DE3430031A1 - Device for equalising the temperature distribution in rooms - Google Patents
Device for equalising the temperature distribution in roomsInfo
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Abstract
Description
343003343003
Vorrichtung zum Ausgleich der Temperaturverteilung in RäumenDevice for equalizing the temperature distribution in rooms
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausgleich der Temperaturverteilung in Räumen, insbesondere in beheizten Wohnräumen« Es ist bekannt, daß sich infolge der geringeren Dichte von warmer oder heißer Luft in Räumen eine Temperaturverteilung mit einem Temperaturgradienten einstellt, wobei im Fußbodenbereich die niedrigsten und im Deckenbereich die höchsten Temperaturen auftreten. Heizkörper sind üblicherweise im unteren Bereich eines Raumes angeordnet und erwärmen dort die Luft, die dann infolge von Konvektion zur Decke aufsteigt, während von dort kältere Luft zum Fußboden zurückstömt. In Abhängigkeit der Deckenhöhe, der Strömungsverhältnisse und der Wärmeübergänge der Wände können sich in einem beheizten Raum beispielsweise Deckentemperaturen von 25 C einstellen, während die Fußbodentemperatur gleichzeitig 17 C beträgt.The invention relates to a device for equalizing the temperature distribution in rooms, especially in heated rooms Living spaces «It is known that, due to the lower density of warm or hot air in rooms, there is a temperature distribution with a temperature gradient, with the lowest in the floor area and the lowest in the ceiling area the highest temperatures occur. Radiators are usually arranged in the lower area of a room and heat the air there, which then rises to the ceiling as a result of convection, while it is colder from there Air rushes back to the floor. Depending on the ceiling height, the flow conditions and the heat transfer the walls can, for example, set ceiling temperatures of 25 C in a heated room, while the floor temperature is 17 C at the same time.
Dies hat zum einen den Nachteil, daß weit mehr Heizenergie aufgewendet werden muß, als es zum Wohlbefinden der sich in einem Raum aufhaltenden Personen notwendig wäre. Darüber hinaus täuschen die Rezeptoren der Hypothalamus im Gehirn ein Wohlbefinden beim Sitzen vor, da in dieser Höhe bei dem genannten Beispiel eine Temperatur von ca. 20 C vorherrscht. Gleichzeitig verbleibt im Bereich unterhalb einer Höhe von etwa einem Meter eine kältere Zone, die einen Ausgangspunkt für vielerlei Krankheiten darstellt.On the one hand, this has the disadvantage that far more heating energy has to be used than is necessary for the well-being of the person people staying in a room would be necessary. In addition, the hypothalamus receptors in the brain deceive a sense of well-being when sitting, since at this height in the example mentioned a temperature of approx. 20 C prevails. At the same time, a colder zone remains in the area below a height of about one meter, the one Represents the starting point for many diseases.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der eine gleichmäßige Temperaturverteilung in Räumen erreicht und zugleich Heizenergie eingespart werden kann. Angewandt auf sämtliche bekannten Heizmethoden soll eine Angleichung der Temperaturen im Fußboden- und Deckenbereich erzielt werden.The invention is therefore based on the object of creating a device with which a uniform temperature distribution can be achieved in rooms and at the same time heating energy can be saved. Applied to all known Heating methods, an equalization of the temperatures in the floor and ceiling area should be achieved.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Die Vorteile dieser Lösung bestehen insbesondere darin, daß in erster Linie der Fußbodenbereich warmgehalten und die Leistung der Heizung um gut die Hälfte reduziert werden kann. Die Kaltluftschicht am Fußboden wird verdrängt und das unnötige Aufheizen der oberen Raumteile kann vermieden werden. Eine gleichmäßige Temperaturverteilung auf ausreichendem Niveau steigert das Wohlbefinden der Menschen. Wird beispielsweise Luft mit einer Temperatur von 25 C aus dem Deckenbereich mit Bodenluft von 17 C vermischt, so kann sich eine Mischlufttemperatur im gesamten Raum von ca. 21 C einstellen. Durch die gleichmäßige Temperaturverteilung werden insbesondere im gesamten Bodenbereich der Wohnung auch bei offenen Türen Zugluftbewegungen vermieden. Der bisher vorhandene, große Wärmeverlust durch die Zimmerdecke infolge der unter der Zimmerdecke stillstehenden Warmluft wird ebenfalls vermieden. Insbesondere bei hohen Räumen ist es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht mehr notwendig, zur Energieeinsparung die Zimmerdecken niedriger zu hängen, bzw. Zwischendecken einzuziehen.This object is achieved according to the invention by the characterizing Features of the main claim solved. The advantages of this solution are in particular that in the first place the floor area can be kept warm and the heating output can be reduced by a good half. The cold air layer on the floor is displaced and unnecessary heating of the upper parts of the room can be avoided. One Even temperature distribution at a sufficient level increases people's wellbeing. For example Air with a temperature of 25 C from the ceiling area mixed with floor air of 17 C, a mixed air temperature can result Set to approx. 