DE3218165C2

DE3218165C2 - Luftauslaß für raumlufttechnische Anlagen

Info

Publication number: DE3218165C2
Application number: DE19823218165
Authority: DE
Inventors: Paul Dipl.-Ing. 5060 Bergisch Gladbach Moellers
Original assignee: Turbon-Tunzini Klimatechnik GmbH, 5060 Bergisch Gladbach
Current assignee: H Krantz TKT GmbH
Priority date: 1982-05-14
Filing date: 1982-05-14
Publication date: 1987-02-26
Also published as: DE3218165A1

Abstract

Der Luftauslaß (1) ist mit Drallflügeln (6) versehen und weist einen sich erweiternden Ausblastrichter (5) auf. Um eine gleichmäßig intensive Durchspülung des Aufenthaltsbereiches sicher zu stellen, wird bei dem Luftauslaß (1) die Auströmrichtung des Zuluftstrahles dadurch geändert, daß in dem Ausblastrichter (5) ein ringförmiges Strömungshindernis (8) angeordnet ist. Zwischen diesem Strömungshindernis (8) und der Innenwand des Ausblastrichters (5) ist ein Spalt vorgesehen, dessen Breite veränderbar ist. Als Strömungshindernis (8) kann ein Ringschlauch (11) aus einem elastisch dehnbaren Material verwendet werden, der mit Luft aufgeblasen wird oder der mit einem Wärmedehnungsmedium gefüllt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Luftauslaß für raumlufttechnische Anlagen mit einer Ausblasdüse, die einen oberen zylindrischen Abschnitt aufweist, in dem eine aus Drallflügeln bestehende Leiteinrichtung angeordnet ist und der in einen sich erweiternden Ausblastrichter übergeht, in dem ein Strömungshindernis so angeordnet und ausgebildet ist, daß sich zwischen ihm und der Innenseite des Ausblastrichters ein umlaufender Spalt bildet, dessen Breite verstellbar ist.
Derartige Luftauslässe dienen dazu, daß unter Einhaltung vorgegebener thermischer Bedingungen temperierte Zuluft aus dem Deckenbereich abwärts in die Aufenthaltszone der Rauminsassen geblasen wird. Je nach thermischem Lastfall, Heizen oder Kühlen, ist die Differenz zwischen Zuluft und Raumluft positiv oder negativ. Der thermische Auftrieb aufgrund des Dichteunterschiedes zwischen Zu- und Raumluft verkürzt im Heizfall die Wurfweite des Zuluftstrahles und unterstützt andererseits die Abwärtsströmung im Kühlfall. Erwünscht ist jedoch eine gleichbleibend intensive Durchspülung des Aufenthaltsbereiches ohne Zugerscheinungen in allen thermischen Lastfällen.
Ein Luftauslaß mit den gattungsgemäßen Merkmalen ist aus der DE-OS 27 18 298 und der DE-AS 17 78 267 bekannt.
Dieser Luftauslaß weist ein als glockenförmiger Verteilerkopf ausgebildetes Strömungshindernis auf, das über einen Stellmotor axial verstellbar ist und mehr oder weniger weit in die Mündung des Luftauslasses hineingezogen werden kann. Auf diese Weise tritt die Zuluft im Heizfall als steiler und im Kühlfall als flacher Verteilerkegel aus. Die Drallflügel können zusammen mit dem Verteilerkopf verstellt werden. Sie können auch als feste Schaufeln auf dem Verteilerkopf angeordnet und dann aus einer strömungsparallelen Anordnung in eine annähernd tangentiale umgelenkt sein.
Ein aus dem DE-GM 80 03 460 bekannter Luftauslaß ist mit verstellbaren Drallflügeln versehen. Durch ein Verdrehen dieser Drallflügel kann die Rotation der Zuluft um die Auslaßachse (Drall) in der Intensität variiert werden. Als Stellmotor wird dabei ein federnder, hermetisch geschlossener Balg verwendet, der mit einem Wärmedehnungsmedium gefüllt und in der Luftströmung innerhalb des Luftauslasses angeordnet ist.
In der DE-AS 28 04 670 ist ein Luftauslaß beschrieben, der ein ringförmiges Strömungshindernis, jedoch keine Drallflügel aufweist. Der Ring ist bis zur Anlage an den trichterförmigen Auslauf der Mündung des Luftauslasses verschiebbar, während die zentrale Öffnung des Ringes durch eine Ventilkugel verschließbar ist. Je nach der Stellung des Ringes und der Ventilkugel kann der Luftstrahl axial senkrecht oder radial austreten.
Weiterhin ist aus der CH-PS 5 34 329 ein Luftauslaß bekannt, der mehrere Teilströmungskanäle aufweist, in denen Führungslamellen geneigt angeordnet sind. Die Führungslamellen sind axial verschiebbar, so daß die Breite der Teilströmungskanäle variiert werden und auf diese Weise innerhalb eines gewissen Bereiches die Austrittsrichtung des Luftstromes und/oder die Luftmenge eingestellt werden kann.
