DE4031113C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einkanal-Klimaanlage mit variablem Volumenstrom zur jeweils getrennten Regelung der Temperatur in mehreren Räumen mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Es ist eine Einkanal-Klimaanlage dieser Art bekannt (Recknagel, Sprenger, Hönmann: "Taschenbuch für Heizung+Klimatechnik" 1986/87, S. 898), bei welcher der Volumenstrom durch Erfassen des Druckes im Hauptkanal und Regeln auf einen Solidruckwert geregelt wird.

Eine Einkanal-Klimaanlage für mehrere Räume mit Volumenstrommeßeinrichtungen in jedem Raum ist bekannt (US-PS 44 06 397).

Schließlich ist in raumlufttechnischen Anlagen bekannt, den Differenzdruck zwischen Eingangs- und Ausgangsseite eines Gebläses mittels zweier Absolutdruckfühler zu erfassen (DE 37 03 401 A1).

Wenn bei der zuerst geschilderten bekannten Klimaanlage der Druck der Zuluft im Eintritt des Hauptkanals gemessen und der Betrieb des Gebläses auf der Basis dieser Messung geregelt wird, ist es schwierig, für jeden Raum eine Feinregelung der Zuluft und infolgedessen eine Feintemperaturregelung in jedem Raum zu erreichen, weil dabei das Vorhandensein einer Druckverlustdifferenz in den Zweigkanälen unberücksichtigt bleibt.

Ein Beispiel für die bekannte Einkanal-Klimaanlage ist in "REITO KUCHO BINRAN" (neueste Auflage, 4. Abdruck, Abschnitt "Application") von NIHON REITO KYOKAI beschrieben. Der Betrieb der konventionellen Einrichtung wird nachstehend auf der Grundlage der Abbildung 2 · 10(a) erläutert, die auf S. 41 von Kap. 2 "AIR CONDITIONING SYSTEM" des oben genannten Artikels beschrieben ist.

Fig. 6 der beiliegenden Zeichnungen zeigt schematisch den Aufbau der bekannten Einkanal-Klimaanlage.

In Fig. 6 sind mit 1 zu klimatisierende Räume bezeichnet, von denen in der Figur vier gezeigt sind. Eine Raumeinheit 2 ist in der Decke oder dergleichen der klimatisierten Räume 1 angeordnet und dient als Zuluftquelle zur wahlweisen Förderung von gekühlter bzw. erwärmter Luft. Ein Luftfilter 3 entfernt Schmutz und Staub aus der Luft und reinigt sie dadurch. Ein Wärmetauscher 4 kann die Zuluft wahlweise kühlen und erwärmen. Ein Gebläse 5 fördert gekühlte oder erwärmte Luft zu den Räumen. Die Raumeinheit 2 besteht aus dem Luftfilter 3, dem Wärmetauscher 4 und dem Gebläse 5. Ein Hauptkanal 6 geht vom Auslaß der Raumeinheit 2 aus. Eine Vielzahl von Zweigkanälen 7 zweigt vom Hauptkanal 6 zu den klimatisierten Räumen 1 ab, und ihre Anzahl entspricht derjenigen der Räume. Zuluftstelleinheiten 8 der Drosselbauart sind in den jeweiligen Zweigkanälen 7 angeordnet und können die Luftmenge bzw. den Luftvolumenstrom zu den jeweiligen klimatisierten Räumen verstellen. Klappen 9 sind in den entsprechenden Zuführluftstelleinheiten 8 schwenkbar angeordnet. Austrittsöffnungen 10 sind an den Enden der jeweiligen Zweigkanäle 7 angeordnet. Ansaugöffnungen 11 sind jeweils in einem unteren Teil der Tür jedes klimatisierten Raums 1 gebildet. Eine Ansaugöffnung 12 ist in einem Deckenabschnitt eines Gangs gebildet, der außerhalb der klimatisierten Räume 1 liegt. Ein Einlaßkanal 13 dient als Verbindung zwischen der Ansaugöffnung 12 in der Decke und dem Einlaß der Raumeinheit 2. In den Räumen 1 sind jeweils Raumthermostate vorgesehen, welche zum Einstellen von Soll-Raumtemperaturen und der Messung von Ist- Raumtemperaturen dienen. Ein Temperaturfühler 15 ist im Hauptkanal 6 angeordnet und mißt die Temperatur der vom Gebläse 5 geförderten Klimaluft. Ein Druckfühler 16 ist im Hauptkanal 6 angeordnet und mißt den durch die geregelte Luftförderung vom Gebläse 5 bewirkten Winddruck. Eine Wärmequelle 17, z. B. eine Wärmepumpe, ist an den Wärmetauscher 4 angeschlossen und steuert den Wärmeübertragungsbetrieb des Wärmetauschers 4.

