DE3401417C2 - Luftstromregeleinrichtung - Google Patents
LuftstromregeleinrichtungInfo
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- G05D23/12—Control of temperature without auxiliary power with sensing element responsive to pressure or volume changes in a confined fluid
- G05D23/121—Control of temperature without auxiliary power with sensing element responsive to pressure or volume changes in a confined fluid characterised by the sensing element
- G05D23/122—Control of temperature without auxiliary power with sensing element responsive to pressure or volume changes in a confined fluid characterised by the sensing element using a plurality of sensing elements
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Luftstromregeleinrichtung
für Kühlluft oder Warmluft aus einer Leitung in einen zu
klimatisierenden Raum.
Bei einer bekannten Luftstromregeleinrichtung (DE-AS
16 79 501) werden Signale aus dem zu klimatisierenden Raum
einem Regler zugeführt, der einen Steuerluftstrom zu einem
Ventil regelt, das die Größe der Durchlaßöffnung für den Kühl-
oder Warmluftstrom steuert. Diese Regeleinrichtung weist ein von der Temperatur der Zuluft beeinflußtes Umschaltventil auf, so daß die Durchlaßöffnung bei Zufuhr von Warmluft mit steigender Raumtemperatur verkleinert, bei Zufuhr von Kaltluft jedoch vergrößert wird. Bei diesem Regler muß eine fremde,
zusätzliche Energiequelle zur Verfügung stehen, bzw. es muß
der Überdruck in der Zuleitung angezapt werden, um das Ventil
und damit die Durchlaßöffnung zu verstellen. Diese Systeme
sind letztlich ziemlich aufwendig, wenn sie funktionieren
sollen.
Es ist auch eine Kühlluftregeleinrichtung bekannt (US
37 43 180), die eine Betätigungseinrichtung mit integriertem
Temperatursensor aufweist. Dieser ist bei Zufuhr von Kaltluft der Raumluft ausgesetzt
und kann so die Zuluftmenge in Abhängigkeit von der Raumtemperatur regeln. Bei Zufuhr
von Warmluft wird er jedoch direkt mit Zuluft beaufschlagt, so daß die Stellklappen
unabhängig von der Raumtemperatur verstellt werden.
Die Erfindung geht von einer Luftstromregeleinrichtung nach
der US-A 42 31 513 aus und will diese verbessern. Dieses
System benützt zwei thermische Betätigungseinrichtungen mit
jeweils integriertem Temperatursensor, die sowohl
Temperaturveränderungen fühlen als auch die Betätigungskraft
zum Betrieb der Luftdurchlaßsteuereinrichtung liefern, mit der der
in den Raum eingeleitete Luftstrom geregelt wird. Im
einzelnen wird die Zulufttemperatur und die Temperatur des zu
klimatisierenden Raumes berücksichtigt. Die beiden thermischen
Betätigungseinrichtungen sind an einem Drehschieber als
Luftdurchlaßsteuereinrichtung unmittelbar gegeneinander wirkend
angeordnet, d. h., die Expansionskräfte
der Betätigungseinrichtungen kämpfen gegeneinander, um die
Stellung des Drehschiebers zu bestimmen, was zu
Schwierigkeiten führt.
Mit dem erfindungsgemäßen System soll eine bessere Regelgüte
erzielt werden. Zum Beispiel soll während der Aufheizperiode am Morgen
der Raum auf die Solltemperatur erwärmt werden, nachdem man
seine Temperatur auf eine erheblich unter diesem Sollwert
liegende Temperatur hat absinken lassen, etwa während des
Nichtgebrauchs des Raumes am Wochenende. Gewöhnlich wird nur
während einer begrenzten, kurzen Zeitspanne, etwa einer halben
Stunde unmittelbar vor dem Beginn der normalen Arbeitszeit am
Montagmorgen, warme Luft durch die Zuleitung geblasen.
Anschließend wird kühle Luft durch die Zuleitung gefördert,
und die Luftstromregeleinrichtung dient wieder der bemessenen
Zufuhr dieser kühlen Luft.
Die gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale des
Hauptanspruches gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den
Unteransprüchen.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Teil einer aus Modulen zusammengesetzten
Raumdecke mit einer erfindungsgemäßen
Luftstromregeleinrichtung, wobei ein Teil der
Abdeckplatte weggebrochen dargestellt ist;
Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht gemäß 2-2 in Fig. 1;
Fig. 3 eine Draufsicht auf Teile der
Luftstromregeleinrichtung;
Fig. 4 den Schnitt 4-4 in Fig. 3;
Fig. 5 den Schnitt 5-5 in Fig. 3;
Fig. 6 einen Schnitt durch wesentliche Teile einer
Luftstromregeleinrichtung nach einer zweiten Bauart;
Fig. 7 die Draufsicht der Vorrichtung nach Fig. 6;
Fig. 8 eine Schrägansicht der Vorrichtung nach Fig. 6 und 7;
Fig. 9 einen Schnitt durch Klappen für Luftdurchlaßschlitze;
Fig. 10 eine dritte Bauart der Luftstromregeleinrichtung in
einer Schnittdarstellung;
Fig. 11 eine Schnittansicht gemäß 11-11 in Fig. 10 und
Fig. 12 und 13 Schemadarstellung einer vierten Bauart der
Luftstromregeleinrichtung.
