DE3036938A1

DE3036938A1 - Einrichtung zur klimatisierung von raeumen

Info

Publication number: DE3036938A1
Application number: DE19803036938
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Dr. 8500 Nürnberg Hermstein
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-09-30
Filing date: 1980-09-30
Publication date: 1982-04-22

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA BO P h 0 hk

Einrichtung zur Klimatisierung^von Räumen

Die Erfindung "betrifft eine Einrichtung zur Klimatisierung von Räumen mit einem geschlossenen Behälter zur Aufnahme eines flüssigen Speichermediums für thermische Energie, dessen Temperatur vorgebbar ist,, mit einem Luftführungssystem, bei dem Luft in thermischem Kontakt mit dem Speichermedium gebracht wird und mit einem System zur Förderung von Luft im Luftführungssystem.

Derartige Einrichtungen sind aus dem Heizungsanlagenbau bekannt. Hierbei wird das als flüssiges Speichermedium für thermische Energie verwendete Wasser aufgeheizt und über ein Luftf ührungssystem an den Außenwandungen des Behälters, deren Fläche durch Rippen vergrößert sein kann, vorbeigeführt. Die Wandungen vermitteln damit einen thermischen Kontakt zxidschen dem aufgeheizten Speichermedium und der zu erwärmenden Luft, wobei zur Förderung der Luft im Luftführungssystem Gebläse eingesetzt sind. Die erforderliche Oberflächenvergrößerung des Behälters macht die bekannten Einrichtungen voluminös, wobei selbst dann ein optimaler Wärmeübergang nicht erreichbar ist.

Aus dem DC-Magazin, November 79, Seiten 50 bis 55 sind sogenannte Unterwasser-Luftsprudel-MasFagebecken bekannt, die eine neuartige Art des Badens erii jglichen₀ In diese mit dem erwärmten Badewasser gefüllte Unterwasser-Luftsprudel-Massagebecken wird mittels eines Luftinjektors über eine bodenseitige Düsenanordnung unter hohem Druck Luft eingeblasen, wodurch der Badende einen Massageeffekt erfährt.

SpI 2 Ste / 26.09.1980

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Klimatisierung von Räumen der eingangs genannten Art anzugeben, bei der ein verbesserter Wärmeübergang zwischen dem flüssigen Speichermedium im Behälter und der im Luftführungssystem geführten Luft gewährleistet ist, ohne daß durch zusätzliche Wärmeübergangsflächen des Behälters die Raumökonomie der Einrichtung beeinträchtigt wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Behälter eine Düsenanordnung in den vom Speichermedium bedeckten Wandungen aufweist, daß das System zur Förderung von Luft mindestens einen Luftinjektor umfaßt, durch den Luft aus dem Luftführungssystem in die Düsenanordnung gepreßt wird und daß der Behälter eine im Luftführungssystem liegende Austrittsöffnung aufweist. Die durch den Luftinjektor über das Düsensystem in das flüssige Speichermedium eingeblasene Luft, passiert in Form winziger Bläschen das Speichermedium, wobei durch die durch die Bläschen erreichte Oberflächenvergrößerung ein vorzüglicher thermischer Kontakt zwischen Speichermedium und Luft zustande kommt. Damit kann auf die bislang erforderliche Oberflächenvergrösserung des Behälters zur Erzielung eines befriedigenden Wärmeübergangs zur Luft verzichtet werden. Darüber hinaus erfolgt gleichzeitig eine Reinigung der Luft von in der Luft enthaltenen festen und flüssigen Schwebstoffen. Als flüssiges Speichermedium kann Wasser gewählt werden, das wegen seiner extrem hohen spezifischen Wärme eine hohe Speicherfähigkeit aufweist. Gleichzeitig wird damit eine Erhöhung des Luftfeuchtigkeitsgehaltes von zu trockener Luft ermöglicht. Es können jedoch auch anderr Flüssigkeiten, insbesondere Flüssigkeiten mit einem im Vergleich zum Wasser höher liegenden Siedepunkt verwendet werden, wodurch eine höhere Ausgangstemperatur der erwärmten Luft erreichbar ist.

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Diese Einrichtung kann - wenn das flüssige üpeichermedium auf eine höhere Temperatur als die eingeblasene Luft gebracht ist - zur Erwärmung der Luft genutzt v/erden. In gleicher Weise kann diese Einrichtung allerdings - wenn das flüssige Speichermedium eine niedrigere Temperatur als die eingeblasene Luft aufweise - zur Kühlung an heißen Tagen eingesetzt werden» In der x^armen Jahreszeit kann der Behälter "beispielsweise mit Leitungswasser, das erfahrungsgemäß eine Temperatur um 15°C aufweist, gefüllt werden, so daß eine beträchtliche Abkühlung der eingeblasenen Luft stattfinden kann. Durch das Einbringen von Eis, das langfristig an anderer Stelle, beispielsweise in einem Gefrierschrank, erzeugt wurde, kann die kühlende Wirkung noch verstärkt \irerdexi und ist jederzeit kurzfristig abrufbar»

Für Heizungszwecke kann der Behälter ein Heizungssystem zur Vorgabe der Temperatur des Speichermediums aufweisen. Ein solchen Heizungssystem kann beispielsweise durch elektrische Energie oder das heiße Kesselwasser einer Zentralheizungsanlage gespeist werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Behälter ein Kühlsystem zur Vorgabe der Temperatur des Speichermediums aufweisen. Hierbei kann ein analog zu den Kühlsystemen von Kühlschränken aufgebautes Kühlsystem Verwendung finden.

