DE3936094C2 - Verfahren zum Regeln von verstellbaren Luftverteilern als Luftauslaß von Lüftungs- und Klimaanlagen - Google Patents
Verfahren zum Regeln von verstellbaren Luftverteilern als Luftauslaß von Lüftungs- und KlimaanlagenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln von ver
stellbaren Luftverteilern, die als Luftauslässe bei Lüf
tungs- und Klimaanlagen eingesetzt werden.
Zunehmend finden Dralluftverteiler, wie sie zum Beispiel
aus der EP 0 104 435 A2 bekannt sind, als einstellbare Luf
tauslässe in Räumen mit großer Wurfweite und unterschied
lichen Betriebsbedingungen Anwendung. Sie ermöglichen es,
daß in Abhängigkeit von der Raumgeometrie und von der Diffe
renz zwischen der Zuluft- und der Raumlufttemperatur der
Ausblaswinkel des annähernd kegelstumpfförmigen Zuluft
strahls und damit die Eindringtiefe des Zuluftstrahls in den
Gebäuderaum so eingestellt werden können, daß für den vorzu
nehmenden Betrieb (z. B. Warmluftbeheizung oder Frischluft
kühlung) die Zuluft unter Einhaltung der Behaglichkeitsbe
dingungen gezielt in die Aufenthaltszone geleitet wird. Für
die Einstellung von Dralluftverteilern sind außer Handver
stellungen auch elektrische Steuergeräte bekannt, die nur
eine Steuerung der Drallerzeugungseinrichtung des Dralluft
verteilers in Funktion der Temperaturdifferenz zwischen Zu
luft und Raumluft entsprechend einer fest einstellbaren
Steuerkurve bewirken.
Die DE-OS 22 22 049 beschreibt eine Lufteinblasvorrich
tung für eine Klimaanlage, bei der die Ausblasrichtung eines
Luftauslasses in Abhängigkeit vom Signal eines Drucksensors
verändert wird. Der Luftauslaß bläst dabei die Luft im we
sentlichen horizontal, beispielsweise von der Wand eines
Raumes aus, in den Raum hinein. In Abhängigkeit vom Signal
des Drucksensors wird die Abweichung der Ausblasrichtung von
der Horizontalen verändert, damit auch bei sich ändernden
Strömungsgeschwindigkeiten der aus- bzw. eingeblasenen Zu
luft der gewünschte Strömungsverlauf erhalten wird. Ziel
eines solchen gewünschten Strömungsverlaufs kann es bei
spielsweise sein, einen bestimmten Teil des Raums gezielt
und gesteuert zu belüften.
Steuerung heißt hier im Sinne der genormten Begriffe der
Steuerungs- und Regelungstechnik, daß eine Eingangsgröße
über eine Steuerkette eine Ausgangsgröße beeinflußt und die
Steuerkette bei auftretenden Steuerabweichungen keine Rück
meldung enthält, um die Steuerung zu verändern bzw. zu kor
rigieren. Demzufolge haben die bekannten Steuerungen den
Nachteil, daß für das Ausblasen des Zuluftstrahls mit einem
vorbestimmten, gewünschten Ausblaswinkel und mit einer dar
aus sich ergebenden Eindringtiefe nicht berücksichtigt wird,
wenn während des Betriebes der Lüftungs- und Klimaanlage Än
derungen des Zuluft-Volumenstromes (z. B. durch Veränderung
des Druckverlustes in Filtern, Klappen oder dergleichen der
Anlage oder durch eine betriebliche Regelung des Volumen
stromes) auftreten, die zusammen mit der nichtlinearen Über
tragungsfunktion der Drallerzeugungseinrichtung des
Dralluftverteilers ungewollte, unreglmäßige Abweichungen von
der gewünschten Luftverteilung (Ausblaswinkel und Eindring
tiefe) zur Folge haben.