Allen genannten Luftauslässen mit Strömungshindernissen zur Beeinflussung der Austrittsrichtung der Luftstrahlen ist gemeinsam, daß die Variation der Strömungsrichtung immer mit einer Änderung des Druckverlustes und damit auch der durchgelassenen Luftmenge verbunden ist. Die sich so einstellenden Luftmengenverschiebungen sind insofern von Nachteil, als sie die Luftmengenbilanz als das Gleichgewicht von Zuluft und Abluft und die ausgewogenen Druckverhältnisse in den einzelnen Zonen eines Gebäudes stören.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Luftauslaß auf konstruktiv einfache Weise so zu gestalten, daß die Zuluft aus dem Luftauslaß bei im wesentlichen konstanter Luftmenge wahlweise entweder radial ausgebreitet oder entlang der Auslaßachse in den Raum geleitet werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Luftauslaß erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Strömungshindernis die Form eines Ringes hat, dessen Mitte in allen Betriebszuständen frei bleibt.
Bei diesem Luftauslaß wird mit Hilfe der Drallflügel die gesamte Zuluftmenge in tangentialer Richtung abgelenkt. Durch den zylindrischen Mantel erfährt die Zuluft eine Rotation um die Auslaßachse. Das ringförmige Strömungshindernis hebt die Haftung der Zuluft an der Trichterkontur durch eine scharfe Umlenkung, deren Einfluß durch die Annäherung an die Trichterkontur variiert werden kann, ganz oder teilweise auf. Mit diesem Luftauslaß kann daher im Heizfall bei geschlossenem Spalt die radiale Ausbreitung der Zuluft eingeschränkt oder verhindert und ein abwärts gerichteter Strahl hervorgerufen werden. Im Kühlfall wird bei geöffnetem Spalt ein Radialstrahl erzeugt.
Darüber hinaus baut der Luftauslaß verhältnismäßig klein, und die Anzahl der beweglichen Teile ist auf ein Minimum beschränkt.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 in perspektivischer Darstellung einen Luftauslaß für einen bestimmten Belastungsfall,
Fig. 2 ebenfalls in perspektivischer Darstellung einen anderen Luftauslaß für einen anderen Belastungsfall und
Fig. 3 ebenfalls in perspektivischer Darstellung einen weiteren Luftauslaß.
Der dargestellte Luftauslaß 1 ist als Deckenluftauslaß ausgebildet und wird von einer Zuluft-Verteilleitung 2 gespeist. Er besteht aus einer Ausblasdüse, die einen oberen Abschnitt von gleichbleibendem Querschnitt aufweist. Dieser Abschnitt ist bei dem dargestellten, zylindrischen Luftauslaß durch das Rohrstück 3 dargestellt. Im Eingangsteil der Ausblasdüse ist ein Lochblech 4 vorgesehen, das das Geschwindigkeitsprofil der in das Rohrstück 3 fließenden Zuluft vergleichmäßigt, Das Rohrstück 3 geht in einen sich erweiternden Ausblastrichter 5 über, der eine nach innen gekrümmte Kontur aufweist.
Innerhalb des Rohrstückes 3 ist eine aus Drallflügeln 6 bestehende Leiteinrichtung angeordnet. Um den Druckverlust des Luftauslasses 1 gering zu halten, können die Drallflügel 6 so gekrümmt sein, daß ihre Kontur von einer zunächst strömungsparallelen Ausrichtung, stromabwärts betrachtet, annähernd tangential zur Achse des Luftauslasses 1 ausläuft. Die Drallflügel 6 versetzen die Zuluft in Rotation. Die Zuluft folgt der gekrümmten Oberfläche des Ausblastrichters 5 und strömt radial zur Achse des Luftauslasses 1 aus. Dieser Radialstrahl 7 stellt sich im Kühlfall ein.
Innerhalb des Ausblastrichters 5 ist ein ringförmiges Strömungshindernis 8 derart angeordnet, daß zwischen diesem Strömungshindernis 8 und der Innenwand des Ausblastrichters 5 ein umlaufender Spalt 9 besteht. Die Breite dieses Spaltes 9 kann von einem maximalen Wert (Fig. 1) bis auf null (Fig. 2) verstellt werden.
Das Strömungshindernis 8 ist nach Fig. 2 innerhalb des Ausblastrichters 5 in einem solchen Abstand von den Drallflügeln 6 angeordnet, daß bei verschlossenem Spalt 9 der durch die Drallflügel 6 und den Ausblastrichter 5 gebildete, im Entstehen begriffene Radialstrahl durch das Strömungshindernis 8 teilweise oder ganz in axialer Richtung abgelenkt wird. Auf diese Weise bildet sich ein senkrecht abwärts gerichteter Strahl 10 aus. Eine solche Einstellung ist für den Heizfall vorgesehen.
Die von dem ringförmigen Strömungshindernis 8 umschlossene Querschnittsfläche entspricht im wesentlichen dem Querschnitt des oberen Abschnittes der Ausblasdüse. Bei Verwendung eines zylindrischen Luftauslasses 1 sind der Innendurchmesser des Rohrstückes 3 und des Strömungshindernisses 8 gleich.
