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Klimaanlage
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Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage zur individuellen Arbeitsplatzklimatisierung
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Bei den bekannten Klimaanlagen dieser Art sind die im Fußboden oder
auf dem Fußboden angeordneten Zuluftauslässe so ausgebildet, daß sie ausschließlich
in der Klimazentrale aufbereitete, temperierte Primärluft an den Arbeitsplatz oder
in die Nähe des betreffenden Arbeitsplatzes zu dessen individueller Klimatisierung
blasen. Deshalb darf die Temperaturdifferenz zwischen dieser die Zuluft allein bildenden
Primärluft und der Raumlufttemperatur nicht sehr groß sein, normalerweise nur max.
5 - 6 K betragen, weil sonst an dem betreffenden Arbeitsplatz im Falle des Kühlens
zu kalte und im Falle des Heizens zu warme Luftströmungen auftreten, die von der
arbeitenden Person als unbehaglich empfunden werden und auch ungesund sind. Man
darf deshalb bei diesen bekannten Klimaanlagen die Primärluft nur mit relativ geringer
Temperaturdifferenz von max. 5 - 6 K zur Raumluftemperatur in den Raum ausblasen.
Da die Zuluftauslässe keine lsärmetauscher enthalten, muß jedoch die aus diesen
Zuluftauslässen
ausgeblasene Primärluft allein die Heizlast oder
Kühllast an den betreffenden Arbeitsplätzen bzw.
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des gesamten Raumes decken und es müssen deshalb die aus diesen Zuluftauslässen
ausgeblasenen Primärluftvolumenströme entsprechend groß sein und wesentlich größer,
als zur Lufterneuerung in dem betreffenden Raum an sich erforderlich wäre. Dieser
große Primärluftvolumenstrom macht jedoch entsprechend große Querschnitte der Primärluftkanäle
erforderlich und verteuert auch die Klimazentrale infolge der großen Luftquerschnitte.
Auch ist der Energieverbrauch wegen der hohen Förderleistungen des oder der Ventilatoren
beträchtlich.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile ist bei einer K1imaanlage gemäß dem
Oberbegriff des Anspruches 1 erfinim oder auf dem Fußboden angeordnete dungsgemäß
vorgesehen, daß der / Zuluftauslaß ein Hauptrohr aufweist, in welchem mindestens
eine Primärluftdüse zum Ausblasen von Primärluft angeordnet ist und das eine oder
mehrere Umluft-Einlaßöffnunqen für von dem oder den aus der oder den Primärluftdüsen
ausgeblasene Primärluftstrahlen angesaugte Umluft aufweist Indem der Primärluft
vor dem Ausströmen aus dem betreffenden Zuluftauslaß Umluft beigemischt wird, kann
die Primärluft chne Gefahr des Auftretens von von der am betreffenden Arbeitsplatz
arbeitenden Person als unbehaglich empfundenen Kalt- oder Warmluftströmungen erheblich
größere Temperaturdifferenz von beispielsweise 10 - 15 K zur Raumlufttemperatur
haben, weil sich die von der Primärluft in das Hauptrohr des Zuluftauslasses eingesaugte
Umluft sehr rasch mit der Primärluft vermischt. Besonders zweckmäßig
ist
es, den Abstand des Auslasses des llauptrohres des Zuluftauslasses von der Primärluftclüse
oder -düsen so groß zu machen, daß die Zuluft beim Verlassen des Zuluftauslasses
bereits eine im wesentlichen konstante Temperatur hat, also die Primärluft bereits
sehr gut mit der angesaugten Umluft vermischt ist. Zu diesem Zweck kann vorteilhaft
vorgesehen sein, daß der Abstand der Primärluftdüse oder -düsen von der Austrittsmündung
des Zuluftauslasses mindestens das 5-fache der Länge des Kernes des einzelnen Primärluftstrahles
beträgt.
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Infolge der zulässigen wesentlich größeren Temperaturdifferenz der
Primärluft zur RaurlluSt wird der für die Deckung der Heizlast bzw. Kühllast des
betreffenden Arbeitsplatzes und des betreffenden Raumes erforderliche Primärluftvolumenstrom
entsprechend verringert, so daß die Querschnitte der Primärluftkanäle entsprechend
kleiner vorgesehen werden können. Auch die Klimazentrale kann verkleinert werden.