Eine erfindungsgemäße Luftstromregeleinrichtung, nachfolgend
auch als thermisch betätigter Diffusor 10 für ein variables
Luftvolumen bezeichnet, ist in Fig. 1 von unten mit
Blickrichtung auf eine Raumdecke dargestellt. Die in Fig. 1
gezeigte Decke ist aus einer Anzahl einzelner Module 12
zusammengesetzt. Der erfindungsgemäße Diffusor 10 ist anstelle
eines der Module 12 in die Decke eingebaut. Der Diffusor
verteilt in dem Raum oder sonstigen Gebäudeteil ein variables
Luftvolumen, das durch eine Zweigleitung 20 zugeführt wird,
und die durch den Diffusor 10 fließende Luftmenge wird
reagierend auf Änderungen der Raumtemperatur in der weiter
unten näher beschriebenen Weise geregelt.
Zu dem Diffusor 10 gehören ein äußeres Gehäuse 14, eine
Abdeckplatte 16 und eine Diffusorplatte 18. Letztere dient zum
Lenken des Luftstroms und als Träger der Antriebsteile des
Diffusors. Die durch die Zweigleitung 20 zugeführte Luft
(Pfeile A) wird durch die Diffusorplatte 18 nach außen zu
ihrer Peripherie abgelenkt, um dann entlang den Innenflächen
22 der zugehörigen geneigten Seitenwände des Gehäuses 14 nach
unten zu strömen.
Dieser Luftstrom führt dazu, daß eine gewisse Raumluftmenge
durch die Abdeckplatte 16 nach oben steigt (Pfeil B) und zu
Sensoren von noch zu beschreibenden ersten und zweiten
Betätigungseinrichtungen 40 bzw. 44 gelangt. Die von der
Peripherie 22 des Diffusorgehäuses 14 wegströmende Luft wird
unter einem Winkel gegenüber den benachbarten Deckenplatten 12
gelenkt, um für einen maximalen Coanda-Effekt zu sorgen und
dadurch zu bewirken, daß die diffundierte Luft in der Nähe der
Decke bleibt und das Entstehen von Falluft vermieden wird.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 sind vier schlitzförmige
Durchlaßöffnungen 31 vorgesehen, die durch Lamellen 32
abgedeckt werden, die durch Scharniere 33 mit der
Diffusorplatte 18 verbunden sind. Jede Lamelle 32 läßt sich
aus einer völlig geschlossenen Position (in der die Außenkante
der Lamelle an der Innenfläche 22 anliegt, wie in Fig. 2
gezeigt) in eine voll geöffnete Position gemäß der
gestrichelten Linie in Fig. 2 bewegen. Die Bewegung jeder
Lamelle 32 zwischen ihrer völlig geschlossenen und voll
geöffneten Position sowie in alle Zwischenstellungen wird
durch eine Stange 34 und eine Steuerplatte 36 bewirkt. Die
Steuerplatte 36 ist ihrerseits durch eine Sicherungsmutter mit
einer Welle 38 verbunden, so daß sie sich mit der Welle 38
dreht. Die Drehung der Platte 36 bewirkt die Steuerung der
Öffnungsbewegung der Lamellen 32.
Fig. 3 zeigt weitere Einzelheiten der Luftdurchlaßsteuereinrichtung
30. Eine erste thermische Betätigungseinrichtung 40 mit
integriertem Sensor ist auf einer Seite und eine dritte
thermische Betätigungseinrichtung 42 mit integriertem Sensor
auf der anderen Seite der Diffusorplatte 18 angeordnet. Eine
zweite thermische Betätigungseinrichtung 44 mit integriertem
Sensor ist auf der gleichen Seite der Diffusorplatte 18 wie
die erste thermische Betätigungseinrichtung 40 angeordnet. Bei
den ersten, zweiten und dritten thermischen
Betätigungseinrichtungen 40, 42 bzw. 44 kann es sich um einen
im Kraftfahrzeugbau gebräuchlichen Typ handeln, wie er von der
Firma Robertshaw Controls Co. (Fulton Sylphon Division) auf
den Markt gebracht wird.
Die erste thermische Betätigungseinrichtung 40 weist eine
Stange 41 auf, die zu einem Anschlagfortsatz 46 einer Hülse 60
ausgerichtet ist, um diesen von einem Anschlag 48
wegzubewegen, der an der Diffusorplatte 18 befestigt ist. Der
Anschlagfortsatz 46 wird normalerweise durch eine erste Feder
50 gegen den Anschlag 48 gezogen. Auf der anderen Seite der
Diffusorplatte 18 befinden sich ein zweiter Anschlagfortsatz
52 und ein Wellenfortsatz 54. Der erste Anschlagfortsatz 46
steht mit dem zweiten Anschlagfortsatz 52 über die äußere
Hülse 60 in Verbindung, die auf der zentralen Welle 38
gelagert ist. Eine zweite Torsionsfeder 56 versucht den
Winkelabstand zwischen dem zweiten Anschlagfortsatz 52 und dem
Wellenfortsatz 54 bis zur Anlage an einer Einstellschraube 58
klein zu halten. Der Wellenfortsatz 54 ist durch die Welle 38
direkt mit der Steuerplatte 36 verbunden. Die dritte
Betätigungseinrichtung 42 ist auf dem ersten Wellenfortsatz 54
montiert. Die Steuerplatte 36 weist einen Ansatz 62 auf und
bildet mit diesem einen zweiten Wellenfortsatz. Befindet sich
die Platte 36 in der mit "Heizen" gekennzeichneten Stellung,
nimmt die Stange 45 der zweiten Betätigungseinrichtung 44 eine
Lage ein, in der sie über den Ansatz 62 die Steuerplatte 36
bewegt. Die Arbeitsweise des Diffusors 10 wird im folgenden
beschrieben.
