißluft in den klimatisierten Raum für den Luftdurchsatzregler nach Figur 3. Die Ordinate gibt den Luftdurchsatz, d. h. die Strömungsstärke an, und die Abszisse den Druck in der Abzweigleitung 19_f wobei die Zahlenwerte an der Abszisse in einer willkürlichen Druckeinheit (psi) angegeben sind. Bei dem Abszißenwert 3₇der einem Druck von 0,2 bar entspricht, ist die Kaltluft-Drosselklappe 13C voll geöffnet. Bei dem Druckwert 7 entsprechend 0,48 bar ist die Kaltluft-Drosselklappe noch teilweise geöffnet, die Heißluft-Drosselklappe jedoch noch ganz geschlossen.

Bei dem Abzissenwert 8 entsprechend 0,54 bar sind die Kaltluft-Drosselklappe und die Heißluft-Drosselklappe teilweise und gleich weit geöffnet. Bei dem Abzissenwert 9 entsprechend 0,61 bar ist die Kaltluft-Drosselklappe gerade ganz geschlossen und die Heißluft-Drosselklappe teilweise geöffnet. Bei dem Abszissenwert 13 entsprechend 0,88 bar ist die Heißluft-Drosselklappe voll geöffnet.

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In dem Druckbereich M zwischen den Abszissenwerten 7 und 9 sind beide Drosselklappen teilweise geöffnet, so daß gemischte Luft in den klimatisierten Raum fließt, und zwar mit einer minimalen Strömungsstärke, die dem Wert gemäß der gestrichelten Linie M entspricht. Die Größe der minimalen Strömungsstärke läßt sich durch Verändern des Überdeckungsbereiches zwischen den Abszissenwerten 7 und 9 verändern. Dies geschieht durch Ändern der Drucke , bei denen die Heißluft-Drosselklappe und die Kaltluft-Drosselklappe gerade zu öffnen beginnen. Das kann angezeigt sein, wenn der Bereich zwischen dem Sollwert und den Temperaturen der Heißluft und der Kaltluft ungleich ist. Da die Differenz zwischen den Temperaturen der Heißluft und der Solltemperatur normalerweise größer ist als die Differenz zwischen der Temperatur der Kaltluft und der Solltemperatur bei den betrachteten Klimasystemen, ist eine geringere Strömungsstärke für die Heißluft als für die Kaltluft erforderlich, um die gleichen Temperaturdifferenzen auszugleichen. Der Lüftungskanal für die Heißluft kann daher kleiner sein. Wenn einer oder beide der Luftkanäle überdimensioniert sind, läßt sich die Luftströmung durch dieselben auf einen geringeren Wert zwecks Vermeidung von Zugluft verringern, indem die Offenstellung der Drosselklappen begrenzt wird. Hierzu kann die Stellschraube 43 dienen.

Man erkennt, daß 8 Kombinationen der Anordnungen bzw. Stellungen des Abblasventils, des Betätigungsgliedes 50, 50' und der Umschaltdose 60,60' möglich sind, daß hingegen nur drei Möglichkeiten oben beschrieben sind. Durch geeignete Wahl der Eigenschaften der Feder 41, der Vorspannfeder 4 9 und der Druckfeder 58 lassen sich die Druckbereiche und die Regeleigenschaften in weiten Grenzen verändern.Für die einzelnen Bauteile des Luftdurchsatzreglers lassen sich auch gleich wirkende oder ähnlich wirkende Bauteile verwenden, z. B. anstelle eines stetig wirkenden Thermostaten ein Schaltthermostat.

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Claims (1)

1. - 1814

   Patentansprüche

   Luftdurchsatzregler mit einem Abblasventil, mit einem mit diesem zusammenwirkenden Stellhebel, mit einem von einem Differenzdruck steuerbaren Wandler zum Verstellen des Stellhebels, mit einer an dem Stellhebel angreifenden und dem Wandler entgegenwirkenden Vorspanneinrichtung, die zusammen mit dem Wandler die Stellung des Stellhebels in Bezug auf das Abblasventil bestimmt, und mit einem pneumatischen Betätigungsglied zum Erzeugen einer Kraft als Funktion einer variablen, gemessenen Regelgröße, wobei das Betätigungsglied so angeordnet ist, daß es die von der Vorspanneinrichtung auf den Stellhebel ausgeübte Kraft beeinflußt, gekennzeichnet durch ein zusätzliches Betätigungsglied (60) zum Ändern der von der Vorspanneinrichtung auf den Stellhebel (36) ausgeübten Kraft.

   Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Betätigungsglied (60) über einen Hebel (56) mit der Vorspanneinrichtung gekuppelt ist.

   Regler nach Anspruch 2,gekennzeichnet durch eine Feder (58), die dem zusätzlichen Betätigungsglied (60) entgegenwirkend angeordnet ist.

   Regler nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine an dem Hebel (56) befindliche Justiereinrichtung (57) zum Einstellen der bei einer bestimmten

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   Stellung des Hebels (56) auf die Vorspanneinrichtung (41) ausgeübten Kraft.

   5. Regler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung als Stellschraube (57) ausgebildet ist, die in den Hebel (56) eingeschraubt ist.

   6. Regler nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß das zusätzliche Betätigungsglied eine pneumatische Umschaltdose (60) bildet.

   7. Regler nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das zusätzliche pneumatische Betätigungsglied von einem Luftdruck gesteuert wird, der eine Funktion einer gemessenen Regelgröße ist.

   8. Regler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (50) und das zusätzliche Betätigungsglied (60) an dieselbe Steuerdruckleitung angeschlossen sind.

   030014/0628