Die bekannte Einkanal-Klimaanlage führt die wahlweise im Wärmetauscher 4 gekühlte oder erwärmte Zuluft den einzelnen Räumen 1 durch den Hauptkanal 6 und/oder die Zweigkanäle 7 zu, und die Zuführluftstelleinheiten 8 vom Drosseltyp dienen als Zuluftsteller und sind in den jeweiligen Zweigkanälen 7 angeordnet, um die Menge der gekühlten oder erwärmten Luft zu den jeweiligen klimatisierten Räumen 1 durch Verstellen der Öffnungswinkel der Klappen 9 einzustellen.

Nachstehend wird der Betrieb dieser so aufgebauten Klimaanlage beschrieben.

Der Öffnungswinkel der Klappe 9 jeder Zuluftstelleneinheit 8 wird jeweils geeignet eingestellt, und zwar in Abhängigkeit von einer Temperaturdifferenz zwischen einer vom Benutzer an jedem Raumthermostat 14 eingestellten Soll-Raumtemperatur und der vom Raumthermostat zu diesem Zeitpunkt gemessenen Ist-Raumtemperatur. Der Druck im Hauptkanal 6 ist je nach den Öffnungswinkeln der Klappen 9 veränderlich. Eine Druckänderung im Hauptkanal wird vom Druckfühler 16 aufgenommen. Auf der Basis dieses Meßwerts kann die vom Gebläse 5 erzeugte Luftmenge so eingestellt werden, daß ein vorbestimmter Solldruck erreicht wird. Ferner kann die Änderung der Luftmenge zu einer Änderung der Temperatur der Zuluft am Auslaß des Wärmetauschers 4 führen. Die Temperaturänderung der Luft am Auslaß des Wärmetauschers 4 wird vom Temperatursensor 15 aufgenommen, und die Leistung der Wärmequelle 17 kann zur Erzielung einer vorbestimmten Soll-Temperatur der Klimaluft geregelt werden.

Eine solche Regelung sorgt dafür, daß die Zuluft im wesentlichen mit einer gewünschten Temperatur und ferner in einem gewünschten Volumenstrom aus den Austrittsöffnungen 10 in die Räume 1 gefördert wird, wobei die genannten Größen von der Wärmebelastung in den jeweiligen klimatisierten Räumen 1 abhängen. Die Luft, die das Innere der jeweiligen klimatisierten Räume 1 wahlweise gekühlt oder beheizt hat, strömt durch einen Raum wie etwa einen Gang aus den in den Türen gebildeten Ansaugöffnungen 11 und in die in der Decke vorgesehene Ansaugöffnung 12. Dann kehrt sie durch den Ansaugkanal 13 zur Raumeinheit 2 zurück. Die zur Raumeinheit zurückgeströmte Luft wiederholt gleichartige Strömungsvorgänge entsprechend dem vorstehend angegebenen Betrieb.

Wie vorstehend erläutert, wird bei der konventionellen Einkanal- Klimaanlage der optimale Wert der Zulufttemperatur und der optimale Wert des Zuluftdrucks in Abhängigkeit von der Änderung der Wärmebelastungen in den jeweiligen klimatisierten Räumen 1 bestimmt. Die Kapazität der Wärmequelle 17 und des Gebläses 5 kann so geregelt werden, daß jeder Optimalwert im wesentlichen konstant wird.

Eine Regelung, bei welcher der Volumenstrom der Zuluft durch das Gebläse 5 auf der Basis von am Eintritt des Hauptkanals 6 gemessenen Drücken geregelt wird, um den Druck an dieser Stelle konstant zu halten, kann jedoch die Volumenströme, die durch die jeweiligen Zweigkanäle in die jeweiligen Räume 1 strömen, nicht in geeigneter Weise aufrechterhalten, weil die Zweigkanäle voneinander verschiedene Zuluftwiderstände aufweisen.

Wenn ferner die Zweigkanäle aufgrund von unsachgemäßem Einbau die Luftzufuhr behindern, etwa durch eine Verformung des Kanalquerschnittes oder infolge von Fremdmaterialien in den Kanälen, ist es besonders schwierig, einen geeigneten Zuluftvolumenstrom zu jedem Raum 1 zu unterhalten.

