DE3529348A1 - Verfahren zur belueftung von raeumen und vorrichtung zu dessen durchfuehrung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei Klimaanlagen, die zur Kühlung von Räumen die Raumwärme über die Abluft abführen, wird ein möglichst großer Temperaturunterschied zwischen der verbleibenden Raumluft und der wärmeren Abluft angestrebt, da die für den Abtransport der Wärme benötigte Abluftmenge um so geringer ist, je höher der genannte Temperaturunterschied ist. Man ist da­ her bemüht, die Luftführung in klimatisierten Räumen so zu gestalten, daß eine möglichst große Temperatur­ schichtung der Raumluft mit der wärmsten Schicht vor den Abluftgittern, die sich regelmäßig im Bereich der Raumdecke befinden, auftritt. Diesem Bestreben läuft jedoch die Maßnahme zuwider, die Zuluft eben­ falls im Deckenbereich zuzuführen. Hierdurch wird die Schichtung in mehr oder weniger starkem Maße durch Injektionswirkung abgebaut. Dieser Nachteil könnte dadurch vermieden werden, daß die Zuluft über Zuluftgitter in den Raum geleitet wird, die in einigem Abstand von der Decke im Raum hängen und über Kanäle mit dem äußeren Zuluftsystem ver­ bunden sind. Diese Kanäle haben jedoch eine optisch störende Wirkung, da sie die gesamte Zuluft führen und einen entsprechend großen Querschnitt auf­ weisen müssen. Zuluftgitter im Fußbodenbereich haben sich in der Praxis nicht bewährt, da sie zu Zugerscheinungen im unteren Raumbereich, d. h. im Aufenthaltsbereich führen.

Aus der CH-PS 5 80 788 ist ein Verfahren zur Be­ lüftung von Räumen bekannt, bei dem in den Raum eine Menge Zuluft eingeführt wird, die durch einen Ejektorluftstrom aus einem oder mehreren von Luft angetriebenen Ejektoren in Bewegung versetzt und im Raum verteilt wird, wobei das Volumen des Ejektorluftstromes im Verhältnis zum Zuluftvolumen klein ist. Die Ejektoren müssen sich hierbei jedoch direkt vor der Zulufteinlaßöffnung oder im Strömungsbereich des bereits durch einen anderen Ejektor geführten Zuluftstromes befinden. Da eine präzise Zuluftführung auf diese Weise nicht möglich ist, muß bei dem bekannten Verfahren mit relativ großen Zuluftmengen gearbeitet werden, wenn eine ausreichende Zuluftversorgung aller Raumbereiche erzielt werden soll. Das genannte Verfahren ist daher für relativ kleine Räume ungeeignet, sondern insbesondere in Fabrikhallen, Großraumbüros, Sport­ hallen und dergleichen großräumigen Anlagen an­ wendbar.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Er­ findung, das bekannte Verfahren zur Belüftung von Räumen, bei dem Zuluft in den jeweiligen Raum eingeführt wird und diese durch aus einem oder mehreren an geeigneten Stellen innerhalb des Raumes angeordneten Ejektoren mit erhöhter Geschwindigkeit austretende Ejektorluftströme in Bewegung versetzt und im Raum verteilt wird, in der Weise zu verbessern, daß die Ausbildung der Temperaturschichtung der Raumluft insbe­ sondere im Deckenbereich durch die zugeführte Zuluft nicht behindert wird und daß eine präzise Zuluftführung innerhalb des Raumes ohne die Ver­ wendung von Kanälen mit großem Querschnitt erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen dieses Verfahrens sowie einer Vorrichtung zu dessen Durch­ führung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Ejektorluftströme durch durch den Raum geführte Leitungen zu den Ejektoren geleitet werden und daß die Zuluft von einer oder mehreren Einlaß­ öffnungen im Rauminneren infolge des Coanda- Effekts an den Leitungen für die Ejektorluftströme bis zum Ansaugbereich der Ejektoren entlangge­ führt wird.

