DE4007418A1

DE4007418A1 - Ventilation system for room - reinforces convection current induced by room radiator

Info

Publication number: DE4007418A1
Application number: DE4007418A
Authority: DE
Inventors: Hans Hermann Prof Dipl Boiting
Original assignee: Mueller E & Co GmbH
Current assignee: Mueller E & Co GmbH
Priority date: 1990-03-09
Filing date: 1990-03-09
Publication date: 1991-09-12

Abstract

A room has a window (8) on one side wall with a radiator installed below the window. A convection current (5) causes air to rise vertically from the radiator (4) and then flows below the ceiling to the room outlet (7) on the wall opposite to the window. - This convective flow is reinforced by forming an air inlet (1) just below the outlet (7). The flow (6) of air below the ceiling deflects the incoming air downwards and heats it to form a downward flow (2) of air which flows over the floor to the radiator (4).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Belüftung und/oder Klimatisierung von Räumen, denen über Luftauslässe Luft zugeführt wird.The invention relates to a method and an arrangement for ventilation and / or air conditioning of rooms that Air is supplied via air outlets.

In der Klimatechnik ist eine Vielzahl von Luftführungs systemen bekannt, die eine Raumströmung nach dem Mi schungs- oder Verdrängungsprinzip bewirken.In air conditioning technology there is a multitude of air ducts systems known that a room flow after the Mi effect or displacement principle.

Beim Mischungsprinzip wird die Zuluft mit großem Aus trittsimpuls unter Nutzung des Coanda-Effektes tangen tial zur Raumdecke ausgeblasen und an den raumbegren zenden Wänden zu einer walzenförmigen Raumströmung um gelenkt. Als Alternative zum tangentialen Luftführungs system kann das Mischungsprinzip auch durch eine diffu se Strahlführung verwirklicht werden. Hierbei werden in der Raumdecke hochinduktive Luftauslässe flächendeckend angeordnet. Großräumige Walzenströmungen werden zwar vermieden, jedoch im Bereich jedes einzelnen Auslasses bilden sich wegen der hohen Induktion Rückströmungsge biete, die zu räumlich begrenzten Walzenströmungen führen. With the mixing principle, the supply air is switched off with a large amount Tang impulse using the Coanda effect blown tial to the ceiling and at the room border walls to form a cylindrical flow of space directed. As an alternative to tangential air routing system, the mixing principle can also be diffused beam guidance can be realized. Here, in covering the ceiling of the room with highly inductive air outlets arranged. Large-scale roll flows are indeed avoided, but in the area of each individual outlet form backflow due to the high induction offer that to spatially limited roller flows to lead.

Die tangentiale Luftführung nach dem Mischungsprinzip führt im Aufenthaltsbereich zu großen Turbulenzgraden, die die Behaglichkeit einschränken. Außerdem ist eine Luftführung aus Gründen der Raumthermik nur von der Fensterseite eines Raumes möglich, wobei die luftfüh renden Rohre entweder über der Decke oder unter dem Fußboden verlegt werden müssen, was entsprechend große Bauhöhen der Räume mit abgehängten Decken erfordert. Auch die diffuse Strahlführung verursacht relativ hohe Turbulenzgrade im Aufenthaltsbereich und erfordert ebenfalls große Bauhöhen der Räume mit abgehängten Decken, da zur flächendeckenden Versorgung des Raumes mit Zuluft die Luftkanäle über der Decke verlegt werden müssen.Tangential air flow based on the mixing principle leads to high levels of turbulence in the living area, that limit comfort. Besides, one is Air routing from the room thermals only Window side of a room possible, the air duct pipes either above the ceiling or under the Floor must be laid, which is correspondingly large Height of the rooms with suspended ceilings required. Diffuse beam guidance also causes relatively high levels Turbulence levels in the lounge area and required also large heights of the rooms with suspended Ceilings, since they are used to supply the entire room with supply air, the air ducts are laid over the ceiling have to.

Eine Luftführung nach dem Verdrängungsprinzip ist unter dem Begriff Quellüftung bekannt. Hierbei wird im Boden bereich aus einer Wand turbulenzarme Zuluft mit gerin ger Untertemperatur und sehr kleiner Geschwindigkeit dem Raum zugeführt. Aus dem sich am Boden bildenden Kaltluftsee wird die Luft an den Wärmequellen durch Auftrieb nach oben transportiert. In einem begrenzten Raumbereich kann hierdurch Zugfreiheit gewährleistet werden.An air duct according to the displacement principle is below known as spring ventilation. This is in the ground area from a wall low-turbulence supply air with low low temperature and very low speed fed into the room. From the one that forms on the ground Cold air lake is through the air at the heat sources Buoyancy transported upwards. In a limited This allows the room area to be draft-free will.