Die JP-PS 47 497/1985 zeigt eine Klimaanlage, deren Betrieb unabhängig von einer Druckänderung im Hauptkanal 6 durchgeführt wird. Dieses System weist die Funktion eines Windgeschwindigkeitssensors für Volumenstromstelleinheiten an den Auslaßöffnungen der Kanäle des Systems auf, um das Gebläse 5 und dergleichen zu steuern. Wenn bei diesem System die Zuluftstelleinheit mit den schlechtesten Luftzuführbedingungen aufgrund des vollständigen Öffnens ihre Klappe 9 einen Ausgangs-Volumenstrom unterhalb eines vorgegebenen Volumenstromes liefert, wird auf der Basis der Erfassung dieses Volumenstromes der vom Gebläse 5 gelieferte Volumenstrom erhöht. Auf diese Weise kann das Gebläse 5 jederzeit so gesteuert werden, daß die Kapazität zumindest ausreichend ist.

Mit der vorstehend angegebenen Lösung ist zwar an jeder Auslaßöffnung ein gewünschter Volumenstrom zu erhalten, aber die Volumenstromstelleinheiten usw. sind komplex und sehr teuer, was auf das Vorhandensein der Windgeschwindigkeitssensoren zurückzuführen ist. Die Anzahl Endgeräte bei einer solchen Klimaanlage beträgt normalerweise ca. 5-15. Es ist ein ausgesprochen wesentlicher Faktor, ob die Kosten der Endgeräte hoch oder wirtschaftlich vertretbar sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einkanal-Klimaanlage der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, bei deren Regelung die unterschiedlichen Widerstände in den Zweigkanälen berücksichtigt werden und die gleichwohl einen einfachen Aufbau hat.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch Anspruch 1 gelöst.

Bei der Klimaanlage nach der Erfindung ändert im Test- oder Initialisierungsbetrieb die Klappensteuereinrichtung den Öffnungswinkel der Klappe jeder Zuluftstelleinrichtung allmählich, während gleichzeitig die übrigen Klappen vollständig geschlossen gehalten werden.

Zu diesem Zeitpunkt mißt die Volumenstrommeßeinrichtung den Volumenstrom des Gebläses, und die Differenzdruckmeßeinrichtung mißt den Differenzdruck zwischen der Auslaß- und der Einlaßseite der Raumeinheit. Der Rechner ermittelt eine tabellen- oder formelartige Beziehung auf der Basis der Öffnungswinkelinformation der Klappen von der Klappensteuereinrichtung, der Volumenstrominformation von der Volumenstrommeßeinrichtung und der Differenzdruckinformation von der Differenzdruckmeßeinrichtung. Diese Folge von Operationen wird entsprechend der Anzahl der Zuführluftstelleinrichtungen wiederholt, so daß sequentiell Informationen bezüglich der Regelung des Zuluftdifferenzdruckes und des Öffnungswinkels der Klappen der Zuluftstelleinrichtungen für die Förderung eines vorbestimmten Volumenstromes zu den jeweiligen Zweigkanälen akkumuliert wird. Andererseits werden im praktischen Betrieb (Kühl- und Heizbetrieb) die Gebläse und die Öffnungswinkel der Klappen der Zuluftstelleinrichtungen in geeigneter Weise auf der Basis solcher Informationen geregelt, so daß es möglich ist, den jeweiligen Räumen je nach ihrem vorgegebenen Volumenstrom wahlweise gekühlte oder erwärmte Luft zuzuführen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Übersicht, die den Gesamt­ aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels der Klimaanlage nach der Erfindung zeigt;

Fig. 2 ein Diagramm von Luftzuführcharakteristiken, um die im Gebrauch des ersten Ausführungsbei­ spiels verwendete Beziehung zwischen dem von einem Gebläse gelieferten Luftvolumen und Zu­ luftdruckdifferenzen aufzuzeigen;

Fig. 3 ein Flußdiagramm, das die Vorgänge beim Ver­ suchsbetrieb des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;

Fig. 4 ein Flußdiagramm, das die Regelvorgänge für das erste Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 5 eine schematische Übersicht des Gesamtaufbaus eines zweiten Ausführungsbeispiels der Klima­ anlage nach der Erfindung; und

Fig. 6 eine schematische Übersicht des Gesamtaufbaus der konventionellen Klimaanlage.

