DE69626364T2

DE69626364T2 - Deckenmontageeinheit für Klimaanlage

Info

Publication number: DE69626364T2
Application number: DE69626364T
Authority: DE
Inventors: Yehia M. Amr
Original assignee: Carrier Corp
Current assignee: Carrier Corp
Priority date: 1995-12-15
Filing date: 1996-11-15
Publication date: 2003-12-04
Anticipated expiration: 2016-11-16
Also published as: DE69626364D1; US5595068A; EP0779478A3; EP0779478B1; ES2192601T3; JP2898607B2; JPH09210455A; EP0779478A2

Description

Diese Erfindung bezieht sich generell auf Klimaanlagensysteme. Spezieller bezieht sich die Erfindung auf ein Klimaanlagensystem mit einer verbesserten, an der Decke angebrachten Innen- bzw. Innenraum- Einheit.
US-A-3,929,285 beschreibt ein Klimaanlagensystem mit einem zentralen Gebläsesystem zum Liefern von vorkonditionierter Primärluft durch eine Kanalanordnung an Mischkästen, die in einem Zwischendecken-Zwischenraum zwischen einer echten und einer falschen Decke angeordnet sind. Jeder Mischkasten mischt kalte, vorkonditionierte Primärluft von der Kanalanordnung und warme Sekundärluft von dem Zwischendecken-Zwischenraum, und ein Gebläse gibt die gemischte Luft von dem Mischkasten über einen Abgabekanal in den zu klimatisierenden Raum ab. Eine Luftheizeinrichtung ist in dem Abgabekanal angeordnet.
Kanalfreie aufgeteilte Klimaanlagensysteme werden normalerweise bei Haushaltsanwendungen und kleinen kommerziellen Anwendungen gefunden. Im Gegensatz zu aufgeteilten Kanalsystemen, bei welchen es eine zentrale Inneneinheit gibt, wobei die konditionierte Luft durch ein Kanalsystem auf Räume verteilt wird, weist ein kanalfreies aufgeteiltes System eine oder mehrere Inneneinheiten auf, die in dem Raum oder den Räumen angeordnet sind, die durch das System versorgt werden. Der Ausdruck "aufgeteilt" bezieht sich auf die Ausgestaltung des Gesamtsystems dahingehend, dass es auf eine Inneneinheit und eine Außeneinheit aufgeteilt ist. Sowohl ein aufgeteiltes Kanalsystem als auch ein aufgeteiltes kanalloses System stellen einen Wärmetauscher in einer Außeneinheit außerhalb des zu klimatisierenden Raums angeordnet bereit, während ein weiterer Wärmetauscher in einer Inneneinheit angeordnet ist. Bei einem aufgeteilten kanalfreien System verbinden Kühlmittelleitungen, die zwischen der Inneneinheit und der Außeneinheit verlaufen, die zwei Wärmetauscher und den Kompressor. Es gibt normalerweise Gebläse, die sowohl der Inneneinheit als auch der Außeneinheit zugeordnet sind.
Es ist üblich, die Inneneinheit einer aufgeteilten kanalfreien Klimaanlage in einer hohen Position in dem Raum anzubringen, den es zu versorgen hat. Die Inneneinheit kann an einer Wand angebracht sein oder an der Decke hängen. Falls der Raum eine falsche Decke hat, kann die Inneneinheit in der falschen Decke zurück versetzt sein, um sie so unauffällig wie möglich zu machen. Falsche Decken werden normalerweise aus einem relativ porösen Material hergestellt, das geräuschabsorbierend ist.
Ein wichtiges Ziel bei der Konstruktion eines Klimaanlagensystems sind niedrige Niveaus an abgestrahlten Geräusch. Die primäre Quelle für Geräusch bei einer Inneneinheit ist das Gebläse, wobei das Geräusch primär von der Luftabgabeöffnung aber auch von der Lufteinlassöffnung abgestrahlt wird.
Ein weiteres wichtiges Konstruktionsziel ist, dass es eine gute Luftströmungsverteilung in dem zu klimatisierenden Raum gibt. Da warme Luft aufsteigt, kann sie sich an dem Deckenniveau oder in der Nähe des Deckenniveaus in einem Raum sammeln und sich dort aufschichten. Das ist sowohl bei dem Heizbetriebsmodus als auch bei dem Kühlbetriebsmodus unerwünscht. Eine zurückversetzte, an der Decke angebrachte Inneneinheit rezirkuliert diese aufgeschichtete Luft normalerweise nicht, außer sie hat Einlassschlitze, die nach außen und nach unten von dem Hauptbereich der Einheit wegragen und derartige Schlitze beeinträchtigen tendenziell die Erscheinung der Einheit.
Bei einer typischen Inneneinheit sind der Luftansaugeinlass und Luftabgabeauslass relativ nahe zueinander angeordnet. Bei einer derartigen Einheit kann es einen signifikanten Anteil des Gesamtluftstroms durch die Einheit geben, der einen "Kurzschluss" von einer Abgabeeinrichtung zu einer Ansaugeinrichtung bildet, und so die Menge von Luft reduzieren, die durch das gesamte Volumen des zu versorgenden Raums rezirkuliert wird.