Maßgebend für das Auftreten des Coanda-Effekts ist das Unterdruckgebiet im Bereich der von einer Luftströmung injizierten Sekundärluft. Kann diese nicht frei nachströmen, dann zieht sich die Strömung selbst in dieses Gebiet hinein. Die entlang der die Ejektorluftströme aufnehmenden Leitungen strömende und diese umschließende Zu­ luft wird somit von den Leitungen geführt, da bei einer Ablenkung der Zuluftströmung zwischen dieser und den Leitungen ein Unterdruck entsteht, der durch nachströmende Sekundärluft nicht aus­ geglichen werden kann. Daher wird die Zuluft wieder an die Leitungen herangezogen. Es ist auf diese Weise auch möglich, die Zuluft an den Leitungen entlang auf gekrümmten Bahnen zu führen.

Für die Ejektorluftströme wird vorzugsweise eben­ falls aufbereitete Zuluft verwendet, wodurch sich eine Vergrößerung der Gesamtluftzufuhr ohne Er­ höhung des apparativen Aufwandes ergibt.

Bei einer vorteilhaften Vorrichtung zur Durch­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind dabei die mit den Ejektoren verbundenen, die Ejektorluftströme führenden Leitungen durch eine oder mehrere Einlaßöffnungen für die Zu­ luft im Rauminneren hindurchgeführt. Die in den Raum hineingesaugte oder hineingedrückte Zuluft umgibt somit bereits beim Eintritt in den Raum die Leitungen und wird durch diese in den Ansaugbereich der Ejektoren geleitet, so daß der Zuluftverlust auf dem Weg zu den Ejektoren relativ gering ist.

In den Leitungen für die Ejektorluftströme können zweckmäßig Raumbeleuchtungsvorrichtungen ange­ ordnet sein, wobei mindestens ein Teil der Wandung dieser Leitungen lichtdurchlässig und vorzugsweise ein Teil der Innenfläche dieser Leitungen lichtreflektierend ist. Hierdurch erhält man ein integriertes Lüftungs/Beleuchtungssystem, so daß keine gesonderten Ejektorluftstrom-Leitungen vor­ handen sind, die möglicherweise optisch störend wirken könnten.

In den Leitungen für die Ejektorluftströme können schließlich strahlpumpenartige Öffnungen zur Ab­ saugung der Grenzschicht der entlang der Leitungen strömenden Zuluft in die Leitungen und/oder düsen­ artige Öffnungen für den Austritt jeweils eines Teils des Ejektorluftstroms in Leitungsrichtung vorgesehen sein. Beide Maßnahmen dienen zur Unter­ stützung und Aufrechterhaltung der die Leitungen umgebenden Zuluftströmung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 das Innere eines Raumes mit einer Belüftungsvorrichtung,

Fig. 2 eine mit einer Beleuchtungs­ vorrichtung kombinierte Ejektor­ luftstromleitung,

Fig. 3 eine Leitung mit einer Öffnung zum Absaugen der Grenzschicht der Zuluft in die Leitung, und

Fig. 4 eine Leitung mit einer Öffnung für den Austritt eines Teils des Ejektorluftstroms in Leitungsrichtung.

Der in Fig. 1 dargestellte Raum weist Wände 1 und 2 sowie eine Decke 3 und einen Fußboden 4 auf. In der Decke 3 ist in bekannter Weise eine Auslaßöffnung 5 für die Abluft vorgesehen. Über eine in der Wand 2 befindliche Einlaß­ öffnung 6′ eines Rohrs 6 wird Zuluft in den Raum eingeführt. Der Zuluftkreislauf wird in bekannter Weise durch ein außerhalb des Raumes angeordnetes Gebläse bewirkt. Das die Einlaß­ öffnung 6′ bildende Rohr braucht nicht in der Wand 2 zu enden; es kann auch weiter in den Raum hineingeführt werden, wenn es nicht optisch oder in anderer Weise störend wirkt.

Durch die Einlaßöffnung 6′ hindurch ist eine Leitung 7 geführt, die an einer vorbestimmten Stelle des Raumes in einen Ejektor 8 mündet, der in Form eines Zuluftgitters ausgebildet ist. In die Leitung 7 wird außerhalb des Raumes Luft hineingedrückt, so daß diese mit relativ hoher Geschwindigkeit aus dem Ejektor 8 ausströmt. Dieser Ejektorluftstrom ist volumen­ mäßig relativ gering; er übt jedoch auf die um­ gebende Luft eine Injektionswirkung aus, so daß diese im Bereich des Ejektors 8 angesaugt und in die gewünschte Richtung im Raum bewegt wird.

