DE3135142C2

DE3135142C2 -

Info

Publication number: DE3135142C2
Application number: DE3135142A
Authority: DE
Inventors: Juergen Dr.-Ing. 7000 Stuttgart De Masuch
Original assignee: LTG Lufttechnische GmbH
Current assignee: Masuch Juergen Dr 71726 Benningen De
Priority date: 1981-09-04
Filing date: 1981-09-04
Publication date: 1989-08-31
Also published as: DE3135142A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lüften und Temperieren eines Raumes bzw. einer Raumzone gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Nach der DE-OS 22 22 060 ist ein Verfahren zum Lüften und Temperieren eines Raumes bekannt, bei dem ein Zuluftstrom mit konstanter Temperatur und veränderbarer Austrittsgeschwindigkeit in den Raum eingeblasen wird, wobei das Einblasen des Zuluftstromes mit im wesentlichen konstanter archimedischer Zahl dadurch erfolgt, daß die Größe des Austrittsquerschnittes des Zuluftauslasses etwa proportional zum Druck im vorgeschalteten Raum geändert wird. Dabei ist der Zuluftauslaß in geringem Abstand unterhalb der Decke des betreffenden Raumes, in den die Zuluft eingeblasen wird, angeordnet, so daß sich der Zuluftstrom unter Ausnutzung des Coanda-Effektes an die Raumdecke anlegen kann. Die ungefähre Konstanthaltung der Archimedes-Zahl erfolgt dabei nur zu dem Zweck, um zu verhindern, daß sich bei Überschreiten eines kritischen Wertes dieser Archimedes-Zahl die Zuluftströmung von der Raumdecke ablöst.

Nach der DE-OS 22 22 127 ist ein Verfahren zum Lüften und Temperieren eines Raumes bekannt, bei dem ein Zuluftstrom in den Raum mit veränderbarer Temperaturdifferenz zwischen ihm und der Raumtemperatur sowie mit veränderbarer Austrittsgeschwindigkeit eingeblasen wird. Um dabei den Strömungsverlauf der Zuluft im Raum etwa konstant zu halten, wird für den Zuluftstrom im Falle eines spaltförmigen Austrittsquerschnittes des Zuluftauslasses die Spalthöhe l bzw. im Falle eines runden Austrittsquerschnittes des Durchmessers d des Zuluftauslasses die Größe A _r · l ^-3/2 bzw. A _r · d ^-2 konstant gehalten. Dies macht jedoch stets zwingend Verstellung des Austrittsquerschnittes des Zuluftauslasses erforderlich, wobei noch für geometrisch unterschiedliche Formen des Austrittsquerschnittes die Archimedes-Zahl mit einer Variablen unterschiedlicher Potenz multipliziert werden muß. Auch wird gemäß Fig. 2 dieser DE-OS 22 22 127 die Einblasrichtung der Zuluft in den Raum in Abhängigkeit der Größe des Austrittsquerschnittes verstellt.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das in einem großen Lastbereich auf einfache Weise die Einhaltung ungefähr konstanter Strömungsbedingungen im Raum oder in mindestens einer Raumzone ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das in Anspruch 1 angegebene Verfahren gelöst. Eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist in Anspruch 8 angegeben.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich trotz nicht-isothermer Strömungsbedingungen im Raum bzw. der Raumzone im wesentlichen gleichbleibende Stabilität der Gesamtströmung im Raum bzw. der Raumzone errreichen. Hierdurch läßt sich bei Kühllast u. a. unkontrollierten Luftbewegungen und Zugerscheinungen im dem Aufenthalt von Personen dienenden Aufenthaltsbereich des Raumes bzw. der Raumzone besonders gut entgegenwirken. Bei Heizlast läßt sich u. a. besonders gute Durchlüftung des genannten Aufenthaltsbereiches erreichen. Dabei bleibt bei Heizlast bzw. Kühllast die Einblasrichtung des Zuluftstromes konstant.