21 C throughout the room. Due to the even temperature distribution, in particular Avoid drafts in the entire floor area of the apartment, even with the doors open. The previously existing large heat loss through the ceiling as a result of the warm air standing still under the ceiling also avoided. With the device according to the invention, it is no longer necessary, especially in high rooms, to To save energy, hang the ceilings lower or insert false ceilings.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die durch die Beleuchtung mit Glühlampen erzeugte Wärmeenergie ebenfalls durch Rückführung zum Fußboden genutzt wird und nicht ungenutzt im Deckenbereich verbleibt. Entsprechendes gilt auch für elektrische Verbraucher sowie die Sonneneinstrahlung.Another advantage is that the thermal energy generated by lighting with incandescent lamps is also is used by returning it to the floor and does not remain unused in the ceiling area. The same also applies accordingly for electrical consumers and solar radiation.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich.The measures listed in the subclaims are advantageous developments and improvements of the device according to the invention possible.
Besonders vorteilhaft hat sich ein Luftfilter, insbesondere ein Aktivkohlefilter, an wenigstens einer Stelle im Strömungsquerschnitt des Rohrs erwiesen. Durch die ständige Rückführung der Deckenluft zum Fußboden wird dabei gleichzeitig die Luft gereinigt und von Fremdkörpern, Staub und unangenehmen Gerüchen befreit. Das verschmutzte Filter ist leicht zu erneuern.An air filter, in particular an activated carbon filter, has proven to be particularly advantageous at at least one point in the Proven flow cross-section of the pipe. The constant return of air from the ceiling to the floor means that at the same time the air is cleaned and freed from foreign bodies, dust and unpleasant odors. The dirty filter is easy to renew.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, das ein Gebläse mit geringer Leistungaufnahme von beispielsweise 20 Watt einsetzbar ist. Diese Größenordnung reicht aus um die notwendige Fördermenge zwischen 60 und 160 m /h zu erzeugen, wobei gleichzeitig niedrige Betriebskosten anfallen und ein nur geringer Geräuschpegel erzeugt wird, insbesondere dann, wenn das Gebläse in der Nähe der Zimmerdecke angeordnet ist.Another advantage is that a fan with a low power consumption of, for example, 20 watts can be used is. This order of magnitude is sufficient to generate the necessary flow rate between 60 and 160 m / h, at the same time there are low operating costs and only a low noise level is generated, in particular when the fan is located near the ceiling.
Die Anbringung der erfingungsgemäßen Vorrichtung in den Zimmerecken hat sich ebenfalls als vorteilhaft erwiesen, da dort zum einen der Luftstrom am besten verteilt wird und zum anderen eine einfache plattenformige Abdeckung optisch ansprechend und platzsparend gestaltet werden kann. Diese Anbringungsart ist insbesondere für den nachträglichen Einbau in bereits bestehende Wohnungen sehr vorteilhaft, da solche Montagemaßnahmen ohne weiteres zusammen mit einem Neutapezieren des betreffenden Raumes vorgenommen werden kann. Mit einer Luftstrahlrichtungs-Einstellvorrichtung an der Luftaustrittsöffnung, insbesondere mit einem drehbaren Kniestück, kann der ausströmende Luftstrahl optimal aus gerichtet werden.The attachment of the device according to the invention in the The corners of the room have also proven to be advantageous, as this is where the air flow is best distributed and on the other hand, a simple plate-like cover can be designed in a visually appealing and space-saving manner. This type of attachment is particularly advantageous for subsequent installation in existing apartments, because such assembly measures are easily carried out together with a new wallpapering of the room in question can be. With an air jet direction setting device at the air outlet opening, in particular with a rotatable elbow, the outflowing air jet can be optimally directed.
Besonders vorteilhaft ist die Anbringung je einer Vorrichtung in den vier Zimmerecken, wobei durch die Luftstrahlrichtungs-Einstellvorrichtung der Warmluftstrom jeweils parallel zu den Fußbodenbegrenzungslinien geführt werden kann.It is particularly advantageous to attach a device in each of the four corners of the room, whereby the air jet direction adjustment device the hot air flow is guided parallel to the floor delimitation lines can be.