Infolge des beschriebenen Coanda-Effekts strömt die über die Einlaßöffnung 6′ zugeführte Zuluft entlang der Leitung 7, ohne sich von dieser lösen zu können. Dabei folgt sie der Leitung 7 auch dann, wenn diese gekrümmt verläuft. Auf diese Weise gelangt praktisch die gesamte durch die Einlaßöffnung 6′ in den Raum gebrachte Zuluft in den Ansaugbereich des Ejektors und wird durch den austretenden Ejektorluftstrom in die ge­ wünschten Raumbereiche gebracht. Die Effektivität dieser Belüftungsvorrichtung ist besonders hoch, wenn der durch die Leitung 7 geführte Ejektor­ luftstrom ebenfalls aus Zuluft besteht. Dabei werden die Leitungen 7 und das Rohr 6 vorzugsweise aus dem gleichen Zuluftkanal versorgt. Will man die Zuluftmenge steuern, um hiermit beispiels­ weise die Raumtemperatur in gewünschter Weise einzustellen, dann ist es zweckmäßig, im Rohr 6 zwischen der Einlaßöffnung 6′ und der Abzweigung der Leitung 7 eine steuerbare Drossel vorzusehen. Der Ejektorluftstrom in der Leitung 7 darf durch diese Maßnahme nicht wesentlich beeinflußt werden, da seine Injektionswirkung stets gewährleistet sein muß.

Durch das vorliegende Verfahren kann somit der Zuluftstrom in gewünschter Weise durch den Raum geleitet werden, ohne daß er durch ein Rohr mit entsprechend großem Querschnitt geführt werden muß. Wenn man die Einlaßöffnung 6′, die Leitung 7 und den Ejektor 8 in ausreichendem Abstand von der Decke 3 anordnet, dann wird die Luft direkt unterhalb der Decke 3 durch die Zuluftströmung nicht beeinflußt, so daß sich eine Temperatur­ schichtung mit der wärmsten Luft direkt an der Decke 3 bzw. an der Auslaßöffnung 5 ausbilden kann. Der Ejektor 8 ist so gerichtet, daß er die Zuluft in den unteren Bereich des Raumes leitet, d. h. in den Bereich, in dem die Zuluft benötigt wird. Die verbrauchte erwärmte Luft steigt dann nach oben und kann ungehindert durch die Auslaßöffnung 5 austreten.

Je nach Bedarf können in einem Raum mehrere Auslaßöffnungen 5, Einlaßöffnungen 6′, Leitungen 7 und Ejektoren 8 vorgesehen sein. Es können auch mehrere Ejektoren 8 hintereinander an eine Leitung 7 angeschlossen sein. In diesem Fall ist dafür Sorge zu tragen, daß jeweils ein Teil des Ejektorluftstromes und auch des Zuluftstromes bis zum letzten Ejektor gelangen.

Fig. 2 zeigt einen Abschnitt einer Leitung 7 für die Führung des Ejektorluftstromes, in die eine Beleuchtungsvorrichtung eingebaut ist. Die Beleuchtungsvorrichtung weist einen röhren­ förmigen Leuchtkörper 9 sowie einen Reflektor 10 mit dem Leuchtkörper 9 gegenüberliegender reflek­ tierender Oberfläche auf. Die untere Fläche der Leitung 7 wird durch eine lichtdurchlässige Platte 11, beispielsweise aus Glas oder Kunststoff, ge­ bildet. Die gezeigte Beleuchtungsvorrichtung stellt für den durch die Leitung 7 geführten Ejektorluftstrom nur einen vernachlässigbaren Widerstand dar.