In der Kühlbetriebstellung wird durch die Zweigleitung 20
kühle Luft zugeführt, so daß die dritte thermische
Betätigungsvorrichtung 42 abkühlt und sich völlig
zurückzieht. Der Winkelabstand zwischen dem zweiten
Anschlagfortsatz 52 und dem Wellenfortsatz 54 nimmt seinen
kleinsten Wert an, d. h., das Teil 52 liegt voll an der
Einstellschraube 58 an. Da der Raum kühl ist, zieht sich auch
die erste Betätigungsvorrichtung 40 voll zurück. Das erste Teil 46
wird durch die erste Feder 50 zurückgezogen und kommt zur
Anlage an dem Anschlag 48. Da der Wellenfortsatz 54 über die
zentrale Welle 38 mit der Steuerplatte 36 in direkter
Verbindung steht, befindet sich die Steuerplatte in der
Position "Zu". Die Lamellen 32 sind geschlossen.
Wenn der zu klimatisierende Raum sich erwärmt, beginnt sich
die erste thermische Betätigungsvorrichtung 40 infolge der
veränderten Verhältnisse auszudehnen. Die Stange 41 schiebt
das erste Teil 46 von dem festen Anschlag 48 fort, die äußere
Hülse 60 dreht sich und schwenkt das zweite Teil 52. Wegen der
Kopplung durch Feder 56 und Einstellschraube 58 wird diese
Schwenkbewegung auf den Wellenfortsatz 54 und über die
zentrale Welle 38 auf die Steuerplatte 36 übertragen. Die
Platte bewegt sich in die Stellung "Kühlen". Hierdurch werden
die Lamellen 32 in eine Öffnungsstellung gebracht, so daß dem
Raum kühle Luft zugeführt wird.
Ist dem Raum genügend kühle Luft zugeführt worden, zieht die
erste thermische Betätigungseinrichtung ihre Stange 41 zurück.
Die oben beschriebenen Bewegungen spielen sich in umgekehrter
Reihenfolge ab, bis die Steuerplatte 36 sich wieder in ihrer
Stellung "Zu" befindet. Hierdurch werden die Lamellen 32 in
ihre Schließstellung gebracht.
In der Heizbetriebsstellung wird durch die Zweigleitung 20
warme Luft zugeführt, die die dritte Betätigungsvorrichtung 42
erwärmt. Durch das Ausfahren der Stange 43 der dritten
Betätigungsvorrichtung 42 wird entgegen der Kraft der zweiten
Torsionsfeder 56 der Winkelabstand zwischen den Teilen 52 und
54 vergrößert. Da das Teil 52 über die Teile 60, 46 wegen der
Feder 50 am Anschlag 48 liegt, führt die Schwenkung des
Wellenfortsatzes 54 zu einer Drehbewegung der zentralen Welle
38 und damit der Steuerplatte 36 entgegen dem Uhrzeigersinn in
die Stellung "Heizen". Die Schwenkbewegung der Platte 36 setzt
sich fort, bis der Ansatz 62 der Steuerplatte 36 an der Stange
45 der zweiten Betätigungseinrichtung 44 zur Anlage kommt.
Während der weiteren Zufuhr von Warmluft durch die
Zweigleitung 20 dehnt sich die dritte thermische
Betätigungsvorrichtung 42 weiter aus und vergrößert den Winkel
zwischen dem zweiten Teil 52 und dem Wellenfortsatz 54. Da die
Steuerplatte 36 mit dem Ansatz 62 an der Stange 45 der zweiten
Betätigungsvorrichtung 44 zur Anlage gekommen ist und nicht
mehr weiter bewegt werden kann, führt die fortgesetzte
Expansion der dritten Betätigungsvorrichtung 42 dazu, daß das
erste Teil 46 sich entgegen der Kraft der Feder 50 von dem
Anschlag 48 wegbewegt. Hierdurch wird der Anschlagfortsatz 46
von der Stange 41 der ersten thermischen
Betätigungsvorrichtung 40 abgehoben, so daß diese keine
Einwirkungsmöglichkeit auf die Luftdurchlaßeinrichtung 30 hat.
Da sich der Diffusor nunmehr in der Stellung "Heizen"
befindet, wird dem Raum warme Luft zugeführt. Während sich der
Raum erwärmt, doch vor Erreichen der gewünschten Temperatur
beginnt die erste thermische Betätigungsvorrichtung 40, bei
dem es sich um einen auf niedrige Temperaturen ansprechenden
Thermostaten handelt, zu expandieren. Da jedoch der
Anschlagfortsatz 46 von der Stange 41 der ersten thermischen
Betätigungsvorrichtung 40 abgehoben ist, wirkt sich die
Expansion der ersten Betätigungsvorrichtung 40 nicht auf den
Diffusor 10 aus.