Gemäß der Erfindung wird ein Klimaanlagensystem mit einer Innen-Klimatisiereinheit des Typs mit einer Lufteinlassöffnung und einer Luftabgabeöffnung in deren Bodenfläche und in Verbindung mit einem zu klimatisierenden Raum, mit einer Wärmetauscherwindung und mit einem Gebläse, das in der Einheit in serieller Strömungsbeziehung zwischen der Einlass- und Abgabeöffnung angeordnet ist, bereitgestellt, wobei die Einheit in einem Zwischenraum zwischen einer echten und einer falschen Decke angebracht ist, wobei Luft von dem zu klimatisierenden Raum in den Zwischenraum strömen kann, und eine Hilfs- Lufteinlassöffnung in einer Seite der Einheit gebildet ist, um eine fluidmäßige Strömungsverbindung zwischen dem Zwischenraum und dem Gebläse zu schaffen, und wobei die Wärmetauscherwindung zwischen der Lufteinlassöffnung und dem Gebläse derart angeordnet ist, dass das Gebläse gleichzeitig Luft sowohl aus dem Raum als auch aus dem Zwischenraum über die Wärmetauscherwindung fördert.
Zusätzlich zu einem Gebläseansaugeinlass auf der Unterseite des Gehäuses der Einheit gibt es Hilfs-Gebläseansaugeinlässe, die an der Seite der Einheit angeordnet sind. Wenn die Einheit derart angebracht ist, dass sie in einer falschen Decke zurückversetzt ist, sind die Hilfs-Gebläseansaugeinlässe derart positioniert, dass das Gebläse Luft von dem Zwischenraum zwischen der falschen und echten Decke fördern kann. Indem dies durchgeführt wird, wird ein Unterdruck in diesem Zwischenraum erzeugt, und der Unterdruck wird die warme Luft, die knapp unterhalb der falschen Decke gefangen ist, durch die poröse falsche Decke fördern, und so eine Aufschichtung reduzieren oder eliminieren und die Gesamtluftzirkulation in dem Raum, das die Einheit versorgt, verbessern. Die Hilfs-Gebläseansaugeinlässe erlauben es dem Gebläse auch, leiser zu arbeiten, da Einlassverluste reduziert sind. Das heißt, mit der vergrößerten Fläche der Einlassöffnungen ist die Geschwindigkeit der Einlassluft reduziert und die Einlassverluste sind entsprechend reduziert (d. h. die Verluste sind proportional zu Geschwindigkeit²). Mit diesen reduzierten Verlusten kann das Gebläse dann mit niedrigeren Drehzahlen betrieben werden, was bewirken wird, dass weniger Geräusch produziert und emittiert wird. Ferner kann zumindest ein Teil des Geräusches, welches das Gebläse erzeugt, durch die Hilfs-Gebläseansaugeinlässe abstrahlen und in den Zwischenraum zwischen der falschen und der echten Decke abstrahlen, wo es durch das geräuschabsorbierende Material in der falschen Decke absorbiert werden kann.
Durch die Verwendung der Hilfs-Lufteinlassöffnungen wird die Menge an Luft, die in die primären Einlassöffnung strömt, reduziert. Sowohl dies als auch die oben beschriebene Strömung der geschichteten Luft durch die falsche Decke zum Verbessern der Lufströmungsverteilung, wird tendenziell die Menge von Luftströmung reduzieren, die von der Abgabeöffnung zu der Einlassöffnung einen "Kurzschluss" macht.
Die Erfindung stellt auch eine an einer Decke angebrachte Inneneinheit für ein Klimaanlagensystem bereit wobei die Inneneinheit aufweist:
Ein Gehäuse mit einer unteren Wand und einer Seitenwand, wobei die untere Wand eine primäre Gebläseansaugöffnung und eine Gebläseabgabeöffnung aufweist,
ein Gebläse, das in dem Gehäuse angeordnet ist, und arbeitsfähig ist, um zu bewirken, dass Luft in die primäre Gebläseansaugöffnung strömt und aus der Gebläseabgabeöffnung strömt,
einen Wärmetauscher, der in dem Gehäuse strömungsaufwärts von dem Gebläse positioniert ist, so dass die Luftströmung dadurch strömt, und eine Hilfs-Gebläseansaugöffnung, die in eine Seitenwand des Gehäuses in strömungsaufwärtiger Lufströmungsbeziehung mit dem Wärmetauscher und dem Gebläse gebildet ist, derart, dass das Gebläse gleichzeitig Luft von der primären Gebläseansaugöffnung und Hilfs-Gebläseansauföffnung über den Wärmetauscher fördert.
Weiterhin wird gemäß der Erfindung ein Verfahren bereitgestellt, zum Verbessern der Zirkulation von Luft in einem Raum mit einer echten Decke und einer luftdurchlässigen falschen Decke mit einem dazwischen gebildeten Zwischendecken-Zwischenraum, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Anbringen einer an der Decke angeordeten Inneneinheit eines Klimaanlagensystems zwischen der echten Decke und der falschen Decke;