Die Übersicht von Fig. 1 zeigt den Gesamtaufbau des ersten Ausführungsbeispiels der Klimaanlage. Da die mit 2, 4-7 und 9 bezeichneten Teile denen der konventionellen Klimaanlage von Fig. 6 entsprechen, werden sie der Klarheit halber nicht nochmals erläutert. Ebenso wie die bekannte Klimaan­ lage umfaßt die Klimaanlage nach Fig. 1 eine zentrale Luft­ zuführeinrichtung, wobei der Wärmetauscher 4 Luft selektiv kühlt bzw. erwärmt, und die Klimaluft wird als gekühlte bzw. erwärmte Luft einer Vielzahl von Räumen 1 durch den Hauptkanal 6 und die Zweigkanäle 7 zugeführt; ferner umfaßt die Anlage Zuluftstelleinrichtungen, die in den jeweiligen Zweigkanälen 7 angeordnet sind und die Volumenströme der gekühlten oder erwärmten Luft zu den ent­ sprechenden Räumen 1 durch Verstellen der Öffnungswinkel der Klappen 9 einstellen. Da der Betrieb der Klimaanlage gemäß dem Ausführungsbeispiel in der prakti­ schen Betriebsart demjenigen der konventionellen Klimaan­ lage gleicht, wird nachstehend im einzelnen eine Initialisierungs- oder Versuchs­ betriebsart der Klimaanlage gemäß dem Ausführungsbeispiel erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Differenzdruckaufnehmer 18, der die Druckdifferenz zwischen der Auslaßluft und der Einlaßluft der Raumeinheit 2 erfaßt, wobei diese Raumeinheit aus dem Wärmetauscher 4 und dem Gebläse 5 besteht und diese beiden Komponenten die zentrale Zuluftspeiseeinrichtung bilden. Ein Volumenstromaufnehmer 19 ist am Beginn des Hauptkanals 6 an­ geordnet und erfaßt den Volumenstrom des Gebläses 5. Eine Klappensteuereinrichtung 20 verstellt die Öffnungswinkel der Klappen 9 in den jeweiligen Zuluftstelleinrichtungen. Die Klappen 9 sind mit Antrieben (nicht gezeigt) versehen, die jeweils unabhängig die Öffnungswinkel der Klappen 9 verstellen können. Jeder Antrieb wird in Abhängigkeit von einem Öffnungswinkelsignal von der Klappensteuereinrichtung 20 betätigt und verstellt so den Öffnungswinkel seiner zu­ gehörigen Klappe 9. Eine Volumenstrommeßeinrichtung 21 mißt den Ist-Volumenstrom auf der Basis eines Meßsignals vom Aufnehmer 19. Eine Differenzdruckmeßeinrichtung 22 mißt die Ist-Druckdifferenz zwischen der Auslaßluft und der Einlaßluft auf der Basis eines Meßsignals vom Differenzdruck­ aufnehmer 18. Ein Rechner 23 errechnet die Beziehung zwischen den durch die Zuluftstellein­ richtungen strömenden Volumenströmen, den Öffnungswinkeln der Klappen 9 und der Druckdifferenz zwischen der Auslaß- und der Einlaßluft auf der Basis der Ausgangssignale von der Differenzdruckmeßeinrichtung 22, der Volumenstrommeßeinrich­ tung 21 und der Klappensteuereinrichtung 20. Der Rechner 23 empfängt von der Volumenstrommeßeinrichtung 21 ein Volumenstrom-Meßsignal, von der Differenzdruckmeßein­ richtung 22 ein Druckdifferenz-Meßsignal und von der Klap­ pensteuereinrichtung 20 ein die jeweils betroffene Klappe betreffendes Öffnungswinkel-Ausgangssignal. Der Rechner 23 führt arithmetische und logische Operationen und eine Auswertung der Beziehung aus und bringt die Bezie­ hung in Tabellen- oder Gleichungsform, um dadurch den Zu­ luftwiderstand in den jeweiligen Zweigkanälen zu be­ rechnen.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird ein Beispiel der Funktio­ nen und Operationen des Rechners 23 der so auf­ gebauten Klimaanlage erläutert. Fig. 2 ist ein Diagramm von Luftzuführcharakteristiken, wobei die für den Betrieb des ersten Ausführungsbeispiels angewandte Beziehung des vom Gebläse gelieferten Volumenstroms zu der Druckdifferenz zwi­ schen der Auslaß- und der Einlaßluft gezeigt ist.

Auf der Ordinate in Fig. 2 ist der Differenzdruck der Zuluft P aufgetragen, die aus der vom Gebläse 5 zwischen der Aus­ laß- und der Einlaßluft der Raumeinheit 2 bewirkten Druck­ differenz ermittelt wird. Auf der Abszisse ist der Luft­ volumenstrom Qi aufgetragen. Die Charakteristik des Gebläses 5 ist als Vollinie gezeichnet. Widerstandskurven, die den Zuluftwiderstand in jedem der Zweigkanäle 7, die zu den entsprechenden Klappen 9 führen, bezeichnen, sind gestrichelt gezeichnet. Die durch die Vollinie gegebene Charakteristik wird erhalten, wenn die Gebläsedrehzahl auf einen vorbestimmten Wert festeingestellt ist. Die Wider­ standskurven, die den Zuluftwiderstand in dem Zweig­ kanal 7 usw. zeigen, ändern sich in der gezeigten Weise in Abhängigkeit vom Öffnungswinkel D der Klappe 9.