Wenn sich die Raumtemperatur dem Temperatureinstellungspunkt
der zweiten thermischen Betätigungsvorrichtung 44 nähert,
beginnt die Stange 45 sich vorzuschieben und stößt gegen den
Ansatz 62, wodurch die Steuerplatte 36 aus der Stellung
"Heizen" in die Stellung "Zu" geschwenkt wird.
Falls der Raum kühler wird, d. h. weitere Warmluft erwünscht
ist, zieht sich die zweite thermische Betätigungsvorrichtung
44 zurück. Die Luftdurchlaßsteuereinrichtung 30 folgt dieser
Bewegung, angetrieben durch die gespannte Feder 50, solange
die dritte Betätigungsvorrichtung 42 den warmen Luftstrom
spürt und ausgedehnt ist.
Fig. 6 bis 9 zeigen eine andere Ausführungsform 70 des
erfindungsgemäßen Diffusors. Bei dem Diffusor 70 handelt es
sich um einen als "Schlitzdiffusor" oder "Lineardiffusor"
bekannten Typ. Der erfindungsgemäße Schlitzdiffusor 70 weist
zwei Schlitze 72 und 74 als Luftdurchlaßöffnungen auf, die
jeweils mit einer Klappe 76 bzw. 78 zum Regeln des
hindurchtretenden Luftstromes versehen sind. Die erste und die
zweite Klappe 76 und 78 sind durch eine Stange 80 in
Tandemanordnung miteinander verbunden.
Die thermischen Betätigungseinrichtungen 92, 94 und 96 des
Diffusors 70 sind in Fig. 6, 7 und 8 dargestellt. Die erste
und die zweite Betätigungseinrichtung 92 und 96 sind in einer
Zuführungskammer 99 an einem Ende des Diffusorgehäuses 97
angeordnet, um die Temperatur der Raumluft zu fühlen. Die
dritte Betätigungsvorrichtung 94 ist auf der Zuleitungsseite
der Platte 98 angeordnet, um die Temperatur der Leitungsluft
zu fühlen. Durch die Platte 98 erstreckt sich eine einzige
Welle 100, die radiale Fortsätze 101, 102, 103 und 105
aufweist. Auf der dem zu klimatisierenden Raum zugewandten
Seite der Platte 98 sind auf den Fortsätzen 103 und 105 der
Welle 100 die erste und die zweite Betätigungsvorrichtung 92
und 96 in einem vorgegebenen Winkelabstand montiert. Eine
erste Feder 106 verbindet den radialen Fortsatz 101 der Welle
100 mit der zweiten Klappe 78. Eine dritte Feder 108 verbindet
den radialen Fortsatz 101 mit der ersten Klappe 76.
Auf der anderen Seite der Platte 98, die der Leitungsluft
ausgesetzt ist, ist die dritte thermische
Betätigungsvorrichtung 94 so angeordnet, daß ihre Stange 95 an
den radialen Fortsatz 102 anstößt, wobei eine zweite Feder 104
die Anlage aufrechterhält.
Der Betrieb des Diffusors wird im folgenden erläutert.
Bei Kühlbetrieb wird durch die Leitung kühle Luft zugeführt.
Die dritte thermische Betätigungsvorrichtung 94 ist deshalb
voll zurückgezogen, und die Welle 100 nimmt eine Winkelstellung
ein, in der die Betätigungsvorrichtung 92 mit ihrer Stange 93
an der Klappe 78 anliegt. Die erste Feder 106 zieht die zweite
Klappe 78 in die in Fig. 9 gestrichelt dargestellte Position.
Da die erste und die zweite Klappe 76 und 78 nach Tandemart
miteinander verbunden sind, wird die erste Klappe 76 ebenfalls
in ihre gestrichelt gezeichnete Schließstellung gebracht. Die
Schlitze 72 und 74 des Schlitzdiffusors 70 sind nunmehr
verschlossen. Wenn die Raumtemperatur ansteigt, beginnt die
Stange 93 der ersten thermischen Betätigungsvorrichtung zu
expandieren und schiebt die zweite Klappe 78 in ihre offene
Stellung, die in Fig. 9 mit Vollinien dargestellt ist.
Hierdurch werden die Schlitze 72 und 74 geöffnet, so daß kühle
Luft in den Raum eintreten kann. Wenn die erwünschte
Raumtemperatur erreicht ist, zieht sich die erste thermische
Betätigungsvorrichtung 92 zurück. Die Rückholkraft der ersten
Feder 106 zieht die zweite Klappe 78 in ihre Schließstellung.
Beim Heizbetrieb wird Warmluft durch die Leitung zugeführt.
Als Reaktion auf die Warmluft expandiert die dritte
thermische Betätigungsvorrichtung 94. Die Stange 95 verschiebt
den radialen Fortsatz 102, wodurch die Welle 100 ihre in Fig.
8 dargestellte Winkelstellung einnimmt. Dies führt dazu, daß
die erste Betätigungsvorrichtung 92 von der zweiten Klappe 78
getrennt wird. Hierdurch wird die erste Feder 106 entlastet.
Die Drehung der Welle 100 bringt auch die zweite
Betätigungsvorrichtung 96 in Kontakt mit der ersten Klappe 76.