Selbstverständlich kan der Luftstrom τ je nach der baulichen Beschaffenheit des Raumes - jeweils den Gegebenheiten angepaßt und optimiert werden, um die günstigste Temperaturvertoilung zu erreichen. Eine weitere vorteilhafte Anordnung ergibt sich durch Anbringung je einer Vorrichtung beiderseits eines Fensters, insbesondere in den Zimmerecken,Of course, the air flow τ can depend on the structural Condition of the room - in each case adapted to the circumstances and optimized in order to achieve the most favorable temperature distribution to reach. Another advantageous arrangement is obtained by attaching a device on each side a window, especially in the corners of the room,
wobei der Luftstrom jeweils in Richtung des Fensters geführt wird. Auf diese Weise wird bei unzureichend schließenden Fenstern die einfallende Kaltluft ständig aufgewärmt. Eine weitere, vorteilhafte Möglichkeit besteht darin, die von der Decke abgesaugte Warmluft in den Zwischenraum eines doppelten Bodens zu leiten und dort an verschiedenen Stellen in den Raum austreten zu lassen. Bei geringer Fußbodenanhebung von ca 10 - 15 ram ist auch eine nachträgliche Installation möglich.the air flow being guided in the direction of the window. This way it will close in case of insufficiently Windows are constantly warmed up by the incoming cold air. Another advantageous option is that of to direct the warm air extracted from the ceiling into the space between a double floor and there in different places to let out into the room. If the floor is raised by approx. 10-15 ram, subsequent installation is also possible possible.
Durch die Möglichkeit der Regelung oder Steuerung der Förderleistung der Warmluft zwischen 60 und 160 m /h kann die erfindungsgeraäße Vorrichtung vorteilhaft an verschieden große Räume angepaßt werden. Dies kann einmal stufenlos geschehen, wobei das Regel- oder Steuersystem vorzugsweise in der Nähe des Fußbodens angebracht ist um die Temperatur in der Nähe des Fußbodens auf einen vorgegebenen Wert einzustellen. With the possibility of regulating or controlling the delivery rate of the hot air between 60 and 160 m / h the device according to the invention can be advantageously adapted to rooms of different sizes. This can be steplessly happen, wherein the regulation or control system is preferably placed near the floor around the temperature set to a preset value near the floor.
Alternativ dazu ist auch eine Stufenregelung als einfachere Ausführungsform möglich, wobei beispielsweise eine dreistufiges Gebläse vorgesehen sein kann.Alternatively, a step control is also available as a simpler one Embodiment possible, for example a three-stage Fan can be provided.
Schließlich kann auch eine Meßsonde im Luftstrom zur Erfassung von Verunreinigungen und/oder Veränderungen der Luftzusammensetzung, etwa zur Feststellun eines Sauerstoffmangels, vorgesehen sein, wobei über eine Elektronik im Steuer- bzw. Regelteil gefährliche Grenzwerte erkannt und optisch oder akustisch angezeigt werden können.Finally, a measuring probe in the air flow to detect contamination and / or changes in the Air composition, for example to determine an oxygen deficiency, be provided, and dangerous limit values are detected and controlled via electronics in the control or regulating part can be displayed optically or acoustically.
Beispielsweise für die Übergangszeit von bzw. zur Heizperiode kann es zweckmäßig sein, zum kurzzeitigen Aufheizen der Raumlauft nicht die Ofen- oder Zentralheizung zu verwenden, sondern eine im Rohr angeordnete elektrische Heizquelle zu benutzen, die mit einer Zusatzsteuerung verbunden ist.For example, for the transition period from or to the heating season, it can be useful for brief heating the room air does not use the stove or central heating, but an electrical one arranged in the pipe Use a heating source that is connected to an additional control.
Ein Ausführ-ungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it:
Figur 1 : eine Ansicht einer in einer Zimmerecke angeordneten Vorrichtung zum Ausgleich der Temperaturverteilung undFigure 1: a view of a device arranged in a corner of the room for compensation the temperature distribution and
Figur 2 : einen Querschnitt durch diese Vorrichtung.Figure 2: a cross section through this device.