Die Archimedes-Zahl Ar ist eine dimensionslose Größe. Es gilt

g = Erdbeschleunigung
d = charakteristische Längengröße
Δ t = Differenz zwischen Raumtemperatur t _ra (Celsius) und Zulufttemperatur t _zu (Cels.)
w = Austrittsgeschwindigkeit der Zuluft aus dem betreffenden Zuluftauslaß
T _ra = absolute Raumtemperatur in Kelvin.

Die charakteristische Längengröße d kann unterschiedlich vorgesehen sein. Beispielsweise kann es eine Größe des betreffenden Raumes oder der betreffenden Raumzone sein, beispielsweise seine Höhe oder Länge, wobei in diesem Fall der Querschnitt des betreffenden Zuluftauslasses konstant ist. d kann beispielsweise auch der geometrische Durchmesser oder hydraulische Durchmesser des betreffenden Zuluftauslasses sein.

Der Absolutwert der Archimedes-Zahl braucht bei der Erfindung nicht bekannt zu sein. Allerdings gibt es für jeden Raum einen Minimalwert für Ar, der nicht unterschritten werden sollte, ferner einen Bestwert mit besonders günstigen Raumströmungseigenschaften. Bei der Erfindung kommt es darauf an, daß für den betreffenden Zuluftauslaß die als günstig eingestellte, ggfs. unbekannte Archimedes-Zahl des aus ihm austretenden Zuluftstromes in dem durch die Maximallast und die erforderliche Minimallüftung begrenzten Bereich der Kühllast bzw. Heizlast im wesentlichen konstant gehalten wird, wozu man bevorzugt vorsehen kann, daß man theoretisch von genauer Konstanz der Archimedes-Zahl ausgeht und die anlagentechnisch bedingten Ungenauigkeiten in der Einhaltung der Archimedes-Zahl in den für im wesentlichen gleichbleibende Stabilität der Raumströmung in dem betreffenden Raum bzw. der betreffenden Raumzone erforderlichen Grenzen hält.

Durch die Erfindung gelingt also praktisch gleichbleibende Stabilität der Luftströmung in dem betreffenden Raum bzw. der betreffenden Raumzone in dem Bereich der Kühl- und/oder Heizlast zwischen Minimallüftung und Maximallast trotz der variablen Last.

In dem Bereich geringer Teillast, in welchem die Archimedes-Zahl im Falle konstanten Austrittsquerschnittes des Zuluftstromes wegen der zur Minimallüftung erforderlichen Konstanz des Zuluft-Volumenstromes nicht mehr aufrecht erhalten werden kann, ist wegen der minimalen Austrittsgeschwindigkeit des oder der Zuluftströme die Gefahr störender Zugerscheinungen und unkontrollierter Luftbewegungen im Aufenthaltsbereich des Raumes nur sehr gering und praktisch vernachlässigbar. Es ist jedoch möglich, auch in diesem Lastbereich der Minimallüftung ebenfalls noch ungefähr konstante Archimedes-Zahl des betreffenden Zuluftstromes aufrecht zu erhalten, wenn man die charakteristische Länge d als Durchmesser des Zuluftauslasses bzw. als dessen hydraulischen Durchmesser ansetzt und diesen Durchmesser ändert zur Änderung der Austrittsgeschwindigkeit des Zuluftstromes bei konstantem Volumenstrom, so daß man dann ebenfalls sowohl die Austrittsgeschwindigkeit als auch die Temperaturdifferenz Δ t in der für die Konstanz der Archimedes-Zahl unter Einhaltung des minimalen konstanten Volumenstromes gekoppelt ändern kann. Dies ist jedoch im allgemeinen nicht notwendig.

Da die Archimedes-Zahl des betreffenden Zuluftstromes durch Kopplung der variablen Temperaturdifferenz Δ t und der variablen Austrittsgeschwindigkeit w konstant gehalten wird, kann man zweckmäßig den Austrittsquerschnitt des Zuluftauslasses konstant halten, so daß sich dann die Austrittsgeschwindigkeit mit dem Volumenstrom ändert.