Das Strömungshindernis 8 kann aus einem metallischen Ring oder einem Kunststoffring bestehen, die axial verstellbar, zum Beispiel heb- und senkbar sind. Die Kraft für die Einstellbewegung dieses Ringes wird durch einen pneumatisch oder elektrisch betriebenen Stellmotor geliefert. Über ein Gestänge läßt sich die Bewegung von dem Stellmotor auf den Ring übertragen.
Nach der Zeichnung besteht das Strömungshindernis 8 aus einem aufblasbaren Ringschlauch 11 aus einem elastischen dehnbaren Material. Dieser Ringschlauch 11 ist auf einem starren Schlauchträger 12 befestigt, der durch eine ringförmige Platte aus Metall oder Kunststoff gebildet ist. Der Schlauchträger 12 ist über Schrauben 13 oder andere Befestigungselemente an dem Ausblastrichter 5 gehalten. Die Position des Ringschlauches 11 zum Ausblastrichter 5 läßt sich manuell durch ein Verschieben des Schlauchträgers 12 in axialer Richtung voreinstellen. Im übrigen bleibt der Schlauchträger 12 aber unbeweglich.
Zur Veränderung des umlaufenden Spaltes 9 wird der Ringschlauch 11 aufgeblasen. Im voll aufgeblasenen Zustand liegt der Ringschlauch 11 an der Innenwand des Ausblastrichters 5 an, während im entlasteten Zustand der umlaufende Spalt 9 frei bleibt. Zum Aufblasen des Ringschlauches kann ein gasförmiges Medium z. B. Druckluft verwendet werden, das von außen herangeführt wird. In diesem Fall ist der Ringschlauch 11 über eine Druckluftleitung 14 mit einer außerhalb des Luftauslasses 1 vorhandenen Druckgas- oder Druckluftquelle verbunden. Durch Zufuhr von Druckluft läßt sich die Spaltbreite variieren. Für die Steuerung der Spaltbreite bilden ein Temperaturfühler in der Zuluft, vorteilhafterweise auch ein oder mehrere in der Höhe gestaffelte Fühler in der Raumluft, ein pneumatischer Regler und der Ringschlauch 11 die Regelkette. Der Luftauslaß besitzt außer dem aufblasbaren Ringschlauch 11 keine beweglichen Teile. Durch dieses Fehlen der beweglichen Teile ist der Luftauslaß verschmutzungsunempfindlich, so daß auch bei langjährigem Betrieb besonders in Produktionshallen der Gefahr begegnet wird, daß der Luftauslaß schwergängig wird und seinen Dienst versagt.
Bei dem beschriebenen Ringschlauch 11 ist Druckluft oder ein anderes unter Druck stehendes Gas als Hilfsenergie erforderlich. Ohne Hilfsenergie arbeitet ein Luftauslaß 1, bei dem ein hermetisch geschlossener Ringschlauch 11 verwendet wird (Fig. 2), der ein Füllmedium enthält, das sich mit zunehmender Temperatur ausdehnt und mit sinkender Temperatur zusammenzieht. Wegen der großen erforderlichen Volumenänderung bieten sich Gase an. Prinzipiell sind jedoch auch Flüssigkeiten einsetzbar. Besonders geeignet sind Stoffe, die in dem interessierenden Druck- und Temperaturbereich sowohl als Kondensat als auch als Naßdampf vorliegen. Durch den Phasenwechsel ergeben sich besonders große Volumenänderungen. Kältemittel, zum Beispiel Trichlorfluormethan als Füllmedium, verdampfen bei zunehmender Zulufttemperatur. Damit geht ein Teil des Füllmediums vom flüssigen in den gasförmigen Zustand über, bis der zu dieser Zulufttemperatur gehörende Sättigungsdampfdruck erreicht ist. Bei einem Druckanstieg innen wird der Ringschlauch 11 aufgeblasen, bis Innendruck, Außendruck und Materialspannungen des Ringschlauches 11 das neue Kräftegleichgewicht eingestellt haben. Insofern ist für den Ringschlauch 11 ein elastisches Material, das Zugspannungen mit definierten Längenänderungen beantwortet, zum Beispiel Gummi, besonders vorteilhaft.
Ebenfalls ohne Hilfsenergie kommt auch der in Fig. 3 dargestellte Luftauslaß aus. Innerhalb des Rohrstückes 3 ist ein hermetisch geschlossener, federnder Balg 15 angeordnet, der als thermischer Ausdehnungskörper ausgebildet ist. Er ist ähnlich wie der Ringschlauch 11 mit einem Gas oder mit Kondensat und Naßdampf eines verdampfenden Kältemittels gefüllt. Der Balg 15 steht mit der Zuluft in thermischem Kontakt. Bei Temperaturschwankungen der Zuluft wird der Innendruck des Balges 15 geändert, wodurch sich der Balg 15 reckt oder staucht. Der Balg 15 ist über ein Gestänge 16 mit dem Strömungshindernis 8 verbunden. Über das Gestänge 16 wird die Bewegung des Balges 15 auf das Strömungshindernis 8 übertragen, wodurch dieses angehoben oder gesenkt und damit der umlaufende Spalt 9 verkleinert oder vergrößert werden kann.

