DE29609844U1 - Klimaanlage - Google Patents

Klimaanlage

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Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für die Lüftung und Klimatisierung von Räumen.
Klimaanlagen sind üblicherweise in sich geschlossene Luftkreisläufe, welche durch geeignete Mittel umgewälzt werden. Ein Meßfühler regelt mit Hilfe eines Thermostaten einerseits die Temperatur der umgewälzten und in den zu klimatisierenden Raum eintretenden Luft und andererseits die in den Raum eintretende Luftmenge.
Das Problem einer derartigen Anlage ist, daß die Klimatisierung der Räumlichkeiten mit Hilfe zentraler Klimasysteme für ein Bauobjekt oder einen Teil des Bauobjektes und mit Hilfe der Raumklimatisierung für einen Raum durchgeführt wird, die sehr kompliziert und teuer sind und darüber hinaus hohe Wartungskosten erfordern. Die zum Stand der Technik gehörenden Klimaanlagen benötigen weiterhin elektrische Energie für die Umwälzung der Luft sowie zur Vorbereitung, wie der Säuberung der Luft, und zum Antrieb des ausführenden Gliedes des Regelgefüges.
Die zum Stand der Technik gehörenden Klimaanlagen sind darüber hinaus komplexe Vorrichtungen, mit denen die gesamte Vorbereitung der Luftzufuhr in die Räume durchgeführt wird. Die Wärmevorbereitung der Luft wird mit Hilfe von Meß-, Antriebs- und speziellen Ausführungskomponenten des Regelgefüges mit getrennten Punktionen durchgeführt. Die Meßkomponenten sind üblicherweise Meßthermostate, und die Antriebskomponenten sind gewöhnlich Elektromotore oder pneumatische oder hydraulische Zylinder, die für den Antrieb der Ausführungskomponenten Energiequellen benutzen.
Die zum Stand der Technik gehörenden Klimaanlagen sind Anlagen, bei denen der zu klimatisierende Raum von der äußeren Atmosphäre abgekapselt ist, so daß seine Atmosphäre völlig von der Klimaanlage abhängt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Klimaanlage anzugeben, welche äußerst einfach in ihrem Aufbau ist und demzufolge keine hohen Kosten verursacht und die keinen eigenständigen Kreislauf für die umgewälzte Luft erfordert.
Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruches 1 gelöst.
Bei der Ausbildung der Klimaanlage nach dem Anspruch 1 sind keinerlei energieverzehrende Antriebsmittel erforderlich, weder für die Umwälzung der Luft noch für die Regelung der notwendigen Klimatisierungsgroßen.
Die erfindungsgemäße Klimaanlage baut auf der Erkenntnis auf, daß die Klimabedingungen gemäßigter klimatischer Gebiete im größten Teil der kontinentalen nördlichen und südlichen Erdhälfte so sind, daß kein Bedarf an einer gänzlich eigenständigen Atmosphäre in Räumen besteht, in denen Menschen verweilen und arbeiten. In diesen Gebieten entstehen die Temperaturdifferenzen zwischen der Außenluft und der Innenluft eines Raumes durch Erwärmung der Luft des Raumes aufgrund vorgesehener Beleuchtungskörper oder einer größeren Anzahl von Menschen, welche Wärme abstrahlen und auch dadurch, daß in den Räumen zu bestimmten Tageszeiten ein bestimmter Wärmeüberschuß herrscht.
Hierauf aufbauend wird gemäß der Erfindung die Zuluft, das ist die von außen in den zu klimatisierenden Raum strö-
0·
mende Luft und die Abluft, das ist die im Raum umgewälzte und aus dem Raum wieder ins Freie strömende Luft, durch mechanische Regelung der Zufuhr von Außenluft in den zu klimatisierenden Raum mit Hilfe eines Thermostaten gelöst.