Im Fall der Anwendung solcher Charakteristiken wird der Öffnungswinkel D der Klappe 9 jeder Zuluftstelleinrich­ tung des ersten Ausführungsbeispiels allmählich schritt­ weise geändert, während gleichzeitig die übrigen Klappen 9 vollständig geschlossen gehalten werden. Die Beziehung zwi­ schen der Zuluftdruckdifferenz P, dem Luftvolumen Qi und dem Öffnungswinkel Di der Klappe 9 kann ermittelt wer­ den durch Messen der Volumenströme Qi1, Qi2 und Qi3 und der Zuluftdruckdifferenzen P1, P2 und P3 entsprechend jedem Volumenstrom, der durch diese schrittweise Änderung des Öff­ nungswinkels der Klappe 9 gegeben ist.

Wenn der Volumenstrom Qi1 und die Zuluftdruckdifferenz P1 ist, wird unter der Voraussetzung, daß der Öffnungswin­ kel einer der Klappen 9 Di ist und die übrigen Klappen 9 vollständig geschlossen gehalten sind, der Punkt 1 am Schnittpunkt der Zuluftcharakteristik des Gebläses 5 und der Widerstandskurve zu diesem Zeitpunkt ermittelt. Mit anderen Worten bezeichnet also P1 die vom Gebläse 5 zwi­ schen der Auslaß- und der Einlaßluft der Raumeinheit 2 her­ vorgerufene Druckdifferenz, und P1 ist außerdem gleich dem Zuluftwiderstand des die Klappe 9 enthaltenden Zweigkanals zu dem Zeitpunkt, zu dem der Volumenstrom Qi1 ist.

Gemäß der hier angegebenen Lösung kann der Zuluftwider­ stand im Kanal präziser als bei der konventionellen Lösung gefunden werden, bei der der Zuluftwiderstand nur auf der Grundlage des Drucks im Hauptkanal ermittelt wird. Denn bei der letztgenannten Lösung wird der Druck am Einlaß der Raumeinheit nicht berücksichtigt, und der Zuluftwider­ stand im Hauptkanal wird nur auf der Basis des Drucks am Auslaß der Raumeinheit ermittelt.

Der gleiche Vorgang wird in bezug auf die Klappen 9 der übrigen Zuluftstelleinrichtungen zugeführt, und die Beziehung zwischen der Zuluftdifferenz P, dem Volumenstrom Qi und dem Öffnungswinkel Di der Klappe in jedem Zweig­ kanal kann in Tabellenform oder Gleichungsform ge­ bracht werden.

Die so als Tabelle oder Gleichung erhaltenen Ergebnisse können entweder in bekannter Weise genützt werden zur Er­ mittlung der jeweiligen Volumenströme Q in bezug auf die Zuluftdruckdifferenz P und den Öffnungswinkel Di der Klappe jeder Zuluftstelleinrichtung; oder der jede Zu­ luftstelleinrichtung durchsetzende Volumenstrom kann vorgegeben werden, um den Öffnungswinkel Di jeder Klappe 9 in bezug auf die Zuluftdruckdifferenz P in der Raumein­ heit 2 zu ermitteln.

Der Rechner 23 ist vorgesehen, um eine auch bisher schon ge­ forderte exakte Zuluftregelung in den jeweiligen Räumen zu erreichen, indem die Leistung des Gebläses 5 auf der Basis des Volumenstroms und des Öffnungswinkels jeder Klappe 9 eingestellt wird. Eine Klimaanlage mit einem solchen Rechner 23 kann eine präzise Zuluftregelung in den jeweiligen zu klimatisierenden Räumen realisieren, ohne daß die entsprechenden Zuluftstelleinrichtungen mit einer Volumenstrommeßfunktion entsprechend der eingangs genannten JP-PS 47 497/1985 versehen sein müssen.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird nun der Betrieb des ersten Ausführungsbeispiels der Klimaanlage erläutert. Dieses Flußdiagramm zeigt den Betrieb in der Testbetriebsart. Dabei wird ein Mikrocomputer ver­ wendet, und die Testbetriebsart wird gewählt, um die Routine nach Fig. 3 aufzurufen. Eine Erläuterung der Steu­ erschaltung des Mikrocomputers entfällt.

Wenn die Betriebsart der Klimaanlage auf Testbetrieb umgeschaltet wird, wird die Steuerung der Klimaanlage ent­ sprechend der nachstehenden Routine durchgeführt: In Schritt S1 wird abgefragt, ob die Anlage im Test­ betrieb läuft. Bei NEIN wird die nachstehende Folge von Steuervorgängen nicht ausgei wird ein Mikrocomputer ver­ wendet, und die Testbetriebsart wird gewählt, um die Routine nach Fig. 3 aufzurufen. Eine Erläuterung der Steu­ erschaltung des Mikrocomputers entfällt.