Auch werden durch Verringerung der zum Fördern der Primärluft erforderlichen Ventilator-Förderleistung
Betriebskosten eingespart.
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Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 einen schematischen Ausschnitt aus einem dem Aufenthalt von Personen
dienenden Raum eines Gebäudes in teilweise geschnittener Darstellung, wobei der
Durchmesser des seitlich neben dem Schreibtisch angeordneten vertikalen Luftauslasses
zur deutlicheren Darstellung übertrieben groß dargestellt ist,
Fig.
2 einen Zuluftauslaß gemäß einen weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Der in Fig. 1 ausschnittsweise dargestellte Gebäuderaum 10 ist ein
Arbeitsraum, in dem Arbeitstische angeordnet sind, von denen ein Schreibtisch 11
dargestellt ist. Dieser Arbeitsraum kann also vorzugsweise ein Büroraum sein, doch
ist die Erfinduny auch bei anderen Arbeitrn anwendbar. Der Schreibtisch 11 stehet
auf einem Fußboden 12, unter dem sich ein Hohlraum 13 befindet, in welchem Primärluftkanäle
14 für die Zuleitung von Primärluft zu einer Mehrzahl oder Vielzahl von in diesem
Raum angeordneten Zuluftauslässen vorgesehen ist, von denen ein Zuluftauslaß 15
dargestellt ist, der dicht neben dem Schreibtisch 11 auf dem Fußboden 12 angeordnet
ist und der individuellen Klimatisierung dieses Arbeitsplatzes allein oder im Zusammenwirken
mit einem im Fußboden 12 angeordneten Zuluftauslaß 15', der sich auf der anderen
Seite des Schreibtisches 11 nahe ihm befindet, dient.
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Die aus den dargestellten Zuluftauslässen 15, 15' und den übrigen
Zuluftauslässen dieses Raumes, die ebenfalls wie die dargestellten Zuluftauslässe
15, 15' ausgebildet und aneordnet sein können, in den Raum 10 ausgeblasene Zuluft
dient sowohl der Lüftung dieses Raumes 10 als auch vorzugsweise der alleinigen Deckung
der Heiz- und Künllast dieses Raumes 10, so daß in ihm keinelVärmetauscher benötigt
werden, vielmehr die Primärluft die eiz- und Kühllast deckt. Es handelt sich also
um eine Klimaanlage,
die man auch als Nur-Luft-KliInaanlage" bezeichnet,
da die t1ärme- und Kälteleistung der Zuluft ausschließlich durch entsprechende Temperierung
der Primärluft in der Klimazentrale erfolgt. Bei dieser Klimaanlage kann es sich
um eine Einzonen- oder Mehrzonen-Klimaanlage handeln. In letzterem Falle können
den unterschiedlichen Zonen noch Nachkühler bzw. Nacherwärmer zugeordnet sein, damit
die den unterschiedlichen Zonen zugeführte Primärluft auf unterschiedliche Temperaturen
geregelt oder gesteuert werden kann. Jedoch hat die den Zuluftauslässen eines einzelnen
Gebäuderaumes zugeleitete Primärluft dieselbe Temperatur. Zur Regelung der Raümlufttemperatur
kann vorgesehen werden, dies bei konstantem Primärluftvolumenstrom durch Steuerung
der Temperatur der Primärluft in der Klimazentrale vorzunehmen und/oder man kann
auch variablen Primärluftvolumenstrom sowohl bei Einzonen- als auch bei Mehrzonen-Klimaanlagen
vorsehen.
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Die Abluft des Raumes 10 wird ganz oder teilweise über Abluft-Klimaleuchten
19 abgesaugt, die oberhalb von Durchlässen in einer von der Massivdecke 16 des Raumes
10 abgehängten Zwischendecke 17 angeordnet sind. Diese Abluft-Klimaleuchten 19 sind
an nicht dargestellte Abluftleitungen angeschlossen.