Die Regulierung der Lufttemperatur im Raum wird durch die Regelung der Zuluftmenge im Raum durchgeführt. Mit Hilfe des Thermostaten wird als Sollwert die gewünschte Lufttemperatur im Raum festgelegt. Die Ist-Temperatur im Raum wird mit Hilfe eines Temperaturfühlers gemessen, der als Teil des Thermostaten anzusehen ist. Weicht die Ist-Temperatur des Raumes von der festgelegten Soll-Temperatur ab, läßt der Thermostat über ein System von Hebeln und einer Klappe im Luftzuführungskanal Frischluft in den Raum einströmen. Überschüssige Raumluft kann infolge eines im Raum entstehenden Überdruckes über einen Abluftkanal abgeführt werden oder durch Fenster und Türen oder andersartig, so daß stets ein Lufttemperaturgleichgewicht im Raum hergestellt wird.
Das Wesentliche der Erfindung liegt in der Konstruktion des Meßrohres. Dieses ist in vertikaler Richtung angeordnet, da warme Luft danach trachtet, nach oben zu steigen. Um diese Meßeinrichtung herum ist ein mit der Außenluft verbundener Behälter angeordnet, in dem sich die Luft aufgrund der auf sie ausgeübten Coriolis-Kraft rotiert. Diese rotierende Luft strömt als Wirbel in den Raum und vermischt sich hierbei mit der Raumluft. Die Einlaßöffnung des vertikal angestellten Rohres liegt im Zentrum des Wirbels, in dem üblicherweise ein Unterdruck herrscht, so daß einerseits genügend Luft in den vertikal angestellten Abluftkanal strömt und andererseits die in den Raum eingeströmte Frischluft schnell mit angesaugt und auch schnell mit der Raumluft vermischt wird.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Die Zuluft-, Abluftkomponente der Klimaanlage mit mechanischer Regelung des Zuluftstromes (1) der Außenluft mit Hilfe eines Thermostaten (13) besteht aus einem ersten Teil für die Zufuhr der Außenluft in den zu klimatisierenden Raum und einem zweiten Teil für die Luftabfuhr aus dem zu klimatisierenden Raum unter Zwischenschaltung eines thermostatischen Regelungssystemes zur Regelung der Menge der von außen zuzuführenden Luft.
Die Zu- und Abluftkomponenten bilden mechanisch eine Einheit, in der der Luftaustausch im Raum mit der Luft außerhalb des Raumes durch einen erzwungenen Luftstrom durchgeführt wird. Der Zuluftkomponente wird hierzu ein Drall aufgezwungen.
Die mechanische Grundlage des Drallauslasses der Luft in dem Raum ist also die Zuluftkomponente. Sie besteht aus einem Behälter (31) mit einem Mantel (2) , einem Deckel (3) und einer Zuluftplatte (4). Der Mantel (2) hat die Form eines Zylinders oder Prismenteiles, vorteilhaft mit quadratischer Grundfläche, der von oben mit einem runden oder quadratischen Deckel (3) und von unten mit einer runden oder quadratischen Zuluftplatte (4) mit Luftöffnungen {4') verschlossen ist. Die Zuluft rotiert in dem Behälter (31) im Uhrzeigersinn um die Achse A-A aufgrund der auf sie wirkenden Coriolis-Kraft und tritt als um die Achse A-A rotierender Wirbel in Richtung der Pfeile (I1) durch die Öffnungen (4') in der Zuluftplatte (4) in den zu klimatisierenden Raum ein.