Wenn die Betriebsart der Klimaanlage auf Testbetrieb umgeschaltet wird, wird die Steuerung der Klimaanlage ent­ sprechend der nachstehenden Routine durchgeführt: In Schritt S1 wird abgefragt, ob die Anlage im Test­ betrieb läuft. Bei NEIN wird die nachstehende Folge von Steuervorgängen nicht ausgeführt. Bei JA wird in Schritt S2 der Betrieb einer Wärmequelle (nicht gezeigt) unterbrochen, und in Schritt S3 wird das Gebläse 5 eingeschaltet. In Schritt S4 wird die Anzahl N der Klappen 9 der an den Hauptkanal 6 angeschlossenen Zuluftstelleinrichtungen vorgegeben. In Schritt S5 wird eine erste Klappe 9 (I = 1) auf einen Anfangsöffnungswinkel eingestellt, und die übri­ gen Klappen 9 werden vollständig geschlossen. Die Öffnungs­ einstellung der Klappen 9 wird von der Klappenstelleinrich­ tung 20 durchgeführt. In Schritt S6 wird das vom Gebläse 5 gelieferte Ist-Volumenstrom vom Volumenstromaufnehmer 19 und der Volumenstrommeßeinrichtung 21 gemessen. In Schritt S7 wird die vom Gebläse 5 zwischen dem Einlaß und dem Auslaß der Raumeinheit 2 hervorgerufene Zuluftdruckdifferenz vom Differenzdruckaufnehmer 18 und der Differenzdruckmeßein­ richtung 22 gemessen. In Schritt S8 wird abgefragt, ob die Klappe 9 (I = 1) auf einen vorbestimmten nachfolgenden Öff­ nungswinkel eingestellt werden soll. Bei JA wird in Schritt S0 die Stellung der Klappe 9 (I = 1) auf den nachfolgenden Öffnungswinkel geändert. Dann springt der Ablauf zu Schritt S6 zurück, und die Schritte S6 und S7 werden ausgeführt. Die Änderung des Öffnungswinkels wird normalerweise in zwei oder drei Stufen durchgeführt, dies ist allerdings je nach der Art der Klappe 9 verschieden. Die übrigen Klappen 9 bleiben auch bei Änderung des Öffnungswinkels vollständig geschlossen. Die Operationen der Schritte S6-S9 werden so lange wiederholt, bis der Öffnungswinkel der Klappe 9 einen vorbestimmten größten Vorgabewert erreicht hat.

Wenn dagegen in Schritt S8 bestimmt wird, daß die Klappe 9 (I = 1) nicht auf einen neuen Öffnungswinkel eingestellt werden sollte (was bedeutet, daß der Öffnungswinkel der Klappe 9 den vorbestimmten größten Vorgabewert erreicht hat), wird in Schritt S10 abgefragt, ob die Klappe 9, die den größten Vorgabewert erreicht hat, die N-te Klappe ist. Bei NEIN wird der vorhergehenden Information I die Ziffer 1 hinzuaddiert, um in Schritt S11 eine neue Information I zu erzeugen. Der Ablauf springt zu Schritt S5 zurück, und die gleichen Vorgänge werden wiederholt. Auf diese Weise werden derartige Vorgänge nacheinander in bezug auf sämtliche Klappen 9 von I = 1 bis I = N durchgeführt, so daß die Operationen N-mal wiederholt werden.

Wenn in Schritt S10 bestätigt wird, daß die Klappe 9 die N-te Klappe ist (I = N), wird die Beziehung zwischen dem Öffnungswinkel, dem Luftvolumen und der Zuluftdruck­ differenz jeder Klappe 9 auf der Basis der Daten dieser Faktoren, die in der obigen Ablaufsequenz gewonnen wurden, berechnet, wodurch eine tabellen- oder formelartige Bezie­ hung in bezug auf die jeweilige Zuluftstelleinrichtung ermittelt wird. Diese Berechnung wird vom Rech­ ner 23 durchgeführt.

Die Steueroperationen für die Klappen 9 und das Gebläse 5, die unter Nutzung der tabellen- oder formelartigen Bezie­ hung zwischen dem Öffnungswinkel, dem Volumenstrom und der Zuluftdruckdifferenz in bezug auf die einzelnen Klappen 9 durchgeführt werden, sollen nachstehend unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von Fig. 4 kurz erläutert werden. Das Flußdiagramm von Fig. 4 zeigt die Steuervorgänge des ersten Ausführungsbeispiels der Klimaanlage.

