DE3115256C2 - Klimatisiersystem für beheizte Räume - Google Patents
Klimatisiersystem für beheizte RäumeInfo
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Abstract
Das für abgeschlossene Räume bestimmte Heizsystem dient zur besseren Wärmeverteilung der durch übliche Konvektions-Heizungen erzeugten Wärme. Zu diesem Zweck hat das Heizsystem eine Anzahl von nach dem Peltier-Effekt als Wärmepumpe arbeitenden thermoelektrischen Wärmestrahlern, die unter der Decke und ggfs. auch an den Wänden des beheizten Raumes installiert sind und ggfs. so gerichtet werden können, daß sie die aus der durchströmenden Raumluft entnommene Wärme gezielt in bestimmte Bereiche des beheizten Raumes abstrahlen. So läßt sich die für eine ausreichende Beheizung erforderliche mittlere Raumtemperatur senken, was zu Heizkostenersparnissen führt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Klimatisiersystem für beheizte Räume, wobei an Wänden des Raumes nach dem
Peltier-Effekt als Wärmepumpe arbeitende Thermoelemente mit Wärmesirahlflächen gleichmäßig angeordnet
sind.
Es ist bekannt, daß in beheizten Räumen sich unzweckmäßige
Raumtemperatur- und ' ümaverhältnisse einstellen, da die von Öfen, Heizkörpern und dergleichen
erwärmte Raumluft nach oben steigt und dort mehr oder weniger unbewegt verbleibt, so daß man eine
verhältnismäßig hohe mittlere Raumtemperatur benötigt, wenn es auch im Bodenbereich ausreichend warm
sein soll. Die bisherigen Versuche, durch besondere Heizsysteme diese Unzulänglichkeiten abzustellen,
scheiterten immer wieder, weil sich durch Verringern einer Fehlerquelle andere Nachteile verstärken. Diese
Versuche haben in vielen Fällen sogar dazu geführt, daß gesundheitsschädliche Klimaverhältnisse in beheizten
Räumen entstehen.
Die bei den bekannten Raumheizungsmethoden auftretenden starken Luftströme der erwärmten Luft führen
eine Menge Staubpartikel mit, so daß sich ein hoher Staubpegel im Raum ergibt, der sogar gesundheitsschädlichsein
kann.
Zur Raumklimatisierung ist es bekannt, große Wandflächen gleichmäßig mit Thermoelementen und deren
Wärmetauschflächen zu versehen, um bei Ausnutzung des Peltier-Effektes der Außenluft Wärme zu entziehen
und in den zu beheizenden Raum einzustrahlen (R. Plank, Handbuch der Kältetechnik, Band 6, Teil A,
Seiten 501 bis 503, Springer-Verlag, 1969). Dabei stellt sich jedoch das Problem eines unerwünschten Wärmeriickflunses
aus dem beheizten Raum bei zu niedriger Außentemperatur, so daß die mit der Außenluft in Kontakt
tretenden Wärmetauscher in Kanäle eingebaut werden müssen, welche bei zu tiefen Außentemperaturen
geschlossen werden. Auch bei dieser Art der Raumbeheizung wird nicht vermieden, daß die Räume unter
der Decke überheizt werden müssen, damit im Aiifenthaltsbereich
angemessene Temperaturen herrschen.
Die Oberheizung der Räume im oberen Bereich ist um so stärker, je höher der betreffende Raum ist. Besonders
in Fabrikhallen, die sehr hoch ausgebildet sein müssen, ist eine zweckmäßige und wirtschaftliche Beheizung der
Aufenthaltsbereiche kaum zu erreichen, weil sich die Wärme unter der Decke bzw. dem Dach staut, während
am Boden durch ständiges Öffnen und Schließen von Türen zusätzlich,Kälte eindringt, die am Boden bleibt
und von der im oberen Raumbereich befindlichen Wärme kaum ausgeglichen werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in beheizten Räumen die Wärme gleichmäßiger als bisher möglich
zu verteilen und dabei Luftströmungen so gering wie möglich zu halten, damit geringere Heizkosten anfallen
und das Raumklima verbessert wird.
'Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Klimatisiersystem
der einangs genannten Gattung vorgeschlagen, daß die Thermoelemente von der im Raum zirkulierenden
aufgeheizten Luft umströmt sind. Die nach dem Peltier-Effekt als Wärmepumpe arbeitenden Thermoelemente
dienen gemäß der vorliegenden Erfindung also nicht dazu. Wärme in einen zu beheizenden Raum
einzuleiten, sondern dazu» die in dem beheizten Raum befindliche Wärme im beheizten Raum in die Bereiche
zu leiten, in denen die Wärme hauptsächlich benötigt wird. Die Thermoelemente nehmen überflüssige Wärme
an den Stellen des bebeizten Raumes auf, wo sie nicht
benötigt wird, und strahlen dieselbe in andere Bereiche des Raumes ab. Damit kann insbesondere der im Dekkenbereich
eines beheizten Raumes sich aufbauende Wärmestau ständig abgebaut werden, so daß die für
eine ausreichende Erwärmung des Aufenthaltbereiches des Raumes erforderliche mittlere Raumtemperatur
niedriger als bisher notwendig ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Klimatisiersystem wird der Peltier-Effekt zur gleichmäßigeren Verteilung der
erwärmten Raumluft im beheizten Raum benutzt. Peltier hat gefunden, daß eine an einen aus zwei unterschiedlichen
metallischen Leitern gebildeten Stromkreis angelegten Gleichspannung bewirkt, dalJ sich die eine
Kontaktstelle der beiden Leiter abkühlt, während sich die andere Kontaktstelle erwärmt. Mit nach diesem
Prinzip arbeitenden Wärmepumpen wird bei dem erfindungsgemäßen Klimatisiersystem der im Bereich der
Thermoelemente befindlichen Raumluft Wärme entzogen und den Strahlflächen zugeführt. Um von den Wärmestrahlflächen
einen Wärmetransport zum Boden oder auch zu den kälteren Wänden des beheizten Raumes
in Gang zu setzen, genügt schon ein geringer Temperaturanstieg
an den Wärmestrahlflächen. Der ständige Abtransport der Wärme aus den Wärmestaubbereichen
des beheizten Raumes schafft einen Beharrungszustand, der zu einer gleichmäßigen Temperaturverteilung
im beheizten Raum führt. Die deshalb notwendige niedrigere mittlere Raumtemperatur ermöglicht bedeutende
Einsparungen an Heizenergie und damit auch an Heizkosten.
Da das erfindungsgemäße Klimatisiersystem nur zur Wärmeverteilung und nicht zur Deckung des Wärmebedarfes
eines beheizten Raumes dient, d. h. also zusätzlich zu konventionellen Heizsystemen vorgesehen wird,
kann die Oberfiächentemperat.ur der Wärmestrahlflächen der Thermoelemente niedrig gehalten werden.
Dementsprechend kommt es nicht zu intensiven Wärmeeinstrahlungen wie bei bekannten Strahlungsheizungen.
Man kann deshalb die Wärmestrahiflächen der Thermoelemente so anordnen, daß sie auf die Bereiche
gerichtet sind, zu denen ein Wärmetransport gewünscht
Vorzugsweise sind die Thermoelemente unter der Decke des beheizten Raumes angeordnet, weil sich dort
im allgemeinen der unerwünschte Stau bildet. Sie können aber auch zusätzlich an den Wänden des beheizten
Raumes angeordnet werden. Die Thermoelemente bzw. deren Wärmestrahlflächen bilden keine ununterbrochene
durchgehende Fläche, sondern einzelne Elemente, zwischen denen sich einige Zentimeter breite Abstände
befinden. Die beim Umströmen der Thermoelemente abgekühlte und damit schwerer gewordene Luft sinkt
als Luftmasse stetig nach unten. Geschwindigkeit und Temperaturgefülle dieser sich bewegenden Luftmasse
sind aber so gering, daß sie von den sich im Raum aufhaltenden Personen nicht wahrgenommen werden. Die
vom erfindungsgemäßen Klimatisiersystem erzeugte Luftbewegung ist so gering, daß ein Hochwirbeln der
besonders im Bodenbereich des beheizten Raumes befindlichen Staubmassen nicht zu befürchten ist.
Die Thermoelemente können nach einem weiteren Merkmal der Erfindung mit unterschiedlicher Neigung
angeordnet sein, um damit die Wärme gezielt in die Bereiche zu leiten, in denen sie erwünscht ist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist jedes Thermoelement ein von der Raumluft zu durchströmendes
Gehäuse auf, wobei das Gehäuse als Reflexionshaube ausgebildet sein kann und Öffnungen für
den Durchstrom von Raumluft enthält.
Das erfindungsgemäße Klimatisiersystem läßt sich auch sehr vorteilhaft dort anwenden, wo in großen Räumen
und Werkshallen örtlich begrenzte Arbeitsplätze beheizt werden müssen. Zu diesem Zweck ist es bisher
üblich, Luftheizungen oder Lüftungsanlagen zur Beheizung zu verwenden. Dabei ist es kaum möglich, ausgewogene
Temperaturverhältnisse zu schaffen. Die Thermoelemente des erfindungsgemäßen Klimatisiersystems
können in den höher gelegenen wärmeren Luftströmen installiert und so angeordnet werden, daß sie
die zu beheizenden Arbeitsplatzbereiche gezielt erwärmen. Dies erfolgt schon dann, wenn die Temperatur der
den Thermoelementen zuströmenden Warmluft wesentlich niedriger als bei bisherigen Raumluftbeheizungen
ist, so daß sich bedeutende Einsparungen an Heizkosten ergeben.