Der einströmende Zuluftstrom {1) der Außenluft wird durch einen Zuluftkanal (5) geführt. Die Zuluft tritt durch eine Öffnung, welche als Zuluftplatte (6) bezeichnet ist, in den Behälter (31) ein. Die Zuluft entströmt dem Behälter {31) nach unten unter Rotation um die Achse A-A in Richtung der Pfeile (1'). Nach Durchwirbelung mit der zu klimatisierenden Raumluft strömt die mit der Raumluft vermischte Außenluft in Richtung der Pfeile (1") in einen vertikal angestellten Abluftkanal (7), dessen untere Öffnung durch eine Durchbrüche aufweisende Abluftplatte (8) verschlossen ist.
Der Mantel des vertikal angestellten Abluftkanales (7) trennt die Luft im Abluftkanal (7) von der Zuluft im Behälter {31). Der in den Behälter eingeführte horizontale Luftstrom von außen ist damit von dem durch den Abluftkanal (7) geführten Luftstrom durch den Mantel des Abluftkanals (7) getrennt.
Die Luft aus dem Umfeld des zu klimatisierenden Raumes wird horizontal durch den Zuluftkanal (5) durch eine Zuluftplatte (6) in das Innere der Zuluftkomponente {Behälter (31)) des Drallauslasses geleitet, aus dem die Luft durch die Öffnungen in der Zuluftplatte (4) etwa senkrecht nach unten in Richtung der Pfeile (1') in den zu klimatisierenden Raum strömt.
Die Luft aus dem Raum wird von unten nach oben durch die erzwungene Luftströmung durch die Abluftplatte (8) in den Abluftkanal {7) geführt.
Die gesamte Einrichtung ist an einer Öffnung für die Zufuhr der Außenluft in der Mauer des Raumes mit Hilfe von
Flanschen (9) angeschlossen und mit Hilfe eines Trägers (11) über Stangen (12) an der Raumdecke (10) befestigt.
Das thermodynamische Regelungssystem der Zuluft ist am Mantel des Äbluftkanales (7) und am Mantel des Zuluftkanales (5) befestigt.
Die Grund-, Meß- und Antriebskomponente dieses Systems besteht aus dem Thermostat (13) , dessen Meßfühler im Abluftkanal (7) untergebracht ist und am inneren Mantel des Abluftkanales (7) über einen Winkelträger (14) befestigt
Die Befestigung des Thermostaten (13) im Abluftkanal (7) über den Winkelträger (14) ist wie folgt ausgebildet:
Der Thermostat (13) ist durch Schraubenmuttern (15) am linken Arm des Winkelträgers (14) befestigt. Mit seinem rechten Arm liegt der Winkel träger (14) auf dem inneren Mantel des Abluftkanales (7) , an dem er durch Schrauben
(16) und Schraubenmuttern (17) befestigt ist. Durch ein Bohrloch in der Mitte der Schraube (16) läuft eine Schubstange (18) , die am linken Ende mit einer vertikalen, fest verbundenen Platte (19) und am rechten Ende mit einem Gelenk (20) verbunden ist. Die Platte (19) lehnt sich an das Ende der ausführenden Komponente (21) des Thermostaten (13) unter Einwirkung der Druckfeder (22) an, die damit die Schubstange (18) zwischen der Schraube (16) und der Platte
(19) einspannt. Die Bewegung der Schubstange (18) im Bohrloch der Schraube (16) wird über das Gelenk (20) auf einen Hebel (23) übertragen, der rechtwinklig an einer um die Achse (24) einer Verschlußklappe (25) für die Einlaßöffnung der Außenluft in den Zuluftkanal (5) angeordnet ist.
Der Thermostat (13), der sowohl das beschriebene Meß-, als auch Antriebssystem als auch Regelungssystem sein kann, ist in der kroatischen Patentanmeldung Nr. P 92 01 18 A unter der Bezeichnung: "Thermostatisches Element aufgrund der Volumenänderung synthetischen Wachses und Verfahren für dessen Anfertigung" beschrieben.