Fördern von Luft durch eine primäre Ansaugöffnung aus dem Raum direkt in die Einheit und Fördern zusätzlicher Luft über mindestens eine sekundäre Ansaugöffnung in die Einheit direkt aus dem Zwischendecken-Zwischenraum, um dadurch ein Teilvakuum zu erzeugen, welches wiederum Luft aus dem Raum durch die falsche Decke in den Zwischendecken-Zwischenraum fördert;
Abgeben der Luft aus der Einheit mittels eines Gebläses in den Raum; und
Klimatisieren der aus dem Raum und dem Zwischenraum in die Einheit geförderten Luft strömungsaufwärts des Gebläses.
Die begleitenden Zeichnungen bilden einen Teil der Beschreibung. Überall in den Zeichnungen bezeichnen ähnliche Referenzzeichen ähnliche Elemente.
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht der Inneneinheit der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine isometrische Ansicht der Inneneinheit der vorliegenden Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine Inneneinheit 10 der vorliegenden Erfindung, die in einem Raum mittels Hängen von einer echten Decke und in eine falsche Decke 41 zurückgesetzt angebracht ist. Innerhalb des Gehäuses befinden sich das Gebläse 11 und der Wärmetauscher 12. In der unteren Wand 21 des Gehäuses 20 sind ein primärer Gebläseansaugeinlass 31 und ein Gebläseabgabeauslass 32 angeordnet. Das Gebläse 11 fördert Luft von dem zu versorgenden Raum durch den Einlass 31 und über den Wärmetauscher 12 und gibt die klimatisierte Luft an den Raum über den Auslass 32 zurück. Hilfs-Gebläsesaugeinlässe 33, 34 und 35 sind in Seitenwänden 22, 23 bzw. 24 des Gehäuses 20 gebildet und sind in Fluidströmungsverbindung mit dem normalerweise ungenutzten Luftzwischenraum 36 zwischen der echten und der falschen Decke. Ein Gebläse 11 saugt Luft durch diese Einlässe 33-35 an, um dadurch ein Teilvakuum in diesem Zwischenraum 36 zu erzeugen. Dies wiederum bewirkt, dass die geschichtete Luft "A" unterhalb der falschen Decke durch die poröse Decke, wie durch die Pfeile gezeigt strömt. Diese warme Luft wird dann schließlich zurück in die Ansaugeinlässe 33-35 gefördert, strömt durch die Windung 12, wo sie konditioniert wird, und wird dann gezwungen, in den Raum über den Abgabeauslass 32 zurückzuströmen. Fig. 2 stellt eine weitere Ansicht des Äußeren der Einheit 10 und der Position der Einlässe 31 und 33-35 und des Auslasses 32 bereit.
Wegen der zusätzlichen Einlassfläche, die durch die Einlässe 33-35 bereitgestellt werden, sind die Einlassströmungsverluste niedriger als wenn lediglich der primäre Einlass 31 benutzt würde. Dies erlaubt, dass das Gebläse unter niedrigeren Drehzahlen läuft, um die gleichen Luftströmungsvolumina zu erreichen, wodurch weniger Geräusch verursacht wird. Außerdem passiert einiges von dem Geräusch, welches das Gebläse 11 produziert, durch die Hilfseinlässe 33-35 in den Zwischenraum zwischen der echten Decke 42 und der falschen Decke 41, wo es durch das absorbierende Material in der falschen Decke 41 absorbiert wird. Die fortgeführten Auswirkungen dieser beiden Phänomene bringen eine wesentliche Reduzierung des Niveaus an abgestrahlten Geräusch von der Einheit 10 mit sich, wie sie in dem Raum gemessen werden. Es wird geschätzt, dass die Geräuschniveaureduktion bis zu 3 dBA beträgt.
Durch das Abnehmen des Lufströmungsvolumens in den primären Lufteinlass 31 und die verbesserte Luftströmungsverteilung, die durch die Strömung von geschichteter Luft in dem Zwischenraum 36 verursacht wird, wird die "Abgabe" der Luft von der Luftabgabeöffnung 32 erhöht und die Menge von Luft, die einen "Kurzschluss" zu dem Einlass 31 bildet, wird vorteilhaft reduziert.
Die vorliegende Erfindung ist nicht nur anwendbar, wo sie in einer porösen falschen Decke angebracht ist sondern in jeder fliesenartigen Decke. Das heißt, selbst wenn die Fliesen nicht porös sind, erlaubt die lose Weise, in welcher die Fliesen normalerweise auf der Stützstruktur angebracht sind, dass genügend "Leck"-Luftströmung dadurch fließt, um es der geschichteten Luft zu erlauben, in den Zwischenraum 36 zu strömen.
Die Einheit der vorliegenden Erfindung kann auch in einem Raum angebracht werden, das keine falsche Decke hat. Dies würde einiges an Verbesserung der oben diskutierten Leistungscharakteristik bereitstellen, aber nicht in dem Ausmaß, das bereitgestellt wird, wenn sie, wie beschrieben, mit einer falschen Decke verwendet wird.