In manchen Fällen, besonders bei sehr großen, hohen Räumen, wie Konzertsälen oder dergl., kann auch vorgesehen sein, daß man zur Änderung der Austrittsgeschwindigkeit auch die charakteristische Länge d durch Veränderung des Austrittsquerschnittes des Zuluftauslasses zur Aufrechterhaltung der Konstanz der Archimedes-Zahl in dem durch die Minimallüftung und die Maximallast begrenzten Lastbereich des betreffenden Raumes bzw. der betreffenden Raumzone verstellt. Beispielsweise kann man den Luftauslaß mit einer Irisblende versehen, die den Austrittsquerschnitt stetig zu verstellen gestattet. In diesem Fall kann man mit konstantem Volumenstrom in diesem Lastbereich arbeiten oder man kann auch vorsehen, d, Δ t und w in vorbestimmter gegenseitiger Abhängigkeit zur Aufrechterhaltung der Konstanz der Archimedes-Zahl zu verstellen.

Die Erfindung ist ganz besonders vorteilhaft bei Kühllast des betreffenden Raumes bzw. der betreffenden Raumzone, bei welcher also die Temperatur der Zuluft niedriger als die Raumtemperatur ist, da hier die Gefahr von Zug im Aufenthaltsbereich des Raumes besonders groß ist und dieser Gefahr durch die Erfindung besonders gut entgegengewirkt werden kann. Die Erfindung kann jedoch auch bei Heizlast vorteilhaft angewendet werden, bei welcher also die Zulufttemperatur höher als die Raumtemperatur ist, da hier u. a. die Durchlüftung des Aufenthaltsbereiches des Raumes sich durch die Erfindung verbessern läßt.

Wenn die Raumströmung in dem betreffenden Raum bzw. der Raumzone durch Einblasen mehrerer Zuluftströme bestimmt wird, ist es nicht erforderlich, daß diese Zuluftströme gleich große Archimedes-Zahlen haben. Vielmehr können diese Archimedes-Zahlen unterschiedlich eingestellt werden, wie es die gewünschte Raumströmung erforderlich macht.

Die erstmalige Ermittlung einer günstigen Raumströmung in dem betreffenden Raum oder der Raumzone kann direkt in diesem Raum oder auch durch Modellversuche vorgenommen werden und bei Maximallast oder einer Teillast erfolgen. Sie behält dann ungefähr gleichbleibende Stabilität in dem Lastbereich, in welchem die Zuluftströme mit jeweils ungefähr konstanten Archimedes-Zahlen in den Raum eingeblasen werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann bevorzugt so durchgeführt werden, daß der bzw. die in den Raum bzw. die betreffende Raumzone eingeblasenen Zuluftströme in ihm bzw. in ihr eine turbulente Gesamtströmung erzeugen. Dies ist insbesondere der Fall bei sogenannter Strahllüftung. Bisher war es bei Strahllüftung besonders schwierig, einigermaßen befriedigende Stabilität der Raumströmung zu erzielen. Die Erfindung behebt auch dieses Problem. Es ist auch möglich, das erfindungsgemäße Verfahren so durchzuführen, daß der bzw. die in den Raum bzw. die betreffende Raumzone eingeblasenen Zuluftströme in ihm bzw. in ihr eine laminare Verdrängungsströmung erzeugen. Man bezeichnet dies auch als Verdrängungslüftung.

Wenn im Falle von Klimaanlagen die Erfindung sowohl bei Kühlung als auch bei Heizung des betreffenden Raumes bzw. der betreffenden Raumzone angewendet wird, kann es in vielen Fällen zweckmäßig sein, vorzusehen, daß die konstante Blasrichtung mindestens eines der in den Raum bzw. die Raumzone eingeblasenen Zuluftströme im wesentlichen konstanter Archimedes-Zahl bei Kühllast unterschiedlich zu der bei Heizlast eingestellt wird und erforderlichenfalls auch die Archimedes-Zahl bei Kühllast anders als bei Heizlast eingestellt wird.