In Fig. 3 ist ein Ausschnitt aus einer Leitung 7 gezeigt, die eine strahlpumpenförmige Öffnung 12 enthält. Der innerhalb der Leitung 7 mit relativ hoher Geschwindigkeit fließende Ejektor­ luftstrom saugt die Grenzschicht des die Leitung 7 umgebenden Zuluftstromes in diese hinein. Hier­ durch wird eine Beschleunigung des Zuluftstromes bewirkt, so daß dessen Lauflänge entlang der Leitung 7 verlängert werden kann.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten Abschnitt der Leitung 7 sind in dieser Öffnungen 13 in der Weise ausge­ bildet, daß ein Teil des Ejektorluftstromes ab­ gezweigt und aus der Leitung 7 herausgeführt wird und sich mit dem Zuluftstrom außerhalb der Leitung 7 vereinigt. Die Öffnungen 13 wirken als Injektions­ düsen und der aus diesen austretende Luftstrom erhöht die kinetische Energie und damit die Ge­ schwindigkeit des außerhalb der Leitung 7 fließenden Zuluftstromes.

Es ist selbstverständlich auch möglich, sowohl Öffnungen 12 als auch Öffnungen 13 an einer Leitung 7 vorzu­ sehen, wodurch die Geschwindigkeit bzw. Lauflänge des Zuluftstromes entlang der Leitung 7 in ge­ wünschter Weise gesteuert werden kann.

Es ist grundsätzlich auch möglich, die Einlaß­ öffnungen für die Zuluft in der Decke oder im Deckenbereich anzuordnen. Durch die Führung der Zuluft entlang der Ejektorluftstromleitung kann auch in diesem Fall erreicht werden, daß die Ausbildung der Temperaturschichtung unterhalb der Decke im wesentlichen ungestört bleibt und daß somit stets die am stärksten erwärmte Luft als Abluft aus dem Raum herausgeführt wird.

Claims (12)

1. Verfahren zur Belüftung von Räumen, bei dem Zuluft in den jeweiligen Raum einge­ führt und durch aus einem oder mehreren an geeigneten Stellen innerhalb des Raumes angeordneten Ejektoren mit erhöhter Ge­ schwindigkeit austretende Ejektorluft­ ströme in Bewegung versetzt und im Raum verteilt wird, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ejektorluftströme durch durch den Raum geführte Leitungen (7) zu den Ejektoren (8) geleitet werden und daß die Zuluft von einer oder mehreren Einlaßöffnungen (6) im Rauminneren infolge des Coanda- Effekts an den Leitungen (7) für die Ejetorluftströme bis zum Ansaugbereich der Ejektoren (8) entlanggeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß für die Ejektorluft­ ströme aufbereitete Zuluft verwendet wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Ver­ fahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Ejektoren (8) verbundenen, die Ejektorluftströme führenden Leitungen (7) durch eine oder mehrere Einlaßöffnungen (6′) für die Zuluft im Rauminneren hindurchgeführt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ejektoren (8) in Form von Zuluftgittern ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ejektoren (8) im Abstand von der Raumdecke (3) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Leitungen (7) für die Ejektorluftströme Raumbeleuchtungs­ vorrichtungen (9, 10) angeordnet sind und daß mindestens ein Teil (11) der Wandung dieser Leitungen (7) lichtdurchlässig ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Teil der Innenfläche der Leitungen (7) lichtreflektierend ist oder die Leitungen (7) einen lichtreflektierenden Ein­ satz (10) enthalten.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den einzelnen Leitungen (7) für die Ejektorluftströme mehrere Ejektoren (8) hintereinander ange­ ordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den Leitungen (7) für die Ejektorluftströme strahlpumpen­ artige Öffnungen (12) zur Absaugung der Grenzschicht der entlang der Leitungen (7) strömenden Zuluft in die Leitungen (7) vor­ gesehen sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den Leitungen (7) für die Ejektorluftströme düsenartige Öffnungen (13) für den Austritt jeweils eines Teils des Ejektorluftstroms in Leitungsrichtung vorgesehen sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (7) für die Ejektorluftströme und mit den Einlaß­ öffnungen (6′) verbundene Rohre (6) an einen gemeinsamen Zuluft-Versorgungskanal angeschlossen sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in einem oder mehreren der Rohre (6) zwischen den Einlaßöffnungen (6′ ) und den Abzweigungen für die die Ejektor­ luftströme führenden Leitungen (7) jeweils eine steuerbare Drossel zur Steuerung der Zu­ luftmenge nur über die durch die Einlaß­ öffnungen (6′) zugeführte Zuluft vorgesehen ist.