Der Thermostat {13) kann nach dieser angeführten Patentanmeldung ausgebildet sein und besitzt Wärme- und mechanische Arbeitseigenschaften, die ihm befriedigende Arbeit im engen Temperaturbereich der Abluft zwischen 15 und 25 0C ermöglichen. Die Achsenkraft der ausführenden Komponente (21) reicht aus für die Bewältigung der Kraft der Druckfeder {22) , des Widerstandes des Hebelmechnismus und der Stärke des dynamischen Luftdruckes auf die Klappe (25).
Bei Veränderung der Außenlufttemperatur bewegt sich die ausführende Komponente {21) des Thermostaten (13) in Abhängigkeit von Anstieg oder Senkung der Temperatur der durch den Abluftkanal strömenden Raumluft.
Bei Anstieg der Ablufttemperatur druckt die ausführende Komponente (21) auf die Platte (19) und die Druckfeder {22) und damit die Schubstange (18) nach rechts, wodurch über das Gelenk (20), den Hebel {23) und die Drehachse (24) eine Schwenkung der Klappe (25) um die Achse (24) erreicht wird. Bei Senkung der Ablufttemperatur wandert die ausführende Komponente {21) nach links, und die Druckfeder (22) bewirkt die Rückkehr der Schubstange (18) in ihre Ausgangslage und dreht damit die Klappe (25) in entgegengesetzter Richtung.
Die Bewegungen der Arbeitskomponente (21) können zur Regelung der Lufttemperatur des zu klimatisierenden Raumes
durch Kühlung des Raumes durch kältere Zuluft verwendet werden.
Die Kühlung der Luft in Räumen wird vorteilhaft in den Fällen durchgeführt, in denen ein ständiger Anstieg der Lufttemperatur im Raum über die mittlere Raumtemperatur von beispielsweise 20 0C stattfindet.
Die Kühlung wird durch kältere Zuluft erreicht, deren zugeführte Menge im Verhältnis zum Anstieg der Lufttemperatur im Raum steht.
Dies erreicht man dadurch, daß die Schubstange (18) vom Thermostaten derart bewegt wird, daß die Klappe (25) den Zustrom der kälteren Außenluft verringert oder vermehrt, bis die Lufttemperatur im Raum wieder ihren Sollwert von 20 0C erreicht hat.
Dank dieser Konstruktions- und Regelungseigenschaften ist der "Drallauslaß" auf einem breiten Gebiet der Lüftungs- und Klimatisierungstechnik anwendbar, in denen die Lufttemperatur in einem Raum kontrolliert werden soll.
Mit Bezug auf den durchlaufenden Luftstrom ist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine kompakte Vorrichtung, bei der der.komplette Luftaustausch im Raum durch äußere Zuluft erreicht wird. Ein Druckausgleich im Raum erfolgt über Türen und Fenster, oder es ist hierfür eine besondere Öffnung im Raum vorgesehen.
Wegen der Unabhängigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung von äußeren Energiequellen kann sie auch dort eingesetzt werden, wo die elektrische Stromzufuhr für die üb-
lichen Lüftungs- und Klimatisierungsanlagen erschwert oder unmöglich ist.
Die Regelungseigenschaften des "Drallauslasses" machen diesen zu einer brauchbaren ökonomischen Vorrichtung, die den weiten Forderungen im Bereich des Umbaus und der Umfunktionierung des Raumes, in dem er eingebaut wird, gerecht werden kann.
Bezugszahlen Zuluftstrom
1 Pfeil
1' , 1" Mantel
2 Deckel
3 Zuluftplatte
4 Öffnung
4' Zuluftkanal
5 Zuluftplatte
6 Abluftkanal
7 Abluftplatte
8 Flansch
9 Raumdecke
10 Träger
11 Stangen
12 Thermostat
13 Winkelträger
14 Schraubenmutter
15 Schraube
16 Schraubenmutter
17 Schubstange
18 Platte
19 Gelenk
20 Komponente
21 Druckfeder
22 Hebel
23 Drehachse
24 Verschlußklappe
25 Zuluftbehälter
31 Achse
A-A
300596
Kn/sd