Das Einblasen des oder der Zuluftströme in den Raum bzw. in die betreffende Raumzone kann von Stellen aus wie bei herkömmlichen Lüftungsanlagen erfolgen, derart, daß im Aufenthaltsbereich nur geringe, keine unangenehmen Zugerscheinungen hervorrufende Luftgeschwindigkeiten auftreten. So kann in vielen Fällen vorteilhaft sein, daß der bzw. die jeweils im wesentlichen konstante Archimedes-Zahl aufweisenden Luftströme von der Decke des betreffenden Raumes oder von der Nähe der Decke aus in den Raum eingeblasen werden, beispielsweise horizontal oder schräg. Bei hohen Räumen kann das Einblasen auch vertikal nach unten erfolgen. Auch ist es möglich, daß mindestens ein im wesentlichen konstante Archimedes-Zahl aufweisender Zuluftstrom in den Raum oder die Raumzone von der Höhe der Aufenthaltszone aus von unten nach oben eingeblasen wird.

Der einen Zuluftstrom in den Raum bzw. die Raumzone ausblasende Zuluftauslaß kann von an sich bekannter Bauart sein, beispielsweise eine Düse, ein Luftaustrittskasten oder dergleichen sein. Auch kann er beispielsweise der Luftauslaß eines Induktionsgerätes oder Ventilatorkonvektors sein. Auch andere Möglichkeiten bestehen.

Das Einhalten einer im wesentlichen konstanten Archimedes-Zahl des betreffenden Zuluftstromes kann durch Steuerung oder Regelung bewirkt werden.

Im Falle der Regelung der Archimedes-Zahl werden die Temperaturdifferenz Δ t und die Strömungsgeschwindigkeit w ermittelt und aus ihnen fortlaufend der Istwert der Archimedes-Zahl berechnet und aus diesem Istwert wird mit dem vorbestimmten Sollwert der Archimedes-Zahl die Regelabweichung gebildet und fortlaufend eine der beiden Variablen im Sinne einer Verkleinerung der Regelabweichung verstellt. Die andere Variable wird dabei in Abhängigkeit der Raumtemperatur zu deren Regelung verstellt oder, falls die Raumtemperatur gesteuert wird, in Abhängigkeit der momentanen Kühllast bzw. Heizlast verstellt. Bei Steuerung der Archimedes-Zahl kann man beispielsweise so vorgehen, daß bei Regelung der Raumtemperatur die eine der beiden Variablen der Archimedes-Zahl, nämlich Δ t oder w durch den Raumtemperaturregler fortlaufend verstellt wird und in Abhängigkeit dieser Variablen wird dann die jeweils andere Variable entsprechend dem Erfordernis konstanter Archimedes-Zahl selbsttätig verstellt.

Wenn, wie bevorzugt vorgesehen, der Austrittsquerschnitt des Zuluftstromes konstant gehalten wird, dann kann zur Aufrechterhaltung konstanter Archimedes-Zahl des betreffenden Zuluftstromes vorteilhaft vorgesehen sein, daß für den Zuluftstrom jeweils folgende beiden Gleichungen gleichzeitig erfüllt sind

= q ^1/3 · _max (1)

Δ t = q ^2/3 · Δ t _max (2)

wo = der Volumenstrom der Zuluft ist.

_max und Δ t _max sind die Werte für und Δ t bei maximaler Kühl- bzw. Heizlast des Raumes oder der Raumzone.

q ist das momentane Verhältnis der effektiven Kühl- oder Heizlast zur maximalen Kühl- oder Heizlast _max, d. h.

q = / _max (3)

q kann man auch als Lastfaktor bezeichnen.