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Der Zuluftauslaß 15 besteht aus einem den Fußboden 12 durchdringenden,
vertikalen, kreiszylindrischen Hauptrohr 20 mit aufgesetzter Zuluftverteilerkappe
23 und einer in dem Hauptrohr 20 angeordneten Primärluftdüse 24. Das Hauptrohr 20
ist in geringem Abstand neben dem Schreibtisch 21
angeordnet und
endet im Abstand oberhalb der Schreibtischplatte 21 ungefähr in Kopfhöhe einer am
Schreibtisch 11 sitzenden Person. Dies ist besonders vorteilhaft.
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Die einen größeren Durchmesser als das zu ihr konzentrische Hauptrohr
aufweisende Zuluftverteilerkappe 23 hat umfangsseitig Luftaustrittschlitze, durch
die die Zuluft ausströmen kann und deren Querschnitte in nicht dargestellter Weise
durch vorzugsweise manuelles Drehen der Kappe 23 von abgesperrt bis voll offen verstellt
werden können, so daß die an dem betreffenden Schreibtisch sitzende Person die ausgeblasene
Zuluftmenge nach Wunsch verstellen kann. Gegebenenfalls können auch Luftlenkelemente
in oder an dieser Kappe 23 angeordnet und ebenfalls vorzugsweise von Hand verstellbar
sein, die die Strahlrichtungen der ausc~rcimenden Zuluftstrahlen zu verstellen ermöglichen.
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Im Abstand unterhalb der Kappe 23 ist im Hauptrohr 20 eine einzige,
zu ihm koaxiale Primärluftdüse 24 mit rundem Querschnitt angeordnet, die den lichten
Querschnitt des Hauptrohres 20 satt ausfüllt, so daß das Hauptrohr tromaufwärts
der Austrittsmündung der Düse 24 ausschließlich Primärluft führt. Ungefähr in Höhe
der obenseitigen Austrittsmündung dieser Düse 24 befinden sich in der U:nfangswandung
des Rohres 20 schlitzförmige Einlaßöffnungen 25 für Umluft, die sich im wesentlichen
über den gesamten Umfang des Hauptrohres 20 mit kurzen Unterbrechungen erstrecken
und durch die hindurch durch den aus der Düse 24 ausgeblasenen Primärluftstrahl
infolge des von ihm verursachten
Unterdruckes Umluft aus dem Raum
10 in das Hauptrohr 20 eingesaugt wird. Der Abstand der Düse 24 von der Kappe 23
ist so groß, daß sich die in das Hauptrohr 20 eingesaugte Umluft mit der Primärluft
noch innerhalb des Hauptrohres 20 gut vermischt und so die Zuluft als im wesentlichen
gleichmäßig temperiert aus diesem Zuluftauslaß 15 ausströmt.
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Dieser Zuluftauslaß 15 enthält keinen Wärmetauscher und auch keineFilter.
Die Temperatur der ausströmenden Zuluft ist allein durch die Temperatur der Primärluft
und der in das Hauptrohr 20 einaesaugten Umluft und von dem Mischungsverhältnis
Umluftmenge/Primärluf-tmenge bestimmt.
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Die Temperatur der Umluft entspricht der Lufttemperatur des Raumes
10. Das Hauptrohr 20 und damit dieser Zuluftauslaß 15 ist mittels eines Rohrkrümmers
27 an einen der Primarluftkanäle 14 angeschlossen.
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Der etwas weiter als der Zuluftauslaß 15 vom Schreibtisch 11 angeordnete,
bodenseitige Luftauslaß 15' weist ebenfalls ein vertikales Hauptrohr 20' auf, das
jedoch wesentlich kürzer als das Hauptrohr 20 und dessen Austrittsmündung eben mit
dem Fußboden 12 ist. In diese Austrittsmündung kann ein Luftauslaßgitter eingesetzt
sein.
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Dieses Hauptrohr 20 kann ebenfalls vorzugsweise kreiszylindrisch sein.
Jedoch kommen für dieses Hauptrohr 20' wie auch für das Hauptrohr 20 in manchen
Fällen auch andere Querschnitte infrage, vorzugsweise für das Hauptrohr 20' längliche,
ungefähr rechteckförmige Querschnitte.