Die Luftbewegung erfolgt bei Anwendung des erfindungsgemäßen Klimatisiersystems mit sehr geringer
Geschwindigkeit, weil der Luftauftrieb nicht nur durch die für die Beheizung des Raumes vorgesehenen Heizkörper
oder Öfen erzeugt wird, sondern an allen Wänden des beheizten Raumes vorhanden ist. Dadurch ergibt
sich der zusätzliche Vorteil, daß alle Wände gleichmäßig und dementsprechend besser erwärmt werden,
an den Wänden niedergeschlagene Flüssigkeit abtrocknet und daß für ein gutes Raumklima erforderliche
Strahlungsverhältnis erheblich gefördert wird. Die Mitnahme von Staub in der hochsteigenden Luft wird hingegen
auf ein Minimum verringert.
Das erfindungsgemäße Klimatisiersystem arbeitet auch dann, wenn keine zusätzliche Raumbeheizung erfolgt,
was insbesondere in der Übergangszeit von Interesse ist, wenn nur ein geringer zusätzlicher Wärmebedarfin
bestimmten Raumbereichen besteht.
Das erfindungsgemäße Klimatisiersystem verteilt die in einem Raum vorhandene Wärme mittels Wärmepumpen
und Wärmestrahlflächen. Es ist in allen beheizbaren Räumern einsetzbar und wird zusätzlich zu konventionellen
Heizsystemen, die den Räumen Wärme zuführen, benutzt. Die wichtigsten Vorteile dieses Klimatisiersystems
sind folgende:
a) Verbesserung des Raumklimas;
b) Ersparnisse an Heizenergie und Heizkosten;
c) Temperierung der Räume im Sommer und der Obergangszeit;
d) gezielte Einsatzmöglichkeit, beispielsweise in bestimmten
Aufenthaltsbereichen oder für bestimmte Arbeitsplatzbereiche;
ίο e) Kombination mit einer Entlüftungsanlage;
ίο e) Kombination mit einer Entlüftungsanlage;
f) Kombinationsmöglichkeiten mit anderen Wärmepumpensystemen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Klimatisiersystems schematisch dargestellt, und zwar zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen mit diesem Klimatisiersystem
ausgestatteten beheizten Raum,
F i g. 2 einen Querschnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Thermoelementes nach Linie
H-II aus Fig.3und
Fig.3 einen Längsschnitt durch einen T;il des Thermoelementes
nach Linie HI-III aus F i g. 2.
Gemäß Fig. 1 ist in einem in sich abgeschlossenen Raum 1 eines Gebäudes unter dem Fenster 2 ein konventioneller Heizkörper 3 angebracht, der veranlaßt, daß die von ihm erwärmte Luft als durch Pfeile 4 angedeuteter Luftstrom an den Wänden 8 und 9 zur Decke 5 hochströmt.
Gemäß Fig. 1 ist in einem in sich abgeschlossenen Raum 1 eines Gebäudes unter dem Fenster 2 ein konventioneller Heizkörper 3 angebracht, der veranlaßt, daß die von ihm erwärmte Luft als durch Pfeile 4 angedeuteter Luftstrom an den Wänden 8 und 9 zur Decke 5 hochströmt.
Unter der Decke 5 sind im Abstand von derselben eine Wärmestrahlung erzeugende Thermoelemente 6
angebracht, die gemäß F i g. 1 horizontal angeordnet sind, jedoch auch in jeder beliebigen Neigung zur Decke
5 angebracht oder eingestellt werden können. Jedes einzelne Thermoelement 6 isi für sich allein einstellbar, so
daß die von ihm abgestrahlte Wärme gezielt in bestimmte Bereiche des Raumes 1 transportiert werden
kann. Aus F i g. 1 ist erkennbar, daß die einzelnen Thermoelemente 6 in einem bestimmten Abstano 7 ne^eneinander
angeordnet sind.
Gemäß Fig. 1 sind die Thermoelemenete 6 fast im gesamten Bereich der Decke 5 angebracht. Es ist jedoch
auch möglich, Thermoelemente 6 nur in einzelnen Bereichen der Decke 5 vorzusehen.
Die an den Wänden 8 und 9 des Raumes hochsteigende erwärmte Luft wird an der Decke 5 verteilt und
umströmt bzw. durchströmt die Thermoelemente 6, wie weiter unten im einzelnen erläutert wird, wobei sich die
Luft abkühlt und dann gemäß Pfeilen 10 im Raum 1 langsam nach unten sinkt. Die nach unten sinkende Luft
wird über dem Fußboden 11 des Raumes 1 umgelenkt und steigt nach Erwärmung an den Wänden 8 und 9
wieder hoch. Die Erwärmung der nach abwärts sinkenden Luf* erfolgt mittels der Thermoelemente 6 und teilweise
auch des Heizkörpers 3. Pfeile 12 deuten den nach oben gerichteten Luftstrom außerhalb des Bereiches
des Heizkörpers 3 an.