Claims

1. Luftauslaß für raumlufttechnische Anlagen mit einer Ausblasdüse, die einen oberen zylindrischen Abschnitt aufweist, in dem eine aus Drallflügeln (6) bestehende Leiteinrichtung angeordnet ist und der in einen sich erweiternden Ausblastrichter (5) übergeht, in dem ein Strömungshindernis (8) so angeordnet und ausgebildet ist, daß sich zwischen ihm und der Innenseite des Ausblastrichters (5) ein umlaufender Spalt (9) bildet, dessen Breite verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungshindernis (9) die Form eines Ringes hat, dessen Mitte in allen Betriebszuständen frei bleibt.

2. Luftauslaß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Strömungshindernis (8) umschlossene freie Querschnitt etwa gleich dem Querschnitt des oberen Abschnittes der Ausblasdüse ist.

3. Luftauslaß nach Anspruch 1 oder den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungshindernis (8) axial bis zur Anlage an der Innenwand des Ausblastrichters (5) verschiebbar ist.

4. Luftauslaß nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungshindernis (8) aus einem aufblasbaren Ringschlauch (11) aus einem elastisch dehnbaren Material besteht, der im aufgeblasenen Zustand an dem Ausblastrichter (5) anliegt und im entlasteten Zustand den umlaufenden Spalt (9) frei läßt.

5. Luftauslaß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringschlauch (11) mit einer Druckgasquelle verbunden ist.

6. Luftauslaß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringschlauch (11) hermetisch geschlossen und mit einem Wärmedehnungsmedium gefüllt ist.

7. Luftauslaß nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringschlauch (11) mit Kondensat und Naßdampf eines verdampfenden Mediums gefüllt ist.

8. Luftauslaß nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringschlauch (11) mit einem Kältemittel, zum Beispiel Trichlorfluormethan, gefüllt ist.

9. Luftauslaß nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringschlauch ( 11) armiert ist.

10. Luftauslaß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungshindernis (8) über einen Stellmotor verschiebbar ist.

11. Luftauslaß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Luftauslaß ein thermischer Ausdehnungskörper angeordnet und über ein Gestänge (16) mit dem Strömungshindernis (8) verbunden ist.

12. Luftauslaß nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Drallflügel (6) aufweisende Leiteinrichtung in einem solchen Abstand von dem Strömungshindernis (8) angeordnet ist, daß der durch die Drallflügel (6) und den Ausblastrichter (5) im Entstehen begriffene Radialstrahl durch das Strömungshindernis (8) teilweise oder ganz in axialer Richtung abgelenkt wird.

13. Luftauslaß nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Drallflügel (6) gekrümmt sind und die Kontur der Drallflügel (6) in Strömungsrichtung aus einer strömungsparallelen Anordnung in eine annähernd tangentiale umgelenkt ist.