Claims (15)

  1. Pa tentanwälte
    Dipl.-Math. Siegfried Knef'el
    Dipl.-Phys. Cordula Knefel
    Wertherstr. 16, 35578 Wetzlar
    Postfach 1924, 35529 Wetzlar
    Telefon 06441/46330 - Telefax 06441/48256
    P G
    PROIMPEX
    PODUZECE ZA PROMET I PROIZVODNJU
    METALNIH PROIZVODA, d.O.o.
    Ivana Mazuranica II odv. br. 6
    10430 Samobor /Kroatien
    Klimaanlage
    Schutzansprüche
    1. Klimaanlage für Räume mit einer Thermostatregelung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abluftkanal (7) für einen ersten Luftkreislauf im zu klimatisierenden Raum vorgesehen ist, in dem die Raumluft an dem Temperaturfühler des Thermostaten (13) vorbeistreicht,
    daß in einem zweiten Kreislauf ein Zuluftkanal {5) zur Außenluft vorgesehen ist mit einem Verschlußmechanismus (18, 20, 23, 24, 25),
    daß der Thermostat (13) im ersten Luftkreislauf auf den Verschlußmechanismus des Zuluftkanales (5) des zweiten
    Kreislaufes wirkt, derart, daß er die Menge der einströmenden Außenluft in Abhängigkeit von der Raumtemperatur regelt, und
    daß eine Vorrichtung (2,3, 4) zur Vermischung der Luft des ersten Kreislaufes mit der Luft des zweiten Kreislaufes vorgesehen ist.
  2. 2. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Abluftkanal (7) ein vertikal angestelltes Rohr vorgesehen ist, daß in dem Rohr der Temperaturfühler samt Thermostat (13) angeordnet ist, und daß der Verschlußmechanismus für den Zuluftkanal (5) zur Außenluft eine in ihrer Neigung einstellbaren Klappe (25) aufweist.
  3. 3. Klimaanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abluftkanal (7) zentral in einem Behälter (31) angeordnet ist, in den die Außenluft strömt und in dem die Außenluft aufgrund der auf sie einwirkenden Coriolis-Kraft um den Abluftkanal (7) rotiert, und daß der Behälter (31) wenigstens eine Öffnung (4') aufweist, durch die die im Behälter (31) rotierende Außenluft in den zu klimatisierenden Raum strömt.
  4. 4. Klimaanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Öffnung (41) in einer Zuluftplatte (4) untenliegend im Behälter (31) angeordnet ist.
  5. 5. Klimaanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Öffnung (4') schräg angestellte Lamellen zur Verstärkung der Drallwirkung der in den Raum strömenden Luft aufweist.
  6. 6. Klimaanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (31) über einen etwa horizontal angeordneten Zuluftkanal (5) mit der Außenluft verbindbar ist.
  7. 7. Klimaanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermostat (13) über ein Hebelgestänge auf die Klappe (25) wirkt.
  8. . 8. Klimaanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der vertikal angestellte Abluftkanal (7), der diesen Kanal (7) umgebende Behälter (31) und der horizontal angeordnete LuftZuführungskanal (5) miteinander fest verbunden sind.
  9. 9. Klimaanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (31) einen Mantel (30) aufweist, der einen Deckel (3) trägt und unten durch eine Platte (4) mit der wenigstens einen Öffnung (41) abgeschlossen ist.
  10. 10. Klimaanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abluftkanal (7) zum Raum hin eine mit Durchbrüchen versehene Abluftplatte (8) trägt.
  11. 11. Klimaanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abluftkanal (7) etwa in seiner Mitte den Thermostaten (13) trägt.
  12. 12. Klimaanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß des vertikal angestellten Abluftkanales (7) in der Nähe der Decke (10) des Raumes angeordnet ist.
  13. 13. Klimaanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Abluftkanal (7) sowie der den Kanal (7) umgebende Behälter (31) mit Hilfe von Trägern (11) und Stangen
    (12) an der Raumdecke (10) befestigt ist.
  14. 14. Klimaanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abluftkanal (7) und/oder der den Kanal (7) umgebende Behälter (31) einen kreisförmigen, rechteckigen oder quadratischen Querschnitt aufweisen.
  15. 15. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermostat (13) im Abluftkanal (7) mit Hilfe wenigstens zweier Schraubenmuttern (15) an einem Arm eines WinkeItragers (14) befestigt ist, dessen anderer Arm mit Hilfe einer Schraube (16) und einer Schraubenmutter (17) am Mantel des vertikal angestellten Abluftkanales (7) befestigt ist, und daß durch ein Bohrloch in der Schraube (16) eine Schubstange (18) greift, an deren einem Ende eine Platte (19) befestigt ist, auf die eine Druckfeder (22) in Richtung des Thermostaten (13) wirkt und das andere Ende der Schubstange (18) über ein Gelenk (20) auf einen um eine Drehachse (24) schwenkbaren Hebel (23), der mit der Klappe
    (25) verbunden ist.
DE29609844U 1995-06-12 1996-06-04 Klimaanlage Expired - Lifetime DE29609844U1 (de)

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Effective date: 19961107

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SYBURRA, BODO, DE

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R151 Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years

Effective date: 20020522

R152 Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years

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