In einer vorteilhaften Ausführungsform Kann als Heizungsbzw. Kühlsystem eine Peltier-Anordnung dienen» Durch die Peltier-Anordnung kann unter der Wirkur / eines Gleichstroms zwischen einem Wärmereservoir and dem Behälter in einfacher Weise Wärme transportiert werden, wobei selbst aus einem Wärmereservoir_s dessen Temperatur niedriger liegt als die momentane Temperatur des Speichermediums unter weiterer Abkühlung de? viärmereservoirs Wärme in das Speichermedium übertragen werden kann.

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Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß die einzelnen Räume einer Wohnungseinheit an das Luftführungssystem angeschlossen sind und Lüftungsklappen im Luftführungssystem zur Steuerung des Luftstromes vorgesehen sind. Durch das Luftführungssystem kann entsprechend der Stellung der Lüftungsklappen in ihrer Temperatur zu verändernde Luft aus den gewünschten Räumen abgesaugt, erwärmt bzw. gekühlt und anschließend in die betreffenden Räume zurückgeführt werden. Das Luftführungssystem ermöglicht damit für jeden Raum einen geschlossenen Luftkreislauf.

Zur Beschleunigung der Strömungsgeschwindigkeit der Luft kann das Luftführungssystem Gebläse aufweisen.

In einer bevorzugten Ausführungsform dient als Speichermedium Wasser, da es wegen seiner hohen spezifischen Wärme auf kleinen Raum eine erhebliche Speicherkapazität aufweist. Darüber hinaus erfolgt damit zwangläufig eine Veränderung des Luftfeuchtigkeitsgehaltes, der einen erheblichen raumklimatischen Parameter darstellt.

Um einen zu hohen Luftfeuchtigkeitsgehalt, der insbesondere beim Heizungsbetrieb bei hoher Wassertemperatur auftreten kann, auszuschließen, kann im Luftführungssystem dem Behälter ein Gerät zur Verminderung der Luftfeuchtigkeit nachgeschaltet sein.

In den Fällen, in denen in einer Wohnungseinheit ohnehin ein Unterwasser-Luftsprudel-Massagebecken bereits vorhanden ist, kann als Behälter das Unterwasser-Luftsprudel-Massagebecken dienen, das durch eine die dem Luftführungssystem zugehörige Austrittsöffnung aufweisende Abdeckung abschließbar ist. In diesem Fall ist es lediglich notwendig, die zu klimatisierenden Räume an ein Luftführungssystem anzuschließen und dieses sowohl mit der Austrittsöffnung als auch dem Luftinjektor zu verbinden.

- # - VPA SO P 4 0 4 4 DE

Damit wird nur ein sehr geringer Kostenaufwand erforderlich.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Der geschlossene Behälter zur Aufnahme des flüssigen Speichermediums ist in der Figur mit dem Bezugszeichen belegt. Das flüssige Speichermedium im Behälter 1, vorzugsweise Wasser, trägt das Bezugszeichen 2. In das flüssige Speichermedium 2 taucht der Wärmetauscher 3 eines Heizungs- bzw. Kühlsystems 40 ein, durch das die gewünschte Temperatur des Speichermediums - sei es für Kühl- oder Heizungszwecke - vorgegeben werden kann. Die Düsenanordnung 4 ist am Boden 5 des Behälters angeordnet. Allerdings können auch zusätzlich oder alternativ die vom Speichermedium bedeckten Seitenwandungen 6 des Behälters 1 mit Düsen versehen sein. Durch den Luftinjektor 7 wird die Düsenanordnung 4 mit Druckluft gespeist.

Der Luftinjektor 7 ist an die Teile 8. und 9 des aus Kunststoffrohren bestehenden Luftführungssystems angeschlossen.