Die dritte Feder 108 zieht die erste Klappe 76 in ihre
Öffnungsstellung. Während sich die Raumluft auf die durch die
zweite thermische Betätigungsvorrichtung 96 bestimmte
Temperatur erwärmt, beginnt dieses zu expandieren und schiebt
die erste Klappe 76 in ihre in Fig. 9 gestrichelt dargestellte
Schließstellung. Hierdurch wird die Luftzufuhr aus der Leitung
in den Raum beendet.
Fig. 10 zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen Schlitzdiffusor
110. Dieser Schlitz- oder Lineardiffusor 110 ähnelt den anhand
von Fig. 6 bis 9 beschriebenen Schlitzdiffusor 70. Zu dem
Schlitzdiffusor 110 gehören ein erster Schlitz 112 und ein
zweiter Schlitz 114 mit einer ersten Klappe 116 zum Regeln des
Luftstroms durch den ersten Schlitz 112 und einer zweiten
Klappe 118 zum Regeln des Luftstroms durch den zweiten Schlitz
114. Bei diesem erfindungsgemäßen Diffusor 110 sind jedoch die
erste und die zweite Klappe 116 und 118 nicht nach Tandemart
miteinander verbunden. Luft von einer Temperatur, z. B. kühle
Luft, wird durch den ersten Schlitz 12 zugeführt, während Luft
einer anderen Temperatur, z. B. warme Luft, durch den zweiten
Schlitz 114 zugeführt wird.
Eine erste thermische Betätigungsvorrichtung 120 ist auf einem
Schieber 126 montiert und berührt mit seiner Stange 121 einen
Hebelarm 127, dessen Drehachse 131 die erste Klappe 116
bewegt, wenn der Schieber 126 eine erste Stellung einnimmt.
Eine zweite Betätigungsvorrichtung 124 ist ebenfalls auf dem
Schieber 126 montiert und weist eine Stange 125 in Berührung
mit einem Hebelarm 129 auf. Dieser Hebelarm 129 dreht eine
Drehachse 133, welche die zweite Klappe 118 bewegt, wenn der
Schieber 126 seine zweite Stellung einnimmt. Der Schieber 126
wird zwischen seiner ersten und seiner zweiten Stellung durch
eine dritte thermische Betätigungsvorrichtung 122 bewegt, die
über einen Hebel 170 und eine Stiftachse 172 zur Wirkung
kommt.
Beim Kühlbetrieb des erfindungsgemäßen Schlitzdiffusors 110
wird von der Zuleitung aus kühle Luft zugeführt. Die dritte
thermische Betätigungsvorrichtung 122 zieht sich zurück, und
eine Feder 128 bringt den Schieber 126 in seine erste Stellung
(Fig. 10). Bei dieser Stellung des Schiebers 126 schiebt die
erste Betätigungsvorrichtung 120 die erste Klappe 116 aus
einer normalerweise geschlossenen in eine offene Stellung.
Wenn die Raumlufttemperatur ansteigt, beginnt die Stange 121
der ersten Betätigungsvorrichtung 120 sich vorzuschieben,
stößt gegen den Hebelarm 127 und dreht die Drehachse 131,
welche die erste Klappe 116 bewegt. Hierdurch wird der erste
Schlitz 112 geöffnet, so daß kühle Luft in den Raum eintritt.
In der ersten Stellung des Schiebers 126 zieht das
Gestängeglied 174 die zweite Klappe in ihre Schließstellung.
Somit kann durch den zweiten Schlitz 114 keine Luft aus der
Leitung in den Raum eintreten.
Beim Heizbetrieb wird warme Luft durch die Leitung zugeführt.
Hierdurch wird die dritte thermische Betätigungsvorrichtung
122 veranlaßt, an den Hebel 170 anzuschlagen, der den Schieber
126 in seine zweite Position bringt, bei welcher die erste
Betätigungsvorrichtung 120 von der ersten Klappe 116 getrennt
wird; letztere bleibt in einer Stellung, in der sie den
Luftzustrom durch den ersten Schlitz 112 absperrt.
Wird der Schieber 126 in die zweite Position gebracht, stößt
die Feder 176 gegen die zweite Klappe 118 und bringt sie in
eine Stellung, in der der zweite Schlitz 114 für den Luftstrom
geöffnet wird. Die zweite thermische Betätigungsvorrichtung
124 ist nunmehr auf den zweiten Hebelarm 129 ausgerichtet, der
seine Grundstellung zum Bewegen der zweiten Klappe 118
einnimmt. Die zweite Betätigungsvorrichtung kann durch ihre
Ausdehnung infolge Wärmeeinwirkung den normalerweise
geöffneten Schlitz 114 verschließen.
Es ist ersichtlich, daß bei dem Schlitzdiffusor 110 kühle Luft
durch den einen Schlitz 112 und warme Luft durch den anderen
Schlitz 114 in den Raum eingelegt wird.
Fig. 12 und 13 zeigen eine weitere Ausführungsform 130 der
Luftdurchlaßvorrichtung. Ein Klappenbetätigungshebels 132 ist
schwenkbar auf einer ersten Achse 134 gelagert und dient zum
Verstellen der Luftdurchlaßöffnung 160 mittels einer Klappe
161. Ein mehrarmiger Steuerhebel 135 ist im vorbestimmten
Abstand auf einer zweiten Achse 136 schwenkbar gelagert und
weist einen ersten Hebelarm 138, einen zweiten Hebelarm 140,
einen dritten Hebelarm 154 und einen vierten Hebelarm 155 auf.