Aus F i g. 2 und 3 ist zu erkennen, daß jedes Thermoelement 6 ein als Wärmestrahlfläche dienendes Blech 13
aufweist, auf dessen Innenseite ein elektrischer Isolator 14 und eine Beschichtung 15 aus wärmedämmendem
Material angeordnet ist. Außerdem sind auf der Rückseite des Bleches 13 unter der wärmedämnienden Beschichtung
15 mehrere Blechstreifen 16 angeordnet, welche vom Thermoelement 6 aufgenommene Wärme
an das Blech 13 abgeben. Diese Blechstreifen 16 sind jeweils über negative Leiter 17 und positive Leiter 18
mit einzelnen Blechstreifen 19 verbunden, welche zur
Aufnahme von Wärme aus der über die Rückseite des Thermoelementes strömenden Luft dienen. Die Leiter
17 und 18 sind mit ihren Enden jeweils an die Blechstreifen 16 und 19 angelötet.
Die aus der über die Blechstreifen 19 strömenden Luft entzogene und an die Blechstreifen 16 abgegebene
Wärme wird auf das Blech 13 übertragen und von dessen frei liegender Oberfläche gemäß den Pfeilen 20 in
den Raum 1 abgestrahlt.
Das Thermoelement 6 ist an der Rückseite mit einer Rtflexionshaube 21 versehen, welche sich über die Länge
des Bleches 13 erstreckt und mit diesem über Klemmbügel 22 verbunden ist. Die Klemmbügel 22 sind
über Verbindungsstellen 23 an der Innenseite der Reflexionshaube 21 befestigt, beispielsweise angelötet oder
angenietet. Sie sind mit zwei hakenartig gebogenen und federnden Enden 24 versehen, welche zwischen hochstehende
Ränder 25 des Bleches 13 eingesteckt werden, wie Fig. 2 zeigt. Da die Ränder 25 nach innen geneigt
verlaufen, stellen die hakenartigen Enden 24 eine lösbare formschlüssige Verbindung zu dem Blech 13 her. Zwischen
der Reflexionshaube 21 und dem Blech 13 befinden sich schlitzartige öffnungen 26, die sich auf beiden
Seiten des Thermoelementes 6 befinden und sich über dessen gesamte Länge erstrecken. Durch diese öffnungen
26 kann gemäß den Pfeilen 27 und 28 warme Luft einströmen und nach Wärmeabgabe an das Thermoelement
wieder ausströmen.
Wie Fig. 3 zeigt, ist das eine Ende des Thermoelementes
an einen Pluspol 29 und das andere Ende an einen Minuspol 30 angeschlossen, so daß das Thermoelement
von einem elektrischen Strom durchflossen wird und ein Wärmetausch nach dem Peltier-Effekt erfolgt.
Hierzu I Blatt Zeichnungen
40
50
55
bO
65
Claims (5)
1. Klimatisiersystem für beheizte Räume, wobei an Wänden des Raumes nach dem Peltier-Effekt als
Wärmepumpe arbeitende Thermoelemente mit Wärmestrahiflächen gleichmäßig angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die Thermoelemente (6) von der im Raum (1) zirkulierenden
aufgeheizten Luft umströmt sind.
2. System nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Thermoelemente (6) unter der Decke (5)
des Raumes (1) angeordnet sind.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Thermoelemente (6) mit unterschiedlicher Neigung angeordnet sind.
4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Thermoelement (6)
ein von der Raumluft zu durchströmendes Gehäuse (21) aufweist.
5. System agch Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (21) als Reflexionshaube ausgebildet ist und öffnungen (26) für den Durchstrom
von Raumluft aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3115256A DE3115256C2 (de) | 1981-04-15 | 1981-04-15 | Klimatisiersystem für beheizte Räume |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3115256A DE3115256C2 (de) | 1981-04-15 | 1981-04-15 | Klimatisiersystem für beheizte Räume |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3115256A1 DE3115256A1 (de) | 1982-11-04 |
DE3115256C2 true DE3115256C2 (de) | 1984-06-07 |
Family
ID=6130222
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3115256A Expired DE3115256C2 (de) | 1981-04-15 | 1981-04-15 | Klimatisiersystem für beheizte Räume |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3115256C2 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT518611B1 (de) * | 2016-04-27 | 2018-09-15 | Dipl Ing Mag Johann Aschauer | Infrarot-Heizkörper |
-
1981
- 1981-04-15 DE DE3115256A patent/DE3115256C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3115256A1 (de) | 1982-11-04 |
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