Die Erfindung hat daher zur Aufgabe eine Verfahrensweise
zu schaffen, mit der bei Luftverteilern, insbesondere bei
Dralluftverteilern unter Berücksichtigung der Temperaturdif
ferenz zwischen Zuluft und Raumluft, des Volumenstromes und
der Übertragungsfunktion des Luftverteilers eine für die un
terschiedlichsten Betriebsbedingungen der Lüftungs- und Kli
maanlage optimale Regelung, z. B. eine kontinuierliche oder
eine diskrete Regelung unter Anwendung von Mikroprozessoren,
vorgenommen werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angege
benen Merkmale gelöst.
In der in erster Linie für Dralluftverteiler vorgesehe
nen Konkretisierung ihres Prinzips wird zur Einstellung und
Regelung eines vorbestimmten Ausblas- bzw. Ausbreitungswin
kels des Zuluftstrahls und einer daraus sich ergebenden Ein
dringtiefe des Zuluftstrahls vom Dralluftverteiler in den
Gebäuderaum aus dem durch Messung ermittelten Volumenstrom
der Zuluft, aus der Raumtemperatur und der Zulufttemperatur
sowie aus den geometrischen Daten (Ausblashöhe, Düsendurch
messer, konstruktionsabhängige Konstante) des angewendeten
Dralluftverteilers derjenige Solldruck als die Führungsgröße
der Regelung berechnet, bei dessen Vorhandensein im Zentrum
der Auslaßdüse des Dralluftverteilers dieser einen Zuluft
strom mit dem gewünschten Ausblaswinkel und der gewünschten
Eindringtiefe erzeugt. Im Zentrum der Auslaßdüse wird der
effektiv herrschende Druck gemessen und dieser als die Re
gelgröße der Regelung mit dem Solldruck verglichen. Die Ab
weichung der Regelgröße von der Führungsgröße wird einem
Regler zugeführt, welcher entsprechend der Übertragungsfunk
tion der Regelstrecke des Dralluftverteilers durch Verstel
len der Drallerzeugungseinrichtung des Dralluftverteilers
die Regelung des effektiven Druckes bewirkt.
In der Zeichnung ist das erfindungsgemäße Regelverfahren
schematisiert mit einem Signalflußplan dargestellt. Das
Rechteck 1 symbolisiert den am Anfang des geschlossenen Wir
kungsablaufs der Regelung stehenden Rechenvorgang in der
z. B. eine analoge Elektronik oder einen Mikroprozessor ent
haltenden Regelvorrichtung, der die Raumlufttemperatur, Zu
lufttemperatur und der Volumenstrom eingegeben werden. Die
Messung des Volumenstromes kann direkt als Wirkdruckmessung
innerhalb des Dralluftverteilers oder bei einem Lüftungs
system mit variablem Volumenstrom von dem Volumenstromregler
erfaßt werden. Ferner werden der Vorrichtung geometrische
Daten eingegeben, die für die Ausbreitung des Zuluftstrahls
von Bedeutung bzw. bestimmend sind. Hierzu gehören in erster
Linie die räumliche Ausblashöhe, der Durchmesser der Auslaß
düse des Dralluftverteilers und eine konstruktionsbedingte
Konstante, die für verschiedene Luftverteilersysteme unter
schiedlich ist und für ein bestimmtes Luftverteilersystem
durch Messungen bei verschiedenen Betriebspunkten ermittel
bar ist. Aus den eingegebenen Größen wird mittels in der
Lüftungs- und Klimatechnik bekannter Algorithmen die Füh
rungsgröße W der erfindungsgemäßen Regelung berechnet. Die
Führungsgröße W gibt denjenigen Solldruck des Zuluftstrahls
wieder, der im Zentrum der Auslaßdüse des Dralluftverteilers
herrschen müßte, damit der Dralluftverteiler mit seiner
Drallerzeugungseinrichtung einen gewünschten Ausblaswinkel
erzeugt und bei diesem Ausblaswinkel der Zuluftstrahl die
gewünschte Eindringtiefe in den Gebäuderaum hat. Mit der Be
rechnung der Führungsgröße W aus den eingegebenen Daten mit
tels der bekannten Algorithmen wird für die Ausbreitung des
Zuluftstrahls auch berücksichtigt, daß bei einem eingestell
ten Ausblaswinkel die Eindring
tiefe auch von der Bewegungsenergie des Zuluftstrahls ab
hängt und durch den Temperaturunterschied und damit Dich
teunterschied zwischen Zuluft und Raumluft eine die Luft
verteilung beeinflussende Auftriebskraft oder Sinkkraft
entsteht. Aus der als Solldruck berechneten Führungsgröße
W und aus der mit der erfindungsgemäßen Regelung zu be
einflussenden Regelgröße X wird an der mit dem Kreis 2
symbolisierten Funktionsstelle des Regelkreises ein Ver
gleich gebildet, der als Eingang in einen Regler 3 dient.