Eine erste thermische Betätigungsvorrichtung 146 ist auf dem
ersten Hebelarm 138 und eine zweite Betätigungsvorrichtung 148
auf dem zweiten Hebelarm 140 montiert. Der Hebelarm 154
zusammen mit Federn 142 und 144 dient zur Kopplung des
Klappenbetätigungshebels 132 mit dem Steuerhebel 135. Eine
dritte Betätigungsvorrichtung 150 ist zur Einwirkung auf den
zweiten Hebelarm 140 angeordnet. Eine Feder 152 hält die
Stange 151 der dritten Betätigungsvorrichtung 150 in Anlage an
den Hebelarm 155.
Die erste und die zweite thermische Betätigungsvorrichtung 146
bzw. 148 sprechen auf Änderungen der Raumlufttemperatur an,
während die dritte Betätigungsvorrichtung 150, die in dem
Diffusorkasten angeordnet ist, auf Änderungen der
Leitungslufttemperatur reagiert.
Beim Kühlbetrieb (Fig. 13) ist die dritte thermische
Betätigungsvorrichtung 150 völlig zurückgezogen, und der
Steuerhebel 135 wird in seine Grundstellung "geschlossen"
infolge der Feder 152 gezogen. Dabei kommt die erste
Betätigungsvorrichtung 146 an dem oberen Abschnitt des
Klappenbetätigungshebels 132 zur Anlage, der durch die Feder
142 an den Steuerhebel 135 gefesselt ist. Während die
Raumtemperatur ansteigt, expandiert die erste thermische
Betätigungsvorrichtung 146, die nunmehr an dem oberen Hebelarm
des Klappenübertragungshebels angreift und diesen in Richtung
auf die offene Stellung bewegt. Hierdurch kann kühle Luft in
den Raum eintreten. Wenn die gewünschte Temperatur erreicht
ist, zieht sich die erste thermische Betätigungsvorrichtung
146 zurück, und die Feder 142 zieht den Klappenbetätigungshebel
132 in seine Schließstellung.
Beim Heizbetrieb (Fig. 12) wird durch die Leitung Warmluft
zugeführt, wodurch die dritte thermische
Betätigungsvorrichtung 150 zum Expandieren gebracht wird.
Durch Einwirken auf den Hebelarm 155 wird der Steuerhebel 135
geschwenkt, so daß die zweite Betätigungsvorrichtung 148 mit
dem unteren Abschnitt des Klappenbetätigungshebels 132 in
Berührung kommt, weil nämlich die Feder 144 den
Klappenbetätigungshebel 132 in seine Öffnungsstellung gezogen
hat, in der die Klappe 161 die Schlitze 160 frei läßt. Hat die
Raumtemperatur den durch die zweite Betätigungsvorrichtung 148
bestimmten gewünschten Wert erreicht, beginnt diese zu
expandieren und schiebt die Klappenbetätigungshebel 132 in
Richtung seiner Schließstellung. Hierdurch werden
gegebenenfalls die Schlitze 160 verschlossen, und der Zutritt
weiterer Warmluft wird verhindert.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist zahlreiche Vorteile
auf, von denen der wichtigste in der Tatsache besteht, daß mit
Hilfe zweier thermischer Betätigungsvorrichtungen zwei
verschiedene Temperaturen eingestellt werden können.
Beispielsweise kann im Winter, wenn durch die Leitung Warmluft
zugeführt wird, eine der Betätigungsvorrichtungen so
eingestellt sein, daß sie z. B. bei etwa 20°C anspricht und die
Luftzufuhr absperrt. Im Sommer, wenn durch die Leitung kühle
Luft zugeführt wird, kann die andere Betätigungsvorrichtung
z. B. so eingestellt sein, daß sie bei 25°C anspricht und die
Luftzufuhr in Gang bringt. Diese Flexibilität der
Temperatureinstellungen führt zur Energieersparnis. Außerdem
gewährleistet das Aus- und Einschalten der einen oder anderen
thermischen Betätigungsvorrichtung durch in der Zuluftleitung
angeordneten Betätigungsvorrichtung, daß jede
Betätigungsvorrichtung nur für eine Betriebsart (Kühlen oder
Heizen) wirksam wird, d. h. praktisch nur in einem einzigen
Temperaturbereich arbeitet. Schließlich befindet sich bei
einer Ausführungsform eines Lineardiffusors der
Warmluftschlitz während des Kühlbetriebes nicht im Eingriff
und umgekehrt, was andernfalls bei Schwankungen der
Raumtemperatur und bei Schichtenbildung eintreten könnte.