Der Zuluftstrom muß dann für Ar = konstant jeweils so eingestellt werden, daß gilt:

· Δ t = q · _max · Δ t _max (4)

Die Ableitung der Gleichungen (1) und (2) ist wie folgt:

Ein Zuluftstrom konstanter Archimedes-Zahl muß im Falle T _ra = konstant jeweils folgende Gleichung erfüllen

w _max = Einströmgeschwindigkeit des Zuluftstromes in den Raum bei Maximallast.

Bei konstantem Querschnitt des Zuluftstromes an seiner Eintrittsstelle in den Raum gilt:

Es ergibt sich dann

Aus den Gleichungen (7) und (4) ergeben sich die Gleichungen (1) und (2), die also für T _ra = konstant und konstantem Querschnitt des aus dem betreffenden Zuluftauslaß mit konstanter Blasrichtung ausströmenden Zuluftstromes gelten.

Beispiel

Bei 60% Teillast (q = 0,6) gelten für den betreffenden Zuluftstrom

= 0,84 _max und Δ t = 0,71 Δ t _max

Es gibt Fälle, wo die Raumtemperatur T _ra nicht konstant ist, sondern gleitend beispielsweise in Abhängigkeit der Außentemperatur oder der Last geführt wird. Doch beträgt der geführte Temperaturbereich nur wenige Grad Celsius, so daß, da T _ra die absolute Temperatur in Kelvin ist, der Einfluß einer geführten Raumtemperatur auf die Archimedes-Zahl normalerweise vernachlässigbar klein ist und demzufolge die Gleichungen (1) und (2) auch bei geführter Raumtemperatur unverändert anwendbar sind. Falls man es jedoch wünscht, können den Gleichungen (1) und (2) ähnliche Gleichungen ohne weiteres berechnet werden, in die die gleitend geführte Raumtemperatur mit eingeht.

Für den betreffenden Zuluftstrom kann man bei der Ein stellung der betreffenden Anlage oder durch Modellversuche die für ihn zweckmäßige Archimedes-Zahl und _max und Δ t _max festlegen und kann dann aus den Gleichungen (1) und (2) für jede Teillast die zugehörigen Werte des Volumenstromes und der Temperaturdifferenz berechnen und apparativ automatisch realisieren.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die im folgenden näher beschrieben werden. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Konzertsaales mit einer Lüftungsanlage gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zum Einblasen eines eine konstante Archimedes-Zahl aufweisenden Zuluftstromes in einem Raum.

In Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht eines Konzertsaales 10 dargestellt, welchem eine Lüftungs anlage 11 zum Temperieren und Einblasen von Zuluft strömen zugeordnet ist, die mittels als Zuluftauslässe 12 dienenden Düsenkästen in den Saal 10 einblasbar sind. Diese Düsenkästen 12 sind in vier senkrecht zur Bild ebene verlaufenden Reihen 13, 14, 15, 16 angeordnet.

Jeder Düsenkasten 12 kann beispielsweise eine einzige Düse konstanten runden Querschnitts eines Durchmessers von beispielsweise 0,5 bis 0,8 m aufweisen und bläst einen Zuluftstrom in den Saal 10 vertikal nach unten ein. Die Höhe dieses Saales 10 beträgt beispielsweise 12 m. Jede gerade Reihe 13-16 weist mehrere Düsenkästen 12 auf, die ohne oder in Abständen voneinander angeordnet sein können. Beispielsweise kann jede Reihe 13-16 vier bis sechs oder auch mehr oder weniger Düsenkästen aufweisen. Jeder Reihe 13-16 ist eine Raumzone des Saales 10 zugeordnet und die Zuluft ströme jeder Reihe 13-16 erzeugen einen vertikalen ebenen Luftschleier. Infolge des Staueffektes des Saalbodens enden die Luftschleier oberhalb der Aufenthaltszone des Saales 10, so daß in letzterer nur relativ kleine Luftgeschwindigkeiten auftreten, die nicht stören.