Die Quellüftung gewährleistet zwar in einem genügend großen Abstand vom Auslaß Zugfreiheit, verursacht aber über die Raumhöhe einen sehr großen Temperaturgradien ten mit sehr niedrigen Temperaturen am Boden und hohen Temperaturen im Kopfbereich bzw. unter der Decke. Aus diesem Grunde bleibt die zulässige Kühlleistung eines solchen Systems begrenzt und der Einsatzbereich wird erheblich eingeschränkt.The source ventilation ensures in one sufficient large distance from the outlet draft, but causes a very large temperature gradient over the room height with very low temperatures on the ground and high ones Temperatures in the head area or under the blanket. Out for this reason, the permissible cooling capacity remains one Such a system is limited and the area of application is limited significantly restricted.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch bei großen Kühlleistungen im Aufenthaltsbereich größere Turbulenzgrade zu vermeiden und thermische Behaglich keit zu gewährleisten.The invention is based, also with the task large cooling capacities in the lounge area larger Avoid degrees of turbulence and thermal comfort guarantee.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zuluft mit geringer Raumeindringtiefe eingeblasen und einer Raumströmung unterworfen wird, deren notwen dige Energie aus den thermischen Kräften der Zuluft und den im Raum vorhandenen Wärmequellen gewonnen wird, wo bei zweckmäßigerweise die Temperatur der Zuluft kleiner oder gleich der Temperatur der Raumluft gehalten wird. Die Temperatur der Zuluft kann automatisch in Abhängig keit von der Temperatur der Raumluft geregelt werden.This object is achieved in that the supply air is blown in with a low penetration depth and subjected to a flow of space, the need for which energy from the thermal forces of the supply air and the heat sources available in the room is obtained where at suitably the temperature of the supply air is lower or is kept equal to the temperature of the room air. The temperature of the supply air can be automatically dependent be controlled by the temperature of the room air.

In Ausgestaltung der Erfindung sind im oberen Teil einer Raumwand mehrere gleichmäßig verteilt angeordnete Luftauslässe vorgesehen. Vorteilhafterweise sind die Luftauslässe in der der Fensterfront gegenüberliegenden Raumwand angeordnet. Bei einer bevorzugten Ausführung sind zur Absaugung der Abluft im oberen Bereich einer Raumwand Absaugvorrichtungen angeordnet, zweckmäßiger weise oberhalb der Luftauslässe für die Zuluft.In an embodiment of the invention are in the upper part a room wall several evenly distributed Air outlets provided. These are advantageously Air outlets in the opposite of the window front Room wall arranged. In a preferred embodiment are used to extract exhaust air in the upper area Room wall suction devices arranged, more appropriate wise above the air outlets for the supply air.

Durch die Erfindung werden neben einer thermischen Be haglichkeit auch die Baukosten für den Einbau der Be lüftung und/oder der Klimatisierung reduziert. Da die Zuluft nicht von der Decke, dem Fußboden oder der Fen sterfront aus in den Raum eingeblasen wird, sondern von einer Raumseite aus, die im allgemeinen parallel zum Flur oder parallel zu einem anderen Nutzraum liegt, können die luftführenden Kanäle mit ihren Abzweigungen ohne Störwirkung in den zu belüftenden Raum geführt werden, wodurch sich eine Reduzierung der Raumhöhe er gibt.In addition to a thermal loading Convenience also the construction costs for the installation of the Be ventilation and / or air conditioning reduced. Since the Do not supply air from the ceiling, floor or window is blown into the room from the front, but from a room side, which is generally parallel to the Corridor or parallel to another usable space, can the air ducts with their branches led into the room to be ventilated without interference be, thereby reducing the height of the room gives.

In der Regel werden im Sommer an der Fensterfront Auf triebsströmungen das Raumströmungsbild beeinflussen. Das gilt auch für den Winter, wenn unterhalb der Fen ster angeordnete Heizkörper durch ihre Auftriebsströ mung das Raumströmungsbild bestimmen.As a rule, the window front is open in summer drive currents influence the room flow pattern. This also applies to winter when below the fen most arranged radiators by their buoyancy currents determination of the room flow pattern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich nung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrie ben. Die einzige Figur zeigt schematisch den Strömungs verlauf innerhalb eines Raumes.An embodiment of the invention is in the drawing shown and will be described in more detail below ben. The only figure shows schematically the flow run within a room.