Gemäß Figur 1 ist ein Rohr 1 von beispielsweise 8 cm Innendurchmesser in einer Zimraerecke angebracht und reicht abgesehen von den Lufteintritts- und Luftaustrittsöffnungen vom Fußboden 2 bis zur Decke 3. Eine ebene Platte 4 deckt das Rohr 1 ab, wobei die Platte 4 zu den anliegenden Wänden jeweils gleiche Winkel bildet. Zusammen mit den Wänden stellt die Platte 4 ein Eckelement mit dreieckigem Querschnitt dar (Fig. 2). Dieses Eckelement kann als Polystyrol-Hartschaum-Formteil ausgebildet sein. Zur besseren Transportf-'ahigkeit kann das Eckelement auch aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt werden.According to Figure 1, a tube 1 is, for example, 8 cm inside diameter Attached in a cymbal corner and is enough apart from the air inlet and outlet openings from the floor 2 to the ceiling 3. A flat plate 4 covers the pipe 1, with the plate 4 to the adjacent walls each forms the same angle. Together with the walls, the plate 4 constitutes a corner element with a triangular cross-section (Fig. 2). This corner element can be designed as a molded polystyrene foam part. For better Transportability, the corner element can also be assembled from several individual parts.
Im Deckenbereich weist die Platte 4 eine Lufteintrittsöffnung 5 und im Fußbodenbereich eine Luftaustrittsöffnung 6 auf. Um die akustische Beeinträchtigung möglichst gering zu halten ist ein elektrisch angetriebenes Gebläse 7 im oberen Bereich des Rohrs 1 angeordnet. Dieses Gebläse saugt die wärmere Deckenluft durch die Lufteintrittsöffnung 5 in den oberen Teil des Rohres 1 ein und bläst sie durch die Luftaustrittsöffnung 6 in den kälteren Fußbodenbereich des Raumes. Je nach Größe des Raumes beträgt die Förderleistung etwa 60 bis 160 m /h, wobei ein Gebläsemotor erforderlich ist, dessen Leistungsaufnahme bis zu 20 Watt beträgt. In den unteren Teil des Rohres 1 ist eine als drehbares Kniestück ausgebildete Luftstrahlrichtungs-Einstellvorrichtung 8 angebracht, bzw. in das Rohr 1 eingesteckt. Dadurch kann der austretende Luftstrom in seiner Richtung verändert werden.In the ceiling area, the plate 4 has an air inlet opening 5 and an air outlet opening in the floor area 6 on. In order to keep the acoustic impairment as low as possible, an electrically driven fan 7 is in the arranged upper region of the tube 1. This fan sucks the warmer ceiling air through the air inlet opening 5 into the upper part of the pipe 1 and blows it through the air outlet opening 6 into the colder floor area of the room. Depending on the size of the room, the delivery rate is around 60 to 160 m / h, whereby a fan motor is required whose power consumption is up to 20 watts. In the lower part of the tube 1 is an as rotatable elbow-shaped air jet direction adjustment device 8 attached or inserted into the tube 1. This allows the exiting air flow in its Direction can be changed.
Im unteren Bereich des Rohres 1 ist ein Luftfilter 9, insbesondere ein Aktivkohlefilter befestigt. Dadurch kann die durchströmende Luft von Fremdkörpern, Staub und unangenehmen Gerüchen befreit werden. Durch die untere Öffnung kann dieses Filter leicht ausgewechselt werden. Es kann auch beispielsweise am oberen Ende der herausnehmbaren Luftstrahlrichtungs-Einstellvorrichtung 8 befestigt sein.In the lower region of the tube 1 is an air filter 9, in particular an activated carbon filter attached. This can prevent the air flowing through from foreign bodies, dust and unpleasant Odors are freed. This filter can easily be replaced through the opening at the bottom. It can also for example at the upper end of the removable air jet direction adjustment device 8 be attached.
Zur Festlegung der Förderleistung des Gebläses 7 ist im unteren Be-reich ein Steuer- oder Regelteil 10 angebracht, der in Abhängigkeit der an dieser Stelle herrschenden Temperatur, die über einen nicht dargestellten Meßfühler erfaßt wird, die Gebläseleistung steuert bzw. regelt. Über einen Netzanschluß 11 wird das Steuer- bzw. Regelgerät 10 mit elektrischer Energie versorgt.To determine the delivery rate of the fan 7, a control or regulating part 10 is attached in the lower area, depending on the temperature prevailing at this point, via a sensor (not shown) is detected, the fan power controls or regulates. Above The control or regulating device 10 is supplied with electrical energy via a mains connection 11.
Die Gebläseleistung kann über einen Drehknopf 12 stufenlos oder in mehreren, beispielsweise drei Stufen eingestellt werden.The blower output can be set continuously or in several, for example three, levels using a rotary knob 12 will.