Die Zuluftauslässe 12 sind über ein Leitungssystem 17′ an einen gemeinsamen Zuluft-Hauptkanal 17 angeschlossen, der an eine Klimazentrale 18 angeschlossen ist, die der Förderung und Behandlung der gesamten Zuluft dient. Die Förderung erfolgt mittels eines Ventilators 19, dem eine mittels eines Stellmotores 20 verstellbare Luft drosselvorrichtung 21 zur Verstellung des Volumen stromes der Zuluft zugeordnet ist. Der Luftdrosselvorrichtung 21 ist eine durch einen Wärmetauscher gebildete Kühl- und/oder Heizvorrichtung 22 zum Kühlen und/oder Erwärmen der Zuluft nachgeordnet, dessen Leistung mittels des durch einen Stellmotor 23 verstellbaren Ventiles 24 verstellbar ist. Die hierdurch verstellbare Temperatur der Zuluft wird mittels eines Zuluft- Temperaturfühlers 25 gefühlt und die Lufttemperatur des Saales 10 wird ebenfalls mittels eines Raumtemperatur fühlers 26 gefühlt. Der Raumtemperaturfühler 26 gibt den Istwert der Raumtemperatur in einen Raumtemperaturregler 27 ein, dem auch der Sollwert der Raumtemperatur eingegeben wird. Dieser Raumtemperaturregler 27 bildet als Regelabweichung die Differenz zwischen Ist- und Sollwert der Raumtemperatur und der Ausgang des Raumtemperaturreglers 27 steuert den Stellmotor 23 fortlaufend im Sinne einer Verkleinerung der Regelabweichung durch Verstellung der Zulufttemperatur in der für die Aufrechterhaltung einer konstanten Raumtemperatur erforderlichen Weise. Einem ersten Rechner 29 wird die Differenz Δ t zwischen der Raumtemperatur t _ra und der Zulufttemperatur t _zu eingegeben und er berechnet aus dieser Temperaturdifferenz und der bei Maximallast vorliegenden, vorbestimmten Temperaturdifferenz Δ t _max den momentanen Lastfaktor

Dieser momentane Lastfaktor q wird in einen zweiten Rechner 30 eingegeben, der aus ihm den für konstant bleibende Archimedes-Zahlen momentan erforderlichen Volumenstrom = q ^¹/₃ · _max berechnet und den Stellmotor 20 in der hierfür erforderlichen Weise ansteuert. Gegebenenfalls kann der Volumenstrom auch geregelt werden, wobei das berechnete als Führungsgröße dient.