Die natürliche Raumströmung wird dadurch unterstützt, daß an der der Fensterfront 8 gegenüberliegenden Raum wand 9 in deren oberen Teil, zweckmäßigerweise unmit telbar in Deckennähe, kältere Zuluft durch hochindukti ve Luftauslässe 1 mit geringer Eindringtiefe so einge blasen wird, daß wärmere Deckenluft 6 in hohem Maße in duziert wird und sich die im Mittel kältere Mischluft 2 durch Abtriebskräfte entlang der Raumwand 9 in einer bis zu etwa 0,5 m dicken Schicht nach unten bewegt. Die auf diese Weise entstehende Raumströmung, gebildet durch die Auftriebsströmung 5 oberhalb der Heizkörper 4 an der Fensterfront 8 und der Abtriebsströmung durch die kältere Mischluft 2 entlang der Raumwand 9, ist nicht wie bei der tangentialen Mischlüftung durch den Strahlimpuls, sondern durch die thermischen Kräfte im Raum bestimmt. Die Raumströmung wird durch Absaugvor richtungen für die Abluft 7 unterstützt, die oberhalb der Luftauslässe 1 angeordnet sind. Im Fall großer Kühllasten kann die abgesaugte Abluft 7 mit Hilfe ge eigneter Kühler unmittelbar zurückgekühlt und der Zu luft wieder beigemischt werden.The natural flow of the room is supported by the fact that wall 9 on the opposite side of the window front 8 , in its upper part, expediently immediately near the ceiling, cooler supply air is blown in through high-induction air outlets 1 with a shallow depth of penetration so that warmer ceiling air 6 to a high degree is induced and the mixed air 2 , which is colder on average, moves downward in a layer of up to approximately 0.5 m thick due to output forces along the room wall 9 . The resulting room flow, formed by the buoyancy flow 5 above the radiators 4 on the window front 8 and the output flow through the colder mixed air 2 along the room wall 9 , is not like the tangential mixed ventilation by the jet pulse, but by the thermal forces in the Room determined. The room flow is supported by suction devices for the exhaust air 7 , which are arranged above the air outlets 1 . In the case of large cooling loads, the extracted exhaust air 7 can be directly cooled back with the aid of suitable coolers and the air can be admixed again.

Als Luftauslässe 1 können u. a. Schlitz- oder Drallaus lässe eingesetzt werden, wobei die Eindringtiefe und die Induktion der Zuluft den räumlichen Verhältnissen anzupassen ist. Die Zuluftstrahlen sind zwar im Gegen satz zur Quellüftung grundsätzlich hochturbulent, er zeugen aber wegen ihrer geringen Eindringtiefe keine großräumigen Wirbelstrukturen, die im Aufenthaltsbe reich zu unerwünschten Turbulenzen führen könnten. Die hohe Induktion der Zuluftstrahlen erlaubt große Tempe raturdifferenzen zwischen Zuluft und Abluft 7 und somit auch große Kühllasten im Gegensatz zur Quellüftung.As air outlets 1 , slot or swirl outlets can be used, the penetration depth and the induction of the supply air being adapted to the spatial conditions. In contrast to displacement ventilation, the supply air jets are generally highly turbulent, but due to their shallow depth of penetration they do not produce large-scale vortex structures that could lead to undesirable turbulence in the area. The high induction of the supply air jets allows large temperature differences between supply air and exhaust air 7 and thus also large cooling loads in contrast to the source ventilation.

Die im Mittel kältere Mischluft 2, die infolge von Ab triebskräften entlang der Raumwand 9 abfällt, induziert auf ihrem Wege weiterhin wärmere Raumluft und erreicht in Bodennähe eine mittlere Temperatur, die nur gering fügig unterhalb der mittleren Raumtemperatur liegt, und vermeidet somit im Gegensatz zur laminaren Quellüftung die Bildung eines ausgeprägten Kaltluftsees. Die Ge schwindigkeit der Mischluft 2 am Boden bleibt gering, da die Fallströmung am Boden durch die rechtwinklige Umlenkung einen Impulsverlust erfährt und der Strö mungsquerschnitt durch schwachturbulente Querströmun gen 3 aufgeweitet wird. The on average colder mixed air 2 , which drops as a result of driving forces along the room wall 9 , induces warmer room air on its way and reaches an average temperature near the floor, which is only slightly below the average room temperature, and thus avoids in contrast to the laminar one Spring ventilation the formation of a pronounced cold air lake. The speed of the mixed air 2 on the floor remains low since the downward flow on the floor experiences a loss of momentum due to the right-angled deflection and the flow cross section is expanded by low-turbulence transverse flows 3 .

Aufstellung der Bezugszeichen:List of reference symbols:

1 Luftauslässe
2 Mischluft
3 Querströmungen
4 Heizkörper
5 Auftriebsströmung
6 Deckenluft
7 Abluft
8 Fensterfront
9 Raumwand 1 air outlets
2 mixed air
3 cross flows
4 radiators
5 buoyancy flow
6 ceiling air
7 exhaust air
8 window front
9 room wall

Claims

1. A method for ventilation and / or air conditioning of rooms to which air is supplied via air outlets, characterized in that the supply air is blown in with a low penetration depth and is subjected to a room flow, the energy required from the thermal forces of the supply air and those in the room before Heat sources is obtained.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the temperature of the supply air is less than or equal to the temperature of the room air is maintained.

3. The method according to claim 2, characterized in that the temperature of the supply air automatically depends on controlled by the temperature of the room air becomes.

4. Arrangement for performing the method according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the upper part of a room wall ( 9 ) several evenly distributed air outlets ( 1 ) are provided.

5. Arrangement according to claim 4, characterized in that the air outlets ( 1 ) in the window front ( 8 ) opposite the room wall ( 9 ) are arranged.

6. Arrangement according to claim 4 or 5, characterized in that for the extraction of the exhaust air ( 7 ) in the upper region of a room wall ( 9 ) suction devices are arranged.

7. Arrangement according to one of claims 4 to 6, characterized in that the devices for extracting the exhaust air ( 7 ) above the air outlets ( 1 ) are arranged for the supply air.