Ist eine Regelung vorgesehen, so wird die Förderleistung über einen Regler in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur differenz als Istwert und des mit dem Drehknopf 12 eingestellten Differenzwerts als Sollwert geregelt.If regulation is provided, the delivery rate is controlled by a controller as a function of the measured temperature difference as the actual value and the difference value set with the rotary knob 12 as the setpoint.
Durch die Wandung des Rohrs 1 taucht in den Luftstrom eine Meßsonde 13 ein, durch die gefahrbringende Verunreinigungen und/oder Veränderungen der Luftzusammensetzung, wie zum Beispiel Sauerstoffmangel oder Fremdgase, erkannt werdenA measuring probe 13 is immersed in the air flow through the wall of the tube 1, through which dangerous impurities and / or changes in the composition of the air, such as a lack of oxygen or foreign gases, can be detected
können. Die gemessenen Werte werden zusätzlich dem Steuerbzw. Regelteil 10 zugeführt und auf Überschreitung von vorgegebenen Grenzwerten überwacht. Durch einen Zeigerausschlag, eine Warnlampe eine Ziffernanzeige, einen Signalton oder eine Tonfolge wird auf das Überschreiten gefährlicher Grenzwerte hingewiesen.can. The measured values are also added to the tax or Control part 10 supplied and on exceeding of specified limit values monitored. By a pointer deflection, a warning lamp, a numeric display, a signal tone or a sequence of tones indicates that dangerous limit values have been exceeded.
Die beschriebene Vorrichtung wird bevorzugt in allen vier Zimmerecken angebracht, wobei der austretende Warmluftstrom durch die Luftstrahlrichtungs-Einstellvorrichtung zweckmäßig parallel zur Fußbodenbegrenzung gelenkt wird, so daß eine Rundumströmung in einer Richtung erfolgt und für eine gute Durchmischung von Warm- und Kaltluft gesorgt ist. Alternativ dazu können solche Vorrichtungen auch zu beiden Seiten eines Fensters angebracht werden, wobei der Warraluftstrom jeweils gegen das Fenster gerichtet ist, und dadurch bei unzureichend schließenden Fenstern die eintretende Kaltluft ständig aufgewärmt wird.The device described is preferably installed in all four corners of the room, with the exiting hot air stream is appropriately directed parallel to the floor delimitation by the air jet direction setting device, so that there is an all-round flow in one direction and good mixing of warm and cold air is ensured is. Alternatively, such devices can also be attached to both sides of a window, the The warm air flow is directed towards the window, and as a result, the incoming cold air is constantly warmed up if the windows are insufficiently closed.
Bei doppelten Böden, die auch nachträglich angebracht werden können, da schon ein Zwischenraum von 10 bis 15 mm ausreichend ist, wird die Warmluft durch die Luftaustrittsöffnung 6 vorteilhafterweise direkt in den Bodenzwischenraum geführt. Dadurch ist eine gleichmäßige Erwärmung des Fußbodens gewährleistet.With double floors, which can also be retrofitted, as a gap of 10 to 15 mm is sufficient is, the warm air is through the air outlet opening 6 advantageously directly into the space between the floors guided. This ensures that the floor is heated evenly.
In -iem Rohr· kann ferner eine hier strich-punktiert dargestellte Heizquelle in Form eines elektrischen Hei.istabes 16 angeordnet sein, der mit einer1 Zusatzsteuervorrichtung 17 verbunden ist und mit dem kurzfri -tig durch Erwärmen der rückgeführten Luft nachgeheizt werden kann.In -iem pipe · a heat source illustrated here dash-dotted lines 16 may be disposed also in the form of an electrical Hei.istabes, which is connected to a 1 auxiliary control device 17 and can be kurzfri -TIG reheated with the through heating of the recirculated air.
Die in der· Zeichnung als ein das Rohr 1 abdeckendes Element dargestellte Platte H kann auch zu einem im Queischnitt dreieckförmigen, ovalen, halbmondförmigen odei quadratischen Kanal erweitert werden, in welchem der Ventilator 7, das Filter1 9 und die anderen Elemente eingebaut sind, der unmittelbar der Luftleitung dient und der1 als Formteil und insbesondere zum kompletten Bausatz erweitert zum nachträglichen Einbau in bestehende Wohnräume geeignet ist.The plate H shown in · drawing as a pipe 1 covering element can triangular also to an in Queischnitt, oval, crescent-shaped Odei square channel to be extended in which the fan 7, the filter 1 9 and the other elements are installed, the serves directly to the air duct and the 1 is suitable as a molded part and in particular expanded to a complete kit for subsequent installation in existing living spaces.
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