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Die Umfangswandung dieses Hauptrohres 20' des Zuluftauslasses 15'
besteht sus Filtermaterial, beispielsweise aus einem durch ein Gitter innenseitig
abgestütztem Faservlies, das von durch die aus der zugeordneten Primärluftdüse 24'
ausgeblasenen Primärluft angesaugte Umluft durchströmt wird. Die aus dem Raum 13
stamnende Umluft strömt zuerst in einen das Hauptrohr 20' umfassenden Ringraum ein,
der dadurch gebildet ist, daß das Hauptrohr 20' den Boden eines zu ihm koaxialen
Topfes 29 und den Topf wie dargestellt durchdringt. Auch die obenseitige Einlaßmündung
des Topfes 29 kann durch ein Gitter, vorzugsweise durch das die Austrittsmündung
des Hauptrohres 20' überdeckende Gitter mit überdeckt sein.
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Die Primärluftdüse 24' bläst die Primärluft ebenfalls wie im Fall
der Düse 24 vertikal nach oben in das ebenfalls vertikale Hauptrohr 20' aus. Der
Abstand der Austrittsmundung der das Hauptrohr 20' untenseitig abschließenden Düse
24' von der Austrittsmündung des Hauptrohres 20' ist zweckmäßig größer als die Länge
des Kernes des aus der Düse 24' ausgeblasenen Primärluftstrahles und die in das
Hauptrohr 20' eingesaugte Umluft vermischt sich so ebenfalls rasch mit der Primärluft,
wobei jedoch in Höhe der Austrittsmündung des Hauptrohres 20' die Vermischung noch
nicht vollständig ist, jedoch findet die restliche Vermischung rasch statt und an
den durch den Schreibtisch 11 geschaffenen Arbeitsplatz gelangt keine Unbehagen
der arbeitenden Person auslösende zu warme oder zu kalte Luft.
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Der in Fig. 2 gebrochen und teilweise geschnitten dargestellte Zuluftauslaß
15'' kann dieselbe Anordnung wie der Zuluftauslaß 15 in Fig. 1 erhalten und unterscheidet
sich
von diesem Züluftauslaß 15 dadurch, daß die Primärluftdüse 24' von unten in das
vertikale, kreiszylindrische, untenseitig offene Hauptrohr 20'' dieses Zuluftauslasses
unter Bildung eines Ringspaltes 31 hineinragt. Dieser Ringspalt 31 bildet die einzige
Umlufteinlaßöffnung des Hauptrohres 20''. Das Hauptrohr 20'' wird von der Primärluftdüse
24'' mittels schmalen Verbindungsstegen 32 getragen.
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Die Primärluftdüsen 24, 24' und 24'' sind wie dargestellt strömungsgünstig
ausgebildet und verjüngen sich in stromabwärtiger Richtung bis zur Austrittsmündung.
Der lichte Querschnitt der Austrittsmündung der einzelnen Primärluftdüse ist erheblich
kleiner als der lichte Querschnitt des diese Primärluftdüse aufnehmenden Hauptrohres,so
daß das Mischungsverhältnis angesaugte Umluftmenge/Primärluftmenge relativ groß
sein kann, beispielsweise 2 bis 4 betragen kann.
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Anstatt in dem unter dem Fußboden 12 befindlichen Hohlraum 13 Primärluftkanäle
14 zu verlegen, kann auch vorgesehen sein, diesen Hohlraum gegebenenfalls unter
Verringerung als seiner Höhe / Primärluftkanal auszubilden, d. h., den Boden dieses
Raumes als die Primärluft führenden Druckboden auszubilden. Da Druckböden an sich
bekannt sind, bedürfen sie keiner weiteren Erläuterung. Auch durch Veränderung des
Primärluftdruckes läßt sich die aus den Zuluftauslässen ausgeblasene Gesamtluftmenge
verstellen.
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Obwohl die erfindungsgemäße Klimaanlage ausschließlich Zuluftauslässe
speisen kann, die der individuellen Klimatisierung von Arbeitsplätzen dienen, ist
es auch möglich, daß ein Teil ihrer Primärluft andere Zuluftauslässe speist,
beispielsweise
in einem oder mehreren Räumen Deckenzuluftauslässe oder Wandzuluftauslässe speist
und/oder auch Induktionsgeräte oder sonstige Klimageräte mit Primärluft speist.
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L e e r s e i t e