Claims

1. Klimaanlagensystem mit einer Innen-Luftklimatisiereinheit (10) des Typs mit einer Lufteinlaßöffnung (31) und einer Luftabgabeöffnung (32) in deren Bodenfläche (21) und in Verbindung mit dem zu klimatisierenden Raum, mit einer Wärmetauscherwindung (12) und mit einem Gebläse (11), das in der Einheit in serieller Strömungsbeziehung zwischen der Einlaß- und Abgabeöffnung (31, 32) angeordnet ist, wobei die Einheit (10) in einem Zwischenraum (36) zwischen einer echten und einer falschen Decke (42, 41) angebracht ist wobei Luft von dem zu klimatisierenden Raum in den Zwischenraum (36) strömen kann, und eine Hilfs-Lufteinlaßöffnung (33) in eine Seite (22) der Einheit (10) gebildet ist, um eine fluidmäßige Strömungsverbindung zwischen dem Zwischenraum (36) und dem Gebläse (11) zu schaffen, und wobei die Wärmetauscherwindung (12) zwischen der Lufteinlaßöffnung (31, 33) und dem Gebläse (11) derart angeordnet ist, so dass das Gebläse (11) gleichzeitig Luft sowohl aus dem Raum als auch aus dem Zwischenraum (36) über die Wärmetauscherwindung (12) fördert.

2. Klimaanlagensystem nach Anspruch 1, wobei die falsche Decke (41) porös ist um so das Strömen von Luft dadurch von dem Raum zu dem Zwischenraum (36) zu erlauben.

3. An einer Decke angebrachte Inneneinheit (10) für ein Klimaanlagensystem, wobei die Inneneinheit (10) aufweist:

ein Gehäuse (20) mit einer unteren Wand (21) und einer Seitenwand (22), wobei die untere Wand (21) eine primäre Gebläseansaugöffnung (31) und eine Gebläseabgabeöffnung (32) aufweist,

ein Gebläse (11), das in dem Gehäuse (20) angeordnet ist, und arbeitsfähig ist, um zu bewirken, dass Luft in die primäre Gebläseansaugöffnung (31) strömt und aus der Gebläseabgabeöffnung (32) strömt,

einen Wärmetauscher (12), der in dem Gehäuse (20) strömungsaufwärts von dem Gebläse (11) positioniert ist, so dass die Luftströmung dadurch strömt, und

eine Hilfs-Gebläseansaugöffnung (33), die in eine Seitenwand (22) des Gehäuses (20) in strömungsaufwärtiger Luftströmungsbeziehung mit dem Wärmetauscher (12) und dem Gebläse (11) gebildet ist, so dass das Gebläse (11) gleichzeitig Luft von der primären Gebläseansaugöffnung (31) und Hilfs-Gebläseansaugöffnung (33) über den Wärmetauscher (12) fördert.

4. Ein Verfahren zum Verbessern der Zirkulation von Luft in einem Raum mit einer echten Decke (42) und einer luftdurchlässigen falschen Decke (41) mit einem dazwischen gebildeten Zwischendecken-Zwischenraum (36), wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

Anbringen einer an der Decke angeordneten Inneneinheit (10) eines Klimaanlagensystems zwischen einer echten Decke (42) und einer falschen Decke (41);

Fördern von Luft durch eine primäre Ansaugöffnung (31) aus dem Raum direkt in die Einheit (10) und Fördern zusätzlicher Luft über mindestens eine sekundäre Ansaugöffnung (33) in die Einheit (10) direkt aus dem Zwischendecken-Zwischenraum (36), um dadurch ein Teilvakuum zu erzeugen, welches wiederum Luft aus dem Raum durch die falsche Decke (41) in den Zwischendecken-Zwischenraum (36) fördert;

Abgeben der Luft aus der Einheit (10) mittels eines Gebläses (11) in den Raum; und

Klimatisieren der aus dem Raum und dem Zwischenraum (36) in die Einheit (10) geförderten Luft strömungsaufwärts des Gebläses (11).