Der Pfeil A veranschaulicht beispielhaft die Strömungsrichtung der durch den Teil 9 des Luftführungssystems zuströmenden Luft. Die Steuerung dieses Luftstromes erfolgt durch die Lüftungsklappe 10, die manuell oder unter der Wirkung eines Temperaturregelsystems automatisch betätigbar ist. Nach Passage des Speichermadiums 2 in Form winzig kleiner Bläschen und Angleichuiig der Lufttemperatur an die vorgegebene Temperatur des Speichermediums strömt die Luft durch die Austrittsöffnung 11 und den Teil 12 des Luftführungssystems gereinigt in Richtung des Pfeils B in den Wohnraum zurück. Zur Steuerung des zurückfließenden Luftstromes dient die Lüftungsklappe Durch den Pfeil C ist ganz analog die Strömungseinrichtung der beispielhaft aus einem Schlafraum einströmenden

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Luft dargestellt, die über den Teil 8 des Luftführungssystems, den Luftinjektor 7, den Behälter 1, sowie den Teil 14 des Luftführungssystems zurück in Richtung des Pfeils D in den Schlafraum erfolgt. Zur Steuerung des Luftstromes dienen hierbei die beiden Lüftungsklappen 15 und 16.

Zur Erhöhung der. Strömungsgeschwindigkeit kann ein Gebläse 17 vorgesehen sein, das in der Figur zwischen den Teilen 12 und 14 des Luftführungssystems sowie der Austrittsöffnung 11 des Behälters angeordnet ist.

Zwischen der Austrittsöffnung 11 und den Teilen 12 und 14 des Luftführungssystems kann - beispielsweise in Verbindung mit dem Gebläse 17 - eine Einrichtung zur Verminderung der Luftfeuchtigkeit angeordnet sein.

Durch den Zusatz von Duftstoffen zum flüssigen Speichermedium kann der GeruchsCharakter der im Behälter 1 auf die gewünschte Temperatur gebrachten Luft verändert werden.

Zusammenfassendläßt sich feststellen, daß die erfindungsgemäße Einrichtung ein sehr rasch wirkendes System zur Heizung bzw. Kühlung von Räumen zur Verfügung stellt. Durch die Nutzung von erwärmten Brauchwasser aus einer zentralen Heizungsanlage oder einer Wärmepumpe beim Heizbetrieb bzw. von normalem Leitungswasser, ggf. mit Eiszusatz, ist nur ein vergleichweise geringer Energieaufwand zur Klimatisierung nötig. Durch die Einstellung der Temperatur des Speichermediums entsprechend den individuellen Wünschen des Benutzers ist ein kostengünstiger und sparsamer Betrieb der erfindungsgemäßen Einrichtung ermöglicht. Der Investitionsaufwand ist vergleichsweise niedrig, da nur ein Behälter, ein Luftinjektor und ein aus Kunststoffrohren montierbares Leitungssystem notwendig sind, wenn man davon ausgeht, daß heißes

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lind kaltes Wasser ohnehin zur Verfugung stehen. Wenn ohnehin in einer Wohneinheit bereits ein Unterwasser-Luftsprudel-Massagebecken vorhanden ist, sinkt der
Kostenaufwand noch weiter.

9 Patentansprüche
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Claims

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Patentansprüche

( 1.yEinrichtung zur Klimatisierung von Räumen mit einem geschlossenen Behälter zur Aufnahme eines flüssigen Speichermediums für thermische Energie, dessen Temperatur vorgebbar ist, mit einem Luftführungssystem, bei dem Luft in thermischen Kontakt mit dem Speichermedium gebracht wird und mit einem System zur Förderung von Luft im Luftführungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) eine Düsenanordnung (4) in den vom Speichermedium bedeckten Wandungen (5) aufweist, daß das System zur Förderung von Luft mindestens einen Luftinjektor (7) umfaßt, durch den Luft aus dem Luftführungssystem (8, 9) in die Düsenan-Ordnung (4) gepreßt wird und daß der Behälter (1) eine an das Luftführungssystem (12, 14) angeschlossene Austrittsöffnung (11) aufweist,
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß der Behälter (1) ein Heizungssystem (4) zur Vorgabe der Temperatur des Speichermediums (2) aufweist,
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2„ dadur ch gekennzeichnet^ daß der Behälter (1) ein Kühlsystem (4) zur Vorgabe der Temperatur des Speichermediums (2) aufweist.
4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3- dadurch gekennzeichnet,, daß al sä Heizungs- bzw., Kühlsystem (4) eine Peltier-Anordnung dient,
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadur ch gekennzeichnet,, daß die einzelnen Räume einer Wohnungseinheit an das Luftführungssystem (8, 9, 12, 14) angeschlossen sind und Lüftungsklappen (10, 13, 15, 16) im Luftführungssystem (8, 9„

ORIGINAL INSPECTED

12, 14) zur Steuerung des Luftstromes vorgesehen sind.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 "bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Luft- führungssystem (8, 9, 12, 14) Gebläse (15) aufweist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Speichermedium Wasser dient.

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8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e _w kennzeichnet, daß im Luftführungssystem

(8, 9, 12, 14) dem Behälter (1) ein Gerät zur Verminderung der Luftfeuchtigkeit nachgeschaltet ist. 15
9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennze lehnet , daß als Behälter (1) ein Unterwasser-Luftsprudel-Massagebecken dient, das durch eine die dem Luftführungssystem (8, 9, 12, 14) zugehörige Austrittsöffnung (11) aufweisende Abdeckung abschließbar ist.