Claims (10)
1. Luftstromregeleinrichtung zur Regelung der Zufuhr von Kühlluft
und Warmluft aus einer Leitung (20) in einen zu klimatisierenden
Raum unter Verwendung von Betätigungseinrichtungen mit
integrierten Temperatursensoren, welche jeweils ein unter
Wärmeeinfluß ausfahrbares Betätigungsglied aufweisen, mit
folgenden Merkmalen:
- a) eine Luftdurchlaßsteuereinrichtung (30; 90; 110; 130) zum Variieren der Größe oder zum Verschließen einer Durchlaßöffnung (31; 72; 74; 112; 114; 160) für den Luftstrom;
- b) eine erste Betätigungseinrichtung mit integriertem Temperatursensor (40; 92, 120; 146), die der Lufttemperatur des zu klimatisierenden Raums ausgesetzt ist und deren Betätigungsglied (41; 93; 121) im Kühlbetrieb mit der Luftdurchlaßsteuereinrichtung (30; 90; 110; 130) in Wirkverbindung steht, mittels welcher sie bei steigender Raumlufttemperatur die Durchlaßöffnung (31; 72; 74; 112, 114; 160) für den Luftstrom vergrößert;
- c) eine zweite Betätigungseinrichtung mit integriertem Temperatursensor (44; 96; 124; 148), die der Lufttemperatur des zu klimatisierenden Raums ausgesetzt ist und deren Betätigungsglied (45; 125) im Heizbetrieb mit der Luftdurchlaßsteuereinrichtung (30; 90; 110; 130) in Wirkverbindung steht, mittels welcher sie bei steigender Raumlufttemperatur die Durchlaßöffnung (31; 72; 74; 112, 114; 160) für den Luftstrom verkleinert.
- d) eine dritte Betätigungseinrichtung mit integriertem
Temperatursensor (42; 94; 122; 150), die der Temperatur der durch
die Leitung (20) zugeführten Luft ausgesetzt ist, derart, daß ihr
Betätigungsglied (43; 95; 151) über ein die
Luftdurchlaßsteuereinrichtung (30; 90; 110; 130) verstellendes
Steuerglied (36; 100; 126; 135)
- d1) bei der Zufuhr von Kühlluft das Betätigungsglied (41; 93; 121) der ersten Betätigungseinrichtung (40; 92, 120; 146) in Wirkverbindung mit der Luftdurchlaßsteuereinrichtung (30; 90; 110; 130) und das Betätigungsglied (45; 125) der zweiten Betätigungseinrichtung (44; 96, 124; 148) außer Wirkverbindung mit der Luftdurchlaßsteuereinrichtung (30; 90; 110; 130) bringt und
- d2) bei der Zufuhr von Warmluft das Betätigungsglied (45; 125) der zweiten Betätigungseinrichtung (44; 96, 124; 148) in Wirkverbindung mit der Luftdurchlaßsteuereinrichtung (30; 90; 110; 130) und das Betätigungsglied (41; 93; 121) der ersten Betätigungseinrichtung (40; 92, 120; 146) außer Wirkverbindung mit der Luftdurchlaßsteuereinrichtung (30; 90; 110; 130) bringt.
2. Luftstromregeleinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kühlbetrieb-Raumluftsolltemperatur höher ist als die
Heizbetrieb-Raumluftsolltemperatur.
3. Luftstromregeleinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Luftdurchlaßsteuereinrichtung (30; 90; 110; 130) zum
Öffnen und Schließen der Durchlaßöffnung (31; 72, 74; 112, 114;
160) wenigstens eine gesteuerte Klappe (32; 76, 78; 116, 118; 161)
aufweist, deren Stellung "offen" oder "geschlossen" von dem
Steuerglied (36; 100; 126; 135) abhängt, und zwar ist die Klappe
(32; 76, 78; 116, 118; 161) in der Kühlbetriebsausgangsstellung
geschlossen und in der Heizbetriebsausgangsstellung offen.
4. Luftstromregeleinrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchlaßöffnung (31; 72, 74; 112, 114; 160) ein (160),
zwei (72, 74; 112, 114) oder mehrere (31) Luftdurchlaßschlitze
aufweist, denen jeweils eine Klappe (32; 76; 78; 116, 118; 161)
zugeordnet ist.
5. Luftstromregeleinrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei zwei Luftdurchlaßschlitzen (72, 74; 112, 114) und zwei
zugehörigen Klappen (76, 78; 116, 118) die erste
Betätigungseinrichtung (92; 120) mit der ersten Klappe (78, 116)
und die zweite Betätigungseinrichtung (96; 124) mit der zweiten
Klappe (76, 118) verbindbar sind.
6. Luftstromregeleinrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Klappe (76) und die zweite Klappe (78) nach
Tandemart miteinander verbunden sind.
7. Luftstromregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Luftdurchlaßsteuereinrichtung (30) eine feste Diffusorplatte (18), eine darin gelagerte Hülse (60) mit Fortsätzen (46; 52) und eine beweglich innerhalb der Hülse gelagerte Welle (38) mit Fortsätzen (36, 62; 54) aufweist, daß die erste Betätigungseinrichtung (40) an der Diffusorplatte (18) und im Kühlbetrieb zur Anlage an dem ersten Hülsenfortsatz (46) montiert ist, um die Hülse (60) und deren zweiten Fortsatz (52) anzutreiben,
daß die dritte Betätigungseinrichtung (42) zwischen den zweiten Hülsenfortsatz (52) und den ersten Wellenfortsatz (54) montiert ist, um im Heizbetrieb die Welle (38) und den zweiten Wellenfortsatz (36, 62) anzutreiben, und
daß die zweite Betätigungseinrichtung (44) an der Diffusorplatte (18) und zur Anlage an den zweiten Wellenfortsatz (36, 62) montiert ist, um diesen im Heizbetrieb anzutreiben, wobei dieser Wellenfortsatz (36, 62) gleichzeitig Steuerglied (36) der Durchlaßöffnung ist.