Die Luftdrosselvorrichtung 21 ist so ausgebildet, daß sie von maximal offen stetig nur bis in eine die minimal erforderliche Lüftung des Saales 10 sicherstellende Drosselstellung verschwenkt werden kann. Durch die beschriebene Kopplung von Δ t und werden in diesem Verstellbereich der Luftdrosselvorrichtung 21 die Archimedes-Zahlen Ar der aus den Zuluftauslässen 12 ausströmenden Zuluftsströme, deren Austrittsgeschwindigkeiten proportional zum Volumenstrom sind, konstant gehalten, wobei deren Archimedes-Zahlen durchaus unterschiedlich eingestellt sein können, indem beispielsweise die Düsen der Düsenkästen 12 unterschiedliche Durchmesser aufweisen oder in die zu ihnen führenden Zuluft-Stichleitungen bzw. in die Zuluftauslässe 12 unterschiedlich große, fest eingestellte konstante Drosselwiderstände eingebaut sind. Dies ändert jedoch nichts daran, daß die Archimedes-Zahl jedes aus einem Zuluftauslaß 12 ausströmenden Zuluftstromes in dem durch die maximale Last und die erforderliche Minimallüftung begrenzten Bereich der Kühllast oder Heizlast dieses Saales 10 konstant gehalten wird. Hierdurch wird in dem Saal 10 trotz der stark variablen Kühllast oder Heizlast dank der konstanten Archimedes-Zahl bzw. konstanten Archimedes- Zahlen gleichbleibende Stabilität der Raumströmung erreicht. Für den Fall der Kühllast erfolgt die Einstellung der Archimedes-Zahl bzw. der Archimedes zahlen des oder der Luftauslässe 12 bei einer Grund einstellung der Luftführung im Saal 10, die bei einer bestimmten Kühllast (z. B. Maximallast) für gut befunden wird und sich dank der oder den konstanten Archimedes-Zahlen in dem großen Kühllastbereich des Saales 10 nicht ändert, in welchem der Volumenstrom mit der Temperaturdifferenz Δ t gekoppelt zur Konstanthaltung der Archimedeszahl bzw. Archimedes- Zahlen mittels der Luftdrosselvorrichtung verstellt wird. Dieser Betrieb mit konstanter Archimedes-Zahl bzw. Archimedes-Zahlen der Zuluftströme kann auch bei Heizlast des Saales 10 angewandt werden, wobei es jedoch je nach Sachlage erforderlich sein kann, andere Archimedes-Zahlen einzustellen und die konstanten Blasrichtungen einiger oder aller Zuluftauslässe 12 anders als bei Kühllast einzustellen. Im übrigen kann eine günstige Grund einstellung bei Heizlast wie im Falle der Kühllast ermittelt werden. In dem Lastbereich, wo wegen der erforderlichen Minimallüftung des Saales 10 mit konstantem Volumenstrom der Zuluft gearbeitet wird, wird dann zur Raumtemperaturregelung nur noch die Temperatur differenz Δ t der Zuluft und nicht mehr der Volumenstrom verstellt und in diesem relativ kleinen Bereich geringer Last liegen dann keine konstanten Archimedes-Zahlen mehr vor, doch stört dies hier wegen den niedrigen Einströmgeschwindigkeiten der Zuluftströme nicht.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer einen einzigen Zuluftstrom horizontal in einen Raum 10 ausblasenden Einrichtung dargestellt, die dem Belüften und Temperieren des kleinen Raumes 10 unter Erzeugen einer Luftwalze im Raum dient und deren Luftauslaß 12 ein mit Kühlmedium und/oder wahlweise mit Heizmedium beschickbare Kühl- und/oder Heizvorrichtung 22 und eine Luftdrosselvorrichtung 21 vorgeschaltet sind. Es sind wiederum ein Raumtemperaturfühler 26 zum Fühlen des Istwertes der Raumtemperatur und ein Raumtemperaturregler 27 vorhanden. Vom Raum temperaturregler 27 wird die Zulufttemperatur durch Verstellung der Kühlleistung oder Heizleistung der Kühl- und/oder Heizvorrichtung 22 mittels des das Ventil 24 verstellenden Stellmotors 23 verstellt. Die Zulufttemperatur wird mittels des Zulufttemperaturfühlers 25 ge fühlt. Bei konstant geregelter Raumtemperatur genügt für Δ t die Messung der Zulufttemperatur und in Abhängigkeit von ihr wird die Luft drosselvorrichtung 21 in der für die Konstanz der Archimedes-Zahl des in den Raum 10 einströmenden Zuluftstromes erforderlichen Weise verstellt, was hier dadurch erfolgt, indem ein pneumatischer Stellmotor 35 porportional zur vom Zulufttemperaturfühler 25 gefühlten Zulufttemperatur verstellt wird, der seinerseits über ein mechanisches Kurvengetriebe 36 die Luftdrosselvorrichtung 21 so verstellt, daß die Gleichungen (1) und (2) erfüllt werden.