Wenn bei Beendigung des Prozesses in Schritt S12 von Fig. 3 die Routine von Fig. 4 aufgerufen wird, nützt in Schritt S21 der Rechner 23 die formelhafte oder tabel­ lenförmige Beziehung für jede Zuluftstelleinrichtung, um die erforderliche Zuluftdruckdifferenz Pi in bezug auf einen willkürlichen Volumenstrom zu ermitteln, der für jede Zuluftstelleinrichtung zum Zeitpunkt der vollstän­ dig geöffneten Klappe erforderlich ist. Im nächsten Schritt S22 wird der Höchstwert (Pimax) der erforderlichen Zu­ luftdruckdifferenzen Pi der Zuluftstelleinrichtungen ausgewählt. In Schritt S23 werden die Öffnungswinkel der Klappen, deren jede einen vorgegebenen Volumenstrom liefern kann, wenn die Zuluftdruckdifferenz Pi gleich Pimax ist, auf der Basis der formelhaften oder tabellarischen Beziehung in bezug auf jede Zuluftstelleinrichtung er­ mittelt. Zu diesem Zeitpunkt entspricht der Öffnungswinkel der Klappe 9 der Zuluftstelleinrichtung, deren erfor­ derliche Zuluftdruckdifferenz Pi in Schritt S21 Pimax war, selbstverständlich dem vollständig geöffneten Zustand. Dann werden in Schritt S24 die Klappenöffnungswinkel den jeweiligen Zuluftstelleinrichtungen als Befehle zuge­ führt, um die Öffnungswinkel der Klappen 9 einzustellen.

Dann wird in Schritt S25 das Gebläse 5 so gesteuert, daß die Summe des zu jeder Zuluftstelleinrichtung benötig­ ten Volumenstroms gleich dem von der Volumenstrommeßeinrich­ tung gemessenen Volumenstrom wird. Auf diese Weise wird die Summe der erforderlichen Volumenströme gleich dem gesamten Ist-Volumenstrom gemacht.

Derartige Steueroperationen können in einfacher Weise eine solche Zuluftregelung durchführen, daß die für die Luftzuführung erforderliche Energie minimierbar ist, wie z. B. in der eingangs erwähnten JP-PS 47 497/1985 angegeben ist.

Wie beschrieben, werden die Steueroperationen, durch die die Klappensteuereinrichtung 20 den Öffnungswinkel jeder Klappe 9 der Zuluftstelleinrichtungen ändert, während die übrigen Klappen vollständig geschlossen sind, in der Testbetriebsart durchgeführt. Der vom Gebläse 5 zu die­ sem Zeitpunkt gelieferte Volumenstrom wird über den Volumenstromaufnehmer 19 von der Volumenstrommeßeinrichtung 21 gemessen. Ferner wird die Zuluftdruckdifferenz, die durch die Luftzuführung vom Gebläse 5 zur Raumeinheit 2 hervorgerufen ist, über den Differenzdruckdetektor 18 von der Differenzdruckmeßeinrichtung 22 gemessen. Der Rechner 23 ermittelt die Beziehung zwischen den Öff­ nungswinkeln der Klappen 9, dem Volumenstrom und der Zu­ luftdruckdifferenz auf der Basis der diese Faktoren betref­ fenden Informationen von der Klappensteuereinrichtung 20, der Volumenstrommeßeinrichtung 21 und der Differenzdruckmeß­ einrichtung 22 und bringt diese Beziehung in Tabellen- oder Gleichungsform. Diese sequentiellen Operationen werden ent­ sprechend der Anzahl der Zuluftstelleinrichtungen wie­ derholt. Informationen bezüglich der Regelung der Zu­ luftdruckdifferenz und der Öffnungswinkel der Klappen 9 zur Förderung eines bestimmten Volumenstromes zu den Zweig­ kanälen werden nacheinander akkumuliert. Auf diese Weise wird die Differenz zwischen den Luftstrompfaden der Zweigkanäle vorab aufgenommen, der Volumenstrom jeder den individuellen Volumenstrombedarf bestimmenden Endeinheit wird indirekt geschätzt, und ein geeigneter Öffnungswinkel jeder Klappe 9 für einen erforder­ lichen Volumenstrom wird ermittelt.

In der Kühl- oder Heizbetriebsart können das Gebläse 5 und der Öffnungswinkel jeder Klappe 9 in geeig­ neter Weise auf der Grundlage der vorstehend beschriebenen Informationen geregelt werden und führen den zu klimati­ sierenden Räumen 1 in geeigneter und stabiler Weise gekühl­ te oder erwärmte Luft zu.

Im übrigen genügt es, den oben beschriebenen Test- oder Initialisierungsbetrieb nur einmal bei der Probeeinstellung der Klimaanlage durchzuführen. Die meisten für diese Probe­ einstellung notwendigen Einrichtung sind für den Normal­ betrieb nicht erforderlich. Insbesondere ist der Dif­ ferenzdruckaufnehmer 18 allgemein teuer und kann einer Kosten­ senkung der Anlage entgegenstehen.

Angesichts dieser Tatsachen wird ein zweites Ausführungs­ beispiel nach Fig. 5 vorgeschlagen, das sich in zwei we­ sentlichen Punkten von dem oben beschriebenen Ausführungs­ beispiel unterscheidet.

Ein Unterschied zwischen dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 und dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, daß ein Initialisierungsinformationsspeicher 24 vorgesehen ist. In diesem sind tabellarisch oder formelmäßig Initialisierungs­ informationen hinsichtlich der Zuluftführung gespeichert und gesammelt, die vom Rechner 23 ermittelt wur­ den, um den Zuluftwiderstand in den jeweiligen Zweigkanälen festzustellen. Der zweite Unterschied des Ausführungsbei­ spiels nach Fig. 5 besteht darin, daß eine Initialisie­ rungsinformationsgebereinheit 25 vorgesehen ist, die von der Klimaanlage nach der Erfindung trennbar ist. Der Ini­ tialisierungsinformationsgeber besteht aus der Klap­ pensteuereinrichtung 20, dem Differenzdruckaufnehmer 18, der Differenzdruckmeßeinrichtung 22 und dem Rechner 23, die nur für den Versuchsbetrieb erforderlich sind.

Normalerweise gehört der Initialisierungsinformationsgeber 25 einem Unternehmer, der die Klimaanlage eingebaut hat. Der Ineuren Differenzdruckdetektor 18, der für hohe Drücke geeignet ist, verwenden, um die Initialisierungsinformationen mit hoher Präzision zu gewinnen, wodurch die Präzision der Strömungsregelung ver­ bessert wird.

Claims (2)

1. Einkanal-Klimaanlage mit variablem Volumenstrom zur jeweils getrennten Regelung der Temperatur in mehreren Räumen, mit einer zentralen Zuluftspeiseeinrichtung mit einer einen Wärmetauscher (4) aufweisenden Einheit (2), einem Hauptkanal (6) und davon abzweigenden Zweigkanälen (7), wobei in der Zuluftspeiseeinrichtung eine Wärmeübertragung zwischen der Zuluft und dem Wärmetauscher (4) stattfindet und die Zuluft danach den Räumen (1) mittels eines Gebläses (5) durch den Hauptkanal (6) und die Zweigkanäle (7) zugeführt wird; mit Zuluftstelleinrichtungen, die in den jeweiligen Zweigkanälen (7) angeordnet sind und jeweils Klappen (9) aufweisen und den Volumenstrom von wahlweise gekühlter oder erwärmter Luft zu den Räumen durch Verstellen der Öffnungswinkel der Klappen (9) einstellen, und mit einer Klappensteuereinrichtung (20), dadurch gekennzeichnet, daß die Klappensteuereinrichtung (20) in einem Initialisierungs- oder Testbetrieb den Öffnungswinkel der Klappe (9) für jede Zuluftstelleinrichtung allmählich ändert, während gleichzeitig die übrigen Klappen vollständig geschlossen bleiben, daß eine Volumenstrommeßeinrichtung (21) den Ist-Volumenstrom des Gebläses (5) im Hauptkanal (6) erfaßt, daß eine Differenzdruckmeßeinrichtung (22) den Differenzdruck zwischen der Auslaß- und der Einlaßseite des Gebläses (5) erfaßt und daß ein Rechner (23) die Beziehung zwischen den die jeweiligen Zuluftstelleinrichtungen (9) durchsetzenden Volumenströmen, den Öffnungswinkeln der jeweiligen Klappen und dem Differenzdruck auf der Basis von Ausgangssignalen der Differenzdruckmeßeinrichtung (22), der Volumenstrommeßeinrichtung (21) und der Klappensteuereinrichtung (20) berechnet, um die Widerstände der einzelnen Zweigkanäle (7) zu ermitteln.

2. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Intitialisierungsinformationsgeber (25) vorgesehen ist, der aus der Klappensteuereinrichtung (20), der Differenzdruckmeßeinrichtung (22) und dem Rechner (23) zur Gewinnung von Initialisierungsinformation für die Volumenstromregelung besteht und der von der Klimaanlage trennbar ist; und daß ein Initialisierungsinformationsspeicher (24) vorgesehen ist, in dem die Initialisierungsinformation speicherbar ist.