daß die Luftdurchlaßsteuereinrichtung (30) eine feste Diffusorplatte (18), eine darin gelagerte Hülse (60) mit Fortsätzen (46; 52) und eine beweglich innerhalb der Hülse gelagerte Welle (38) mit Fortsätzen (36, 62; 54) aufweist, daß die erste Betätigungseinrichtung (40) an der Diffusorplatte (18) und im Kühlbetrieb zur Anlage an dem ersten Hülsenfortsatz (46) montiert ist, um die Hülse (60) und deren zweiten Fortsatz (52) anzutreiben,
daß die dritte Betätigungseinrichtung (42) zwischen den zweiten Hülsenfortsatz (52) und den ersten Wellenfortsatz (54) montiert ist, um im Heizbetrieb die Welle (38) und den zweiten Wellenfortsatz (36, 62) anzutreiben, und
daß die zweite Betätigungseinrichtung (44) an der Diffusorplatte (18) und zur Anlage an den zweiten Wellenfortsatz (36, 62) montiert ist, um diesen im Heizbetrieb anzutreiben, wobei dieser Wellenfortsatz (36, 62) gleichzeitig Steuerglied (36) der Durchlaßöffnung ist.
8. Luftstromregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Luftdurchlaßsteuereinrichtung (130) einen schwenkbar gelagerten Klappenbetätigungshebel (132) und einen mehrarmigen Steuerhebel (135) aufweist, die im vorbestimmten Abstand voneinander schwenkbar montiert und über Federn (142, 144) miteinander verbunden sind,
daß die erste Betätigungseinrichtung (146) auf einem ersten Hebelarm (138) des Steuerhebels (135) montiert ist,
daß die zweite Betätigungseinrichtung (148) auf einem zweiten Hebelarm (140) des Steuerhebels (135) montiert ist, und
daß die dritte Betätigungseinrichtung (150) die Winkellage des Steuerhebels (135) zum Klappenbetätigungshebel (132) bestimmt, wobei die erste Betätigungseinrichtung (146) mit dem Klappenbetätigungshebel (132) zusammenarbeitet, wenn Kühlluft durch die Leitung zugeführt wird, und wobei die zweite Betätigungseinrichtung (148) mit dem Klappenbetätigungshebel (132) zusammenarbeitet, wenn Warmluft durch die Leitung zugeführt wird.
daß die Luftdurchlaßsteuereinrichtung (130) einen schwenkbar gelagerten Klappenbetätigungshebel (132) und einen mehrarmigen Steuerhebel (135) aufweist, die im vorbestimmten Abstand voneinander schwenkbar montiert und über Federn (142, 144) miteinander verbunden sind,
daß die erste Betätigungseinrichtung (146) auf einem ersten Hebelarm (138) des Steuerhebels (135) montiert ist,
daß die zweite Betätigungseinrichtung (148) auf einem zweiten Hebelarm (140) des Steuerhebels (135) montiert ist, und
daß die dritte Betätigungseinrichtung (150) die Winkellage des Steuerhebels (135) zum Klappenbetätigungshebel (132) bestimmt, wobei die erste Betätigungseinrichtung (146) mit dem Klappenbetätigungshebel (132) zusammenarbeitet, wenn Kühlluft durch die Leitung zugeführt wird, und wobei die zweite Betätigungseinrichtung (148) mit dem Klappenbetätigungshebel (132) zusammenarbeitet, wenn Warmluft durch die Leitung zugeführt wird.
9. Luftstromregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Steuerglied der Luftdurchlaßsteuereinrichtung (90) als Welle (100) mit radialen Fortsätzen (101, 102, 103, 105) ausgebildet ist,
daß die erste und zweite Betätigungseinrichtung (92; 96) auf solchen radialen Fortsätzen (103, 105) im Winkel zueinander montiert sind, um je nach Winkelstellung der Welle (100) in eine Wirkposition bzw. außer Wirkposition zu gelangen, und
daß die dritte Betätigungseinrichtung (94) an einem weiteren Fortsatz (102) angreift, um die Winkelstellung der Welle (100) zu bestimmen.
daß das Steuerglied der Luftdurchlaßsteuereinrichtung (90) als Welle (100) mit radialen Fortsätzen (101, 102, 103, 105) ausgebildet ist,
daß die erste und zweite Betätigungseinrichtung (92; 96) auf solchen radialen Fortsätzen (103, 105) im Winkel zueinander montiert sind, um je nach Winkelstellung der Welle (100) in eine Wirkposition bzw. außer Wirkposition zu gelangen, und
daß die dritte Betätigungseinrichtung (94) an einem weiteren Fortsatz (102) angreift, um die Winkelstellung der Welle (100) zu bestimmen.
10. Luftstromregeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Steuerglied der Luftdurchlaßsteuereinrichtung (110) als Schieber (126) mit zwei Endstellungen ausgebildet ist, die durch den Expansionszustand der dritten Betätigungseinrichtung (122) bestimmt werden, und
daß die erste und zweite Betätigungseinrichtung (120, 124) an dem Schieber (126) montiert sind.
daß das Steuerglied der Luftdurchlaßsteuereinrichtung (110) als Schieber (126) mit zwei Endstellungen ausgebildet ist, die durch den Expansionszustand der dritten Betätigungseinrichtung (122) bestimmt werden, und
daß die erste und zweite Betätigungseinrichtung (120, 124) an dem Schieber (126) montiert sind.
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