Dieser Regler 3 bewirkt mit einer Stellgröße Y entsprechend
der mit dem Rechteck 4 symbolisierten Übertragungsfunk
tion des Dralluftverteilersystems die Einregulierung der
Regelgröße X. Als Regelgröße X wird der im Zentrum der
Auslaßdüse des Dralluftverteilers herrschende und für die
Durchführung der Regelung zu messende Gesamtdruck des
Zuluftstrahls herangezogen. Da die effektive Messung der
Eindringtiefe oder des Ausblaswinkels des Zuluftstrahls
praktisch nicht durchführbar ist, wird erfindungsgemäß
der in der Auslaßdüse herrschende effektive Druck als
Regelgröße gewählt, der sich auch fortlaufend messen und
für den Vergleich mit der Führungsgröße erfassen läßt.
Der ermittelte effektive Druck wird über einen mit dem
Rechteck 5 symbolisierten Meßumformer bzw. Drucktrans
mitter, der den ermittelten effektiven Druck in ein mit
der Führungsgröße W vergleichbares Signal (z. B. Span
nungssignal in Volt) umwandelt, dem Vergleichseingang
2 des Reglers 3 zugeleitet.
Mit der für alle Betriebsbedingungen optimalen Regelung
des Ausblaswinkels und der Eindringtiefe des Zuluftstrahls
führt das erfindungsgemäße Regelverfahren auch zu dem
Vorteil, daß die Belüftung unter den unterschiedlichsten
Betriebsbedingungen mit einem sehr hohen Wirkungsgrad
erfolgt und dadurch die Energiekosten (insbesondere Heiz
kosten) wie auch die Investitionskosten gesenkt werden
können.
Das Prinzip des erfindungsgemäßen Regelungsverfahrens ist
auch bei anderen Luftverteilern anwendbar, die auf andere
Weise als mit einer Drallerzeugung die Richtung und die
Reichweite des Zuluftstrahls verändern und bei denen
dann statt im Zentrum der Auslaßdüse eines Dralluftver
teilers der effektive Druck als die mit der berechneten
Führungsgröße zu vergleichende Regelgröße an einem an
deren maßgebenden Ort des Luftverteilers oder dessen Aus
laßdüse gemessen wird.