Claims

1. Verfahren zum Lüften und Temperieren eines Raumes bzw. einer Raumzone, bei dem mindestens ein Zuluftstrom mit veränderbarer Temperaturdifferenz Δ t zwischen Zuluft- und Raumtemperatur sowie mit veränderbarer Austrittsgeschwindigkeit des Zuluftstromes eingeblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Einblasen des Zuluftstromes bzw. der Zuluftströme, welcher bzw. welche die Strömung allein oder maßgebend bestimmen, mit für Kühllast bzw. für Heizlast konstanter Einblasrichtung in einem durch die Maximallast und die Minimallüftung begrenzten Bereich mit je Zuluftstrom im wesentlichen konstanter Archimedes-Zahl durch gekoppelte Verstellung der Temperaturdifferenz Δ t als die eine Variable und der Austrittsgeschwindigkeit als die andere Variable erfolgt, wobei die eine der Variablen in Abhängigkeit von der anderen Variablen selbsttätig verstellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei konstantem Austrittsquerschnitt des Zuluftstromes die Kopplung zwischen den beiden Variablen jeweils gemäß den Gleichungen = q ^1/3 · _maxundΔ t = q ^2/3 · Δ t _max,wobei der Volumenstrom und q der Lastfaktor des Zuluftstromes sind, erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2 mit mehreren der maßgebenden Zuluftströme, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenstrom der Zuluftströme in einer gemeinsamen Drosselvorrichtung verstellt und in einer gemeinsamen Kühl- und/oder Heizvorrichtung temperiert wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Raumtemperatur geregelt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Raumtemperatur unter Verstellung der Temperatur der Zuluft geregelt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Raumtemperatur unter Verstellung der Austrittsgeschwindigkeit des mindestens einen Zuluftstromes geregelt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasrichtung mindestens eines der in den Raum bzw. in die Raumzone eingeblasenen Zuluftströme bei Kühllast unterschiedlich zu der bei Heizlast eingestellt wird und erforderlichenfalls auch die Archimedeszahl bei Kühllast anders als bei Heizlast eingestellt wird.

8. Einrichtung mit mindestens einem Zuluftauslaß zum Einblasen mindestens eines temperierten Zuluftstromes in einen Raum bzw. in eine Raumzone zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Zulufttemperaturfühler (25) und einen Raumtemperaturfühler (26) aufweist, daß diese Einrichtung ferner eine verstellbare Luftdrossel vorrichtung (21) zum Verstellen der Austritts geschwindigkeit des Zuluftstromes in den Raum bzw. in die Raumzone und eine Stellvorrichtung (23, 24) zum Verstellen der Temperatur des in den Raum bzw. in die Raumzone einzublasenden Zuluftstromes aufweist, und daß sie eine Vorrichtung (29, 30; 35, 36) zum Verstellen der Austrittsgeschwindigkeit des Zuluftstromes in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Temperatur des Zuluftstromes und der Temperatur des Raumes bzw. der betreffenden Raumzone oder zum Verstellen der Differenz zwischen der Zulufttemperatur und der Raumtemperatur in Abhängigkeit von der Austrittsgeschwindigkeit des Zuluftstromes aufweist, derart, daß das Einblasen des Zuluftstromes in einem durch die Maximallast und die Minimallüftung begrenzten Bereich mit im wesentlichen konstanter Archimedes-Zahl erfolgt.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zuluftauslaß (12) eine Kühl- und/oder Heizvorrichtung (22) und die Stellvorrichtung (23, 24) zum Verstellen der Zulufttemperatur zugeordnet ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß entweder die Stellvorrichtung (23, 24) der Kühl- und/oder Heizvorrichtung (22) oder die Luftdrosselvorrichtung (21) zur Regelung der Raumtemperatur mittels einer Raumtemperaturregelvorrichtung selbsttätig verstellbar ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß allen dem Einblasen von Zuluftströmen mit im wesentlichen konstanten Archimedes-Zahlen dienenden Zuluftauslässen (12) des Raumes eine gemeinsame, verstellbare Luftdrossel vorrichtung (21) und eine gemeinsame, durch die Stellvorrichtung (23, 24) verstellbare Kühl- und/oder Heizvorrichtung (22) vorgeschaltet ist.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8, 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß entweder die Stellvorrichtung (23, 24) der Kühl- und/oder Heizvorrichtung (22) oder die Luftdrossel vorrichtung (21) zur Steuerung der Raumtemperatur mittels einer Raumtemperatursteuervorrichtung selbsttätig verstellbar ist.