Claims (2)
1. Verfahren zum Regeln von Luftverteilern als Luftaus
laß von Lüftungs- und Klimaanlagen, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Einstellung und Regelung einer vor
bestimmten Richtung und Reichweite des Zuluftstrahls
aus dem durch Messung ermittelten Volumenstrom der
Zuluft, aus der Raumtemperatur und der Zulufttempe
ratur sowie aus den geometrischen Daten (Ausblashöhe,
Düsendurchmesser, konstruktionsabhängige Konstante)
des angewendeten Luftverteilers derjenige Solldruck
als die Führungsgröße der Regelung berechnet wird, bei
dessen Vorhandensein am maßgebenden Ort des Luftver
teilers von diesem ein Zuluftstrom mit der gewünschten
Richtung und Reichweite erzeugt wird, daß an dem maß
gebenden Ort des Luftverteilers der effektiv herrschen
de Druck gemessen wird und dieser als die Regelgröße
der Regelung mit dem Solldruck verglichen wird und
die Abweichung der Regelgröße von der Führungsgröße
einem Regler zugeführt wird, welcher entsprechend der
Übertragungsfunktion der Regelstrecke des Luftvertei
lers durch Verstellen des Luftverteilers die Regelung
des effektiven Druckes bewirkt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Regeln von Dralluftver
teilern als Luftauslaß von Lüftungs- und Klimaanlagen,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung und Rege
lung eines vorbestimmten Ausblaswinkels
des Zuluftstrahls und einer daraus sich ergebenden
Eindringtiefe des Zuluftstrahls vom Dralluftverteiler
in den Gebäuderaum aus dem durch Messung ermittelten
Volumenstrom der Zuluft, aus der Differenz zwischen
Raumtemperatur und Zulufttemperatur sowie aus den geo
metrischen Daten (Ausblashöhe, Düsendurchmesser, kon
struktionsabhängige Konstante) des angewendeten Drall
luftverteilers derjenige Solldruck als die Führungsgrö
ße der Regelung berechnet wird, bei dessen Vorhanden
sein im Zentrum der Auslaßdüse des Dralluftverteilers
dieser einen Zuluftstrom mit dem gewünschten Ausblas
winkel und der gewünschten Eindringtiefe erzeugt, und
daß im Zentrum der Auslaßdüse der effektiv herrschende
Druck gemessen wird und der effektive Druck als die Regel
größe der Regelung mit dem Solldruck verglichen wird und
die Abweichung der Regelgröße von der Führungsgröße einem
Regler zugeführt wird, welcher entsprechend der über
tragungsfunktion der Regelstrecke des Dralluftverteilers
durch Verstellen der Drallerzeugungseinrichtung des Drall
luftverteilers die Regelung des effektiven Druckes be
wirkt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3936094A DE3936094C2 (de) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | Verfahren zum Regeln von verstellbaren Luftverteilern als Luftauslaß von Lüftungs- und Klimaanlagen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE3936094A DE3936094C2 (de) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | Verfahren zum Regeln von verstellbaren Luftverteilern als Luftauslaß von Lüftungs- und Klimaanlagen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3936094A1 DE3936094A1 (de) | 1991-05-02 |
DE3936094C2 true DE3936094C2 (de) | 1998-11-26 |
Family
ID=6392520
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE3936094A Expired - Fee Related DE3936094C2 (de) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | Verfahren zum Regeln von verstellbaren Luftverteilern als Luftauslaß von Lüftungs- und Klimaanlagen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3936094C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE29922899U1 (de) | 1999-12-30 | 2000-03-02 | Sehon, Tiemo, 75391 Gechingen | Vorrichtung zum Regeln des Druckes in einem Arbeitsraum, insbesondere in Lackierkabinen |
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EP0104435A2 (de) * | 1982-09-23 | 1984-04-04 | Hoval Interliz Ag | Vorrichtung zum Einleiten der Luft aus Lüftungs- oder Klimaanlagen in Gebäuderäume |
EP0165175A2 (de) * | 1984-06-12 | 1985-12-18 | Fläkt Aktiebolag | Abzug und Lüftungsanlage, regelbar in Abhängigkeit von der Temperatur und dem Feuchtigkeitsgrad des Luftstroms |
-
1989
- 1989-10-30 DE DE3936094A patent/DE3936094C2/de not_active Expired - Fee Related
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DE29922899U1 (de) | 1999-12-30 | 2000-03-02 | Sehon, Tiemo, 75391 Gechingen | Vorrichtung zum Regeln des Druckes in einem Arbeitsraum, insbesondere in Lackierkabinen |
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DE3936094A1 (de) | 1991-05-02 |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8128 | New person/name/address of the agent |
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D2 | Grant after examination | ||
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |